JP5748839B2 - 回転ターゲットを支持するためのデバイスおよびスパッタリング設備 - Google Patents

回転ターゲットを支持するためのデバイスおよびスパッタリング設備 Download PDF

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Description

本開示は、回転ターゲットを支持するためのデバイスに関し、詳細には、本体、回転ターゲットから流体を受けるための第１の流体コンジット、および流体を回転ターゲットに提供するための第２の流体コンジットを有するデバイスに関する。さらに、本開示は、回転ターゲットを支持するためのデバイスを含むスパッタリング設備に関する。
多くの用途において、基板上に薄層を堆積することが所望される。薄層を堆積するための知られた技法は、具体的には、蒸着、化学気相スパッタリングおよびスパッタリング堆積である。例えば、スパッタリングを使用して、例えばアルミニウムといった金属またはセラミックスの薄層などの薄層を堆積することができる。スパッタリングプロセスの期間に、典型的には不活性の処理ガスのイオンを用いて低圧でターゲットの表面に衝撃を加えることによって、コーティング材料からなるスパッタリングターゲットから被覆される基板へコーティング材料が搬送される。イオンは、処理ガスの電子衝突イオン化により生成され、スパッタリングカソードとして動作するターゲットとアノードの間の大きな電圧降下によって加速される。ターゲットに加えるこの衝撃によって、例えばスパッタリングカソードの下といった、スパッタリングカソードに対向して配置される基板上に堆積される膜として蓄積するコーティング材料の原子または分子が放出することとなる。
スパッタリング用に、セグメント化された平面ターゲット、モノリシック平面ターゲットおよび回転ターゲットを使用することができる。カソードの形状寸法および設計に起因して、回転ターゲットは、典型的には、平面ターゲットよりも高い利用率を有し、動作時間が増加する。したがって、回転ターゲットを使用すると、典型的には、耐用年数が延び、コストが減少する。
回転カソードは、典型的には、スパッタリング設備のカソードドライバユニットによって支持される。以降では、カソードドライバユニットは、それぞれ、エンドブロックおよびカソードドライバブロックとも言う。スパッタリング期間に、カソードドライバユニットは、回転カソードに運動を回転可能に移送する。最大約４ｍである回転カソードの長手方向の延長、およびスパッタリング設備の連続動作時間が典型的には数日であることを考えると、カソードドライバユニットの軸受は、典型的には、長期間にわたって、重い機械的負荷に確実に耐えることが求められる。
スパッタリングは、典型的には、低圧または真空条件下で、すなわち真空チャンバ内で実行される。コストが理由で、カソードドライバユニットは、特にスパッタリング設備の真空チャンバ内に配置されるとき、小さな空間要件を有することも求められる。したがって、改善したカソードドライバユニット、特に小型のカソードドライバユニットが継続的に必要とされている。
上の観点からの、回転ターゲットを支持するためのデバイス、回転ターゲットを支持するための少なくとも１つのデバイスを有する堆積装置および回転ターゲットを支持するためのエンドブロックが提供される。
実施形態によれば、基板上に材料をスパッタするための堆積装置の回転ターゲットを支持するためのデバイスが提供される。回転ターゲットは、回転軸を画定する。デバイスは、本体、本体内の第１の流体コンジットおよび本体内の第２の流体コンジットを含む。第１の流体コンジットは、回転ターゲットから流体を受けるようになされ、回転軸に直角な方向に向けられる。第２の流体コンジットは、流体を回転ターゲットに提供するようになされ、回転軸に直角な方向に向けられる。回転軸の方向に延びる投影面上への、第１の流体コンジットおよび第２の流体コンジットの投影は、お互いに重なる。
実施形態によれば、基板上に材料をスパッタするための堆積装置が提供される。堆積装置は、回転軸を画定する回転ターゲットを支持するための少なくとも１つのデバイスを含む。デバイスは、本体、本体内の第１の流体コンジットおよび本体内の第２の流体コンジットを含む。第１の流体コンジットは、回転ターゲットから流体を受けるようになされ、回転軸に直角な方向に向けられる。第２の流体コンジットは、流体を回転ターゲットに提供するようになされ、回転軸に直角な方向に向けられる。回転軸の方向に延びる投影面上への、第１の流体コンジットおよび第２の流体コンジットの投影は、お互いに重なる。
実施形態によれば、回転軸を画定する回転ターゲットを支持するためのエンドブロックが提供される。エンドブロックは、本体、第１の軸座標において本体と流体接続するようになされる第１の流体コンジットおよび第２の軸座標において本体と流体接続するようになされる少なくとも第２の流体コンジットを含む。第１の流体コンジットは、第１の外径を有する。第１の軸座標と第２の軸座標の間の距離は、第１の外径より短い。
本発明のさらなる態様、利点および特徴は、従属請求項、説明および添付の図面から明らかである。
上記の実施形態のいくつかは、以下の図面を参照して、典型的な実施形態の以下の記載に、より詳細に記載されることになる。
実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に平行である軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転軸に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、図１０の線Ａ−Ａ’に沿って回転ターゲットを支持するためのデバイスの断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、回転ターゲットを支持するためのデバイスの内部を概略的に示す斜視図である。 実施形態にしたがう、回転ターゲットを支持するためのデバイスの内部を概略的に示す斜視図である。 実施形態にしたがう、スパッタリング設備の断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、スパッタリング設備の断面を概略的に示す図である。 実施形態にしたがう、スパッタリング設備の断面を概略的に示す図である。
図面の要素は、お互いに関して必ずしも一定の縮尺でない。同様の参照符号は類似の部分に対応することを表す。
ここで、様々な実施形態への詳細な参照がなされることになり、様々な実施形態のうちの１つまたは複数の例が、各図に例示されている。各例は、説明のために提供されており、制限するものとして意図されていない。例えば、一実施形態の部分として例示または記載される特徴を他の実施形態にまたは他の実施形態と一緒に使用して、もう１つの実施形態を生み出すことができる。本開示は、そのような変更形態および変形形態を含むことが意図される。
スパッタリングは、エネルギーを有する粒子によってターゲットに衝撃を加えることのため、固体ターゲット材料から原子が放出されるプロセスである。わずかな材料で基板を被覆するプロセスを、典型的には、薄膜付着と言う。用語「被覆」および用語「堆積」は、本明細書において、同意語として使用される。用語「スパッタリング設備」および「堆積装置」は、本明細書において、同意語として使用され、基板上に、典型的には薄膜として、ターゲット材料を堆積するためにスパッタリングを使用する装置を包含するものとする。
