JPH05171429A - 真空処理室内におけるターゲットプレートの組み込み、取り外し方法及び装置 - Google Patents
真空処理室内におけるターゲットプレートの組み込み、取り外し方法及び装置Info
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Abstract
ゲットプレートのみの交換を可能とする方法及び装置を
提供することにある。 【構成】 上述の目的を達成するために本発明では、真
空処理室内で中央と周辺の両方、或いは一方の差し込み
継ぎ手(20p、22p)を介してターゲットプレート
が組み込まれ、或いは取り外される。処理室の壁は冷却
通路の設けられた冷却板(14)を取り囲み、この通路
は、配置されるターゲットプレート(10)からフォイ
ル状の膜を介して閉鎖されている。冷却媒体から加えら
れる圧力により差し込み継ぎ手は上述の膜に押圧され
る。
Description
べきターゲットプレートの組み込み及び取り外しを行う
方法、真空室内でターゲットプレートを組み込み及び取
り外しするための装置、ならびにターゲットプレート及
び真空室に係わる。
は処理の進行とともに消耗されるターゲットプレートが
用いられている。反応を用いたあるいは無反応の成膜処
理技術においては、直流または交流グロー放電によるイ
オン照射によって、あるいは反応ガスを用いて、ターゲ
ットが反応を起こし加工材上に膜が形成されるものがあ
る。この場合、ターゲットはいわゆる高効率噴霧により
磁力装置体を用いて処理されることが多く、これによっ
てターゲット領域におけるイオン濃度が高まる。成膜処
理と呼ばれる他の技術としては、アーク放電あるいは電
子線の照射によって局部的にターゲットが気化されるも
のもある。いずれの場合においても、ターゲットは噴霧
処理ないし気化処理によって強い熱にさらされるが、こ
れはイオンないし電子線の照射を要因としている。
部分を取り外すことなく設置できるものでなければなら
ず、また処理とは無関係の素材が、噴霧あるいは気化に
よって微妙な成膜処理を汚染してしまう恐れがあるた
め、そうした素材が固定組織から処理室内に露出しない
よう構成されている場合が多い。周知のように、熱伝導
を考慮したうえで、ターゲットプレートはたとえば冷却
板装置に組み込まれる。ターゲットの裏面が、流体また
は気体である冷却媒体と直接接触した場合に、熱の伝導
は最大となる。このような冷却技術を真空技術に基づい
て達成することは望めない。したがって、たとえばEP
−A−0334347あるいはM.R.LakeとG.
L.Harding、J.Vac.Sci.Techn
ol.A2(3)、1984年9月、American
Vacuum Society、S.1391f、
「平型マグネトロンスパッタリングシステム用陰極冷却
装置」から、あるいはSU特許公報第823、459
号、EP−A−0393344から、薄い膜状あるいは
フォイル状の熱伝導性を有する内壁を介して、冷却媒体
の出力装置をターゲットプレート側の積層面から分離す
ることは周知であり、これにより真空技術における厚さ
の問題は回避され、また冷却媒体が膜状の離間壁とター
ゲットプレート側とに及ぼす圧力によって、ターゲット
プレートから冷却媒体へのきわめて良好な熱伝導が確保
される。この場合、媒体の押圧力をターゲットプレート
に加わることになる。ターゲット素材の寸法及び性質に
依存するターゲットプレートの機械的耐負荷能力があま
りに小さすぎる場合、ターゲット素材で形成された板と
ターゲットの裏面板をたとえば互いに接着して、ターゲ
ットプレートを形成するのが一般的である。こうするこ
とにより、ターゲットプレートへの機械的応力の大部分
が裏面板に吸収される。
にはたとえば留め枠などを用いて縁部を固定するが、大
きなターゲットプレートの場合は、通常さらに中央領域
も固定する。ターゲットプレートの固定は処理室側、す
なわち表側、或いは冷却板側、すなわち裏側から行われ
る。表側からターゲットプレートを固定する場合(CH
−A−664303)、冷却板を取り外すことなくプレ
ートの組み込み及び取り外しが簡単に行えるという利点
がある。この場合、ターゲット素材とは異なるネジなど
の固定組織の素材が処理室側に露出し、ターゲットプレ
ートに対して完全に平らな噴霧を行えない危険性を考慮
せねばならないという欠点がある。また、この欠点は噴
霧により形成される膜厚の維持及び高価なターゲット素
材の利用にも影響を及ぼす。このような表側すなわち処
理室側に設けられた固定組織をいっしょに噴霧してしま
うことを完全に防ぐことはできないため、微妙かつ高度
な要求を満たさねばならない成膜処理ではこのような固
定方法は避けねばならない。裏側からのネジ締めを用い
てターゲットプレートを固定する場合(CH−A−66
9242)、ターゲットの表側全面を噴霧できるという
利点はあるが、ターゲット交換の際に固定組織が設けら
れている冷却板を取り外さねばならないという欠点があ
