JP2014194086A - 回転可能なスパッタリングターゲットを支持する平面エンドブロック - Google Patents

Abstract

【課題】回転スパッタリングターゲットを、ディスプレイ塗膜機に利用可能とする平面エンドブロックを用いるスパッタリング装置を提供する。
【解決手段】ターゲットを回転軸２２２を中心として回転可能に支持するエンドブロック２００であって、電気接触手段２０６と、多数の軸受手段２０８と、多数の回転可能な冷媒シール手段２１０と、真空シール手段２１２と、の少なくとも２つからなる小グループを備えているエンドブロック２００において、前記小グループにおける手段の内、少なくとも２つの異なる手段が、互いに半径方向に配置され、これによって、前記少なくとも２つの異なる手段に対応する少なくとも２つの範囲が、前記軸上で互いに重なっているエンドブロック２００を有していることを特徴とするスパッタリング装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、スパッタリングターゲットをスパッタリング装置内に回転可能に支持するの
に用いられるエンドブロックに関する。さらに詳細には、本発明は、ターゲットに通電し
、またターゲットを冷却、密封、支持、および回転するのに必要な手段の全てまたはいく
つかを内側に収容しながら、ターゲットの対称軸に沿って見たときに比較的平面的なエン
ドブロックに関する。

ターゲットからスパッタリングされる材料によって基板を被覆する方法は、集積回路の
製造、大面積ガラスの被覆、および最近では、さらに薄型パネルディスプレイの被覆など
、広い範囲の技術分野において、一般的に実施されるに至っている。このようなスパッタ
リングは、スパッタリングガス、反応ガス、またはそれらの混合物が制御された方法で含
まれる減圧雰囲気下で、行なわれるものである。磁気的に閉じ込められたレーストラック
内で運動する自由電子が、ターゲット面の近傍において、ガス原子またはガス分子をイオ
ン化する。次いで、これらのイオンは、負のバイアスが印加されたターゲットに向かって
加速され、これによって、ターゲット原子を遊離させ、基板に到達してその基板を被覆す
るのに充分な運動エネルギーをそれらの原子に与える。レーストラックの形状は、スパッ
タリングされる面の反対側のターゲット面の近くに配置されている静止した磁気アレイに
よって、画定される。このような堆積プロセスは、磁気アレイの存在に依存するので、一
般的に「マグネトロンスパッタリング」と呼ばれる。

多くの装置が、具体的な用途を考慮して、開発、設計、および構築されてきた。最初の
小形マグネトロン装置は、当初、一般的に円形状（すなわち、スパッタリングされるシリ
コンウエハと類似の形状）を有する静止式平面ターゲットが用いられた。より最近になっ
て、（例えば、米国特許第３，８７８，０８５号に記載されるような）ターゲットの下方
に延在する大きな基板を被覆する細長く延びた矩形のものが、用いられるようになってき
た。このような細長く延びる平面ターゲットは、現在、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプ
ラズマスクリーンのような薄型パネルディスプレイを製造する専用の「ディスプレイ塗膜
機」に一般的に用いられている。このような平面ターゲットは、通常、装置のアクセスド
アに取り付けられ、（ドアを開けると）ターゲット面に容易にアクセス可能であり、ター
ゲット面は、基板の長さにわたって、さらに基板の幅の全体にも及ぶようになっている。
ディスプレイ塗膜機では、被覆される基板は、垂線からある角度（７°〜１５°）で傾斜
し、搬送システムに立てかけられる。ターゲットは、均一な被膜を得るために基板に対し
て平行でなければならないので、実質的にターゲットと同じ角度で傾斜して、取り付けら
れなければならない。

静止式ターゲットは、（装置に対して静止しているので）、冷却および通電が容易であ
るが、ターゲット材料がレーストラックの真下しか侵食されないという欠点を有している
。従って、ターゲットの使用可能な寿命は、ターゲットが最初に穿刺される直前の時点に
制限されることになる。不均一な侵食の問題は、（例えば、米国特許第４，９９５，９５
８号において紹介された円形の平面マグネトロンのような）ターゲット面に対して回転す
る磁石アレイを導入することによって、または（例えば、米国特許第６，３２２，６７９
号において紹介された細長く延びる平面マグネトロンのような）ターゲット面に対して平
行移動する磁石アレイを導入することによって、対処することができる。このような構造
は、不均一な侵食の問題を大幅に軽減するが、システムをより複雑にしている。

例えば、機能被膜のあらゆる種類のスタックによって窓ガラスを被覆する大面積塗膜機
は、通常、回転管状のスパッタリングターゲットを備えている。この用途では、経済的に
求められているのは、低材料コストでの処理量と良好な品質である。回転管状のターゲッ
トは、大きな幅に及ぶことが可能で、長期間にわたって使用可能であるので、この用途で
は、理想的な選択である。この回転管状のターゲットの利点に付随する欠点は、ターゲッ
ト自体が装置に対して回転するので、回転ターゲットを支持、回転、通電、冷却、および
（冷媒、空気、および電気に対して）絶縁すると共に、磁石アレイを内側に固定して保持
するために、複雑でかつ空間を占有する「エンドブロック」が必要とされる点にある。以
下の２種類の装置が、知られている。

