JP2006521515A - 円筒ターゲットに対する汎用真空連結装置 - Google Patents

Abstract

円筒ターゲット（１２）をスピンドル（１４）に離脱可能に取付ける連結システム（１０）は、以下の部分、すなわち、ａ）フランジ部（１６）で終端するスピンドル（１４）と、ｂ）端部に溝付き外周面（１８）を有する円筒ターゲット（１２）と、ｃ）円筒ターゲット（１２）の溝付き外周面又は内周面（２２）と係合するように適合された内周面又は外周面（２２）を有する境界リング（２０）と、ｄ）片側においてフランジ部（１６）と係合し、他の側において境界リング（２０）と半径方向に係合し、円筒ターゲット（１２）をスピンドル（１４）に保持するように適合された締付けリング（２６）と、スピンドル（１４）と円筒ターゲット（１２）との間の１つ以上のシールリング（３０）とを備えている。境界リング（２０）は、特定の型式の円筒ターゲット（１２）を他の型式のスピンドル（１４）と共に用いることを可能としている。

Description

本発明は、円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取付ける連結システムに関する。

回転円筒ターゲットを有する円筒マグネトロンは、この１０年間、ますます用いられてきている。操作時において、円筒ターゲットは、支持され、回転され、冷却され、及び励磁されなければならない。通常、スパッタ設備は、円筒ターゲットの一端における１つの取り外し可能なスピンドルによって（片持ちモード）、又は円筒ターゲットの２つの端における２つの取り外し可能なスピンドルによって、励磁されている。
円筒ターゲットの支持、回転、励磁、及び冷却は、全て、スピンドルを介して行なわれている。円筒ターゲットの片側、具体的には、ターゲット材料の外側は、真空下において作動され、円筒ターゲットの他の側、具体的には、内側は、極めて高い圧力下で作動されるようになっている。スピンドルと円筒ターゲットとの間に生じる水漏れを防ぐために、種々の真空連結・シールシステムが開発されている。

米国特許第５，５９１，３１４号（Ａ１）明細書（バンデルシュトレーテン（Vanderstraeten）、ベカルト(Bekaert)ＶＤＳに譲渡）は、ターゲットの外面のネジと係合するネジ付きスピンドルカラーによって、円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取り付ける連結システムを開示している。

欧州特許第１ ０９２ １０９ Ｂ１号明細書（シンヴァコ(Sinvaco）、ベカルトＶＤＳに譲渡）は、円筒ターゲットがスピンドルの第１端部の周囲を軸方向に滑動可能である連結システムを開示している。スピンドルは、フランジ部で終端し、円筒ターゲットは、フランジ端を有している。連結システムは、２つ以上の締付けセグメント（扇形部）から成る締付けリングをさらに有している。各締付けセグメントは、締付け凹部を有している。この締付け凹部は、スピンドルを円筒ターゲットに連結するために、フランジ部とフランジ端の両方を閉じ込めている。

欧州特許出願公開第１ １０６ ８９３ Ａ１号明細書（ユナクシス（Unaxis））は、さらに他の連結システムを開示している。このシステムの目的は、米国特許第５，５９１，３１４号明細書の螺旋溝とバネを回避することにある。これは、端部に溝を有する円筒ターゲットを設けることによって、行なわれている。この連結装置は、第１リングと第２リングとをさらに備えている。第１リング又は第１リングの一部は円筒ターゲットの溝と係合し、第２リングはスピンドルと係合している。第１リングと第２リングとは、互いに接続され、円筒ターゲットとスピンドルを軸方向張力下に保持している。緊張は、リング間にのみ生じている。

米国特許第６，３７５，８１５号（Ｂ１）明細書（リン（Lynn））は、スピンドルがフランジ部を有し、円筒ターゲットがフランジ端を有する連結システムを開示している。スピンドルと円筒ターゲットの両方が、分割締付けカラーとリテナーリングとによって、一緒に保持されている。分割締付けカラーは、スピンドルのフランジ部と円筒ターゲットのフランジ端とを閉じ込めるものである。分割締付けカラーは、雌ネジを有している。リテナーリングは、スピンドルの周囲を滑動可能であり、スピンドルに対して回転可能である。リテナーリングは、雄ネジを有し、この雄ネジは、スピンドルを円筒ターゲットに連結するために、分割締付けカラーのネジと係合するように適合されている。