る。
トプレートを支持シリンダーに溶接あるいは接着するこ
とは周知である。支持シリンダーは襟部に半径方向へ突
出した接合板を有しており、接合板を介して把持された
状態で固定される。このシリンダーは、固定されたター
ゲットプレートによってターゲットプレートの厚さより
も高さのあるシリンダー内空間を規定し、この空間は比
較的大きな冷却流体容積を許容するという機能を果た
す。この装置では、ターゲットプレート自体とともに比
較的複雑な支持シリンダーの構成部分も交換する必要が
あり、総合的にみても製造上の理由や費用の面から、シ
リンダー全体をターゲットプレートと同じ素材で製造す
ることができないため、処理とは無関係の支持シリンダ
ーの素材までもが噴霧されるという欠点がある。実際的
なターゲットプレートの固定すなわち継ぎ目を、高度の
熱的及び機械的(冷却媒体・真空)負荷にさらしたうえ
で、使用する素材の対組み合わせを考慮し、ターゲット
プレート・支持シリンダーを判定せねばならない。EP
−0393344に記載の方法は、ターゲットプレート
のみを交換するものであるが、これは膜を介してターゲ
ットプレートの裏面に作用する冷却媒体の圧力を受ける
接合面として、処理室に露出する支持枠が設けられてお
り、これらが一般的にたとえば剛性などの理由からター
ゲット素材を用いて製造されない場合に限られる。
定技術の利点を同時に得ることのできる、冒頭に述べた
種類の方法及び組み込み装置の提供を目的としており、
処理室側に露出するターゲットプレートの表側に固定組
織は存在せず、高費用の支持部及び支柱部を追加して設
けることなくターゲットプレートを交換でき、したがっ
て消耗部分すなわちターゲットプレートのみの迅速な交
換を可能とするものである。
めに本発明では、処理室内で冷却すべきターゲットプレ
ートの組み込み及び取り外しを行う方法において、少な
くとも一つの差し込み継ぎ手を介して前記プレートが部
分的にプレートの支持体に組み込み及び取り外しされ、
前記支持体はプレートと支持体間の相対移動により開閉
されること、組み込みの際には前記差し込み継ぎ手が締
められた後に冷却媒体の圧力により前記プレートに対し
前記差し込み継ぎ手が圧接され、取り外しの際には前記
差し込み継ぎ手が開かれる前に前記冷却媒体の圧力を減
少させることにより前記差し込み継ぎ手を緩めることを
特徴とする方法が提供される。更に、他の発明によれ
ば、冷却すべきターゲットプレートを真空処理室に適用
するための装置において、前記真空処理室及び前記プレ
ートの各々に差し込み継ぎ手部が設けられており、これ
らの差し込み部が組み合わされて一つの差し込み継ぎ手
を形成し、前記差し込み継ぎ手を形成する移動面がプレ
ート表面に対しほぼ平行となること、冷却媒体用の通路
が、組み込まれた前記プレートに対し前記媒体の圧力に
よって圧接される膜状の分離壁とともに、前記処理室に
設けられていることを特徴とする装置が提供される。
から構成される差し込み継ぎ手によって以下の利点が得
られる。 ・プレート自体を交換でき、また処理側面も交換できる
こと。 ・処理室壁の外側部分が処理空間に露出しており、固定
組織及び押圧組織を追加して設ける必要がないこと。 ・冷却媒体がターゲットプレートの冷却と、継ぎ手の押
圧及び解放という二重の機能を果たしていること。 ・ターゲットプレートが明確に規定された位置に組み込
まれ、差し込み継ぎ手によって位置決めされること。
なものとなる。さらに、差し込み継ぎ手を設けることに
より、上述したような高い負荷を受けるターゲットプレ
ートの膨張、厚さ及び素材に応じて、請求項3の記載に
あるとおり、中央領域及び周辺領域の両方あるいはいず
れか一方でターゲットプレートが冷却媒体から押圧力を
受けることが可能となる。その際、熱的な要因からター
ゲットが膨張したときにも、ターゲットにたとえば許容
範囲内の機械的押圧力しか加わらないように差し込み継
ぎ手を形成することもできる。たとえば、プレートに回
転式差し込み継ぎ手を設けるのが望ましく、そうすれば
プレートが半径方向に膨張しても形状が規定されるよう
な押圧は加わらず、通常方向のみに形状が規定されるよ
うな押圧が加わる。
6(C−477)(2903)、1988年2月19
日、及びJP−A−62−199769(Hitach
i)によれば、蒸着めっき処理の範囲を越えないものと
して、支持体を用いて副室内の加工材を保持し、支持体
と加工材を開閉弁を介して蒸着室内に導入し、側方の支
持ガイド内に一直線にはめ込み、冷却支柱の作用によっ
てこれらを押圧することは周知である。ターゲットプレ
ートとは異なり、支持体は噴霧されないため、ターゲッ
ト素材と設けられた固定組織との素材選択が、蒸着めっ
き処理に影響を及ぼさない。また「差し込み継ぎ手」と
記載しているが、側方の支持ガイドについては、引き出
し式ガイドも同様であるが、異なる二方向すなわちX、
Y方向に対応する直線方向に、あるいは回転式差し込み
