JPH06128741A - 回転式陰極 - Google Patents

回転式陰極

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JPH06128741A
JPH06128741A JP3134180A JP13418091A JPH06128741A JP H06128741 A JPH06128741 A JP H06128741A JP 3134180 A JP3134180 A JP 3134180A JP 13418091 A JP13418091 A JP 13418091A JP H06128741 A JPH06128741 A JP H06128741A
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JP
Japan
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cathode
hollow structure
magnetic
circuit
target
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Pending
Application number
JP3134180A
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English (en)
Inventor
Roland Devigne
デビニュ ローラン
Jean-Pierre Beaufays
ボーファイ ジャン−ピエール
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Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Vitrage International SA
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Publication of JPH06128741A publication Critical patent/JPH06128741A/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】標的使用率が高く、標的を比較的に安価に製造
でき又交換も容易で、スパッタリング工程により生成さ
れた熱エネルギーの散逸を改善し、低温で機能できる陰
極を得る。 【構成】自らの軸を中心にして回転できる中空回転構造
２及びこの構造のまわりに周囲方向に配置された磁気的
に閉じ込める磁気回路３とを有する、スパッタリング用
回転式陰極。 【効果】陰極が、スパッタリングプロセスにより放出さ
れる熱エネルギーの急速拡散特に融点の低い金属のスパ
ッタリングに適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転標的を伴うスパッ
タリング陰極に関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極スパッタリングは、さまざまな基板
に対してコーティング材料の薄く均等なフィルムを適用
するためのよく知られた方法である。US-A-2146025にさ
らに限定的に記述されている陰極スパッタリングは、微
量のガス（例えばアルゴン）が中に射出される真空のエ
ンクロージャ内に置かれ電源に接続された陰極を用いて
行なわれる。スパッタリングすべき材料から作られた標
的は、陰極上に載置され、エンクロージャ内に分散され
た気体分子と電界により加速され標的近くに磁気的に閉
込められた電子の遭遇によって生成された高エネルギー
イオンの衝撃（ボンバードメント）を受ける。
【０００３】高い運動エネルギーをもつ気体イオンは、
イオンから粒子を除去するのに適切なエネルギーで標的
上に衝突する。これらの粒子は、その径路内に置かれた
被覆すべき基板の上に凝縮させられ、かくして材料の細
かいコーティングが上に被着される。このコーティング
は金属又は合金で構成されていてよく、この場合金属ス
パッタリング手順を参照する。
【０００４】同様に、スパッタリングチャンバ内に少量
