JP2020516763A - マグネトロンスパッタリング装置及びその陰極装置 - Google Patents

Abstract

本開示は、マグネトロンスパッタリング装置とマグネトロンスパッタ装置の陰極装置を提供する。当該陰極装置は、対象材料アセンブリ、磁気回路アセンブリ、伝動アセンブリと駆動装置を含んでいる。磁気回路アセンブリは、対象材料アセンブリに対向して備えられ、磁気回路アセンブリは、磁場を独立的に発生可能な複数の磁気回路ユニットを含んでいる。伝動アセンブリは、各磁気回路ユニットと同時に接続される。駆動装置は、伝動アセンブリを利用して磁気回路アセンブリが所定の方向に第１の位置と第２位置の間で往復移動するようにする。本公開の陰極装置は、対象材料アセンブリに複数の磁場を同時に提供することがあり、スパッタリング効率を向上させることができる。同時に、駆動装置は、伝動アセンブリを利用して磁気回路アセンブリの各磁気回路ユニットと接続され、磁気回路アセンブリの全体を往復移動させることができ、これにより磁場の作用範囲を拡大させることができ、対象材料アセンブリでの非エッチング領域を減少させ、エッチング領域を増加させ、対象材料アセンブリの利用率を向上させ、スパッタリング効率を向上させることができる。

Description

関連出願のクロス引用
本出願には、２０１８年３月２９日付、中国で提出した中国専利出願番号がＣＮ２０１８２０４４３３６３．６の優先権を主張し、そのすべての内容を引用して、本開示に含ませる。

本開示は、マグネトロンスパッタリング技術分野に関するものであり、具体的には、マグネトロンスパッタリング装置とマグネトロンスパッタ装置の陰極装置に関するものである。

マグネトロンスパッタリング技術は、膜を形成する技術であり、太陽エネルギーの光起電、集積回路、フラットパネルディスプレイなどの分野で広く応用される。その原理は、グロー放電でイオン化されて出てきたイオンを利用して、対象材料（target mterials）に対して衝撃し、衝撃されて出てきた対象材料スパッタリング粒子を基材に浸漬させて膜層を形成するものである。

既存のマグネトロンスパッタリング装置の陰極装置では、通常、磁場を発生する磁気回路アセンブリが対象材料の後ろ側に備えられ、磁気回路アセンブリから提供された磁場は、単一的であり且つ対象材料との相対位置が変わらないことで磁場の作用が変わらず、それため、スパッタリングプロセスでは、対象材料の表面のエッチング位置も対応に変わらず、対象材料の幅が制限され、対象材料に大きな面積の非エッチング領域が存在することになるので、対象材料の使用率が低下して、スパッタリング効率が向上されにくく、生産量が拡大されにくく、産業化生産に適していないことになる。同時に、上記磁場によって対象材料のエッジエリアのスパッタリングが均一されず、スパッタリングによるコーティングが均一でないことになりやすい。

ただし、上記の背景技術で開示された情報は、本開示の背景の理解を強化させるためのものなので、当業者が知っている先行技術を構成していない情報を含むことができる。

本公開の目的は、関連技術の限界と欠陥に起因する一つまたは複数の問題を少なくとも一定程度克服することができるマグネトロンスパッタリング装置とマグネトロンスパッタ装置の陰極装置を提供するものである。

本公開の一方面によれば、マグネトロンスパッタリング装置の陰極装置を提供し、対象材料アセンブリと、上記対象材料アセンブリと対向するように備えられ、磁場を独立的に発生可能な複数の磁気回路ユニットを含んでいる磁気回路アセンブリと、上記各磁気回路ユニットと同時に接続されている伝動アセンブリと、上記伝動アセンブリを用いて前記磁気回路アセンブリを所定の方向に第１の位置と第２位置の間で往復移動するようにする駆動装置と、を含む。

本実用新案の一例示的な実施形態において、上記伝動アセンブリは、前記所定の方向に備えられる伝動ロッドと、各上記磁気回路ユニットとそれぞれ接続され、前記伝動ロッドをかぶせるように備え、前記伝動ロッドとネジ接続される複数の伝動スライダと、を含む。
本実用新案の一例示的な実施形態において、前記陰極装置は、少なくとも一つのガイドアセンブリを含み、各上記ガイドアセンブリは、前記所定の方向に備えるガイドレールと、各上記磁気回路ユニットとそれぞれ接続され、前記ガイドレールとスライダー配合されている複数のガイドスライダと、を含む。

