(57)【要約】  【課題】ターゲットキャリア上の単一または多数部品ターゲットの摺動を促進すること。  【解決手段】本発明は、ターゲットキャリアおよびターゲット付き筒状カソードに関する。ターゲットは単一または多数部品からなり、ターゲットキャリアとターゲットの間には、熱伝導物質からなり、複数の細いリングで互いに分離された複数個の環状構成要素がターゲットキャリアの長手方向に沿って置かれている。環状構成要素上で容易に摺動可能になるように、ターゲットは少なくともその一端面側に面取り部分を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング法に用いられるためにターゲットキャリア及びターゲットを有し、このターゲットキャリアとターゲットとの間に良好な導電性と熱伝導性を有する陰極層が置かれている筒状カソードであって、前記陰極層はターゲットキャリア（１８）の長軸方向に沿って互いに隙間を空けた複数個の個別の陰極層（１９〜２４）に分割されていることを特徴とする筒状カソード。
【請求項２】
前記複数個の個別の陰極層（１９〜２４）は、主として黒鉛からなることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項３】
前記ターゲットキャリア（２又は７又は１８）及びターゲット（３又は１０〜１７又は３６または４１）は、チューブ状または筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項４】
前記ターゲットキャリア（７又は１８）上には複数個のリング状ターゲット（１０〜１７又は３６及び４１）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項５】
前記複数個のリング状ターゲット（３６及び４６）の少なくとも１つは、少なくとも一端に滑り面取り部分（４２および４３）を有していることを特徴とする請求項４に記載の筒状カソード。
【請求項６】
前記個別の陰極層（１９〜２４）の各々は、金属箔によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の筒状カソード。
【請求項７】
前記個別の陰極層（１９〜２４）の各々は、黒鉛リングによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項８】
黒鉛リングの各々は、それぞれ横方向に伸びる結合線（３１〜３５）を有していることを特徴とする請求項７に記載の筒状カソード。
【請求項９】
各黒鉛リング（１９〜２４）のそれぞれの結合線（３１〜３５）は、互いに対して空間的にずらされるようにターゲットキャリアの外周に形成されていることを特徴とする請求項７および８のいずれかに記載の筒状カソード。
【請求項１０】
前記個別の陰極層の間には、前記ターゲットキャリア（２又は７又は１８）の周囲に伸びるリングが（２５〜３０）が置かれていることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項１１】
隣接同士のリング状ターゲットは、それらの端面でさねはぎ継ぎ状に互いに噛み合うように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の筒状カソード。
【請求項１２】
前記ターゲット（３又は１０〜１７）はモリブデン製であることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【請求項１３】
前記ターゲット（３又は１０〜１７）はＩＴＯ製であることを特徴とする請求項１に記載の筒状カソード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の筒状カソードに関する。
【背景技術】
【０００２】
平坦カソードとは別に、このところ、筒状カソードが益々頻繁に用いられるようになっている。と言うのも、基板のコーティングに際して、筒状カソードは非常に高い有効性を持っているからである。このような筒状カソードは、ターゲットキャリア、ターゲット、並びにターゲットキャリア内に設置される磁石システムとを具備する。
【０００３】
ターゲットがスパッタリング法によって消費されるとき、ターゲットはターゲットキャリアとともに片付けられ、新しいターゲットキャリア付きの新しいターゲットが対応するスパッタリング装置内に装備される。
【０００４】
例えば、冷却媒体が流れる通路を有する冷却チューブが内部に形成される筒状スパッタターゲットの製造方法は公知である（特許文献１参照）。また、スパッタリングされるスパッタ材料を有する複数個のリングも形成される。これらのリングは、これらのリングの突出部がスパッタリングされるときに基板上に層（薄膜）を形成するように、冷却チューブの上に置かれる。
【０００５】
さらに、スパッタ材料からなるチューブとスリーブを有し、これらチューブとスリーブとの間に環状の隙間が形成されるように、スリーブの内径がチューブの外径よりも大きくされたスパッタターゲットが既に知られている（特許文献２参照）。その環状の隙間は少なくとも部分的に熱伝導物質で占有されている。この熱伝導物質は常温で流動する特定の微粒子からなる物質を含んでいる。
【０００６】