典型的なターゲット材料としては（限定するものではないが）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）などの純金属、アルミニウム−ニオブ（ＡｌＮｂ）合金またはアルミニウム−ニッケル（ＡｌＮｉ）合金などの金属合金、シリコン（Ｓｉ）などの半導体材料および窒化物などの誘電体材料、炭化物、チタン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、および例えば、ＺｎＯ：Ａｌといった不純物ドープＺｎＯ、ＡｌＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２およびＣｄＯならびにＳｎドープＩｎ２Ｏ３（ＩＴＯ）およびＦドープＳｎＯ２などの透明導電酸化物（ＴＣＯ）といった酸化物が挙げられる。
本明細書において使用するとき、用語「基板」は、例えばウエハまたはガラス板といった可撓性でない基板、およびウエブおよび箔など可撓性の基板の両方を包含するものとする。
代表的な例としては（限定するものではないが）、半導体材料および誘電体材料ならびに半導体デバイスおよび誘電体デバイス、シリコンベースのウエハ、フラットパネルディスプレイ（ＴＦＴなど）、マスクおよびフィルタ、エネルギー変換および蓄積（光電池、燃料電池、蓄電池など）、固体照明（ＬＥＤおよびＯＬＥＤなど）、磁気および光記憶装置、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）およびナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小光学および光電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小および光電子デバイス、透明基板、建築用ガラスおよび自動車用ガラス、金属およびポリマー箔ならびに梱包のための金属化システム、ならびに微小成形およびナノ成形を含む用途が挙げられる。
図１に関して、堆積装置の回転ターゲットを支持するためのデバイスに関する複数の実施形態が説明される。本明細書において使用する用語「回転ターゲットを支持するためのデバイス」は、回転ターゲットを機械的に支持し、回転ターゲットに運動を回転可能に移送して、回転ターゲットに冷却剤を提供するようになされるデバイスを包含するものとする。用語「回転ターゲットを支持するためのデバイス」、「エンドブロック」、「カソードドライバヘッド」、および用語「カソードドライバブロック」は、本明細書において同意語として使用される。本明細書において使用する用語「回転ターゲットを支持するためのデバイス」、「エンドブロック」、「カソードドライバヘッド」、および「カソードドライバブロック」は、回転ターゲットに冷却剤および／または電流を提供する一方、真空の完全性および閉じた冷却剤の回路を維持するデバイスを特に包含するものとする。
本明細書において使用する用語「回転ターゲット」は、スパッタリング設備に回転可能に取り付けられるようになされ、スパッタされるようになされたターゲット構造を含む任意のカソードアセンブリを包含するものとする。本明細書において使用する用語「回転ターゲット」は、スパッタリングを改善するため、例えば永久磁石といった内部磁気手段を追加で含む、磁気的に拡張されたカソードアセンブリを特に包含するものとする。
回転ターゲットは、以降では回転スパッタリングカソードおよび回転カソードともそれぞれ言うが、ターゲット材料の中空円筒形本体から作ることができる。これらの回転ターゲットは、モノリシックターゲットとも言い、ターゲット材料を鋳造または焼結することによって製造することができる。
非モノリシック回転ターゲットは、典型的には、非モノリシック回転ターゲットの外面に付着されたターゲット材料の層を有する、例えばバッキング管といった、円筒形の回転可能な管を含む。そのような回転スパッタリングカソードの製造において、ターゲット材料を、例えば、バッキング管の外面上に、噴霧、または鋳造または粉末の静水圧圧縮成形によって付着することができる。あるいは、ターゲット管とも言う場合があるターゲット材料の中空円筒を、回転カソードを形成するため、バッキング管上に配置し、バッキング管に、例えばインジウムで結合することができる。もう１つの代替方法によれば、結合されないターゲット円筒を、バッキング管の径方向外向きにもうけることができる。
堆積速度を増加させるために、磁気的に向上されたカソードの使用が提案されている。これは、マグネトロンスパッタリングとも言う場合がある。磁気手段は、磁石の配列を含むことができ、例えばバッキング管の内側またはモノリシックターゲットの内側といった、スパッタリングカソードの内側に配置して、磁気的に向上されたスパッタリングのための磁場を実現することができる。カソードは、典型的には、カソードの長手軸の周りを回転可能であり、そのためカソードを磁気手段に対して回転することができる。
動作において、冷却されない磁石は、熱くなる場合がある。このことは、イオンで衝撃を加えられるターゲット材料によって磁石が囲繞されるということに起因する。その結果生じる衝突が、回転カソードの加熱をもたらす。磁石を好適な動作温度に保つため、ターゲット材料および磁石の冷却を備えることができる。
図１は、回転ターゲット（図示せず）によって画定される回転軸５０に平行な方向に沿った典型的な断面におけるエンドブロック１００を概略的に示す。スパッタリング期間に、回転ターゲットは、回転軸５０の周りを回転することができる。回転軸５０は、エンドブロック１００の長手軸５０も形成し、軸方向を画定する。この点に関連して、方向の用語、「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上の（ｕｐｐｅｒ）」、「下の（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「上に（ｏｎ）」などは、回転軸５０の配向を基準として使用する。本明細書において使用の用語「軸方向」は、回転軸５０に平行な方向を述べることを意図している。同様に、本明細書において使用の用語「径方向」は、回転軸５０に直角で、回転軸５０から離れる向きを示す方向を述べることを意図している。本明細書において使用の用語「軸座標」は、回転軸５０の方向の座標を述べることを意図している。点の軸座標は、典型的には、点を回転軸５０上へ直角に投影することによって得られる。同様に、本明細書において使用の用語「軸距離」は、回転軸５０の方向における距離を述べることを意図している。軸座標の値が大きくなることは、回転ターゲットへの軸距離が短くなることに対応する。本明細書において使用の用語「軸延長」は、回転軸５０の方向における延長を述べることを意図している。部分の「軸延長」は、典型的には、部分の「最大軸座標」および「最小軸座標」の間の差によって与えられる。
実施形態によれば、エンドブロック１００は、基本本体１１０、典型的には中空基本本体１１０、第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２を有する。本明細書において使用の用語「流体コンジット」は、それぞれ、流体の流れを運ぶようになされる流体チャンネルおよび管を述べることを意図している。第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２は、回転軸５０に垂直に向けられる。