・米国特許第５，０９６，５６２号（図２、図６）および米国特許出願公開第２００３
／０１３６６７２Ａ１号に開示されているような対の直角式エンドブロックでは、支持、
回転、通電、冷却および（空気、冷媒および電気に対する）絶縁を行なう手段は、ターゲ
ットの両端に配置された２つのエンドブロック間で分配されている。「直角式」という用
語は、エンドブロックが、ターゲットの回転軸と平行の壁に取り付けられていることを意
味している。これらのエンドブロックは、通常、補助機器を含む上部箱の下面に取り付け
られている。エンドブロックおよび搭載されたターゲットを含む上部箱は、ターゲットの
取換えおよび点検を容易にするため、その全体が大面積塗膜機から持上げられるようにな
っている。

・米国特許第５，２００，０４９号（図１）に開示されているような単一の直通式エン
ドブロックでは、支持、回転、通電、冷却、および絶縁を行なう手段は、全て、１つのエ
ンドブロックに含まれ、大面積塗膜機の内側に片持ち支持されている。「直通式」という
用語は、ターゲットの回転軸が、エンドブロックが取り付けられる壁と直交することを意
味している。エンドブロックから最も離れたターゲットの端が、（支持するいかなる他の
機能部をも含まない）機械的な支持体によって保持される「半片持ち式」装置も開示され
ている（米国特許第５，６２０，５７７号）。

回転可能なターゲットは、ディスプレイ塗膜機に用いられると、多くの利点（稼働率の
向上、ターゲットのほぼ１００％の使用）を有することが可能であるが、これらのターゲ
ットの取り付けは、以下の問題を有している。

・単一または対の直角式エンドブロックのいずれを選択しても、それらは、ドアに取り
付けられている。この場合、ドア長さのかなりの部分が、エンドブロックに占有されるの
で、使用可能なターゲット長さは、基板の幅の全体にまで及ばない。

・また、単一の直通式エンドブロックを選択した場合、このようなエンドブロックの導
入を受入れないディスプレイ塗膜機に対して、半径方向の修正を施す必要がある。

このように、寸法的な拘束の問題と直面することになる。国際公開番号２００５／００
５６８２Ａ１に記載されている第１の有力な解決策では、機能部をターゲット管の内側に
含ませることによって、エンドブロックの幅を短縮している。この解決策は、極めて適し
ていると考えられるが、本発明者らは、寸法縮小の可能性をさらに探求し、以下に述べる
寸法的な拘束の問題を解消する本発明を思い付くに至った。

本発明の一般的な目的は、従来技術に関連する問題を軽減するかまたは解消することに
ある。本発明の１つの目的は、回転スパッタリングターゲットを、独自の機器または既存
の設備の改良のいずれかとして、ディスプレイ塗膜機に利用可能とすることにある。本発
明のさらに他の目的は、ターゲットの回転軸の方向におけるエンドブロックの長さを短縮
し、すなわち、「平面」エンドブロックを提供することになる。本発明の他の態様によれ
ば、平面エンドブロックを用いるスパッタリング装置が、提供されることになる。

問題を解決する上で、本発明者らは、米国特許第５，０９６，５６２号、米国特許第５
，２００，０４９号、および米国特許出願公開第２００３／０１７３２１７号のような全
ての従来技術が、これまで、支持、回転、通電、冷却、および（空気、冷媒、および電気
に対する）絶縁を行なう異なる手段を、エンドブロックの内側のターゲット管の回転軸に
沿って、１つずつ入念に並べて取り付けていたことに、着目した。既存の枠にとらわれな
い思考から、本発明者らは、回転軸の方向における空間を節約するために、これらの手段
を実質的に互いに半径方向に配置するという基本原理を得るに至った。エンドブロックを
設計するこの新しい手法は、以下により詳細に説明する添付の特許請求の範囲において、
記載される通りである。

本発明の第１態様は、請求項１の特徴の組合せを有するエンドブロックに関する。本発
明のエンドブロックの好ましい実施形態の具体的な特徴は、従属請求項２〜２１に記載さ
れている通りである。

エンドブロックが、特許請求の範囲に記載されている。このようなエンドブロックは、
スパッタリング装置内のスパッタリングターゲットをスパッタリング装置の外部に連結す
るものである。このようなエンドブロックは、壁と一体化されるものも考えられるが、好
ましくは、単一ユニットとして、スパッタリングに取付け可能となっている。エンドブロ
ック内では、圧力は、減圧可能な装置内の圧力よりも高く、好ましくは、大気圧である。
ターゲット管と共に取り外し可能な手段または取り外し可能な磁石バー組立体は、エンド
ブロックに属していないと考えられる。エンドブロックの主な機能は、ターゲットを支持
し、回転軸を中心として回転させることである。スパッタリングは、低ガス圧の下でなさ
れるので、エンドブロックは、常に、および回転中は確実に、気密でなければならない。
ターゲットのスパッタリングは、多量の熱をターゲット面に発生させるので、ターゲット
は、冷却されなければならない。この冷却は、通常、水または他の適切な冷媒によってな
されている。この冷媒は、エンドブロックを通して、送給され、かつ排出されなければな
らない。また、ターゲットには、ターゲットを一定の電気ポテンシャル以上に維持するた
めに、電流が供給されなければならない。ここでも、この電流は、エンドブロックを通過
する必要がある。これらの機能を全て含むために、エンドブロックは、以下の異なる手段
を備えているとよい。