また、キャリア上に置かれ、筒状ターゲット物質からなる筒状ターゲットが知られている（特許文献３参照）。ターゲット物質とキャリアとの間には緩衝要素が置かれる。この緩衝要素は炭素フェルトが用いられ得る。
【０００７】
同様に、ターゲットキャリアとターゲットとの間に導電性マットが挿入されるものもある（特許文献４参照）。
【０００８】
さらに、筒状のキャリア要素とターゲット物質からなる少なくとも1つの筒状ターゲットを備え、そのターゲットは少なくとも断面においてキャリア要素を取り囲んでいるターゲット構造が知られている（特許文献５参照）。キャリア要素とターゲットとの間には、把持リングまたは1つ乃至複数個の把持くさびが形成されている。
【０００９】
最後のものとして、上部にターゲット殻が配置されたキャリアを有するターゲットキャリア構造が知られている（特許文献６参照）。ここにおけるターゲット殻はキャリア上を摺動せしめられるターゲットスリーブによって形成されている。キャリアとターゲットスリーブの間には１つの把持要素が活動的に配置されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／００４７９３６号公報
【特許文献２】米国特許第６,４０９,８９７号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／０１３６６６２号公報
【特許文献４】米国特許第６,７８７,０１１号公報
【特許文献５】独国特許出願公開第１０ ２００４ ０３１１６１号公報
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２３１２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ターゲットキャリア上の単一または多数部品ターゲットの摺動を促進するという課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、請求項１の特徴に従って解決される。
【００１３】
それ故、本発明は、ターゲットキャリアおよびターゲット付き筒状カソードに関する。ここで、ターゲットは単一または多数部品からなる。ターゲットキャリアとターゲットの間には熱伝導物質からなる複数個の環状構成要素がターゲットキャリアの長手方向に沿って置かれている。複数の細いリングが環状構成要素を互いに分離している。ターゲットは、少なくともその一端面側に、個別の環状構成要素上でターゲットを容易に摺動可能にする面取り部分を有している。
【００１４】
本発明で以って得られる利点は、例えば、低い熱膨張係数を有するモリブデンまたはＩＴＯ製のターゲットのように扱い難いターゲットであっても、接着が省略されるので、特に従来の場合よりも容易に装着することができることである。また、スパッタリングされ終わったターゲットは、接着剤を含んでいないので、再利用され得る。多数部品のターゲットが用いられるとき、スパッタリング法を介したターゲット物質の加熱のために生じる物体的な応力は補われ、そのため互いに隣接するリングターゲット間には最小限の膨張隙間が形成されるにとどまる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の具体例が添付の図面に描かれているとともに、以下にさらに詳細に説明される。
【００１６】
図１は側面図において本発明の筒状カソード１を描写している。同図には、筒状カソード１のターゲットキャリアとしてのキャリアチューブ２、単一部品のターゲット３、並びに２つの保護リング４，５が示されている。
【００１７】
もう１つの筒状カソード６が図２に示されており、そこにはターゲットキャリアとしてのキャリアチューブ７、並びに２つの保護リング８，９も示されているが、この筒状カソード６は複数個のリングターゲット１０〜１７から構成されている。
【００１８】
図３において、複数個のリングターゲットのうちの１つを残して、ターゲットキャリアとしてのキャリアチューブ１８の表面が見えるように、他の全ては取り除かれている。このキャリアチューブ１８は、陰極層としてのリング状の黒鉛箔帯１９〜２４がそれぞれ置かれた複数個の区切り部分を有している。黒鉛箔帯１９〜２４の各々は、黒鉛中間成分に変換された天然黒鉛からなる。これに相当する金属箔が、たとえば、Ｄ−８６４０５、マイティンゲン（ドイツ）にあるＳＧＬ  Ｔｅｃｈｎｉｋ  社による“ＳＩＧＲＡＦＬＥＸ”という名称で分配される。
【００１９】
キャリアチューブ１８の各区切り部分は、キャリアチューブ１８の筒状外周面の周囲に等距離で伸びるリング２５〜３０によって形成され、互いに隣接するリング間のそれぞれには黒鉛箔帯１９〜２４が配されている。黒鉛箔帯１９〜２４内には、キャリアチューブ１８の長軸方向に平行であって、しかも、一列状に並ばないように互いに対してずらされた結合線３１〜３５がそれぞれ形成されている。
【００２０】
リングターゲット３６は、黒鉛箔帯２４上を矢印３７の方向に摺動せしめられる。これによって、弾性のある黒鉛箔帯２４が圧縮されるように、圧力が矢印３８の方向に生じる。従って、黒鉛箔帯２４の外径は、まだ圧縮されていない他の黒鉛箔帯１９〜２３の外径より小さくなる。また、黒鉛箔帯２４の結合線は見えなくなる。リングターゲットが更に摺動すると、黒鉛箔帯１９〜２３もまた圧縮される。
【００２１】