本実用新案の一例示的な実施形態において、前記陰極装置は、上記磁気回路アセンブリが前記第１の位置に移動した場合、トリガーされ、前記駆動装置により上記磁気回路アセンブリが前記第２の位置に移動するようにする第１の位置限定装置と、上記磁気回路アセンブリが前記第２の位置に移動されたとき、トリガーされ、前記駆動装置により上記磁気回路アセンブリが前記第１の位置に移動するようにする第２の位置限定装置と、をさらに含む。

本実用新案の一例示的な実施形態において、前記第１の位置限定装置と前記第２の位置限定装置はすべて近接スイッチである。

本実用新案の一例示的な実施形態において、上記磁気回路ユニットは、上記伝動アセンブリと接続されている絶縁パッドと、前記絶縁パッドの前記対象材料アセンブリに近い表面に備えられるヨークと、上記ヨークの前記対象材料アセンブリに近い表面に備えられる磁石と、を含む。

本実用新案の一例示的な実施形態において、前記陰極装置は、上記対象材料アセンブリと上記磁気回路アセンブリとの間に備えられ、上記対象材料アセンブリに接する陰極導電アセンブリを含み、前記陰極導電アセンブリは冷却水水路を備え、上記冷却水水路には水入口と水出口が備えられ、上記冷却水水路には少なくとも２つの独立する岐路を含み、各上記岐路は上記水入口と前記水出口との間に連通する。
本実用新案の一例示的な実施形態において、上記冷却水水路は、曲線形状と折れ線形状の一つの形状で延長される。

本実用新案の一例示的な実施形態において、前記陰極導電アセンブリは、上記対象材料アセンブリと上記磁気回路アセンブリとの間に備えられ、冷却溝を備える陰極導電板と、前記陰極導電板の上記対象材料アセンブリに近い表面に密封して接続され、前記冷却溝をカバーして前記冷却水を形成する冷却仕切り板と、を含む。

本実用新案の一例示的な実施形態において、前記陰極装置は、収容キャビティを備える保護カバーを含み、前記収容キャビティは開放端を備え、前記陰極導電アセンブリは前記開放端をカバーして上記開放段に固定され、前記対象材料アセンブリは、前記陰極導電アセンブリの上記保護カバーと遠い表面に固定され、上記磁気回路アセンブリ、前記伝動アセンブリ及び上記駆動装置は、前記収容キャビティ内に備えられる。

本実用新案の一例示的な実施形態において、上記に記載の陰極装置を含むマグネトロンスパッタリング装置を提供する。

本開示の実施例は、先行技術と比較し、以下のような有益な効果がある。

磁気回路アセンブリが複数の磁気回路ユニットを含み、各磁気回路ユニットが磁場を独立的に発生することができるので、マトリックス化された磁場を形成することができ、これにより、対象材料アセンブリに同時に複数の磁場を提供することができる。従来の単一的な磁場と比較し、スパッタリングの効率を向上させた。同時に、駆動装置が伝動アセンブリによって磁気回路アセンブリの各磁気回路ユニットと接続することができるので、磁気回路アセンブリの全体を往復移動させることができ、これにより磁場が対象材料アセンブリでの作用範囲が拡大することができ、これにより、ターゲット材料アセンブリでの非エッチング領域を減少させることができ、エッチング領域を増加させることができ、対象材料アセンブリの利用率を向上させることができ、スパッタリング効率を向上させ、生産効率を向上させることができ、生産能力を拡大させることができ、産業化生産に適しており、対象材料アセンブリのエッジエリアのスパッタリングが均一にして、スパッタリングコーティングがより均一にすることができる。また、幅が比較的大きい対象材料アセンブリに対して、複数の磁気回路ユニットがより短い変位に移動するだけで作用範囲が対象材料アセンブリをカバーすることができて、変位の移動が長すぎる原因で位置がずれることを避けることができて、正確な制御を実現し、対象材料の表面の所定方向への磁場を安定させることができる。

理解するのは、以上の一般的な物語と、後述する詳細な叙述は、単に例示的および解析的なものであり、本開示を制限するものではない。

ここの図面は、明細書の一部を形成し、本開示に合致する実施例を例示し、そして明細書と一緒に本公開の原理を解釈する。下記に記述している図面は、本公開の一部の実施例だけであり、当業者にとって、創造性労働を経ていない前提の下で、これらの図面に基づいて、他の図面を得ることができることは自明なものである。
本公開の実施形態に係る陰極装置を例示する例示図である。 本公開の実施形態に係る陰極装置の磁気回路アセンブリを例示する例示図である。 本公開の実施形態に係る陰極装置の磁気回路アセンブリが第１の位置に位置することを例示する例示図である。 本公開の実施形態に係る陰極装置の磁気回路アセンブリが第２の位置に位置することを例示する例示図である。 本公開の実施形態に係る陰極装置の陰極導電アセンブリの陰極導電板を例示する例示図である。