バンデルシュトレーテンの実施形態では、円筒ターゲットのネジ付き端が、バンデルシュトレーテンのスピンドルカラーと嵌合しているに過ぎない。
ユナクシスの実施形態では、円筒ターゲットの溝付き端が、ユナクシスの第１リングと嵌合しているに過ぎない。
シンヴァコの実施形態では、円筒ターゲットのフランジ端は外側に傾斜した段を有している。
リンの実施形態では、円筒ターゲットのフランジ端は内側に傾斜した段を有している。
１つの型式の円筒ターゲットを他の型式のスピンドル手段に適合させると、円筒ターゲットの端部において、一部の部品の不可逆的な破壊が生じることになる。
そこで種々のシステムは、互いに隣り合わせて存在している。しかし、結果的には、蒸着業者は、決定されたスピンドルを有するスパッタ設備を購入すると、決定された円筒ターゲットに固執するように、義務付けられている。

本発明の目的は、従来技術の欠点を回避することにある。
また、本発明の目的は、円筒ターゲットの互換性を増大させることにある。
さらに、本発明の目的は、既存の円筒ターゲット又は既存のスピンドルの変更を回避することにある。
本発明の目的は、１つのシステムのスピンドルを他のシステムの円筒ターゲットに連結させることを可能にすることにある。

本発明の第１実施形態によれば、円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取り付ける連結システムが提供されている。この連結システムは、
ａ）フランジ部で終端するスピンドルと、
ｂ）溝付き外周面を端部に有する円筒ターゲットと、
ｃ）円筒ターゲットの溝付き外周面と係合するように適合された内周面を有する境界リングであって、フランジ端をさらに有する境界リングと、
ｄ）フランジ部と境界リングとに係合し、円筒ターゲットをスピンドルに保持するように適合された締付けリングと、
ｅ）スピンドルと円筒ターゲットとの間の１つ以上のシールリングと、
を備えている。

境界リングは、締付けリングとは異なっている。

円筒ターゲットは、外端径を有し、境界リングは、少なくとも局部的に、円筒ターゲットの外端径よりも大きいか又は等しいとよい内径を有している。

外端径と内径という用語は、それぞれ、局部的な溝又は局部的な突出部を考慮しない、円筒ターゲットと境界リングの主部を指している。

本発明の第２実施形態によれば、円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取り付ける連結システムが提供されている。この連結システムは、
ａ）フランジ部で終端するスピンドルと、
ｂ）溝付き内周面を端部に有する円筒ターゲットと、
ｃ）円筒ターゲットの溝付き内周面と係合するように適合された外周面を有する境界リングと、
ｄ）フランジ部と境界リングとに係合し、円筒ターゲットをスピンドルに保持するように適合された締付けリングと、
ｅ）スピンドルと円筒ターゲットとの間の１つ以上のシールリングと、
を備えている。

円筒ターゲットは、内端径を有し、境界リングは、少なくとも部分的に、円筒ターゲットの内端径よりも小さいか又は等しいとよい外径を有している。内端径と外径という用語は、それぞれ、局部的な突出部又は局部的な溝を考慮しない、円筒ターゲットと境界リングの主部を指している。

本発明の文脈内において、円筒ターゲットという用語は、ターゲット材料の層に覆われた支持チューブから作製される円筒ターゲットと、ターゲット材料から完全に作製される自立円筒ターゲットの両方を指している。

円筒ターゲットの溝付き外周面又は内周面は、例えば、少なくとも一回転する螺旋溝であるとよい。螺旋溝に適合するバネは、円筒ターゲットと境界リングとの間に挿入されてもよい。この場合、緊張作用は、境界リングと円筒ターゲットとの間に生じている。

好ましい一実施形態において、境界リングは、フランジ端をさらに有しているとよい。
締付けリングは、好ましくは、２つ以上の締付けセグメントから構成されているとよい。各セグメントは、内側を向いた締付け凹部を有しているとよい。締付け凹部は、スピンドルのフランジ部と境界リングのフランジ端を閉じ込めている。このような締付けリングは、連結システムから容易に取り外され得るようになっている。２つ以上のセグメントは、２つの締付けセグメントと比較して、締付けリングがターゲットよりも高温になった場合、より多くの接触点が存在するので、有利である。