回転ターゲット５０は、典型的には、スパッタリングのために、本体１１０の上に配置される。スパッタリング期間に、第２の流体コンジット１３２は、冷却剤、典型的には水を、基本本体１１０の径方向内向き位置部分に提供する。冷却剤は、典型的には、基本本体１１０の内向き位置部分を通って回転ターゲット５０に向かって上向きに、また回転ターゲット５０から基本本体１１０の内向き位置部分を通って下向きに送られる。第１の流体コンジット１３１は、基本本体１１０の径方向内向き位置部分から暖められた冷却剤を受け取る。典型的には、第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２は、スパッタリング期間に回転ターゲットを冷却するための、閉じた冷却剤回路の部分である。
実施形態によれば、回転軸５０の方向に延びる投影面６０上への、第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２の直角な投影は、お互いに重なる。
換言すれば、第１の流体コンジット１３１は、図１の断面で、第１の最小軸座標ｘ１と第１の最大軸座標ｘ３の間を延びる。第２の流体コンジット１３２は、図１の断面で第２の最小軸座標ｘ２と第２の最大軸座標ｘ４の間を延び、第２の最小軸座標ｘ２と第２の最大軸座標ｘ４のうちの少なくとも１つは、第１の最小軸座標ｘ１と第１の最大軸座標ｘ３の間に位置する。このことは、条件ｘ１≦ｘ４≦ｘ３とｘ１≦ｘ２≦ｘ３のうちの少なくとも１つが満たされることを意味する。そのようなやり方で第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２を配置することによって、小型で空間を縮小した設計のエンドブロック１００が得られる。これによって、堆積装置のプロセスチャンバ内の空間、したがってコストを減少することができる。
図２は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図２のエンドブロック１００は、図１のエンドブロック１００と同様である。図２内の要素のほとんどは、図１内の対応する要素と同様である。分かりやすくするために、これらの要素は、それぞれ同一の参照番号をもって呼ばれる。
実施形態によれば、第１の流体コンジット１３１は、回転軸５０から径方向外向きに延びる。このことは、図２に、径方向に向けられる第１の流体コンジット１３１の第１の長手軸５１によって示される。これらの実施形態において、第２の流体コンジット１３２は、典型的には第１の長手軸５１に平行な第２の長手軸５２を含む。
実施形態によれば、第２の流体コンジット１３２は、回転軸５０から径方向外向きに延びる。これらの実施形態において、第２の流体コンジット１３２の第２の長手軸５２は、回転軸５０に関して径方向であり、第１の長手軸５１は、典型的には第２の長手軸５２に平行である。
第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２ならびに第１の流体チャンネル１３１および第２の流体チャンネル１３２は、それぞれ典型的には、管形状である。この場合、それぞれの外側境界は、回転軸５０に平行な断面が円である。しかし、第１の流体コンジット１３１および／または第２の流体コンジット１３２は、回転軸５０に平行な断面を長円または多角形として形成することもできる。これらの断面において、長手軸５１および５２は、典型的には、それぞれの流体コンジットの領域の中心を通る。
実施形態によれば、第１の長手軸５１と第２の長手軸５２は、図２に示されるように、お互いに平行である。第２の長手軸５２および第１の長手軸５１は、示される断面内へ向き、示される断面から出ることに留意されたい。このことは、スパッタリング期間に第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２を通る典型的な流れの方向に対応する。
図３は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図３のエンドブロック１００は、図１および図２のエンドブロック１００と同様である。実施形態によれば、第２の最小軸座標ｘ２および第２の最大軸座標ｘ４は、第１の最小軸座標ｘ１と第１の最大軸座標ｒ３の間に位置する。このことは、両方の条件、ｘ１≦ｘ４≦ｘ３とｘ１≦ｘ２≦ｘ３が満たされることを意味する。換言すれば、投影面６０上への第２のコンジット１３２の投影は、投影面６０上への第１のコンジット１３１の投影の中に、完全に位置する。
実施形態によれば、第１の流体コンジット１３１および第２の流体コンジット１３２の断面積は実質的に等しい。これによって、両方のコンジット１３１、１３２内の流体の流れは、同数の冷却剤の流入および冷却剤の流出がもうけられたとき、実質的に等しい。
図４は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図４のエンドブロック１００は、図１から図３のエンドブロック１００と同様である。実施形態によれば、図４のエンドブロック１００は、回転ターゲットの流体支持のため、本体１１０内に第３の流体コンジット１３３をさらに含む。第３のコンジット１３３は、回転軸５０に直角に向けられ、投影面６０上への第１の流体コンジット１３１および第３の流体コンジット１３３の投影は、お互いに重なる。図４は、第３の流体コンジット１３３の投影が、第１の流体コンジット１３１の投影内に位置する実施形態を例示する。換言すれば、第３の流体コンジット１３３は、図４の断面で第３の最小軸座標ｘ５と第３の最大軸座標ｘ６の間を延び、両方の条件、ｘ１≦ｘ５≦ｘ３とｘ１≦ｘ６≦ｘ３が満たされる。典型的には、第３のコンジット１３３は、基本本体１１０の径方向内向き位置部分に冷却剤を提供するようにもなされる。さらに、第３のコンジット１３３の第３の長手軸５３は、典型的には、第１の長手軸５１および第２の長手軸５２のうちの少なくとも１つに平行でもある。
実施形態によれば、第２の流体コンジット１３２および第３の流体コンジット１３３の断面積の合計は、第１の流体コンジット１３１の断面積にほぼ一致する。これによって、冷却剤提供コンジット１３２および１３３内の平均流速は、冷却剤排出コンジット１３１内とほぼ同じである。２つの冷却剤提供コンジット１３２および１３３ならびに１つの中央冷却剤排出コンジット１３１を用いて、特に小型のエンドブロック１００を実現することができる。
実施形態によれば、第２の長手軸５２および第３の長手軸５３は、回転軸５０に直角な仮想平面７０に配置される。これは、特に小型のエンドブロック１００を実現するのに有用でもある。さらに、第１の長手軸５１も、平面７０内に配置することができる。
図５は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図５のエンドブロック１００は、図１から図４のエンドブロック１００と同様である。実施形態によれば、図４のエンドブロック１００は、回転ターゲットに適切な電圧を提供するための、少なくとも１つの電気接点１３５、典型的には複数の摺動電気接点１３５をさらに含み、そのため回転ターゲットは、スパッタリング期間に、カソードとして動作することができる。エンドブロック１００を確実に小型設計するため、少なくとも１つの電気接点１３５は、最大軸座標ｘ８を有する。最大軸座標ｘ８は、典型的には、第１の最大軸座標ｘ３と第１の流体コンジットの第１の軸延長ｄ１の半分の合計よりも小さく、すなわち、ｘ８≦ｘ３＋０．５＊ｄ１＝１．５ｘ３−０．５＊ｘ１である。管状の流体コンジット１３１の場合、第１の軸延長ｄ１は、第１の直径ｄ１とも呼ばれる。