その後、図面を参照して、実施例をより全面的に説明する。しかし、実施例は、複数の形式で実施することができ、そして本開示で説明する実施例に限定されると理解してはならない。逆に、このような実施例を提供することは、本開示を全面的に完全にすることができ、そして実施例思想を全面的に当業者に伝えることができる。図面は、本公開の例示的に解釈するものであるだけで、必ずしも比例的に作成したものではない。図面では、同じ参照符号は、同一または類似の構造を表すため、その詳細な説明は省略する。

本明細書では、例えば、「上」、「下」を利用して１つのアセンブリが他のいずれかのアセンブリの相対的な関係の相対的な「用語」を使用したが、これらの用語は、本明細書の便利を考慮したものであり、例えば図面で説明される例示的な方向であることがあります。理解すべきことは、もし図面の装置が反転されて、上下が逆になった場合、上記に説明した「上」のアセンブリは、「下」のアセンブリになる。ある構造が他の構造「上」に備えられる場合には、ある構造が他の構造に一体に形成されている可能性があり、またはある構造が「直接」に他の構造に備えられることができ、またはある構造が他の構造を通じて「間接的に」他の構造に備えられることができる。

用語「一つ」、「一」、「当該」、「上記」及び「少なくとも一つ」は、一つまたは複数の要素/構成部分などを表示し、用語「含む」及び「備え」は開放型で含まれるという意味を示し、そして一部の要素/構成部分等の以外に他の要素/構成部分などが存在することができ、用語「第１」と「第２」などは表記のためのものであるだけで、その対象の数量について制限しない。

本公開の実施例では、マグネトロンスパッタ装置の陰極装置を提供する。図１に示すように、当該陰極装置は、対象材料アセンブリ１、磁気回路アセンブリ２、伝動アセンブリ３と駆動装置４を含むことができる。

ここで、磁気回路アセンブリ２は、対象材料アセンブリ１に対向され、磁気回路アセンブリ２は、複数の独立した磁気回路ユニット２１を含むことができ、各磁気回路ユニット２１は、磁場を独立的に発生することができる。伝動アセンブリ３は、各磁気回路ユニット２１と同時に接続することができる。駆動装置４は、伝動アセンブリ３と接続することができ、そして伝動アセンブリ３によって磁気回路アセンブリ２が所定の方向に沿って第１の位置と第２位置の間で往復移動できるように駆動することができる。

本公開の実施形態に係る陰極装置は、磁気回路アセンブリ２の複数の磁気回路ユニット２１によってマトリックス化された磁場を形成し、これにより、対象材料アセンブリ１に複数の磁場を同時に提供することができあり、先行技術の単一的な磁場と比較して、スパッタリング効率を向上させた。同時に、駆動装置４は、伝動アセンブリ３によって磁気回路アセンブリ２の各磁気回路ユニット２１と接続されるため、磁気回路アセンブリ２全体が往復移動されるように駆動されることができ、これにより磁場が対象材料アセンブリ１での作用範囲が拡大することができ、対象材料の幅を増加させることに有利であり、対象材料アセンブリ１での非エッチング領域を減少させ、エッチング領域を増加させ、対象材料アセンブリ１の使用率を向上させ、スパッタリング効率を向上させることに有利であり、生産率を向上させ、生産能力を拡大させ、産業化生産に適合するようにして、対象材料のエッジエリアのスパッタリングを均一にして、スパッタリングコーティングをより均一にする。また、幅がより広い対象材料アセンブリにおいて、複数の磁気回路ユニット２１が、より短い変位で往復移動することにより、磁場の作用範囲が対象材料アセンブリをカバーすることができるので、移動変位が過度に長い原因で位置がオフセットすることを避けることができ、精密な制御を実現することができ、対象材料面の所定方向への磁場の安定性を確保することができる。

次、本公開の実施形態に係る陰極装置の各部材について詳細に説明する。

図１に示すように、一実施例では、対象材料アセンブリ１は、対象材料１０１とバックプレート１０２を含むことができ、対象材料１０１の形状は、長方形などの形状であることができ、その材料に対しては特に制限しない。バックプレート１０２の形状は、対象材料１０１と同じ形状であることができますが、バックプレート１０２の寸法が対象材料１０１よりも大きいことができ、金属インジウムを使用して、ターゲット材料１０１をバックプレート１０２にバインディングすることができる。バインディングの具体的なプロセスは、ここで詳細に説明しない。