フランジ端を有する境界リングの外面は、例えば、シンヴァコの実施形態の分割締付けリングに嵌合している。その結果、境界リングによって、（螺旋又は非螺旋の）溝付き円筒ターゲットも、他の形式の連結装置に嵌合することになる。

他の好ましい実施形態において、境界リングは、例えば、螺旋の形態にある半径方向突出部を有しているとよい。締付けリングは、これらの突出部と係合し、例えば、境界リングにねじ込まれ得るようになっている。

本発明の具体的な実施形態において、連結システムは、凹部で終端する円筒ターゲットを有している。境界リングは、この凹部と嵌合する突出部を有し、境界リングとターゲットとの相対的な位置決めを容易にする。

以下、添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。

図１、図２及び図３は、円筒ターゲットの螺旋溝と連結する連結システムの第１実施形態を示している。図４は、円筒ターゲットの非螺旋溝と連結する連結システムの第１実施形態の第１代替的実施形態を示している。図５は、半径方向突出部を有する境界リングと連結する連結システムの第１実施形態の第２代替的実施形態を示している。

まず、図１、図２及び図３について説明する。連結システム１０は、円筒ターゲット１２をスピンドル１４に離脱可能に取り付けるようになっている。ターゲット１２は、スパッタされるターゲット材料１３を備えているとよい。スピンドル１４は、フランジ部１６で終端している。円筒ターゲット１２は、螺旋又は渦巻き溝１８を端部に有している。この溝の螺旋は、少なくとも１回転している。
連結システム１０は、境界リング２０をさらに備えている。この第１実施形態において、境界リング２０は、単一片から作製されている。この境界リング２０は、円筒ターゲット１２の外端径よりも大きいか又は等しい内径を有している。境界リング２０は、円筒ターゲット１２の螺旋又は渦巻き溝１８と係合するように適合された内周面２２を有している。境界リング２０は、円筒ターゲット１２の周囲にねじ込まれるとよい。境界リング２０は、フランジ端２４をさらに備えている。連結された状態で、境界リング２０のフランジ端２４は、スピンドル１４のフランジ部１６に当接している。好ましくは、フランジ端２４は、内側突出部２５を有しているものである。この突出部２５は、ターゲット１２に対する境界リング２０の位置決めを容易にする。何故なら、この突出部２５は、円筒ターゲットの端のターゲット凹部に嵌合し得るからである。
連結システム１０は、２つ以上の締付けセグメント（扇形部）から成る締付けリング２６をさらに備えている。各締付けセグメントは、内側を向いた締付け凹部２８を有している。連結された状態で、この締付け凹部２８は、円筒ターゲット１２をスピンドル１４に保持するために、スピンドル１４のフランジ部１６と境界リング２０のフランジ端２４とを閉じ込めている。好ましくは、フランジ部１６とフランジ端２４の表面は、わずかに円錐状である。締付け凹部２８も、対応する円錐表面を有している。
連結システムは、フランジ部１６のリング溝３２内のＯシールリング３０と、スピンドル端３６の溝内のシールリング３４とをさらに備えている。
螺旋バネ３８は、螺旋又は渦巻き溝１８内に挿入されている。また、バネ３８は、境界リング２０の内周面２２にも接触している。バネ３８は、螺旋又は渦巻き溝１８に永久的に固定されず、円筒ターゲット１２の材料又は円筒ターゲット１２の支持チューブの材料と別の材料から作成されている。
締付けリング２６の締付けセグメントは、ボルト手段４０によって、一緒に保持されている。

図４は、連結システム１０の第１実施形態の第１代替的実施形態の断面の詳細図を示している。図３との相違は、円筒ターゲット１２が非螺旋溝４２を有している点にある。その結果、境界リング２０は、この非螺旋溝４２に適合する内周面４４を有している。境界リング２０は、ここでは、該境界リング２０を円筒ターゲット１２に取り付けることを可能にするために、２つ以上のセグメントから構成されている。

図５は、連結システム１０の第１実施形態の第２代替的実施形態の断面の詳細図を示している。図３と図４との相違は、主に、境界リング２０の型式と締付けリング２６の型式にある。
境界リング２０は、螺旋の形態を取り得る半径方向突出部２００と２０２とを有している。境界リング２０は、ターゲット１２の円筒溝４２内に嵌合している。境界リング２０が回転するのを防ぐために、ターゲット１２と境界リング２０内に嵌合するピン５０が設けられているとよい。代替的に、ピン５０は、境界リング２０又はターゲット１２と一体であってもよい。
円筒ターゲット１２をスピンドル１４に締付けるために、締付けリング２６は、その内側にネジ山が付され、境界リング２０の突出する螺旋２００、２０２にねじ込まれているとよい。