図６は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図５のエンドブロック１００は、図１から図４のエンドブロック１００と同様である。実施形態によれば、図６のエンドブロック１００は、電力供給コネクタ１３６をさらに含み、投影面６０上への第１の流体コンジット１３１および電力供給コネクタ１３６の投影は、お互いに重なる。換言すれば、電力供給コネクタ１３６は、図６の断面で第４の最小軸座標ｘ９と第４の最大軸座標ｘ１０の間を延び、第４の最小軸座標ｘ９と第４の最大軸座標ｘ１０のうちの少なくとも１つは、第１の最小軸座標ｘ１と第１の最大軸座標ｘ３の間に位置する。典型的には、投影面６０上への電力供給コネクタ１３６の投影は、完全に、投影面６０上への第１の流体コンジット１３１の投影内に位置し、すなわち、ｘ１≦ｘ９≦ｘ３およびｘ１≦ｘ１０≦ｘ３である。
実施形態によれば、本体１１０は、導電性材料、典型的には例えば鉄鋼といった金属から作られる。これによって、回転ターゲット用の電力供給が、電力供給コネクタ１３６から、基本本体１１０を通り、１つまたは複数の摺動電気接点１３５に流れることができる。加えて、基本本体１１０の材料として鉄鋼を使用することによって、高い機械的な安定性を確保する。
図７および図８に関して、小型のエンドブロック１００のさらなる実施形態が記載される。図７は、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿う断面で、エンドブロック１００の実施形態を概略的に例示する。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、本体１１０、第１の外径ｄ１を有する第１の流体コンジット１３１、および少なくとも第２の流体コンジット１３２を含む。第１の流体コンジット１３１は、第１の軸座標ａ１において本体１１０と流体接続するようになされ、第２の流体コンジット１３２は、第２の軸座標ａ２において本体１１０と流体接続するようになされる。第１の軸座標ａ１と第２の軸座標ａ２の間の距離ｄは、第１の外径ｄ１より短い。軸座標ａ１およびａ２は、それぞれ、長手軸５１および５２の軸座標により画定される。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、第１の外径ｄ１の２倍より小さく、典型的には第１の外径ｄ１よりも小さい、第１の長手軸５１への最大軸距離ｄｍａｘを有する、少なくとも１つの電気接点１３５、典型的には複数の摺動電気接点１３５をさらに含む。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、第４の最小軸座標ｘ９および第４の最大軸座標ｘ１０を有する少なくとも１つの電力供給コネクタ１３６をさらに含む。第４の最小軸座標ｘ９および／または第４の最大軸座標ｘ１０は、第１の軸座標ａ１と第１の外径ｄ１の半分の差と、第１の軸座標ａ１と第１の外径ｄ１の半分の合計の間に位置する。典型的には、第４の最小軸座標ｘ９および第４の最大軸座標ｘ１０の両方は、これらの境界、すなわちａ１−０．５＊ｄ１≦ｘ９≦ｘ１０≦ａ１＋０．５＊ｄ１内に位置する。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、２つの第２の流体コンジット１３２を含む。
図８は、回転ターゲットの回転軸５０に平行である方向に沿う断面で、エンドブロック１００の実施形態を概略的に例示する。実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、本体１１０、本体１１０と流体接続されるようになされる少なくとも第２の流体コンジット１３２、および本体１１０と流体接続されるようになされ、第１の外径ｄ１を有する第１の流体コンジット１３１を含む。第１の流体コンジット１３１および少なくとも１つの第２の流体コンジット１３２は、回転軸５０に垂直な第１の仮想平面６１と回転軸５０に垂直な第２の仮想平面６２の間に配置され、第１の平面６１と第２の平面６２の間の距離Ｄは、第１の外径ｄ１の２倍より短い。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、第１の平面６１と第２の平面６２の間に配置される、少なくとも１つの電気接点１３５、典型的には複数の摺動電気接点１３５をさらに含む。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、第１の平面６１と第２の平面６２の間に配置され、軸方向である、少なくとも１つの電力供給コネクタ１３６をさらに含む。典型的には、少なくとも１つの電力供給コネクタ１３６は、少なくとも１つの電気接点１３５の下に配置される。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロック１００は、２つの第２の流体コンジット１３２を含む。
図９は、実施形態にしたがう、回転ターゲットの回転軸５０に沿うエンドブロック１００の断面を概略的に示す。図１から図８の図示の断面は、図９の断面に直角な、図９中の線ＢＢ’に沿った断面に対応することができる。したがって、図１から図８に関して説明された実施形態は、図９の実施形態と組み合わせることができる。
典型的には、エンドブロック１００は、外部筐体を含む。図示の断面では、外部筐体の下側壁１２６および上側壁１２７の部分のみが示される。スパッタリング期間に、外部筐体は、典型的には、スパッタリングが実行されるプロセスチャンバに対して回転しない。プロセスチャンバは、典型的には低圧チャンバであり、以降では、真空チャンバとも呼ぶ。外部筐体は、例えば、プロセスチャンバの壁に装着され得る。安定性の理由で、外部筐体は、典型的には金属、例えば鉄鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムで作られる。
実施形態によれば、エンドブロック１００は、外部筐体の下側壁１２６に堅く接続される中空基本本体１１０を有する。したがって、基本本体１１０も、スパッタリング期間に、プロセスチャンバに対して回転しない。換言すれば、基本本体１１０は、典型的には、堆積装置の非回転部分に堅く接続される。
実施形態によれば、回転軸５０と同軸である、円筒形空洞１１３が基本本体１１０内に形成される。円筒形空洞は、基本本体１１０の径方向内向き位置部分とも呼ぶことができる。
実施形態によれば、冷却剤管１１４が円筒形空洞１１３内に、同軸に挿入される。加えて、中空円筒形隙間１１５が、典型的には、冷却剤管１１４と基本本体１１０の内壁の間に形成される。冷却剤管１１４および隙間１１５を使用して、回転ターゲットを冷却剤、例えば水で支持することができる。典型的には、冷たい冷却剤が隙間１１５の中を上向きに流れ、暖められた冷却剤が冷却剤管１１４の中を下向きに流れる。冷却剤の流れの方向は、逆にすることもできる。
実施形態によれば、軸受システム１４９が基本本体１１０の周りに配置される。軸受システム１４９は、典型的には、回転軸５０と同軸である。典型的には、軸受システム１４９は、スパッタリング期間の回転ターゲットの運動から生じる、径方向の負荷と軸方向の負荷の両方を担持するようになされる。軸受システム１４９は、典型的には、少なくとも１つの円錐ころ軸受、例えば１つまたは２つの環状円錐ころ軸受を含む。円錐ころ軸受は、径方向の負荷および軸方向の負荷の両方を支持し、典型的には、より大きな接触面積のため、例えば玉軸受よりもより大きな負荷を担持することができる。
実施形態によれば、回転子１２０が、軸受システム１４９の周りに配置される。回転子１２０は、回転ターゲットを受けるようになされる、外部筐体の外側の上部内にある。これによって、回転ターゲットは、回転軸５０の周りを回転することができる。典型的には、回転子１２０は回転ターゲットのための機械的支持体を実現し、すなわち、回転子１２０は、典型的には、回転ターゲットを担持し、スパッタリング期間に、回転運動を回転ターゲットに移送する。回転ターゲットを機械的に支持するようになされる回転子１２０を回転しない基本本体１１０の周りに配置することによって、小型で空間を縮小した設計のエンドブロック１００が得られる。これによってプロセスチャンバ内の空間、したがってコストを減少することができる。