Ａ）ターゲットを回転させる駆動手段。好ましくは、これは、ウォーム歯車システム、
円筒歯車−歯車システム、円錐歯車−歯車交差軸システム、プーリ−ベルトシステム、ま
たはターゲットを回転させる当技術分野において知られている他の手段によって、実現さ
れている。どのような形式の駆動手段も、回転軸上にある範囲を占めることになる。この
駆動手段範囲は、回転軸と直交する２つの面（ターゲットと同じ回転速度で回動する被駆
動歯車またはプーリの境界を定める面）の２つの交差点間の回転軸上の間隔によって、規
定されている。歯車の場合、これらの面は、歯車の最大幅を規定するものである。プーリ
の場合、これらの面は、プーリの幅を規定するものである。

Ｂ）ターゲットに電流を供給する回転可能な電気接触手段。これは、好ましくは、整流
リングと摺動接触するブラシを備える電気整流器によって、達成されている。ブラシ−リ
ング装置の代わりに、互いに摺動する２つのリングを用いることもでき、または金属ベル
トのような導体ベルト式の連結部を用いることも可能である。後者の場合、駆動手段を電
気接触手段に対して半径方向に組み合わせるのに、好都合である。いずれの場合も、この
回転可能な電気接触手段は、回転軸上にある範囲を占め、この範囲は、ここでも、回転軸
に対する２つの面（回転軸と直交する面）の交差点によって、規定されている。

Ｃ）多数の軸受手段。ターゲットの重量に依存して、２つ以上の軸受手段が必要とされ
る場合がある。当業者であれば、周知の種々の形式の軸受、例えば、ボール軸受、ローラ
軸受、すべり軸受、アキシャル軸受、または当技術分野において知られている他の形式の
軸受から、適切な形式の軸受を容易に選択できるだろう。多数の軸受手段が必要とされる
場合、これらの軸受手段の各々は、回転軸上に軸受手段範囲を規定することになる。ここ
でも、軸受手段範囲は、その軸受手段の境界を定める回転軸と直交する２つの平面の回転
軸上の交差点間の間隔として、規定されている。

Ｄ）多数の回転可能なシール手段。これらの冷媒手段によって、エンドブロックの固定
部品および回転可能な部品が互いに回転している間、冷媒が、エンドブロック内に、また
は最悪の場合、真空装置内に漏れることが、確実に阻止されることになる。この漏れの危
険を低減するために、多数の冷媒シールが、多段接続の形態で導入されている。漏れを検
出し、機械の制御されたシャットダウンを可能にするために、冷媒検出器が、主シールと
二次シールとの間に導入されることもある。典型的には、当技術分野においてよく知られ
ているリップシールが、冷媒シールとして用いられている。しかし、単なる例示にすぎな
いが、メカニカル面シールまたはラビリンスシールのような他の形式のシールも、排除さ
れるものではない。前述したように、冷媒シール手段の各々は、冷媒シールの範囲を定め
る回転軸と直交する２つの平行面が回転軸と交差する２つの点間の冷媒シール手段範囲を
、規定している。

Ｅ）最後に、多数の回転可能な真空シール手段が、必要とされる。これらの真空シール
手段によって、エンドブロックの固定部品および回転部品が互いに回転している間、真空
の完全性が確保されている。真空漏れの危険を低減させるために、真空を段階的に防ぐ多
段接続の真空シールが、好ましい。ここでも、種々のシールが知られているが、その内、
リップシールが、最も一般的である。しかし、他の新しい形式のシール、例えば、強磁性
流体シールも、勿論、用いることができる。同様に、真空シール手段の各々は、真空シー
ルの範囲を定める回転軸と直交する２つの平行面が回転軸と交差する２つの点間の間隔に
及ぶ真空シール手段範囲を、規定している。

上記の手段とは別に、エンドブロックは、エンドブロックに取り付けられる前にターゲ
ット管内に導入される磁気アレイを、ターゲット管が自転する間、静止位置に保持する手
段も有している。磁気アレイの他端において、軸受手段が、常時、ターゲット管の中心に
位置するこの磁気アレイを保持している。

本発明のエンドブロックは、前述の５つの手段（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）の少なくとも２
つを備えている。すなわち、本発明のエンドブロックは、これらの手段の小グループを備
え、ここで、２つ以上の手段が、この小グループに含まれ、他の手段が、もう１つのエン
ドブロックに含まれている（これによって、正確には、合計で１４の技術的に意味のある
小グループが得られることになる）。５つの手段の全てを含む組も、１つの小グループと
見なされる。

これらの異なる手段を、長手方向に（１つずつ並べて）取り付ける代わりに、半径方向
に取り付ける基本的な概念が、請求項１の特徴部分によって、好都合に記載されている。
２つの手段は、それらの手段に対応する２つの範囲が、回転軸上で互いに重なるとき、互
いに半径方向に取り付けられる、と見なされる。これらの範囲の重なりは、部分的であっ
てもよい、すなわち、両方の範囲が共通の部分しか有しない場合であってもよい。または
、これらの範囲の重なりが完全であってもよく、この場合、１つの手段が、他の手段によ
って、半径方向内側または半径方向外側において、完全に覆われている。本発明のエンド
ブロックでは、少なくとも２つの手段が互いに重なっている。従って、１対以上の手段の
重なり、例えば、２対の手段の重なりが、単一のエンドブロック内に存在する（これは、
勿論、３つの手段が、エンドブロック内に存在しなければならないことを意味する）こと
を排除するものではない。また、３つの手段が互いに重なること（これは、３対の手段が
重なることに相当する）も排除されるものではない。当業者であれば、さらに多くの手段
、勿論、その最大は、５つの手段を半径方向に重ねることによって、エンドブロックの軸
方向の長さをさらに短縮できることを、容易に理解するだろう。