導入される反応ガスと標的材料の間の化学反応により形
成された物質を被着させることも可能であり、この場
合、反応スパッタリングを参照することになる。本発明
に従った回転式陰極は、有利にも金属及び反応スパッタ
リングの両方法と共に用いることができる。
【０００５】真空スパッタリング又は噴霧装置の効率は
当初、イオンと電子がエンクロージャ内で遭遇する確率
が限られたものであったために、非常に低いものであっ
た。電子を標的の近辺に閉じ込めることにより、電離レ
ベルは著しく増大し、比較的低い圧力で作業することが
可能になり、かくして被着物の純度は増大する。米国特
許 4166018号は楕円形のトラックの形で自らの上に閉じ
その中に電子が捕獲されるような閉じ込めゾーンを形成
するように磁石が後方に配置されている平面標的陰極に
ついて記述している。これは、気体原子との衝突速度す
なわち陰極に対するイオンの衝撃の著しい増大をもたら
し、そのためスパッタリング率は増大することになる。
【０００６】このような陰極においては、標的は、磁気
トラックに追従する局所的溝様浸食を受ける。このため
標的を頻繁に交換することが必要となり、標的材料の使
用率は低い。標的の範囲全体にわたり浸食をより良く分
布させるためさまざまな方法が使用されてきた。かくし
て、米国特許 4525264号においては、可変的磁界が、標
的の後ろに位置づけされた磁気的閉じ込め回路の磁界の
上に重畳されている。
【０００７】米国特許 4422916号は、回転式シリンダの
形をした構造の上に載置された標的を有し、磁気的閉じ
込め手段が円筒形構造内に母線に沿って配置されている
ような陰極について記述している。浸食ゾーンの角変位
によって、標的に対する摩耗は均等にされている。閉込
め手段は円筒形構造内に配置されているため、この円筒
形構造は必然的に大きなサイズのものでなくてはならな
い。この構造は同様に冷却液で満たされているため、そ
の自重により高い機械的応力を受ける。従って、標的の
使用率は一般に40％を超えない。
【０００８】その上、円筒形構造の内部体積内に閉じ込
められた磁石及び磁気回路の部分は、主として標的の加
熱が行なわれる部域において冷却液の循環に対する１つ
の障害となる。従って冷却は、特にそれが非常に効率の
高いものでなくてはならない地点においてさほど満足で
きないものである。さらに、磁石及び磁気片はつねにこ
の通常は水である冷却液の中に浸漬されているため、必
然的に腐食の問題が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
標的使用率の陰極を得ることにある。本発明のもう１つ
の目的は、標的がその表面全体にわたりより均質な浸食
を受けることにある。本発明のもう１つの目的は、標的
が比較的に安価に製造でき又交換も容易であるような陰
極を得ることにある。
【００１０】本発明は同様に、スパッタリング工程によ
り生成された熱エネルギーの散逸が既知のシステムに比
べて改善されているような陰極を得ることをもその目的
としている。もう１つの目的は、標的加熱を制限するこ
とにより、より低温で陰極が機能できるようにすること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、自らの軸を中
心として回転でき、ほぼ回転体の形をした中空構造を有
する真空スパッタリング陰極に関する。この中空構造
は、軸に従って周囲方向に延びる側壁ならびに軸に対し
ほぼ垂直な２つの突合せ面を含み、この中空構造は少な
くともその側壁の外側においては、スパッタリングすべ
き材料で作られている。この陰極は同様に、標的の近辺
に位置づけられた固定式磁気的閉じ込め回路も有してお
り、この回路は、極、磁気透過性をもつ金属でできた部
分及びこの回路の中で磁束を生成することのできる手段
を有している。（陰極には）中空構造内に冷却液の循環
をもたらすことのできる冷却回路への連結用手段、給電
回路への連結用手段及び中空構造をその軸を中心として
回転させることのできる駆動手段も備わっている。この
陰極においては、磁気回路は、中空構造との関係におい
て周囲方向に延びており、磁気手段はその外側に位置づ