継ぎ手における軸方向への押し込み及び軸を中心とする
回転を介して、閉鎖部分が相対的に移動されて閉鎖が行
われるような、本当の差し込み継ぎ手であるかどうかは
問題ではない。
る場合には噴霧または気化に高いエネルギーを用いるた
め、真空蒸着めっきの施される支持体の熱的負荷は、噴
霧あるいは気化されるターゲットの熱的負荷よりも実質
的に小さい。したがって、こうしたターゲットは本発明
に基づく固定押圧を行うほうが、ターゲットプレートを
固定押圧する場合よりも実質的な問題点が少ない。また
利点については以下の本発明の実施例を示す図面から理
解される。
説明する。第1図には、本発明により組み込まれたター
ゲットプレート10が概略的に示されている。一点破線
で示した真空室12が流体あるいは気体状の冷却媒体、
通常は水の通路16を有する冷却板14を取り囲んでい
る。冷却板14に設けられた通路16は熱伝導性のよい
膜18、望ましくは金属フォイルによって処理室Pに対
して密に封鎖されている。ターゲットプレート10なら
びに冷却板14はいずれも中央及び周辺に差し込み継ぎ
手部分を有しており、つまりターゲットプレート10は
半径方向に凹凸部20p及び20zを、冷却板14はこ
れらに対応する差し込み継ぎ手部22p及び22zを有
している。継ぎ手部22pは真空室内壁の一部を構成し
ている。冷却板側及びターゲットプレート側の差し込み
継ぎ手部20、22は、参照p及びzに対応し、同軸を
中心とする二つの差し込み継ぎ手を形成しており、これ
らは矢印bに示すように、ターゲットプレートの回転に
よって処理室Pに面したターゲット表面24とほぼ平行
に閉鎖ないし解放される。ターゲットプレート10と処
理室側面の間には半径方向の遊びが設けられ、プレート
10が熱により半径方向に膨張しても実質的には張りつ
めることのないよう構成されている。差し込み継ぎ手部
の構成は第5図から第7図の上面図に示されているが、
まず周辺差し込み継ぎ手の構成が第一に示され、また第
5図及び第6図には破線で参照zに対応する中央差し込
み継ぎ手の構成が示されている。第1図に示す状態では
通路16内の冷却媒体に圧力が加わえられていない。こ
の状態では、ターゲットプレートと冷却板の間に軸方向
及び半径方向の遊びがあり、したがってターゲットプレ
ート10は冷却板上に積載された後で少し回転され接続
継ぎ手に押し込まれる。その際、半径方向の遊びLとは
関係なく、ターゲットは周辺領域で、参照26に示す冷
却板14側の中央の接続継ぎ手タップを介して、冷却板
14との中心合わせが行われる。
の冷却媒体に圧力を加えた状態を示しており、たとえば
上述したような金属フォイルで形成された膜18がター
ゲットプレートに面するよう設けられ、軸方向の遊び範
囲内で軸方向に沿ってターゲットプレートを持ち上げて
いる。このようにして、差し込み継ぎ手に押圧力が加え
られると同時に、ターゲットプレート10から金属フォ
イル18を介して媒体への良好な熱伝導が確保される。
差し込み継ぎ手の軸方向の押圧力にもかかわらず、真空
室12側の冷却板14に対するターゲットプレート10
の半径方向の遊びLは維持されているので、ターゲット
プレート10は熱によって自由に膨張してもかまわな
い。軸方向の膨張は通路16内の媒体の圧力に対して作
用する。したがって熱によるターゲットの圧力は減少さ
れるため、ターゲット表面の変形も減少する。したがっ
て基本的には、ターゲットプレート10を比較的良好に
利用することができ、第1図及び第2図に示すように支
持板を用いることなくターゲットが組み込み可能となる
ため、低費用で大きなターゲットプレートを実現でき
る。さらに、中央及び周辺両方の差し込み継ぎ手を用い
るかわりに、中央のみあるいは周辺のみに差し込み継ぎ
手を設けることができ、寸法など、とくにターゲット厚
に対するターゲットの膨張率、ターゲット素材が壊れや
すいか成形できるか、さらにターゲットの活性温度に基
づいてその決定を行えばよい。
レート10が示されており、通路11内の媒体は圧力が
解放されている状態を示し、差し込み継ぎ手装置は中央
の差し込み継ぎ手のみを取り囲むように形成されてい
る。第4図も、解放された状態の類似した差し込み継ぎ
手装置を示しており、周辺のみに差し込み継ぎ手が設け
られている。第4図に示す装置例と同じく、噴霧を行う
べき上表面とともにターゲットプレート10を、ターゲ
ット素材、寸法及びターゲット活性温度に応じては、支
持板上に組み込むたとえば接着できるため、本発明の範
囲内でプレート10及び支持板30を用いてターゲット
プレートを一体形成することもできる。さらに第3図に
破線で示すように、ターゲットプレート10側の差し込
み継ぎ手部を形成する部位を、独立した構成要素とし
て、すなわち差し込み継ぎ手枠32として形成し、ター
ゲット10の消耗後ふたたび次のターゲット用に組み込
まれる枠として、たとえば参照34に示すようにターゲ
ットプレートに締め付け固定することもできる。上述の
技術は、とくにアルミニウムターゲットまたはアルミニ