図６は、連結システム１０の第２実施形態の断面を示している。ターゲットは、螺旋ネジの形態にある溝１８を備えている。図１〜図３の第１実施形態との相違は、ネジ１８がターゲット１２の内周面に位置している点にある。

本発明による連結システムの第１実施形態の断面図である。 本発明による連結システムの第１実施形態の詳細図である。 本発明による連結システムの第１実施形態の斜視図である。 本発明による連結システムの第１実施形態の第１代替的実施形態の断面図である。 本発明による連結システムの第１実施形態の第２代替的実施形態の断面図である。 本発明による連結システムの第２実施形態の断面図である。

Claims (15)

1. 円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取り付ける連結システムにおいて、
   ａ）フランジ部で終端するスピンドルと、
   ｂ）溝付き外周面を端部に有する円筒ターゲットと、
   ｃ）前記円筒ターゲットの前記溝付き外周面と係合するように適合された内周面を有する境界リングと、
   ｄ）片側で前記フランジ部と係合し、他の側で前記境界リングと半径方向に係合し、前記円筒ターゲットを前記スピンドルに保持するように適合された締付けリングと、
   ｅ）前記スピンドルと前記円筒ターゲットとの間の１つ以上のシールリングと、
   を備えていることを特徴とする連結システム。
2. 円筒ターゲットをスピンドルに離脱可能に取り付ける連結システムにおいて、
   ａ）フランジ部で終端するスピンドルと、
   ｂ）溝付き内周面を端部に有する円筒ターゲットと、
   ｃ）前記円筒ターゲットの前記溝付き内周面と係合するように適合された外周面を有する境界リングと、
   ｄ）片側で前記フランジ部に係合し、他の側で前記境界リングと半径方向に係合し、前記円筒ターゲットを前記スピンドルに保持するように適合された締付けリングと、
   ｅ）前記スピンドルと前記円筒ターゲットとの間の１つ以上のシールリングと、
   を備えていることを特徴とする連結システム。
3. 前記円筒ターゲットは、外端径を有し、前記境界リングは、前記円筒ターゲットの前記外端径よりも大きいか又は等しい内径を有していることを特徴とする請求項１に記載の連結システム。
4. 前記円筒ターゲットは、内端径を有し、前記境界リングは、前記円筒ターゲットの前記内端径よりも小さいか又は等しい外径を有していることを特徴とする請求項２に記載の連結システム。
5. 前記溝付き外周面又は前記溝付き内周面は、螺旋溝であることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の連結システム。
6. 前記螺旋溝は、少なくとも１回転していることを特徴とする請求項５に記載の連結システム。
7. 前記境界リングは、フランジ端をさらに有し、前記締付けリングは、２つ以上の締付けセグメントから構成され、各セグメントは、内向き締付け凹部を有し、該締付け凹部は、前記スピンドルの前記フランジ部と前記境界リングの前記フランジ端とを閉じ込めるようになっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の連結システム。
8. 前記境界リングは、いくつかの半径方向突出部分を有し、前記締付けリングは、前記半径方向突出部分と係合するようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の連結システム。
9. 前記半径方向突出部分は、螺旋の形態を採っていることを特徴とする請求項８に記載の連結システム。
10. 前記１つ以上のシールリングは、Ｏリングであることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の連結システム。
11. 前記Ｏリングは、少なくとも部分的に、前記スピンドルの前記フランジ部内に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の連結システム。
12. 弾性部材をさらに備え、該弾性部材は、前記螺旋溝内に嵌合していることを特徴とする請求項５または６に記載の連結システム。
13. 前記弾性部材は、バネであることを特徴とする請求項１２に記載の連結システム。
14. 前記ターゲットは、スパッタされるターゲット材料を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の連結システム。
15. 前記円筒ターゲット端は凹部を有し、前記境界リングは突出部を有し、該突出部は、前記凹部と嵌合し、前記境界リングと前記ターゲットの相対的な位置決めを行なっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の連結システム。
    

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