けされている。磁気回路の極は、この中空構造の２本の
母線に従って配置され、この２本の母線の間の中空構造
の側壁の弧は陰極標的を形成している。
【００１２】有利な一実施態様によると、ほぼ回転体の
形をした中空構造は円筒である。有利な一実施態様によ
ると、回転中空構造の外側側面はスパッタリングされる
べき材料の固体（中実）層で構成されている。もう１つ
の実施態様に従うと、回転中空構造は、スパッタリング
すべき材料で被覆された適当な形状のサポートを有す
る。
【００１３】有利なことに、冷却回路への連結用の手段
は中空構造の同じ突合せ面上にある。好ましくは冷却回
路への連結用手段は同軸である。陰極の有利な一態様に
おいては、磁気回路の部分は、中空構造のものとは別の
冷却回路への連結用手段を有する。特殊な一実施態様に
従うと、磁気回路の極は、くさび形の断面をもつ磁極片
を支持し、この磁極片の縁部はほぼ標的の縁部の方に向
けられており、ほぼ平面のエアギャップの方を向いた面
は標的の表面と90度の角度を成しそのため磁力線は、標
的のすぐ近辺で標的の曲率に近い曲率に従って前記磁極
片の間に延びるようになっている。
【００１４】有利な一変形態様によると、陰極は２つの
並置された中空構造を有し、これらの構造の軸は陰極の
軸と平行で、そのそれぞれの磁気回路は少なくとも１つ
の共通部分を有している。この実施態様の一変形態様に
おいては、各々の中空構造の磁気回路の磁極片は両方共
陰極の同じ側にあり、そのため、相応する標的は同じ角
方向に噴霧つまりスパッタリングすることができる。１
つの磁極片が２つの中空構造の間に延び、２つの磁気回
路のための共通の部分を形成しており、１つの共通の磁
極片がこの共通の分岐により支持されている。
【００１５】この実施態様のもう１つの変形態様による
と、２つの陰極の磁極片は陰極の２つの相対する面上に
配置されている。各々の中空構造に相応する標的は互い
との関係において直径方向に相対して配置され、２つの
平行な平面内でスパッタ又は噴霧できる。磁気回路は標
的の各々まで周囲方向に延び、標的の間に延びる共通の
中央部分を有している。
【００１６】この実施態様のもう１つの変形態様による
と、陰極は、並置された中空構造をｎ個もち、そのそれ
ぞれの磁気回路は少なくとも１つの共通部分を有してい
る。有利な一実施態様に従うと、中空回転構造は、標的
を形成する弧を除いて、標的の表面との放射熱交換をも
たらすことのできる低温流体が通り抜ける外装によって
とり囲まれている。
【００１７】本発明に従った陰極のもう１つの実施態様
によると、陰極は、自らの軸を中心にして回転できほぼ
回転体の形をした中空構造を有する。この構造は、この
軸に沿って周囲方向に延びる側壁ならびにこの軸に対し
ほぼ垂直に延びる２つの突合せ面を含んでいる。この中
空構造は少なくともその側壁の外側ではスパッタリング
すべき材料により構成された閉鎖された容積を形成す
る。この陰極は同様に、極、磁気透過性ある金属ででき
た部分及び回路内で磁束を生成することのできる磁気手
段を有する標的近くに位置づけられた固定式磁気的閉じ
込め回路；中空構造の中に冷却液の流れをもたらすこと
のできる冷却回路への連結手段；及び中空構造をその軸
を中心として回転させることのできる駆動手段も有して
いる。
【００１８】この陰極内では、磁気回路は対称的に閉じ
る２つのループを形成し、磁気手段、極及び磁気回路の
大部分は中空構造の外側でそのいずれかの側に位置づけ
されている。各ループの磁極は、この構造の２本の母線
に沿って位置づけされこの構造の側壁上で直径方向に相
対する角度セグメントを構成している。これらの角度セ
グメントは２つの相対する方向に材料をスパッタリング
できる２つの標的を構成する。回転中空構造の外側のい
ずれかの側に配置された磁気回路の部分は、陰極の軸を
もつ横方向平面に従ってこの回転中空構造内に非回転式
に配置された軟鉄ブリッジコアにより磁気的に連結され
ており、このブリッジ手段の各端部は中空構造の側壁を
超えて、構造の外側にある磁気回路の部分の延長部分と
面している。
【００１９】上述の目的を達成する以外に、本発明に基
づく陰極はさらに以下のような利点を有している：すな