キャリアチューブ１８の全体にわたって黒鉛箔帯１９〜２４を初めから装着する必要はなく、また、フリーの状態にある全ターゲット長に亘ってリングターゲットを摺動させる必要もない。むしろ、省資源のために、これから摺動されようとするリングターゲットに対応する区切り部分に黒鉛箔帯が完全に敷設されるように、黒鉛箔帯１９〜２４をその中に十分に挿入するだけで良い。次のリングターゲットの摺動直前に、必要とされる更なる区切り部分に黒鉛箔帯が敷設される。その結果、リングターゲットはそれぞれ必要とされる特定の黒鉛箔帯上を摺動するだけである。必要とされる場合に、黒鉛箔帯が-敷設された全ての区切り部分上をリングターゲットが完全に摺動せしめられる。
【００２２】
図４は図３の形状を再び描写しているが、断面にされた２個のリングターゲット３６，４１と、同じく断面にされた黒鉛箔帯１９〜２４を有している。ここでは、結合線３１〜３５は見えない。摺動し終わって示されるリングターゲット３６に加えて、これから摺動される状態にあるもう１つのリングターゲット４１が示されている。双方のリングターゲット３６，４１は、黒鉛箔帯１９〜２４上におけるそれらの摺動を促進させる面取り部４２，４３をそれぞれの左端に有している。固着剤で固定された据付状態の黒鉛箔帯１９〜２４の各外径は、非圧縮状態において、リングターゲット４１の内径よりも大きい。
【００２３】
図５は図４の形状を再び描写しているが、リングターゲット４１は更に左側に変位されている。矢印３７の方向に左に変位されているリングターゲット４１の面取り部４３を介して、黒鉛箔帯２２はその上端で係合される。リングターゲット４１を更に矢印３７方向に摺動させれば、黒鉛箔帯２２上に矢印方向３８，４４の力が働く。その結果、黒鉛箔帯２２は圧縮され、最終的にその上端はリング２５〜３０並びに４０の上端と同じレベルになる。
【００２４】
リングターゲット４１の予備加熱はリングターゲット４１の摺動作用および圧縮作用を促進する。このように、リングターゲット３６，４１の係合場所はリング２５〜３０上となる。これによって、長さ４メートルまでのターゲットが何の問題も無く利用され得る。
【００２５】
リング２５〜３０でキャリアチューブ１８を区切り部分に分割することによって、リングターゲットがキャリアチューブ上を摺動するときの黒鉛箔帯１９〜２３上に作用する摩擦力は減少せしめられる。何故なら、黒鉛箔帯１９〜２３はリング２５〜３０上にとどまることができ、黒鉛箔帯１９〜２３の滑りが防止されるからである。それによって、黒鉛箔帯１９〜２３は、好適な導電性と熱伝導性とを導くキャリアチューブ１８とリングターゲット３６との間に高圧下で把持され得る。
【００２６】
リングターゲット３６，４１は、黒鉛または隣接するリングターゲット３６，４１の間における各々約０．５ｍｍの隙間内に置かれるリング２５〜３０の物質がスパッタリング法によって腐食することを防止するために（黒鉛またはリング物質の腐食は析出される陰極層の汚染を導く）、さねはぎ継ぎ状に互いに噛み合う半径方向の差し込みまたは筒先をその内径部に有することができる。たとえば、図４に図示のリングターゲット３６は箔帯２１の上に当たる部分に溝を有し、一方、リングターゲット４１はその溝に対応する突出部を有することができ、リングターゲット３６，４１が共に摺動せしめられる時、突出部が溝に導入されるようにしても良い。
【００２７】
このようにして、プラズマ粒子がリングターゲットだけに衝突するようになるので、リング２５〜３０並びに４０がプラズマ粒子の攻撃に晒されることを防止することができる。
【００２８】
利用される黒鉛箔帯は、陰極層に平行する熱膨張係数より大きな陰極層に直交する熱膨張係数を持つ。陰極層に平行する熱膨は、結合線３１〜３５によって埋め合わせられる。
陰極層に直交する熱膨張は、リングターゲット３６とキャリアチューブ１８との間の箔帯の把持を次善の冷却でもって増大させる。それは冷却を増大するように熱の伝達を増大する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】単一部品ターゲットを有する筒状カソードの全体を示す側面図である。
【図２】複数部品ターゲットを有する筒状カソードの全体を示す側面図である。
【図３】１つのターゲット部を有するキャリアチューブを示す側面図である。
【図４】２つのターゲット部を有するキャリアチューブを示す側面図である。
【図５】外周面上を摺動する２つのリング状ターゲット有するキャリアチューブを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，６                  筒状カソード
２，７，１８            ターゲットキャリアとしてのキャリアチューブ
３                      ターゲット
４，５                  保護リング
１０〜１７，３６，４１  リングターゲット
１９〜２４              陰極層としての黒鉛箔帯
２５〜３０              リング
３１〜３５，４０        結合線
４２，４３              面取り部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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