従属請求項２〜９では、エンドブロック内に構成される特に有用な手段の小グループが
、記載されている。ここでは、いずれも、少なくとも２つの異なる手段が、互いに半径方
向に取り付けられている。

請求項２の好ましい第１実施形態では、駆動手段（Ａ）、電気接触手段（Ｂ）、および
冷媒シール手段（Ｄ）が、単一エンドブロック内において組合わされている（他の手段は
、例えば、ターゲットの他端のエンドブロック内に組み込まれる）。この好ましい組合せ
によって、全ての相互接続（冷媒、電気、運動）を単一エンドブロック内にもたらす最小
限の手段が、存在することになる。ここで述べた手段の少なくとも２つは、互いに重なっ
ていなければならない。

請求項３の好ましい第２の実施形態は、駆動手段（Ａ）、軸受手段（Ｃ）、および真空
シール手段（Ｅ）を単一のエンドブロック内に備えている（従って、他のエンドブロック
が、残りの手段を収容しなければならない）。このようなブロックは、米国特許出願公開
第２００３／０１３６６７２号の図３に記載されている。ここでも、本発明によるエンド
ブロックを達成するには、少なくとも２つの手段が、重なっていなければならない。さら
に多くの対の手段の重なりも、排除されるものではない。

請求項４に記載の第３の小グループでは、エンドブロックが、回転可能な電気接触手段
（Ｂ）、軸受手段（Ｃ）、および真空シール手段（Ｅ）をコンパクトに収容している。こ
れらの手段の少なくとも２つが重なっていなければならない。勿論、さらに多くの重なり
も排除されるものではない。

請求項５の第４の小グループは、（例えば、米国特許第５，０９６，５６２号、図６の
左のブロックに示される組合せのように）、軸受手段（Ｃ）、回転可能な冷媒シール手段
（Ｄ）、および回転可能な真空シール手段（Ｅ）を単一のエンドブロック内に含んでいる
。本発明の概念は、これらの手段の少なくとも２つ、可能であれば、それよりも多くが重
なることを必要としている。

請求項６の第５の小グループは、（米国特許第５，０９６，５６２号、図２の左のブロ
ックにおけるように）、４つの手段、すなわち、駆動手段（Ａ）、軸受手段（Ｃ）、回転
可能な冷媒シール手段（Ｄ）、および回転可能な真空シール手段（Ｅ）を単一エンドブロ
ック内に含んでいる。本発明のエンドブロックは、４つの手段の内、少なくとも２つの手
段を重なる位置に有している。さらに多くの対の手段の重なりも可能である。

請求項７の第６の小グループは、（例えば、米国特許第５，０９６，５６２号、図６の
右のブロックにおけるように）、駆動手段（Ａ）、回転可能な電気接触手段（Ｂ）、軸受
手段（Ｃ）、および回転可能な真空シール手段（Ｅ）を単一エンドブロック内に含んでい
る。ここでも、本発明のエンドブロックでは、これらの手段の少なくとも２つが、半径方
向に取り付けられ、互いに重なっている。同様に、さらに多くの対の手段の重なりも可能
である。

請求項８の第７の小グループは、（米国特許出願公開第２００３／０１３６６７２号、
図６におけるように）、回転可能な電気接触手段（Ｂ）、軸受手段（Ｃ）、回転可能な冷
媒シール手段（Ｄ）、および回転可能な真空シール手段（Ｅ）を１つのエンドブロック内
に含んでいる。本発明の概念によれば、４つの手段のうち、少なくとも２つが、重なる位
置に配置されなければならない。しかし、さらに多くの対の手段、最大、６対の手段の重
なりも、同様に可能である。

最後に、請求項９に記載の第８の小グループは、（米国特許第５，２００，０４９号の
図１におけるように）、全ての手段、すなわち、駆動手段（Ａ）、回転可能な電気接触手
段（Ｂ）、軸受手段（Ｃ）、冷媒シール手段（Ｄ）、および真空シール手段（Ｅ）を単一
エンドブロック内に含んでいる。他のエンドブロックが軸受手段によって保持されるのも
、排除されるものではない。本発明の概念によって、少なくとも２つの手段が、半径方向
に配置されていなければならない。しかし、さらに多くの対の手段の重なりが存在するこ
とも、同様にあってもよい。