わち、この陰極は、標的が溶融する危険性無しに、低い
融点をもつ金属又は合金をスパッタすることができるよ
うにする；標的の特殊な構成のため、新規で有利な生産
方法（スパッタリング、鋳造、電気泳動など）を利用す
ることが可能になる。
【００２０】主として鉄でできている磁極片は、標的に
よってスパッタリングされた金属フィルムにより被覆さ
れるか又は予め被覆しておくことができ、基板上にスパ
ッタリングされたコーティングの組成に関与しない；磁
極片の形状は望ましい閉じ込め基準に応じて容易に変更
できる；本発明に基づく陰極を接合することによって、
被着設備の体積単位又は長さ単位あたりの全体的スパッ
タリング効率を増大させることが可能である；標的がき
わめて剛性の高いものであることからみて、その作動又
は製造上の許容誤差を損なうことなく、傾斜位置を含む
さまざまな位置さらには張り出し位置にでさえ、本発明
に基づく陰極を置くことが可能である。
【００２１】本発明に基づく陰極のその他の特徴及び利
点は、添付の図面を参照した一実施態様についての以下
の説明から知ることができる。
【００２２】
【実施例】図１は、本発明に従った陰極とその駆動シス
テムを、そのエンクロージャを切り取った状態で、中断
された斜視図の形で示している。陰極１の中央部分は、
ここではその垂直軸と共に示されている中空の細長い構
造２である。この場合、中空構造２は円筒形であるが、
これは本発明の範囲を超えることなく膨らんだ形又は紡
錘形であることができる。中空構造２は磁気的閉じ込め
回路３によりとり囲まれており、従ってこの回路は完全
にこの構造２の外側に延びている。
【００２３】磁気回路の唯一の中断は、中空構造２の軸
に沿ってこの構造の上から下まで配置されている磁極片
５の間に延びているエアギャップ４である。中空構造２
の側面は、スパッタリングすべき金属で作られている。
エアギャップ４に面して位置づけされ磁極片５を分離し
ている中空構造の側面間隔は、陰極１の「標的」６を形
成している。
【００２４】陰極１は、真空チャンバ内に垂直に設置さ
れた形で示されており、このチャンバの上部壁７と下部
壁８は、切取り図の形で表わされ、エアギャップ４は図
示されていない基板の走行平面に対し平行である。本発
明に従った陰極１の磁気的閉じ込め回路３は、既知の固
定用手段により、中空回転構造２とは独立して真空チャ
ンバ７，８内に固定されている。
【００２５】中空構造２の突合せ面９の１つは、ローラ
ープレート10を用いて床８に固定されており、このロー
ラープレートにより中空構造２は自らの軸を中心にして
回転することができ、エンクロージャ７，８から分離さ
れている。もう一方の突合せ面11には、中空回転構造２
を中空駆動軸14と一体化させているフランジ13が固定さ
れているネック12がある。中空駆動軸14は、エンクロー
ジャ７，８の上部壁７の中に作られた回転式通路15を通
って延びている。絶縁手段16が、この通路15の本体と駆
動軸14を電気的に絶縁している。
【００２６】中空回転構造２を回転させるため、駆動軸
14と駆動用原動機18の間には、回転トルクを伝達するた
めの手段17が設置されている。駆動軸14と中空回転構造
２の軸には、中空構造２の内部体積と連結されたパイプ
19, 20（図１においては同軸的に配置されている）が長
さ方向に通り抜けている。図２を見るとわかるように、
こうして中空構造２の作動中この構造の中を大量の冷却
液流が通過することが可能である。この流体は有利にも
水である。この冷却液は構造２の中でいかなる障害物に
も遭遇せず、このため特に強力な冷却が可能となる。こ
のことは、先行技術に従った同等の出力レベルをもつそ
の他の陰極タイプの場合には得ることができないことで
ある。
【００２７】液体の入口及び出口ならびに駆動用システ
ム17, 18は、中空構造２の同じ突合せ面11上にあり、そ
のためこの中空構造２のメンテナンス、再装荷又は交換
はきわめて容易になっている。本発明に従った陰極の中
空構造２は、同時にその磁気的閉じ込め回路３を解体す
る必要無く、引き出すことができる。
【００２８】さらに、構造２の寸法特に直径は、（先行
技術におけるように）内部にある磁石及びその他の磁気