図１の図２に示すように、一実施例では、磁気回路アセンブリ２は、対象材料アセンブリ１に対向備えられることができ、具体的に、磁気回路アセンブリ２は、対象材料アセンブリ１のバックプレート１０２に対向して設置されて、対象材料１０１がバックプレート１０２の磁気回路アセンブリ２と遠い一側に備えるようにすることができる。磁気回路アセンブリ２は、複数の磁気回路ユニット２１を含むことができ、各磁気回路ユニット２１は、磁界を独立的に発生することができ、磁気回路ユニット２１の数量は、二つまたは三つ存在することができ、これに限らず、より多くの数量を存在することができ、これは具体的に対象材料アセンブリ１の寸法に応じて決定され、対象材料アセンブリ１の寸法が大きいほど磁気回路ユニット２１の数量がより多く備えことができる。また、複数の磁気回路ユニット２１は、同じ平面に設置されて所定の方向に間隔を置いて分布することができる。つまり隣接する２つ磁気回路ユニット２１との間には間隔を備える。例えば、対象材料アセンブリ１の形状が長方形であり、当該所定の方向は、対象材料アセンブリ１の長さ方向または幅方向であることができる。

各磁気回路ユニット２１は同じ構造を使用することができ、一つの磁気回路ユニット２１を例として、図２に示すように、当該磁気回路ユニット２１は、絶縁パッド２１１、ヨーク２１２及び磁石２１３を含むことができる。

ここで、絶縁パッド２１１は平板構造であることができ、各磁気回路ユニット２１の絶縁パッド２１１は並んで間隔を置いて備えられることができる。絶縁パッド２１１の材料はテフロン（登録商標）で形成され、良好な耐候性を備えることができる。もちろん、絶縁パッド２１１の材料は、他の耐候性が良い材料で形成されることができ、その実例は省略する。また、絶縁パッド２１１が伝動アセンブリ３と固定接続されることで、磁気回路ユニット２１と伝動アセンブリ３は接続されることができる。

ヨーク２１２は、絶縁パッド２１１の対象材料アセンブリ１に近い表面に備えられることができ、絶縁パッド２１１と固定接続することができる。ヨーク２１２の形状と寸法は、絶縁パッド２１１と同じで、その材料は、低炭素鋼ＤＴ４ことができ、高透磁率と低残留磁気の特性を備えることができる。もちろん、ヨーク２１２は、他の透磁率が良い材料を使用することができる。同時に、ヨーク２１２の対象材料アセンブリ１と近い表面には、磁石２１３を装着するための係合溝が備えられることができる。

磁石２１３は、ヨーク２１２の対象材料アセンブリ１に近い表面に設置されて、ヨーク２１２の係合溝内に係合され、磁石２１３を固定させることができる。もちろん、他の方法で磁石２１３を固定させることができる。磁石２１３は、S-Ｎ-Sの磁極形式で配列される複数の磁性体を含むことができ、各磁性体は、鉄、コバルト、ニッケル材料に加工して、磁気を充填して得ることができる。もちろん、磁性体は、他の磁性材料であることができる。同じヨーク２１２は、１つまたは複数の磁石２１３が備えられることができる。在本公開の他の実施例では、磁極の配列方式は、Ｎ-S-Ｎの形式またはその他の形式を使用することができ、ここで実例を省略する。

理解すべきことは、上記磁気回路ユニット２１の構造は、単に例示的に説明したものであり、本公開の他の実施例では、磁気回路ユニット２１は他の構造であることができ、同様の作用を発揮することができれば可能である。ここで詳細な説明は省略する。

図１に示すように、一実施例では、伝動アセンブリ３は、磁気回路アセンブリ２の各磁気回路ユニット２１と同時に接続されて、磁気回路アセンブリ２を全体的に所定方向に往復移動させることができる。例えば、伝動アセンブリ３は、伝動ロッド３１と伝動スライダー３２を含むことができる。

ここで、伝動ロッド３１は、当該所定の方向に備えられることができ、例えば、伝動ロッド３１は、磁気回路アセンブリ２の対象材料アセンブリ１と遠い一側に備えられることができ、伝動ロード３１が磁気回路アセンブリ２での投影は、磁気回路アセンブリ２の中心軸線と重合されて、伝動ロッド３１の両端の投影は、磁気回路アセンブリ２の端から突出することができる。もちろん、伝動ロッド３１は、磁気回路アセンブリ２の中心軸線とオフセットされた位置に備えられることもできる。