実施形態によれば、回転子１２０は、軸受システム１４９の周りに配置され、軸受システム１４９に接続される軸受筐体１２３を含む。回転軸５０に直角で、軸受システム１４９を通る典型的な断面は、軸受筐体１２３、冷却剤管１１４および基本本体１１０の環状の断面を示す場合がある。
実施形態によれば、歯車１５１が、軸受筐体１２３の周りに配置され、軸受筐体１２３に付けられて、回転運動を回転子１２０に移送する。典型的には、歯車１５１は、図１に示されるように下部に、または軸受筐体１２３の中央部に付けられる。このことによって、歯車１５１と回転電気ドライバの間で、外部筐体を通して、例えばベルトを介して機械的に結合することが容易になる。
実施形態によれば、ターゲットフランジ１２１が、軸受筐体１２３上に配置され、軸受筐体１２３に、真空気密に取り付けられる。典型的には、Ｏリングシール１３が、軸受筐体１２３とターゲットフランジ１２１の間に配置される。ターゲットフランジ１２１および軸受筐体１２３は、典型的にはお互いに回転不可能に結合されるので、ターゲットフランジ１２１の上部上に取り付けられる回転ターゲットを、回転電気ドライバによって回転することができる。
スパッタリング期間に、ターゲットフランジ１２１の少なくとも上部は、典型的には、外部筐体の外側に、すなわち、低圧または真空環境に配置される。これとは異なり、外部筐体の内部空間は、典型的には常圧である。ガスの交換を避けるため、シールキャリア１２４は、実施形態によれば、外部筐体の上側壁１２７と回転子１２０の間に、真空気密に配置される。典型的な実施形態では、摺動環状真空シール１１８が、シールキャリア１２４と軸受筐体１２３の間に配置される。シールキャリア１２４は、軸受筐体１２３にも装着することができ、摺動環状真空シールは、シールキャリア１２４と外部筐体の上側壁１２７の間に配置することができる。
実施形態によれば、２つの環状摺動シール１１７、例えば流体シール１１７が、ターゲットフランジ１２１と基本本体１１０の間に配置される。少なくとも１つの環状摺動流体シールを使用することによって、冷却剤、軸受グリースおよび真空潤滑剤それぞれの交換を回避する。これによって、軸受システム１４９は、冷却剤の侵入から保護される。さらに、冷却システム内へのグリースの侵入が回避される。
実施形態によれば、電流コレクタプレート１２２が、回転子１２０の下端に、すなわちターゲットフランジ１２１と対向して、軸受筐体１２３に取り付けられる。電流コレクタプレート１２２も、典型的には、回転軸５０に直角な、断面が円環形である。電流コレクタプレート１２２は、典型的には、電流を回転ターゲットに送信するために使用される。
実施形態によれば、回転軸５０に垂直に向けられる絶縁板１１６が、典型的にはねじ２０４で、基本本体１１０の下部１１９に付けられる。これによって、エンドブロック１００の内部は、外部筐体に対して絶縁され、外部筐体に回転不可能に取り付けられる。
実施形態によれば、冷却剤供給および電気的支持が、電流コレクタプレート１２２と基本本体１１０の下部１１９の間に実現される。摺動電気接点１３５は、基本本体１１０上に配置され、電流コレクタプレート１２２と接触する。図９の断面では、冷却剤を受け、第１の流体コンジット１３１を形成するための管１３１のみが示される。典型的には、１つまたは２つの冷却剤排出管ももうけられるが、図９の断面には見えない。冷却剤支持体は、図１１に関して、より詳細に説明される。
図１０は、回転軸５０に沿って、エンドブロックのターゲットフランジ１２１に取り付けられる回転ターゲット１０の断面を概略的に示す。実施形態によれば、ターゲットフランジ１２１および回転ターゲット１０は、お互いに同軸である。
典型的には、回転ターゲット１０は、バッキング管１１およびバッキング管１１上に配設されるターゲット管１２を含む。本明細書において使用の用語「ターゲット管」は、スパッタされるのに好適な材料の任意の外殻、特に中空円筒として形成されるものを包含するものとする。
ターゲット管の支持体は、機械的支持体を含み、電気的接触を実現すること、ならびにターゲット管およびオプションの磁石の冷却を実現することができる。
あるいは、回転ターゲットは、モノリシックターゲットであっても良い。この場合、回転ターゲットの形状は、図２に示される回転ターゲット１０の形状と同様であることができる。示される隣接領域１１および１２は、この場合、典型的には、同一材料の単なる接続領域を形成する。
回転ターゲットの支持体は、少なくとも１つの機械的支持体を含み、電気的接触を実現すること、ならびにターゲット管およびオプションの磁石の冷却を実現することができる。
典型的には、回転ターゲット１０は、回転ターゲット１０をターゲットフランジ１２１に押圧する環状のクランプ１５を使用して、ターゲットフランジ１２１の上部に嵌合される。Ｏリングシール１３ａは、典型的には、それぞれ、ターゲットフランジ１２１とバッキング管１１と回転ターゲット１０の隣接部の間に配置される。したがって、回転ターゲット１０は、ターゲットフランジ１２１に真空気密に取り付けられる。
実施形態によれば、回転ターゲット１０は、ターゲットフランジ１２１の上部に真空気密に取り付けられる。これは、典型的には、環状シーリング（図示せず）によって達成される。これによって、低圧プロセスチャンバへの流体漏洩を防止する。
実施形態によれば、回転ターゲット１０は、回転ターゲット１０、特に回転ターゲット１０の内側にもうけられるオプションの磁石（図示せず）を冷却するため、エンドブロックの冷却剤管１１４に液密に取り付けられる管状内部構造１６を含む。
回転ターゲット１０をスパッタリング期間に、カソードとして動作させるために、典型的には、回転ターゲット１０のための少なくとも１つの電源供給（図示せず）も、ターゲットフランジ１２１を通して提供される。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、ターゲットフランジと軸受筐体の両方は、導電材料、例えば鉄鋼から作られる。これらの実施形態において、電流は、電流コレクタプレートから、軸受筐体およびターゲットフランジを通り、回転ターゲットに流れることができる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、ターゲットフランジは、回転ターゲットを機械的に支持するようになされる。加えて、ターゲット管のための冷却剤および電源供給は、典型的には、ターゲットフランジを通して提供される。
図１１は、図９の線Ａ−Ａ’に沿ったエンドブロック１００の断面を概略的に示す。これは、図９の断面が、本体１１０の下部１１９を通ることを意味する。
典型的には、エンドブロック１００は、流体を回転ターゲットから受けるための第１の流体コンジット１３１を形成する冷却剤排出管１３１を含む。エンドブロック１００は、流体を回転ターゲットに提供するための、それぞれ、第２および第３の流体コンジット１３２、１３３を形成する、第１および第２の冷却剤供給管１３２、１３３をさらに含む。冷却剤排出管１３１および冷却剤供給管１３２、１３３は、回転軸５０に直角な方向に、基本本体１１０内のそれぞれのボイドを通して送られる。典型的には、冷却剤排出管１３１および冷却剤供給管１３２、１３３は、お互いに平行である。冷却剤排出管１３１は、冷却剤管１１４の開孔内につながり、冷却剤供給管１３２、１３３は、基本本体１１０と冷却剤管１１４の間に形成される環状冷却剤隙間１１５内につながる。実線矢印により示されるように、水などの冷却剤を、供給管１３２に提供することができる。スパッタリング期間に、冷却剤は、典型的には、供給管１３２を通り、冷却剤隙間１１５内を上向きに、回転ターゲットに流れる。暖められた冷却剤の還流は、点線矢印により示されるように、典型的には、冷却剤管１１４を通って下向きに行き、排出管１３１を通って径方向に排出される。これによって、回転ターゲットのため、閉じた冷却剤回路をもうけることができる。