部分のために充分な空間を残す必要性によって下方に制
限されていない。従って、陰極１は、追求されている目
的に応じてその寸法上の特徴のいずれでも優先させるよ
うな構造に作ることが可能である。従って、本発明に従
った陰極の中空構造２は、比較的小さな直径の棒の形を
していてもよいし、低い融点の金属を加工するため大き
い直径のシリンダの形をしていてもよい。
【００２９】磁極片の形状の付随する変更によって、直
線ではなくその代り平面でない基板の形に適合させた曲
線をした母線をもつ回転体積の形の中空構造２を用いる
ことも同様に可能である。このような回転中空構造２の
製造は、焼流し精密鋳造、プラズマ噴霧、スパッタリン
グ及びその他の既知の手順といった経済的利点がありう
る従来の方法又はその変形態様によって行なうことがで
きる。
【００３０】或る種の利用分野については、回転通路15
と同じ側に図１に示されているローラープレート10を載
置することもでき、こうして解体は容易になり、或る種
のスパッタリングラインの生産の融通性を増す減幅した
噴霧又はスパッタリングのために、張出し式に作業する
ことが可能となる。図２は、陰極１をその軸に垂直な平
面に沿った断面にて示している。ここでは中空構造２の
内部キャビティは、中央パイプ19によって常時供給され
ている冷却液（この場合には水）で完全に満たされてい
る。この水は、「標的」ゾーン７の裏及び壁を冷却しな
がら、いかなる障害とも出会うことなく構造２内で上昇
し、その後パイプ20によって同軸的に排出される。
【００３１】磁気的閉込め回路３は、中空構造２の体積
の外側に全体が位置づけされ、磁極片５に至るまでこれ
を完全にとり囲んでいる。磁気的閉込め回路３は、永久
磁石22（電磁石で置換されてもよい）が上に載置された
中央棒21で構成されている。中央棒21の端部には、磁極
片５を支持する回路23の部分又は２本の分岐がとりつけ
られ、互いに向かって方向づけされており、この分岐の
間にエアギャップが広がっている。
【００３２】これらの磁極片５は、くさびのような形を
している。くさびの縁部24は、標的６のへりの方を向い
ている。エアギャップ４の方に向けられた磁極片５の面
25はほぼ平面で、構造２の中心を通る半径方向平面内に
延びている。この構成は、磁力線（破線で示されている
もの）に対して標的６の曲率にほぼ平行な曲率と均等な
分布を与え、これは標的６の浸食ゾーンの広い分布にと
って有利なことである。陰極１のすぐ近くには遮へい電
極26がとりつけられ、接地されている。
【００３３】図３は、２重の放射面をもつ本発明に従っ
たもう１つの陰極27を示している。陰極27は、その長手
方向軸に対して平行に配置された２つの円筒形の中空構
造２を有している。２つの回転式構造２は、その各々の
磁気回路３の共通の磁気棒21により分離され、この磁気
棒の中には、ここでは永久磁石である磁気手段22が挿入
されている。２つの磁気分岐23は、共通の棒21の各端部
からこの棒に対しほぼ垂直に互いに相対する形で延びて
いる。Ｈ形に示されているアセンブリは２つの中空構造
をとり囲んでいる。
【００３４】各磁気分岐23の自由端において、陰極27の
２つの標的６と同じ高さで、磁石22により生成された磁
束がエアギャップ４内で対称的に閉じられるような形
で、隣接する中空構造２の方向を指しながら、磁極片５
が載置されている。この陰極27は、２つの平面内で同時
に噴霧でき、同等の性能特性をもつ２つの別々の陰極に
比べて全体的寸法が小さいという利点をもつ。
【００３５】図４は、２つの回転式構造２が１つの共通
の磁気平面３内に並置され同じ平面内に突出しているよ
うな、本発明に従った陰極のもう１つの変形態様28を示
している。磁気回路３はここでは全体に大文字のＥの形
をしている。磁気手段22は、Ｅの太縦線を表わす共通の
棒29の中に、陰極28の２つの中空回転構造２の間を走る
中央分岐30との関係において対称的に配置されている。
磁気手段22により生成される磁束はそれぞれ回路の端部
分岐を通ってこれらの分岐31に固定された磁気片５内へ
と進み、各標的６の上のエアギャップを通り抜け、飽和
を防ぐべく比較的大きい断面をもつ共通の中央分岐30を