２つの機能部の重なりが、従属請求項１０〜１９においてさらに記載されている。全て
の組合せは、請求項１に従属している。小グループの手段に対して、わずかな数の対の重
なりが可能である。好ましい第１の組合せでは、少なくとも駆動手段範囲と電気接触手段
範囲が重なる（請求項１０）。第２の組合せ（請求項１１）では、駆動手段と軸受手段が
、互いに半径方向に取り付けられている。請求項１２は、駆動手段が冷媒シールに対して
半径方向に配置される好ましいコンパクトな実施形態を記載している。代替的に、真空シ
ールが、駆動手段に対して半径方向に取り付けられている（請求項１３）。請求項１４，
１５，１６は、軸受手段、冷媒シール手段、および真空シール手段からなる群の１つが、
電気接触手段に対して半径方向に配置される好ましい実施形態、すなわち、実施が容易な
コンパクトな実施形態を規定している。半径方向に取り付けられた軸受手段と冷媒手段の
組合せ（請求項１７）、または軸受手段と真空シール手段（請求項１８）の組合せは、実
施がきわめて容易で、エンドブロックをコンパクトにするので好ましい。同じことが、冷
媒シール手段と真空シール手段の半径方向の組合せにも当てはまる（請求項１９）。

ここでも、請求項１０〜１９で規定された組合せは、２つ以上の対の手段が単一エンド
ブロック内において重なる可能性を排除するものではない。さらに多くの手段、例えば、
３つの手段が、単一エンドブロック内において互いに半径方向に重なることも、可能であ
る。実際、例えば、実施形態で示されるように、軸受手段、電気接触手段、および冷媒シ
ール手段を互いに半径方向に取り付けることも、充分に可能である。

本発明によるエンドブロックは、ターゲットの回転軸が、エンドブロックが取り付けら
れる壁と平行である直角式とすることが可能である（請求項２０）。あるいは、エンドブ
ロックは、ターゲットの回転軸が壁と直交する直通式とすることも可能である（請求項２
１）。

本発明の第２態様は、請求項２２の特徴による本発明のエンドブロックを用いるスパッ
タリング装置に関する。スパッタリング装置におけるエンドブロックの好ましい取付けの
具体的な特徴は、従属請求項２３、２４に規定されている。

本発明の目的において述べたように、本発明によるエンドブロックは、特に、制限はさ
れないが、ディスプレイ塗膜機のようなスパッタリング装置の内側に取り付けられること
が、意図されている。このようなスパッタリング装置は、壁によって範囲が定められた減
圧可能な空間を有している。これらの壁の１つに配置される本発明の１つまたは複数のエ
ンドブロックを有するスパッタリング装置が、特に規定されている（請求項２２）。１つ
または複数のエンドブロックが、点検を容易にするために、チャンバの取り外し可能な壁
に取り付けられると、さらに好ましい（請求項２３）。１つまたは複数のエンドブロック
が、アクセスドアに取り付けられると、最も好ましい（請求項２４）。

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。

ディスプレイ塗膜機の概略斜視図である。 基板の運搬方向と直交するディスプレイ塗膜機の概略断面図である。 全ての必要な手段を含み、多数の大きな重なりを有するエンドブロックの実施形態の模式的な実施形態を示す概略図である。 回転可能な電気接触手段が、冷媒シール手段と重なり、かつ軸受手段と部分的に重なる設計断面図である。 駆動手段が回転可能な電気接触手段と重なり、この電気接触手段が主冷媒シール手段と重なり、駆動手段も軸受手段と重なる設計断面図である。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明が解消する問題点の説明に役に立つ図である。図１Ａは
、ディスプレイ塗膜機が一般的に配向するのと同じように実質的に垂直方向に配向してい
るスパッタリング装置１０のドアが開いた状態を概略的に示している。図１Ｂは、ドアが
閉じた状態にある同一の装置１０の断面を示している。このような装置１０は、減圧可能
なチャンバ１００を備えている。このようなチャンバ１００は、チャンバ１００を製造ラ
インの残りから隔離することを可能とするロック１０１を介して連結される製造ラインの
一部であってもよい。チャンバ１００内には、基板１０２が、コンベヤシステム１０４に
よって、順次、搬送されるようになっている。基板１０２は、一連のローラ１０５上にあ
る角度で傾いている。チャンバ１００のドア１０６は、１つ、２つ、またはそれよりも多
い回転可能なターゲット１０８，１０８’を保持している。ドアが閉じると（図１Ｂ）、
ターゲット１０８，１０８’は、基板１０２と平行になる。ターゲット１０８，１０８’
の各々は、（ターゲット１０８用の）２つのエンドブロック１１０，１１２と（ターゲッ
ト１０８’用の）２つのエンドブロック１１０’，１１２’によって、ドアに保持されて
いる。エンドブロック１１０，１１２は、回転可能なターゲット１０８と静止チャンバと
の間のコネクタである。その主な機能は、ターゲット１０８がその回転軸１１１を中心と
して回転することを可能にすることである。エンドブロック内は、低圧下にはない、すな
わち、好ましくは、大気圧下にある。異なる手段（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）が、単一のエン
ドブロック（下側エンドブロック１１０かまたは上側エンドブロック１１２のいずれか）
に含まれるか、またはターゲットの両端の２つのエンドブロック１１０，１１２に分配さ
れなければならない。装置の低圧部に含まれる手段は、エンドブロックの手段の一部をな
すとは見なされない。例えば、単一のエンドブロックの場合、エンドブロックに接続され
たターゲット端の反対側のターゲット端においてドア１０６に取り付けられる芯出しピン
は、エンドブロックに含まれるとは見なされない。エンドブロックを介して、回転運動１
２０、ターゲット電流１２２、および冷媒１２４が、ターゲットに供給されるようになっ
ている。