実施形態によれば、閉じた冷却剤回路内の流れの方向は、逆にされる。これらの実施形態において、エンドブロック１００は、流体を回転ターゲットに提供するための第２の流体コンジットを形成する冷却剤管１３１、およびそれぞれ、回転ターゲットから流体を受けるための２つの第１の流体コンジットを形成する２つの冷却剤管１３２、１３３を含む。典型的には、第２の流体コンジットは、これらの実施形態において、回転軸５０から径方向外向きに延びる。
実施形態によれば、冷却剤排出管１３１および／または冷却剤供給管１３２、１３３は、外部流体供給ラインを接続するための流体アダプタとして、冷却剤排出管１３１および／または冷却剤供給管１３２、１３３の径方向遠位端に形成される。
典型的には、基本本体１１０は、径方向外向き位置部分で、基本本体１１０の下部１１９を絶縁板に付ける、典型的にはねじ込むためのスルーホールを含む。
図１２は、実施形態にしたがう、エンドブロック１００の内部の斜視図を概略的に示す。回転軸５０に沿った断面図は、典型的には、図９の断面と同様である。
実施形態によれば、エンドブロック１００は、回転軸５０に同軸に配置される円筒形空洞１１３を有する中空本体１１０を含む。冷却剤管１１４は、円筒形空洞１１３内に、同軸に挿入される。これによって、中空円筒形隙間１１５が、典型的には、冷却剤管１１４と基本本体１１０の内壁の間に形成される。流体管を受けるための３つのボイドが、本体１１０の下部１１９内に配置される。径方向に配置されるボイド内に、第１の管１３１が挿入される。第１の管１３１は、冷却剤管１１４の内部空間内につながり、冷却剤管１１４の内部空間から冷却剤を受けるための第１の流体コンジット１３１を形成する。第２の管１３２は、第２のボイド２０８内に送られる。第２の管１３２は、冷却剤を隙間１１５に提供するための第２の流体コンジット１３２を形成する。加えて、第３の管（図示せず）が、典型的には、第３のボイド２０９内に送られる。第３の管は、冷却剤を隙間１１５に提供するための第３の流体コンジット１３２を形成する。これによって、図１０に関して説明されたように、本体１１０上に取り付けられる回転ターゲットを、閉じた冷却剤回路内の冷却剤で支持することができる。
実施形態によれば、摺動電気接点１３５は、下部１１９の上部上の孔の中にプラグ接続される。さらに、電源コネクタ１３６が、下部１１９内の、摺動電気接点１３５の下に配置される。
実施形態によれば、本体１１０の下部１１９はスルーホール２０７を含み、スルーホール２０７を通って、本体１１０を絶縁板１１６にねじ込むことができる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、第１の流体コンジット、第２の流体コンジット、第３の流体コンジット、電源コネクタおよび摺動電気接点は、回転軸に垂直に向けられ、回転軸の方向に、第１の流体コンジットの延長の２倍より低い、回転軸の方向の延長を有する仮想ディスク内に配置される。典型的には、仮想ディスクの軸延長は、第１の流体コンジットの軸延長の１．５倍より低い。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、基本本体の下部は、リング状本体であり、第１の流体コンジットおよび少なくとも１つの第２の流体コンジットを含む。リング状本体は、回転軸に垂直に向けられ、回転軸の方向における第１の流体コンジットの延長の２倍より低い、回転軸の方向における延長を有する。典型的には、リング状本体の軸延長は、第１の流体コンジットの軸延長の１．５倍より低い。第１の流体コンジットおよび少なくとも１つの第２の流体コンジットは、回転軸に直角である。典型的には、電源コネクタが、基本本体の下部にもうけられ、少なくとも１つの摺動電気接点が、リング状本体上に配置される。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、本体は、鉄鋼などの伝導材料から作られる。これによって、本体の、十分な機械的安定性が達成される。さらに、摺動電気接点を、本体の材料を介して、電源コネクタと電気的に接続することができる。
図１３は、実施形態にしたがう、エンドブロック１００の内部の斜視図を概略的に示す。回転軸５０に沿った断面図は、典型的には、図９の断面と同様である。
実施形態によれば、エンドブロック１００は、回転軸５０に同軸に配置される円筒形空洞１１３を備える中空本体１１０を含む。冷却剤管１１４は、円筒形空洞１１３内に、同軸に挿入される。これによって、中空円筒形隙間１１５が、典型的には、冷却剤管１１４と基本本体１１０の内壁の間に形成される。本体１１０の下部１１９内に、３つの管１３１、１３２および１３３ボイドが、流体管を受けるために配置される。径方向に配置されるボイド内に、第１の管１３１が、流体アダプタブロック１０６を介して送られる。第１の管１３１は、冷却剤管１１４の内部空間内に径方向につながり、冷却剤管１１４の内部空間から冷却剤を受けるための第１の流体コンジット１３１を形成する。第２の管１３２および第３の管１３３は、流体アダプタブロック１０６内に挿入され、隙間１１５につながる。第２の管１３２および第３の管１３３は、冷却剤を隙間１１５に提供するため、それぞれ、第２の流体コンジット１３２および第３の流体コンジット１３３を形成する。これによって、図１０に関して説明されたように、本体１１０上に取り付けられる回転ターゲットを、閉じた冷却剤回路内の冷却剤で支持することができる。典型的には、第１の流体コンジット１３１、第２の流体コンジット１３２および第３の流体コンジット１３３は、お互いに対して実質的に平行である。
実施形態によれば、絶縁された馬蹄形導体本体１３８が、本体１１０および流体アダプタブロック１０６の、径方向内向き位置部分１０５の周りに部分的に配置される。絶縁された馬蹄形導体本体１３８は、本体１１０の一部を形成することができる。
実施形態によれば、摺動電気接点１３５は、馬蹄形導体本体１３８の導電性本体１３９上の孔を通して配置される。さらに、２つの電源コネクタ１３６が、導体本体１３８に取り付けられる。
実施形態によれば、絶縁された馬蹄形導体本体１３８は、スルーホール２０７を含み、スルーホール２０７を通って、本体１１０を絶縁板１１６にねじ留めすることができる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、第１の流体コンジット、第２の流体コンジット、第３の流体コンジット、電源コネクタおよび摺動電気接点は、回転軸に垂直である第１の平面と回転軸に垂直である第２の平面の間に配置され、第１の平面と第２の平面の間の距離は、回転軸の方向に第１の流体コンジットの延長の２倍より小さく、典型的には約１．５倍より小さい。
図１４は、実施形態にしたがう、回転軸５０に沿うスパッタリング設備２００の断面を概略的に示す。スパッタリング設備２００は、典型的には、壁２３１および２３２により形成されるプロセスチャンバ２２０を含む。これによって、典型的な実施形態によれば、カソード、ターゲット、またはバッキング管の軸５０は、エンドブロック１００が装着される壁２３１に本質的に平行である。これによって、カソードの落とし込み構成が実現される。