通って磁気手段22に戻る。
【００３６】磁力線は磁極片５の形状により屈曲させら
れ、ほぼ標的２の曲率に追従する。磁気回路３の部分を
流路32が完全に通り抜けている。陰極の作動中、この流
路32には、中空構造２のために用いられるものとは別の
回路からの冷却液が通り抜け、そのため磁気回路３の温
度は中空構造２及び標的６の温度と比べ独立して制御さ
れうるようになっている。
【００３７】図１及び図２に示されているように、陰極
28の中空構造２には中央同軸パイプ19, 20によって供給
される水が長手方向に通り抜ける。固定用装置33が磁極
片５を磁気分岐30, 31に接合している。該当する場合に
は、これらの磁極片５は容易に置換できる。（新しい標
的又は基板の断面形状の採用）。
【００３８】図５は、図４のものと同じタイプであるも
ののこの場合非対称な磁極片34, 35を有するような本発
明に従った陰極の構造的一変形態様を示している。縦断
面図を見ると、磁気回路３は全体に大文字のＥの形をし
ており、磁極片34, 35は各分岐の端部にあり、分岐31,
32は２つの中空構造２をとり囲んでいる。外側磁極片34
及びこれを支持する分岐31は、共通の中央分岐32及びそ
の磁極片35と比べて大き目に作られている。この磁気回
路構成は、２つのエアギャップ４内の磁力線の形状を変
形する傾向をもつ。従って、制御された形で、エアギャ
ップ内に閉じ込められた一定量の電子を脱出させること
ができるようになる。
【００３９】図６は、単一の中空構造２をもち２重のス
パッタリング平面を具備した本発明に基づく回転陰極の
有利な形状36を示している。この陰極36は、中心に位置
づけされた中空円筒構造２を有する。矩形の断面をもつ
軟鉄製ブリッジ部材37が、直径方向平面内で中空構造２
の内部体積３を水平方向に細分している。陰極36との関
係において静止状態に保たれたこのブリッジ部材37の端
部38は、中空構造２の内部面にほとんど接触している。
構造２のいずれの側にも、磁気回路３全体を形成する要
素の２つの部分39が対称的に配置されている。これらの
部分39はそれぞれ、大文字のＥ及び逆Ｅの形をしてい
る。各々の部分39の中央分岐40は中空構造２上で向かい
合って、但しブリッジ部分37の片端38の外側で心合せさ
れている。回路39の各部分の外側分岐31（Ｅの外側分岐
に相当する）は、磁極片５を支持している。これらの磁
極片の先端は、中空回転構造２のいずれかの側で２つの
円筒形の弧を構成し、これらの弧は 180度だけ角変位さ
れ、陰極の２つの標的６を構成する。
【００４０】磁気回路の２つのＥ字形部分39の縦線部分
上には、エアギャップ内に平行に２つの同じ磁束の循環
をもたらすべく相対する形で配置された磁気手段22（こ
の場合電磁石）がある。再度閉じるために、この磁束に
は共通の部分すなわちブリッジ部材37がある。断面の小
さいこの形材の存在により中空構造２の熱放散が低減さ
れることは全く無く、同等の性能特性をもつ２つの別々
の陰極を使用する場合に比べ著しくスペースが節減され
ることになる。
【００４１】図７及び図８は、標的６を形成する円筒形
の弧を除いて、低温流体（例えば液体ヘリウム、窒素又
はフレオン）が中を循環しているような流路42が通り抜
ける外装41によってとり囲まれている中空構造２をもつ
ような、本発明に従ったもう１つのスパッタリング陰極
を、断面図及び切取図で示している。この外装41は、非
磁気材料で作られており、放射効果により中空構造２の
表面から最大量の熱を放散させるように設計されてい
る。図７及び図８に示されているように、この外装41は
外側磁気回路３と中空回転構造２の間の体積をほぼ完全
に満たすこともできるし或いは又、標的を除いて中空構
造２の表面から限られた距離のところに配置された流路
42が通り抜けている（又は流路が接合されている）湾曲
したプレートによって形成されていてもよい。
【００４２】この陰極により得られる強力な冷却と合わ
せて、この中空構造２の表面温度の低下は低融点をもつ
金属でさえ容易に噴霧することを可能にしてくれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った回転式陰極の一部が切り取られ