伝動スライダ３２の数量は、磁気回路ユニット２１の数量と同じであり、すなわち、伝動スライダー３２も複数個であることができる。複数の伝動スライダー３２は、伝動ロッド３１の軸方向に沿って伝動ロッド３１をかぶせるように備えられることができ、各伝動スライダー３２は、伝動ロッド３１とネジ接続され、各伝動スライダー３２が伝動ロッド３１とロッドナットペアを構成することができる。したがって、伝動ロッド３１を回転することにより、各伝動スライダー３２が同時に伝動ロッド３１に沿って直線移動することができ、各磁気回路ユニット２１を所定の方向に同期移動するようにすることができ、磁気回路アセンブリ２が全体的に所定の方向に同期で移動できるようにすることができる。伝動ロッド３１の回転方向に変更することにより、伝動スライダー３２の往復移動を変更させることができ、これにより磁気回路アセンブリ２を往復移動させることができる。例えば、図３と４に示すように、各伝動スライダー３２を、各磁気回路ユニット２１の絶縁パッド２１１のヨーク２１２と遠い一側に対応するようにそれぞれ接続されることによって、各磁気回路ユニット２１を移動させることができ、接続方法は係合やネジを利用して接続することができ、具体的な接続方法は、ここで限定しない。理解すべきことは、構造の簡素化のために、伝動スライダー３２と磁気回路ユニット２１の絶縁パッド２１１を一体的に成形することができる。

本公開の他の実施例では、伝動アセンブリ３は、他の構造であることができ、磁気回路アセンブリ２を所定の方向に往復移動させることができる構造であれば、どのような構造も可能である。例えば、伝動アセンブリ３は、所定の方向に設置されている直線ロードであることができ、当該直線ロードは、各磁気回路ユニット２１と接続することができ、当該直線ロードが往復移動するように駆動することにより、磁気回路アセンブリ２を移動させることができる。

図１に示すように、一実施例では、駆動装置４は、伝動アセンブリ３と接続することができ、伝動アセンブリ３を用いて、各磁気回路ユニット２１を同期に移動させ、磁気回路アセンブリ２が所定の方向に往復移動させることができる。例えば、上記伝動ロッド３１と伝動スライダー３２の伝動アセンブリ３を使用することにおいて、駆動装置４は、サーボモータであり、当該サーボモータは、伝動ロッド３１の一端とユニバーサルジョイントによって接続することができ、もちろん、伝動ロッド３１と直接接続することもでき、これによって伝動ロッド３１を回転させることができる。サーボモータを時計回りまたは反時計回りに回転させることで、磁気回路アセンブリ２の往復移動を実現することができる。具体的な伝動原理は、上記伝動アセンブリ３の実例の説明を参照され、詳細については省略する。

本公開の他の実施例では、伝動アセンブリ３は、所定の方向に設置されている直線ロードであり、当該直線ロードは、各磁気回路ユニット２１と接続され、駆動装置４はシリンダであることができ、当該シリンダーは、当該直線ロッドと接続されて、直線ロッドを往復移動させることができ、同様に磁気回路アセンブリ２の往復移動を実現することができる。もちろん、シリンダーを線形モータなど直線運動を出力することができる装置に交換することができる。

図３と図４に示すように、一実施例では、本開示の実施形態に係る陰極装置は、磁気回路アセンブリ２と接続され、磁気回路アセンブリ２を所定の方向に移動させるようにガイドするガイドアセンブリ５をさらに含む。例えば、ガイドアセンブリ５は、ガイドレール５１とガイドスライダ５２をさらに含むことができる。

ここで、ガイドレール５１は、前記所定の方向に磁気回路アセンブリ２の対象材料アセンブリ１と遠い一側に備えられ、伝動ロッド３１と平行になる。

ガイドスライダ５２の数量は、磁気回路ユニット２１の数量と同じで、すなわち、ガイドスライダ５２の数量は複数個であることができ、各ガイドスライダ５２は、ガイドレール５１の延長方向に沿って分布され、各ガイドレール５１とスライダー結合することができる。同時に、ねじ接続などの方法を用いて、各ガイドスライダ５２を、各磁気回路ユニット２１の絶縁パッド２１１にそれぞれ接続することができ、もちろん、ガイドスライダ５２と絶縁パッド２１１を一体に形成させることができる。これにより、ガイドスライダ５２とガイドレール５１との配合を介して、磁気回路ユニット２１が所定方向に往復スライダするようにして、歪みを防止し、同時に磁気回路ユニット２１を支持する。

上記ガイドアセンブリ５の数量は、２つであることができ、２つのガイドアセンブリ５のガイドレール５１が平行になるようにして、伝動ロッド３１の両側に対称するように分布されることができ、２つのガイドレール５１上のガイドスライダ５２は、磁気回路ユニット２１とそれぞれ対応するように接続され、つまり、各磁気回路ユニット２１には、２つのガイドスライダ５２が連結される。もちろん、本開示の他の実施例では、ガイドアセンブリ５の数量は、一つ、三つまたは複数個であることができ、ここで詳細に説明しない。