ウム合金ターゲットを使用する場合に適する。
置を緩めた状態で概略的に示す断面図である。
る。
た場合を示す図である。
た場合を示す図である。
を示す上面図である。
を示す上面図である。
発明による差し込み継ぎ手を設けられ、組み込まれた状
態のターゲットプレートを示す図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 処理室内で冷却すべきターゲットプレー
トの組み込み及び取り外しを行う方法において、 少なくとも一つの差し込み継ぎ手を介して前記プレート
が部分的にプレートの支持体に組み込み及び取り外しさ
れ、前記支持体はプレートと支持体間の相対移動により
開閉されること、組み込みの際には前記差し込み継ぎ手
が締められた後に冷却媒体の圧力により前記プレートに
対し前記差し込み継ぎ手が圧接され、取り外しの際には
前記差し込み継ぎ手が開かれる前に前記冷却媒体の圧力
を減少させることにより前記差し込み継ぎ手を緩めるこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記プレートに関する相対的な回転によ
って前記差し込み継ぎ手の締め付け及び緩めが行われる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記プレートに関して中央領域と周辺領
域に一つずつ、またはいずれか一方の領域に一つのみ差
し込み継ぎ手が設けられていることを特徴とする請求項
1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記媒体は金属フォイルなどの分離膜を
介して前記プレートに作用を及ぼすことを特徴とする請
求項1から3の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 イオン照射蒸着処理、プラズマ蒸着処
理、電子線気化処理、あるいはアーク放電気化処理など
のような反応を用いたあるいは無反応のあらゆる、加工
材に成膜を行うための噴霧処理あるいは蒸着処理に用い
られるターゲットプレートに対する請求項1から4の何
れか1項に記載された方法の適用。 - 【請求項6】 冷却すべきターゲットプレートを真空処
理室に適用するための装置において、 前記真空処理室及び前記プレートの各々に差し込み継ぎ
手部が設けられており、これらの差し込み部が組み合わ
されて一つの差し込み継ぎ手を形成し、前記差し込み継
ぎ手を形成する移動面がプレート表面に対しほぼ平行と
なること、冷却媒体用の通路が、組み込まれた前記プレ
ートに対し前記媒体の圧力によって圧接される膜状の分
離壁とともに、前記処理室に設けられていることを特徴
とする装置。 - 【請求項7】 前記プレートの中央領域と周辺領域の両
方、あるいはいずれか一方に差し込み継ぎ手部分が設け
られていることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 前記プレートが処理室側部に対して半径
方向の遊びを有していることを特徴とする請求項6また
は7に記載の装置。 - 【請求項9】 請求項6から8の何れか1項に記載の前
記組み込み装置の一部として差し込み継ぎ手部分を設け
られているたターゲットプレート。 - 【請求項10】 前記ターゲットプレートは、噴霧すべ
き素材から形成されたプレートと、そのプレートがたと
えば固着されて積載される安定板とを備えていることを
特徴とする請求項9に記載のターゲットプレート。 - 【請求項11】 前記差し込み継ぎ手部が解除可能な状
態で固定されていることを特徴とする請求項9または1
0に記載のターゲットプレート。 - 【請求項12】 請求項6から8の何れか1項に記載の
前記組み込み装置の一部として差し込み継ぎ手部が一つ
設けられている真空処理室。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH01386/91-1 | 1991-05-08 | ||
CH138691 | 1991-05-08 |
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JP3417578B2 JP3417578B2 (ja) | 2003-06-16 |
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JP15997692A Expired - Fee Related JP3417578B2 (ja) | 1991-05-08 | 1992-05-08 | 真空処理室内におけるターゲットプレートの組み込み、取り外し方法及び装置 |
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Country | Link |
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