た斜視図である。
【図２】陰極の長手方向軸に対して垂直な平面に沿った
図１の陰極の断面図である。
【図３】２重の回転構造及び２つの平行なスパッタリン
グ平面を伴う陰極の軸に対して垂直な平面に沿った概略
的断面図である。
【図４】２重の回転構造をもつ陰極の軸及び１つのスパ
ッタリング平面に対して垂直な平面に沿った概略的断面
図である。
【図５】図４のものと同じであるが非対称な磁極片を有
する陰極の軸に対して垂直な平面に沿った断面図であ
る。
【図６】２重の放射面をもつ本発明に基づく陰極の軸に
対して垂直な平面に沿った概略的断面図である。
【図７】低温外装をもつ陰極の斜視図である。
【図８】図７の陰極の平面VIII−VIIIに沿った断面図で
ある。
【符号の説明】
２…中空回転構造 ３，39…磁気回路 ４…エアギャップ ５…極（磁極片） ６…陰極標的 17, 18…駆動手段 19, 20, 32…冷却回路 22…磁気手段 24…磁極片 28…陰極 30…極分岐 37…ブリッジコア

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自らの軸を中心にして回転できるほぼ回
    転体の形をし、この軸に沿って延びる１つの側壁とこの
    軸に対しほぼ垂直な２つの突合せ面をもちしかも、少な
    くともこの側壁の外側ではスパッタリングすべき材料に
    よって構成されているような中空の構造（２）；極、磁
    気透過性ある金属でできた部分（21,23, 29, 30, 31)
    及び回路（３）内で磁束を生成することのできる磁気手
    段（22）を有する、標的（６）近くにある固定式磁気的
    閉込め回路；中空構造（２）の中で冷却液を循環させる
    ことのできる冷却回路に連結するための手段、給電回路
    への連結のための手段、中空構造（２）をその軸を中心
    にして回転させることのできる駆動手段（17, 18）を有
    する真空スパッタリング陰極において、磁気回路（３）
    は中空構造（２）との関係において周囲方向に延びてお
    り、磁気手段（22）はその外側に配置されており、磁気
    回路の極（５）は前記中空構造（２）の２本の母線に従
    って配置されており、これら２本の母線の間の中空構造
    （２）の側壁の弧は陰極標的（６）を形成していること
    を特徴とする真空スパッタリング陰極。
  2. 【請求項２】 ほぼ回転体の形をした中空構造（２）は
    円筒であることを特徴とする、請求項１に記載の陰極。
  3. 【請求項３】 中空構造（２）の外部側壁は、スパッタ
    リングすべき材料の固体層で構成されていることを特徴
    とする、請求項１乃至２のいずれか１項に記載の陰極。
  4. 【請求項４】 中空構造（２）は、スパッタリングすべ
    き材料で被覆された適当な形状の内部サポートを有する
    ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載の陰極。
  5. 【請求項５】 冷却回路（19, 20）への連結用の手段
    は、中空構造（２）の同じ突合せ面上にあることを特徴
    とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の陰極。
  6. 【請求項６】 冷却回路への連結手段（19, 20）は同軸
    であることを特徴とする、請求項５に記載の陰極。
  7. 【請求項７】 磁気回路の部分は、冷却回路（32）への
    連結のための手段を有していることを特徴とする、請求
    項１乃至６のいずれか１項に記載の陰極。
  8. 【請求項８】 磁気回路の極は、くさび形の断面をもつ
    磁極片を支持し、この磁極片（24）の縁部はほぼ標的
    （６）の縁部の方に向けられていること、エアギャップ
    （４）の方を向きほぼ平面である面（25）は標的（６）
    の表面と90度に近い角度を成し、かくして磁力線は、標
    的（６）のすぐ近辺で標的の曲率に近い曲率に従って前
    記磁極片（５）の間に延びるようになっていることを特
    徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の陰
    極。
  9. 【請求項９】 ２つの並置された中空構造（２）が備っ
    ており、これらの構造の軸は陰極軸と平行で、そのそれ
    ぞれの磁気回路（３）は少なくとも１つの共通の部分
    （30）を有していることを特徴とする、請求項１乃至８
    のいずれか１項に記載の陰極。
  10. 【請求項10】 各々の中空構造（２）の磁気回路（３）
    の磁極片（５）は全て陰極（28）の同じ側に位置づけさ
    れており、そのため相応する標的（６）は同じ角方向に
    スパッタリングすることができるようになっているこ
    と、１つの極分岐（30）が２つの中空構造（２）の間に
    延び２つの磁気回路（３）の共通の部分を形成している
    こと又この共通の分岐（30）は１つの共通の磁極片
    （６，35）を支持していることを特徴とする、請求項９
    に記載の陰極。
  11. 【請求項11】 ２つの磁気回路（３）の磁極片（６）
    は、陰極（27）の２つの相対する面上にあり、各中空構
    造（２）に相応する標的（６）は直径方向に互いに反対
    側に位置づけされ、２つの平行な平面内でスパッタリン
    グできること、磁気回路（３）は中空構造（２）の各々
    との関係において周囲方向に延び、これらの構造（２）
    の間に延びる共通の中央部分（30）を有していることを
    特徴とする、請求項９に記載の陰極。
  12. 【請求項12】 並置された形で平行に配置されたｎ個の
    中空構造（２）を有すること、又そのそれぞれの磁気回
    路は少なくとも１つの共通部分を有していることを特徴
    とする、請求項11に記載のスパッタリング陰極。
  13. 【請求項13】 回転式中空構造は、標的を形成する弧を
    除いて、標的の側面との放射熱の交換をひき起こすこと
    のできる低温流体が通り抜ける外装によってとり囲まれ
    ていることを特徴とする、請求項１乃至12のいずれか１
    項に記載の陰極。
  14. 【請求項14】 自らの軸を中心にして回転できるほぼ回
    転体の形をし、この軸に沿って延びる１つの側壁とこの
    軸に対しほぼ垂直な２つの突合せ面をもちしかも少なく
    ともこの側壁の外側ではスパッタリングすべき材料から
    形成されているような中空構造（２）；極、磁気透過性
    ある金属でできた部分（21, 23, 29,30, 31) 及び回路
    内で磁束を生成することのできる磁気手段（22）を有す
    る、標的近くにある固定式磁気的閉込め回路；中空構造
    （２）の中に冷却液を循環させることのできる冷却回路
    に連結するための手段及び中空構造（２）をその軸を中
    心として回転させることのできる駆動手段（17, 18）を
    有する真空スパッタリング陰極において、磁気回路
    （３）は対称的に閉じる２つのループを形成し、磁気手
    段、極及び磁気回路の大部分は前記中空構造（２）の外
    側でそのいずれかの側に位置づけされていること、各ル
    ープの磁極は前記構造（２）の２本の母線に沿って位置
    づけされ前記構造（２）の側壁上で直径方向に相対する
    角度セグメントを構成し又この角度セグメントは２つの
    相対する方向において材料をスパッタリングできる２つ
    の標的（６）を構成していること、中空構造（２）のい
    ずれかの側でこの構造の外側にある磁気回路（39）の一
    部分は、陰極の軸をもつ横方向平面に従って、前記中空
    構造内に非回転式に位置づけされた軟鉄ブリッジコアに
    より磁気的に連結されていること、又このブリッジコア
    （37）の各端部（38）は中空構造（２）の側壁を超え
    て、構造（２）の外側にある磁気回路（39）の部分の延
    長部分と面していることを特徴とする真空スパッタリン
    グ陰極。
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