図３と図４に示すように、一実施例において、本開示の実施形態に係る陰極装置は、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７をさらに含むことができ、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７は、磁気回路アセンブリ２と同じ平面に位置することができ、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７は、少なくとも一つの磁気回路ユニット２１の両側に備えることができる。つまり、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７との間には、少なくとも一つの磁気回路ユニット２１が存在し、磁気回路アセンブリ２が移動すると、磁気回路アセンブリ２にトリガーされることができる。同時に、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７は、すべて近接スイッチを使用することができ、もちろん、リミットスイッチなどの磁気回路アセンブリ２を第１の位置と第２位置の間での移動を制限する他の部材を使用することができ、ここで、その実例を省略する。

例えば、図３に示すように、第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７は近接スイッチであり、駆動装置４はモータである。磁気回路アセンブリ２が第１の位置に移動されたとき、第１の位置限定装置６は、磁気回路アセンブリ２によってトリガーされ、このとき、第１の位置限定装置６は、駆動装置４の回転方向を変更するように制御して磁気回路アセンブリ２を第２の位置に移動させる。図４に示すように、磁気回路アセンブリ２が第２の位置に移動されたとき、第２の位置限定装置７はトリガーされ、このとき、第２の位置限定装置７は、駆動装置４の回転方向が再び変更するように制御して、磁気回路アセンブリ２を第１の位置に移動させる。第１の位置限定装置６と第２の位置限定装置７を設置することにより磁気回路アセンブリ２が第１の位置と第２位置との間で自動的に往復移動するようにし、人工的な制御を避け、作業効率を向上させ、同時に、各製品の対象材料スパッタリング領域が一致するようにして、製品のスパッタリング品質を向上させることができる。

図１と図５に示すように、一実施例において、本開示の実施形態に係る陰極装置は、陰極導電アセンブリ８をさらに含み、陰極導電アセンブリ８は、対象材料アセンブリ１と磁気回路アセンブリ２との間に備えられ、対象材料アセンブリ１が陰極導電アセンブリ８に接して設置されることができる。

陰極導電アセンブリ８は冷却水水路を備え、冷却水水路には水入口８０１と水出口８０２を備え、冷却水路に冷却水を通入させることができ、これにより、対象材料の温度を下げ、スパッタリング効果を向上させることができる。同時に、冷却水水路には少なくとも２つの独立した岐路を含むことができ、例えば、２つまたは３つの岐路を含むことができ、各岐路は水入口８０１と水出口８０２との間に連通されて互いに交差されないことによって、放熱面積を拡大することができ、放熱効果を向上させることができる。また、冷却水には、曲線形状に延長されることができ、例えば、滑らかな波線形状などに延長されることができるが、これに限定されず、折れ線状に延長されることもでき、例えば、鋸歯形状、方形波形状などで延長されることができ、これにより、冷却水水路の長さを増加させることができ、放熱効果を向上させることができる。もちろん、冷却水水路が直線状に延長されることもできる。

例えば、陰極導電アセンブリ８は、陰極導電板８１と冷却仕切り板８２を含むことができる。

ここで、図５に示すように、陰極導電板８１のエッジ輪郭の形状は、対象材料アセンブリ１と同じであることができ、また、陰極導電板８１の材料は、高純度のタフピッチ銅（紫銅）を加工して形成されることができ、また、表面を鈍化処理して酸化されることを防止することができ、もちろん、他の導電材料で形成することができる。マグネトロンスパッタリング電源は、電源が銅に接続して陰極導電板８１が対象材料アセンブリ１のバックプレート１０２とターゲット材料１０１に接続することにより、電界を形成することができる。同時に、陰極導電板８１の対象材料アセンブリ１と近い表面には冷却水水路を形成する冷却溝が備えられ、前記冷却溝は、第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２を含み、第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２はすべて方形の波形状に延長され、また、互いに交差しない。同時に、水入口８０１と水出口８０２は、すべて陰極導電板８１に備えられることができ、第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２は、すべて水入口８０１と水出口８０２との間に連通することができ、これにより、冷却水が流動される２つの岐路が形成されることができるので、対象材料アセンブリ１に対して、より好ましく放熱することができる。

前記第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２は、機械加工によって陰極導電板８１に形成され、このような構造の冷却水には、冷却水が陰極導電板８１で流動される領域を増加させることに有利であり、対象材料アセンブリ１の全体的な背部の冷却水の流れが均一になり、そして単一な冷却水水路の陰極冷却システムにおいて、冷却水の消耗量が増加しなく、良い冷却効果を実現するとともに、冷却水の消耗を減少させた。