実施形態によれば、以前の図に関して説明したように、少なくとも１つのエンドブロック１００がプロセスチャンバ２２０内に取り付けられ、そのため、エンドブロック１００の基本本体１１０は、プロセスチャンバ２２０の壁２３１に対し回転可能ではない。基本本体１１０は、典型的には、絶縁板１１６を介し、プロセスチャンバ２２０のフラップまたは扉２３０に付けられる。スパッタリング期間、フラップまたは扉２３０は閉じられる。したがって、基本本体１１０は、スパッタリング期間に、典型的には、固定であり、少なくとも回転しない。あるいは、外部筐体１２５を、プロセスチャンバ２２０の壁２３１に直接付けることができる。
実施形態によれば、回転ドライバ１５０、典型的には電気ドライバは、プロセスチャンバ２２０の外側に取付支持体１５２を介して配置される。しかし、回転ドライバ１５０は、外部筐体１２５内に置くこともできる。典型的には、回転ドライバ１５０は、スパッタリング期間に、回転ドライバ１５０のモータ軸１５４、モータ軸１５４に接続されるピニオン１５３、ならびにピニオン１５３の周りをループするチェーンまたは歯付きベルト（図示せず）および回転子１２０の軸受筐体１２３に装着される歯車１５１を介して回転ターゲット１０を駆動する。
典型的には、冷却剤支持管１３４および／または電気的支持ライン１３４は、冷却剤供給および排出ユニット１３０および／または電気的支持ユニット１３０から外部筐体１２５を通り、プロセスチャンバ２２０の外側に送られる。
回転ターゲット１０は、典型的には、基板の上で片持ち梁配置を用いてエンドブロック１００によって支持される（図示せず）。加えて、回転ターゲット１０は、回転ターゲット１０の上端でさらに支持することができる。
図１５は、実施形態にしたがう、スパッタリング設備２００の断面を概略的に示す。図１５のスパッタリング設備２００は、図１４のスパッタリング設備と同様である。しかし、図１５内の絶縁板１１６は、エンドブロック１００が取り付けられる壁２３１およびフラップ２３０それぞれに、平行に向けられる。これとは異なり、図１４内の絶縁板１１６は、エンドブロック１００、１０１が取り付けられる壁２３１およびフラップ２３０それぞれに、垂直に向けられる。さらに、図１５の実施形態において、モータ軸１５４は、外部筐体１２５の中に延びる。分かりやすくするために、典型的には図１５の実施形態でも使用される、冷却剤支持管および電気的支持ラインは示されない。
実施形態によれば、外部筐体１２５の下壁１２６は、図１５に示されるように、壁２３１または扉２３０およびフラップ２３０にそれぞれ取り付けられる。
他の実施形態によれば、エンドブロック１００が壁２３１に取り付けられ、そのため、真空チャンバ２２０の壁２３１および外部筐体１２５の上壁１２７は、真空チャンバ２２０内側の本質的に平坦な移動領域、または小さな段差のみを有する移行領域を形成する。これは、図１５内で水平の点線によって示される。これらの実施形態において、真空チャンバ２２０の内部容積を減少させることができる。
図１５の配置は、典型的には、基板が重力に対して水平に向けられる、スパッタリング設備で使用される。図６の配置は、水平および垂直に向けられる基板用に使用することができる。
図１６は、図１４および図１５に示されるようなスパッタリング設備２００を例示する。図１６の概略断面は、図１４および図１５の断面それぞれに直角である。実施形態によれば、スパッタリング設備２００は、例えばアルゴンといった処理ガスを真空チャンバ２２０に提供するための、ガス入り口２０１を含む真空チャンバ２２０を有する。真空チャンバ２２０は、基板支持体２０２および基板支持体２０２上に配置される基板２０３をさらに含む。さらに、真空チャンバ２２０は、典型的には、基板２０３の上で片持ち梁配置である回転ターゲット１０を含む。
典型的には、カソードとして動作する回転ターゲット１０とアノードとして動作する基板支持体２０２の間に高電圧差が印加される。プラズマは、典型的には、例えば、アルゴン原子と加速された電子の衝突イオン化によって形成される。形成されるアルゴンイオンは、回転ターゲット１０の方向に加速され、そのため、回転ターゲット１０の粒子、典型的には原子がスパッタされ、その後、基板２０３上に堆積される。
実施形態において、他の好適なガス、例えばクリプトンなど他の不活性ガス、または酸素または窒素など反応性ガスを使用して、プラズマを生成することができる。典型的な実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、典型的な実施形態によれば、プラズマ区域内の圧力は、約１０−４ｍｂａｒから約１０−２ｍｂａｒ、典型的には約１０−３ｍｂａｒであって良い。さらなる実施形態において、真空チャンバ２２０は、真空チャンバ２２０内に基板２０３を導入するため、または真空チャンバ２２０から基板２０３を格納するための、１つまたは複数の開孔および／またはバルブを含むことができる。
マグネトロンスパッタリングは、マグネトロンスパッタリングの堆積速度が幾分速いという点で、特に有利である。１つまたは複数の磁石１４を回転ターゲット１０内部に配置することによって、ターゲット表面の直下で生成される磁場内の自由電子を捕捉することができる。これは、ガス分子をイオン化する確率を、典型的には数桁高める。次いで、堆積速度を、著しく増加することができる。用途およびスパッタされる材料に依存して、定常磁場または時間変動磁場を使用することができる。さらに典型的には、磁石２２４および／またはターゲット１０を冷却するため、冷却流体が回転ターゲット１０内で循環する。
回転ターゲット１００は、典型的には、示される断面には見えず、したがって点線の円として描かれるエンドブロック１００によって支持される。
典型的には、エンドブロック１００は、壁２３０または扉２３１もしくは示される断面では見えず、したがって矩形として描かれるプロセスチャンバ２２０のフラップ２３１に、回転不可能に取り付けられる。
エンドブロックは、典型的には、スパッタリング設備の壁、扉またはフラップなどの非回転部分に堅く結合されるようになされる基本本体を含む。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロックは、流体を回転ターゲットから受けるための本体内の第１の流体コンジット、および流体を回転ターゲットに提供するための本体内の第２の流体コンジットを含み、回転軸の方向に延びる投影面上への第２の流体コンジットの投影が、投影面上への第１の流体コンジットの投影の中に位置する。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、第１の流体コンジットおよび第２の流体コンジットのうちの少なくとも１つが回転軸から径方向外向きに延びる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、基本本体は、回転軸に同軸に配置され冷却剤管が同軸に挿入される円筒形空洞を含み、第１の流体コンジットが冷却剤管内につながる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、中空円筒形隙間が冷却剤管と基本本体の内壁の間に形成され、第２の流体コンジットが隙間につながる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロックは、回転ターゲットの流体支持のため、本体内に第３の流体コンジットをさらに含む。第３の流体コンジットは、回転軸に垂直に向けられる。回転軸の方向に延びる平面上への、第１の流体コンジットおよび第３の流体コンジットの投影は、お互いに重なる。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、第１の流体コンジットが第１の断面積を有し、第２の流体コンジットが第２の断面積を有し、第３の流体コンジットが第３の断面積を有する。第１の断面積は、第２の断面積と第３の断面積の合計とほぼ一致する。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロックは、第１の流体コンジットの最大軸座標と第１の流体コンジットの軸方向の延長の合計よりも小さい最大軸座標を有する、少なくとも１つの電気接点をさらに含む。