図２は、本発明のエンドブロックの好ましい第１実施形態の概略図である。エンドブロ
ック２００は、単一ハウジング２０１の内側に全ての手段（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を含ん
でいる。このエンドブロック２００は、直角式であり、塗膜機の壁またはドア２０２に取
り付けられ、ターゲット２２０の上端を保持している。ターゲット２２０は、回転軸２２
２を中心として回転することが可能である。ターゲット２２０は、コネクタ２２４によっ
て、保持リング２２６に接続されている。図示されない磁石バーを支持するターゲット冷
媒管２３０が、コネクタ２３２によって、冷媒供給菅２２８に接続されている。冷媒供給
菅２２８は、エンドブロックのハウジング２０１に堅固に取り付けられている。冷媒は、
冷媒供給菅２３４を通って、冷媒管２２８に供給されるようになっている。冷媒は、冷媒
管２２８と同軸の静止冷媒コレクタ２２９に集められ、管２３６を通して抽出されている
。

ターゲット２２０は、歯車２０４によって、保持リング２２６を介して、回転駆動され
るようになっている。従って、歯車２０４は、駆動手段（Ａ）をもたらすことになる。こ
の歯車の歯は、ウォームシャフト２０５と係合し、このウォームシャフト２０５は、例え
ば、電動モータ（図示せず）によって駆動されている。取付けリング２０７が、軸受手段
（Ｃ）として機能するアキシャル軸受２０８を保持している。回転可能な電気接触手段（
Ｂ）は、回転軸２２２と同軸の環状セグメントとして取り付けられた一連のブラシ２０６
によって、もたらされている。これらのブラシ２０６は、導電リング２９０内にバネ付勢
して取り付けられ、スライドリング２０３上を摺動するようになっている。ブラシ２０６
は、導電リング２９０を介して電流を受け、次いで、この電流が、電気リード線２０９に
供給される。スライドリング２０３は、歯車２０４と保持リング２２６を介して、ターゲ
ット２２０と電気的に接触している。２つの回転可能な真空シール手段（Ｅ）は、リップ
シール２１２によって、もたらされている。回転可能な冷媒シール手段（Ｄ）は、ラビリ
ンスシールである冷媒シール２１０によって、もたらされる。冷媒シール２１０は、保持
リング２２６と冷媒コレクタ２２９との間に取り付けられている。

上記の手段の各々は、回転軸に沿って、ある長さを占めている。例えば、歯車２０４の
幅は、図２に示される範囲「ａ」を占めている。この範囲「ａ」は、歯車２０４の範囲を
定め、かつ回転軸と直交する２つの面が同一の回転軸と交差する２つの点によって形成さ
れる回転軸上の間隔として、規定されている。同様に、他の手段も、回転軸上にある範囲
を占めている。

・回転可能な電気接触手段（Ｂ）は、ブラシ２０６およびリング２０３，２９０の軸方
向幅と同じ幅の範囲「ｂ」を占めている。

・軸受手段（Ｃ）は、軸受２０８によって覆われる範囲「ｃ」を占めている。

・冷媒シール手段（Ｄ）は、冷媒シール２１０に対応する範囲「ｄ」を占めている。

真空シール手段（Ｅ）は、２つの真空シール２１２が存在するので、回転軸上において
２つの範囲「ｅ１」および「ｅ２」を含んでいる。

本発明の概念に従って、以下の範囲の重なり（表１）が得られる。

ここで、「Ｐ」は、部分的（Partial）な重なりを示し、「Ｆ］は、完全（Full）な重
なりを示している。空の桝目は、重なりが全く存在しないことを示している。当業者であ
れば、上記の配置によって、長手方向の回転軸に沿って大きな空間を占有しないエンドブ
ロックが得られることを、容易に理解するだろう。

図３は、本発明のエンドブロックの特徴を含む設計図を示している。このような詳細な
図面によって、当業者は、このエンドブロックを製造することが可能になるだろう。開示
内容を複雑にしないために、機能が明らかな部分は、示されていない。ネジ、ボルトなど
の固定手段またはＯリングのような静止シール手段のような部品は、当業者であれば、図
面から容易に理解するだろう。

本発明のエンドブロック３００は、回転軸３０４の周りに（部分的に示されている）タ
ーゲット３０２を支持している。ターゲット３０２は、取付けリング３０３を介して、エ
ンドブロックに離脱可能に固定されている。取付けリングは、回転可能な中間片３１１に
取り付けられている。エンドブロック３００は、スパッタリング設備の壁３０６に取り付
けられている。エンドブロックは、冷媒供給用空洞３０５と冷媒抽出用空洞３０７とを有
している。矢印は、冷媒の流れの方向を示している。磁石バー（図示せず）は、エンドブ
ロック３００の内側に固着された内側管３０８内に接線方向に係止されたコネクタ３０９
を通って、静止して保持されている。