冷却版８２の形状は、陰極導電板８１と同じで、その材料は、黄銅または他の材料で形成することができる。同時に、冷却版８２は、陰極導電板８１の対象材料アセンブリ１に近い表面に設置されて、第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２を遮蔽することができる。同時に、冷却版８２は、冷却シール環１４を介して陰極導電板８１と密封配合され、上方に位置する仕切り板加圧ブロック１１によって陰極導電板８１に圧着固定されて、陰極導電アセンブリ８をさらに強固にする。冷却板８２を利用して、第１冷却溝８１１と第２冷却溝８１２をカバーして包んで、２つの岐路の冷却水水路を形成する。また、対象材料アセンブリ１のバックプレート１０２は、上方に位置する対象材料加圧ブロック１２によって冷却版８２に圧着固定されて、対象材料アセンブリ１をさらに強固にする。

本公開の他の実施例では、陰極導電板８１と冷却仕切り板８２は、一体型の構造であることができ、導電可能で、また上記冷却水水路を形成するものであればどのような構造も可能である。

図１に示すように、一実施例では、本開示の実施例は、保護カバー９を含むことができ、保護カバー９には、収容キャビティ９１と収容キャビティ９１と連通される開放端を備え、陰極導電アセンブリ８は、前記開放端をカバーすることができ、対象材料アセンブリ１は、陰極導電アセンブリ８の保護カバー９と遠い表面に備えられることができ、磁気回路アセンブリ２、伝動アセンブリ３は、駆動装置４とガイドアセンブリ５は、収容キャビティ９１内に備えられることができ、磁気回路アセンブリ２は、収容キャビティ９１内で移動することができる。

例えば、収容キャビティ９１内には、ブラケット９２が備えられることができ、伝動アセンブリ３の伝動ロッド３１は、回転可能にブラケット９２に備えられ、同時に、ガイドアセンブリ５のガイドレール５１もブラケット９２に備えられて、ブラケット９２を利用して伝動ロッド３１とガイドレール５１を支持することができる。もちろん、伝動ロッド３１とガイドレール５１は、他の方式を利用して収容キャビティ９１内に備えられることができる。磁気回路アセンブリ２は、伝動アセンブリ３とガイドアセンブリ５に接続することができ、接続方法は、上記の実施例を参照することができ、ここで詳細な説明は省略する。

開放端の両側には、絶縁ブロック１０が固定されることができ、絶縁ブロック１０は、テフロン（登録商標）などの絶縁材料であることができる。陰極導電アセンブリ８の陰極導電板８１の両側は絶縁ブロック１０に備えることができ、シールリング１５によって絶縁ブロック１０と密封配合することができる。もちろん、陰極導電板８１が直接に開放端の両側に備えられることができる。対象材料アセンブリ１のバックプレート１０２は、陰極導電アセンブリ８の冷却版８２に備えられることができ、対象材料加圧ブロック１２によって圧着固定することができる。絶縁ブロック１０には、真空加圧ブロック１３が圧着されることができ、真空加圧ブロック１３が、ターゲット材料加圧ブロック１２の外側に位置し、真空加圧ブロック１３が真空シール環１６によって絶縁ブロック１０と密封配合される。また、対象材料加圧ブロック１２には、陰極カバー１７が備えられる。

ただし、本公開の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置の陰極装置は、他の部材をさらに含むことができ、具体的な内容は、既存のカソードユニットを参照することができ、ここで詳細な説明は省略する。

本公開の実施例は、マグネトロンスパッタリング装置をより提供し、当該マグネトロンスパッタリング装置は、前記実施例の任意の陰極装置を含むことができる。同時に、基材をさらに含むことができ、基材は、対象材料アセンブリ１の磁気回路アセンブリ２と遠い一側に備えることができ、もちろん、他の部材を含むことができ、ここで詳細な説明は省略する。本公開の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置が使用する陰極装置と前記陰極装置の実施例中の陰極装置が同じなので、同じの有益な効果を備えることができ、ここで詳細に説明しない。

当業者にとって、明細書及びここで開示された実用新案を実践した後、本公開の他の技術方案を容易に考えることができる。本出願は、本公開の任意の変形、用途または適応性の変化を含み、これらの変形、用途または適応性の変化は、本公開の一般的な原理に準拠し、本開示に公開されていない本技術分野の公知常識や慣用技術手段を含んでいる。明細書と実施例は、例示的なものだけで、本公開の真の範囲と精神は、添付されている特許請求の範囲によって示される。