実施形態は、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができるが、実施形態によれば、エンドブロックは、少なくとも１つの電源コネクタをさらに含む。回転軸の方向に延びる投影面上への、第１の流体コンジットおよび少なくとも１つの電源コネクタの投影は、お互いに重なる。
図１４から図１６のそれぞれは、ただ１つの回転ターゲットを示しているが、本明細書において開示の他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態によれば、２つ以上の回転ターゲットを、それぞれのカソードドライバブロックによって支持し、真空チャンバ内に配設することができる。典型的には、２つ以上の回転ターゲットの円柱軸が実質的に平行、すなわち少なくとも５°の角度精度以内、より典型的には少なくとも１°の角度精度以内で平行である。
本明細書は例を使用して、最良の形態を含め、本発明を開示し、任意の当業者が任意のデバイスまたはシステムを製作および使用し、任意の組み込んだ方法を実施することを含め、記載した主題を実施することを可能にもする。上記では、様々な特定の実施形態が開示されてきたが、当業者なら、特許請求の範囲の精神および範囲によって、等しく有効な変更実施形態が可能になることを理解するであろう。特に、上に記載した実施形態の、相互に排他的でない特徴は、お互いに組み合わせることができる。特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想起するそのような変更実施形態および他の例を含むことができる。そのような他の例が特許請求の範囲の逐語的な文言と異ならない構成要素を有する場合、またはそのような他の例が特許請求の範囲の逐語的な文言と実質的に異ならない等価な構成要素を含む場合、そのような他の例は、特許請求の範囲に入ることを意図する。

Claims (14)

  1. 基板上に材料をスパッタするために、堆積装置（２００）の回転ターゲット（１０）を支持するように配置されたデバイス（１００）であって、前記デバイス（１００）が前記回転ターゲット（１０）の回転軸（５０）を形成する長手軸を有し、前記デバイス（１００）が、
    本体（１１０）と、
    前記回転ターゲット（１０）から流体を受けるための、前記本体（１１０）内の第１の流体コンジット（１３１）であって、前記回転軸（５０）に対し直角な方向に向けられる第１の流体コンジット（１３１）と、
    前記回転ターゲット（１０）に前記流体を提供するための、前記本体（１１０）内の第２の流体コンジット（１３２）であって、前記回転軸（５０）に対し直角な方向に向けられる第２の流体コンジット（１３２）と
    を備え
    前記回転軸（５０）の方向に延びる投影面（６０）上への、前記第１の流体コンジット（１３１）および前記第２の流体コンジット（１３２）の投影が、お互いに重なり、
    前記第１の流体コンジット（１３１）および前記第２の流体コンジット（１３２）のうちの１つが前記回転軸（５０）から径方向外向きに延びる
    デバイス（１００）。
  2. 前記投影面上への前記第２の流体コンジット（１３２）の投影は、前記投影面上への前記第１の流体コンジット（１３１）の投影の中に位置する、請求項１に記載のデバイス（１００）。
  3. 前記基本本体（１１０）が、前記回転軸（５０）に同軸に配置される円筒形空洞（１１３）を備え、前記円筒形空洞（１１３）内に同軸に挿入される冷却剤管（１１４）をさらに備え、前記第１の流体コンジット（１３１）が前記冷却剤管（１１４）内につながる、請求項１または２に記載のデバイス（１００）。
  4. 中空円筒形隙間（１１５）が、前記冷却剤管（１１４）と前記基本本体（１１０）の内壁の間に形成され、前記第２の流体コンジット（１３２）が前記隙間（１１５）につながる、請求項３に記載のデバイス（１００）。
  5. 前記回転ターゲット（１０）の流体支持のため、前記本体（１１０）内に第３の流体コンジット（１３３）をさらに含み、前記第３のコンジット（１３３）が前記回転軸（５０）に直角な方向に向けられ、前記投影面上への前記第１の流体コンジット（１３１）および前記第３の流体コンジット（１３３）の投影がお互いに重なる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  6. 前記第３の流体コンジット（１３３）が前記隙間（１１５）内につながる、請求項４および５に記載のデバイス（１００）。
  7. 前記第１の流体コンジット（１３１）が第１の断面積を備え、前記第２の流体コンジット（１３２）が第２の断面積を備え、前記第３の流体コンジット（１３３）が第３の断面積を備え、前記第１の断面積が前記第２の断面積と前記第３の断面積の合計とほぼ一致する、請求項５または６に記載のデバイス（１００）。
  8. 前記第１の流体コンジット（１３１）が、軸方向に第１の延長（ｄ１）および第１の最大軸座標（ｘ３）を有し、少なくとも１つの電気接点（１３５）をさらに備え、前記少なくとも１つの電気接点（１３５）が前記第１の最大軸座標（ｘ３）と前記第１の軸方向の延長（ｄ１）の合計よりも小さい最大軸座標（ｘ８）を有する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  9. 前記本体（１１０）の周りに枢動可能に配置され、前記少なくとも１つの電気接点（１３５）と機械的に接触する電流コレクタプレート（１２２）をさらに備える、請求項８に記載のデバイス（１００）。
  10. 少なくとも１つの電源コネクタ（１３６）をさらに備え、前記投影面上への前記第１の流体コンジット（１３１）および前記少なくとも１つの電源コネクタ（１３６）の投影がお互いに重なる、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  11. 前記本体（１１０）が導電性材料を含む、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  12. 前記本体（１１０）の周りに枢動可能に配置され、前記回転ターゲット（１０）を機械的に支持するようになされるターゲットフランジ（１２１）をさらに備える、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  13. 前記回転軸（５０）に垂直に向けられ、前記本体（１１０）が取り付けられ、前記堆積装置（２００）の非回転部に付けられるようになされる絶縁板（１１６）をさらに備える、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
  14. 請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデバイス（１００）を備える、基板上に材料をスパッタするための堆積装置（２００）。
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