ターゲット３０２は、軸が交差した円錐歯車対３１０〜３１２によって駆動され、歯車
３１２は、電動モータ（図示せず）によって、軸３１４を中心として作動されるようにな
っている。主歯車３１０は、回転可能な中間片３１１を介して、ターゲット３０２に固定
されている。中間片３１１には、整流リング３２０も取り付けられている。この整流リン
グ３２０は、その周囲にセグメント状に分配された６つのブラシ３２２を備えている。ブ
ラシ３２２は、静止した接触リング３２４の内側に対して摺動するようになっている。従
って、ターゲット３０２は、電流源（図示せず）から、リード線（図示せず）、接触リン
グ３２４、ブラシ３２２、整流リング３２０、および中間片３１１を介して、電流を受け
ることになる。ターゲットは、２つの軸受、すなわち、ボール軸受３３２とニードル軸受
３３０によって、回転可能に支持されている。冷媒は、２つの回転リップシール、すなわ
ち、主シール３４２と二次シール３４０によって、回路内に保持されている。エンドブロ
ックの真空の完全な状態が、これらの２つの回転リップシール３５０，３５２によって、
確保されている。

ここでも、これらの手段と関連する種々の範囲が、確定されている。これらは、表２に
まとめられている。小文字は、図３に示される範囲を表している。

ここで、文字Ｐ，Ｆは、表１におけるのと同じ意味を有し、空の桝目は、同様に、重な
りの不在を示している。この表から、種々の手段は、わずかな程度の重なりしか示してい
ないが、それでも、図３のエンドブロックは、手段を互いに半径方向に取り付けるこれま
でと同じ本発明の概念に該当することが、明らかである。

図４は、本発明の好ましい第３実施形態を示している。エンドブロック４００は、ター
ゲット管（図示せず）をターゲット収容フランジ４０１に離脱可能に固着するコネクタリ
ング４０３を備えている。ターゲット管（図示せず）は、フランジ４０１によって、回転
軸４０４を中心として回転されるようになっている。冷媒は、電気的絶縁性の内側本体４
０８を通って、ターゲット（図示せず）に供給されるようになっている。内側本体４０８
の端は、取付け具４０９を備えている。この取付け具４０９は、磁石バーを回転ターゲッ
トに対して静止して保持する磁石バーインサート（図示せず）と整合して、位置している
。冷媒は、矢印の方向に流れている。エンドブロック４００は、スパッタリング装置の壁
４０６に取り付けられるべきである。

ターゲット（図示せず）は、歯付きホイール４１０と係合する歯付きベルト４１２によ
って、駆動されるようになっている。この歯付きホイールは、中間片４０５を介して、タ
ーゲット収容フランジ４０１に接続している。この歯付きホイール４１０の内側には、内
側本体４０８内に埋設された接続電極４２１に固定された静止整流器４２０が設けられて
いる。この整流器は、６つのブラシ４２２を備えている。ブラシ４２２は、各々、整流器
４２０の周囲の一部を覆っている。ブラシは、バネ付勢して取り付けられ、歯付きホイー
ル４１０の内側に固定された内側リング４２４に対して摺動するようになっている。従っ
て、電流は、電流源（図示せず）からターゲット（図示せず）に、以下の経路、すなわち
、電極４２１、静止整流リング４２０、静止ブラシ４２２、回転リング４２４、歯付きホ
イール４１０、中間片４０５、ターゲット収容フランジ４０１を通って、流れることにな
る。ニードル軸受４３０と大形ボール軸受４３２が、必要な軸受手段をもたらしている。
機械的なシールカセット４４３が、第１冷媒シールをもたらしている。このようなカセッ
トは、互いに軸方向に加圧される等しい直径の２つのリングを有している。接触面４４２
は、冷媒がこれらの接触面４４２から漏れることがないように、精密に研磨される。機械
的なシールカセット４４３の片側は、ピン４４１，４４１’によって、接線方向において
適切な位置に係止されている。対面タングステンカーバイトリング４４４は、回転する中
間片４０５と堅く嵌合し、２つの静止Ｏリングによって、冷媒流れから密封される。二次
リップシール４４０は、冷媒回路の完全な状態をさらに確実にしている。真空の完全な状
態は、主真空リップシール４５０’と二次リップシール４５０によって、確保されている
。

ここでも、表３は、この設計の重なる領域をまとめて、作成している。種々の手段によ
って回転軸上に占められる種々の範囲は、図４の小文字ａ，ｂ，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２
，ｅ１，ｅ２ごとに、示されている。

従って、この第３実施形態は、明らかに、本発明者らによって提案された本発明の概念
を具体化したものである。

前述した実施形態は、１つの単一エンドブロックに含まれる全ての必要な手段を有して
いる。従って、エンドブロックの他端は、自由端であってもよいし、またはエンドブロッ
クが取り付けられているのと同じ壁に接続される芯出しピンによって、芯出しされた状態
で保持されていてもよい。

当業者であれば、これらの好ましい実施形態を採用し、それらの実施形態から特定の手
段を排除することによって、殆ど問題なく、装置を作動させるのに必要な手段を、ターゲ
ットの各端に１つずつ配置された２つのエンドブロックに、再分配することができるだろ
う。これらの修正された実施形態が重なる手段を示す限り、それらの実施形態が本発明の
範囲内にあることが、容易に理解されるだろう。