１ 対象材料アセンブリ
２ 磁気回路アセンブリ
３ 伝動アセンブリ
４ 駆動装置
５ ガイドアセンブリ
６ 第１の位置限定装置
７ 第２の位置限定装置
８ 陰極導電アセンブリ
９ 保護カバー
１０ 絶縁ブロック
１１ 仕切り板加圧ブロック
１２ 対象材料加圧ブロック
１３ 真空加圧ブロック
１４ 冷却シール環
１５ シールリング
１６ 真空シール環
１７ 陰極カバー
２１ 磁気回路ユニット
３１ 伝動ロッド
３２ 伝動スライダー
５１ ガイドレール
５２ ガイドスライダー
８１ 陰極導電板
８２ 冷却仕切り板
９１ 収容キャビティ
９２ ブラケット
１０１ 対象材料
１０２ バックプレート
２１１ 絶縁パッド
２１２ ヨーク
２１３ 磁石
８０１ 水入口
８０２ 水出口
８１１ 第１冷却溝
８１２ 第２冷却溝

Claims (11)

1. 対象材料アセンブリ（１）と、
   上記対象材料アセンブリ（１）と対向されるように備えられ、磁場を独立的に発生可能な複数の磁気回路ユニット（２１）を含んでいる磁気回路アセンブリ（２）と、
   上記各磁気回路ユニット（２１）と同時に接続されている伝動アセンブリ（３）と、
   上記伝動アセンブリ（３）を用いて前記磁気回路アセンブリ（２）を所定の方向に第１の位置と第２位置の間で往復移動するようにする駆動装置（４）と、を含むマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
2. 上記伝動アセンブリ（３）は、
   前記所定の方向に備えられる伝動ロッド（３１）と、
   各上記磁気回路ユニット（２１）とそれぞれ接続され、前記伝動ロッド（３１）をかぶせるように備えられ、前記伝動ロッド（３１）とネジ接続される複数の伝動スライダ（３２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
3. 前記陰極装置は、少なくとも一つのガイドアセンブリ（５）を含み、各上記ガイドアセンブリ（５）は、
   前記所定の方向に備えられるガイドレール（５１）と、
   各上記磁気回路ユニット（２１）とそれぞれ接続され、前記ガイドレール（５１）とスライダー配合されている複数のガイドスライダ（５２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
4. 前記陰極装置は、
   上記磁気回路アセンブリ（２）が前記第１の位置に移動した場合、トリガされ、前記駆動装置（４）により上記磁気回路アセンブリ（２）が前記第２の位置に移動するようにする第１の位置限定装置（６）と、
   上記磁気回路アセンブリ（２）が前記第２の位置に移動されたとき、トリガされ、前記駆動装置（４）により上記磁気回路アセンブリ（２）が前記第１の位置に移動するようにする第２の位置限定装置（７）と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
5. 前記第１の位置限定装置（６）と前記第２の位置限定装置（７）はすべて近接スイッチであることを特徴とする請求項４に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
6. 上記磁気回路ユニット（２１）は、
   上記伝動アセンブリ（３）と接続されている絶縁パッド（２１１）と、
   前記絶縁パッド（２１１）の前記対象材料アセンブリ（１）に近い表面に備えられるヨーク（２１２）と、
   上記ヨーク（２１２）の前記対象材料アセンブリ（１）に近い表面に備えられる磁石（２１３）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
7. 前記陰極装置は、上記対象材料アセンブリ（１）と上記磁気回路アセンブリ（２）との間に備えられ、上記対象材料アセンブリ１に接する陰極導電アセンブリ（８）を含み、
   前記陰極導電アセンブリ（８）は冷却水水路を備え、上記冷却水水路には水入口（８０１）と水出口（８０２）が備えられ、上記冷却水水路には少なくとも２つの独立する岐路を含み、各上記岐路は上記水入口（８０１）と前記水出口（８０２）との間に連通することを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
8. 上記冷却水水路は、曲線形状と折れ線形状の一つの形状で延長されることを特徴とする請求項７に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
9. 前記陰極導電アセンブリ（８）は、
   上記対象材料アセンブリ（１）と上記磁気回路アセンブリ２との間に備えられ、冷却溝を備える陰極導電板（８１）と、
   前記陰極導電板（８１）の上記対象材料アセンブリ（１）に近い表面に密封して接続され、前記冷却溝をカバーして前記冷却水を形成する冷却仕切り板（８２）と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
10. 前記陰極装置は、収容キャビティ（９１）を備える保護カバー（９）を含み、前記収容キャビティ（９１）は開放端を備え、前記陰極導電アセンブリ（８）は前記開放端をカバーして上記開放段に固定され、前記対象材料アセンブリ（１）は、前記陰極導電アセンブリ（８）の上記保護カバー（９）と遠い表面に固定され、上記磁気回路アセンブリ（２）、前記伝動アセンブリ（３）及び上記駆動装置（４）は、前記収容キャビティ（９１）内に備えられることを特徴とする請求項９に記載のマグネトロンスパッタ装置の陰極装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の陰極装置を含むマグネトロンスパッタリング装置。

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