同様に、ここに記載されたエンドブロックの全ては、直角式であり、すなわち、回転軸
が、エンドブロックの取り付けられた壁と平行である。しかし、当業者であれば、殆ど問
題なく、これらの直角式のエンドブロックを、直通式のエンドブロック、すなわち、回転
軸がエンドブロックの取り付けられた壁と直交するエンドブロックに、変更することがで
きるだろう。例えば、図４の実施形態を、ターゲットに向けられた面を有するエンドブロ
ックを（必要なＯリングと固定手段を導入することによって）スパッタリング装置の壁に
取り付けるのに充分な空間が得られるように、中間片４０５を延長させることによって、
容易に直通式に適合させることができる。

従って、特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内に含まれる全てのこのよう
な変更および修正を網羅することが、意図されている。

Claims (20)

1. 減圧可能なスパッタリング装置内において、ターゲットを回転軸を中心として回転可能に支持するエンドブロックであって、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に接触手段範囲を占める、ターゲットに電流を供給する回転可能な電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・前記ターゲットを支持するための多数の軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・前記エンドブロックの固定部品および回転可能な部品間で相対的に回転可能な多数の回転可能な冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に対応する冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記対応する冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記冷媒シール手段と、
   ・前記エンドブロックの固定部品および回転可能な部品間に取り付けられた多数の回転可能な真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   の少なくとも２つからなる小グループを備えているエンドブロックにおいて、
   前記小グループにおける手段の内、少なくとも２つの異なる手段が、互いに半径方向に配置され、これによって、前記少なくとも２つの異なる手段に対応する少なくとも２つの範囲が、前記軸上で互いに重なっていることを特徴とするエンドブロック。
2. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に前記接触手段範囲を占める回転可能な前記電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・多数の回転可能な前記冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に前記冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記冷媒シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
3. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に前記軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
4. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に前記接触手段範囲を占める回転可能な前記電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の軸受手段と、
   ・多数の回転可能な真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
5. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の軸受手段と、
   ・多数の回転可能な冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に前記冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な冷媒シール手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
6. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に前記軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・多数の回転可能な前記冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に前記冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記冷媒シール手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
7. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に前記接触手段範囲を占める回転可能な前記電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に前記軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
8. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に前記接触手段範囲を占める回転可能な前記電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に前記軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・多数の回転可能な前記冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に前記冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記冷媒シール手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
9. 前記小グループが、以下の手段、すなわち、
   ・前記軸上に前記接触手段範囲を占める回転可能な前記電気接触手段であって、前記接触手段範囲が、前記軸上への前記接触手段の垂直投影として規定される、前記電気接触手段と、
   ・多数の前記軸受手段であって、前記軸受手段が、前記軸上に前記軸受手段範囲を占め、前記軸受手段範囲が、前記軸上への前記軸受手段の垂直投影として規定される、多数の前記軸受手段と、
   ・多数の回転可能な前記冷媒シール手段であって、前記冷媒シール手段が、前記軸上に前記冷媒シール手段範囲を占め、前記冷媒シール手段範囲が、前記軸上への前記冷媒シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記冷媒シール手段と、
   ・多数の回転可能な前記真空シール手段であって、前記真空シール手段が、前記軸上に前記真空シール手段範囲を占め、前記真空シール手段範囲が、前記軸上への前記真空シール手段の垂直投影として規定される、多数の回転可能な前記真空シール手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンドブロック。
10. 前記接触手段範囲が、前記軸受手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，４，７，８または９のいずれか一項に記載のエンドブロック。
11. 前記接触手段範囲が、前記冷媒シール手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，２，８または９のいずれか一項に記載のエンドブロック。
12. 前記接触手段範囲が、前記真空シール手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，４，７，８または９のいずれか一項に記載のエンドブロック。
13. 前記軸受手段範囲の少なくとも１つが前記冷媒シール手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，５，６，８または９のいずれか一項に記載のエンドブロック。
14. 前記軸受手段範囲の少なくとも１つが、前記真空シール手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，３，４，５，６，７，８または９のいずれか一項に記載のエンドブロック。
15. 前記冷媒シール手段範囲の少なくとも１つが、前記真空シール手段範囲の少なくとも１つと重なっていることを特徴とする請求項１，３，４，５，７または８のいずれか一項に記載のエンドブロック。
16. 前記エンドブロックが、ターゲットを回転可能に支持し、前記ターゲットが、回転軸を有し、前記エンドブロックが、スパッタリング装置の壁に取り付けられ、前記エンドブロックは、前記回転軸が前記壁に実質的に平行であることをさらに特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のエンドブロック。
17. 前記エンドブロックが、ターゲットを回転可能に支持し、前記ターゲットが、回転軸を有し、前記エンドブロックが、スパッタリング装置の壁に取り付けられ、前記エンドブロックは、前記回転軸が前記壁と実質的に直交していることをさらに特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のエンドブロック。
18. 減速可能な空間をもたらす壁を備えるスパッタリング装置であって、前記装置が、前記壁の１つに取り付け可能なエンドブロックをさらに備え、前記エンドブロックが、請求項１〜１７のいずれか一項の特性を有していることを特徴とするスパッタリング装置。
19. 前記エンドブロックが取り付けられる前記１つの壁が、取り外し可能であることを特徴とする請求項１８に記載のスパッタリング装置。
20. 前記取り外し可能な壁が、前記装置にヒンジ接合されていることを特徴とする請求項１９に記載のスパッタリング装置。