JPH07292466A - スパッタリングカソード - Google Patents

スパッタリングカソード

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JPH07292466A
JPH07292466A JP7097280A JP9728095A JPH07292466A JP H07292466 A JPH07292466 A JP H07292466A JP 7097280 A JP7097280 A JP 7097280A JP 9728095 A JP9728095 A JP 9728095A JP H07292466 A JPH07292466 A JP H07292466A
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JP
Japan
Prior art keywords
target
electrode
back plate
sputtering cathode
sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP7097280A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Saunders
ザウンダース マルク
Berthold Ocker
オッカー ベルトールト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
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Publication date
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Publication of JPH07292466A publication Critical patent/JPH07292466A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電極4及びターゲット5とを備えたスパッタ
リングカソードにおいて、ターゲットと類似した熱膨張
係数を有する金属製の背板14,15上にターゲット5
がボンドにより解離不能に固定されている。この背板が
例えば締付けばね16,17により解離可能に電極4に
保持されている。 【効果】 ターゲットの破損の危険が軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング処理すべ
き少なくとも1つの金属製のターゲットを固定した1つ
の電極を備えたスパッタリングカソードに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のスパッタリングカソードはスパ
ッタリング処理のためのコーテイング装置で使用され、
一般に公知である。そのターゲットは一般にはボンドに
より解離不能に電極に結合されている。しかし、このこ
とはターゲットの材料の膨張係数が電極の膨張係数と著
しく異なる場合、かつ電極及びターゲットの面が大きい
面積を有する場合には問題を生じる。膨張係数の著しい
相違は例えば、ターゲットがインジウム亜鉛酸化物から
成り、従って金属製の電極が非金属と結合される場合に
生じる。面積の大きいサブストレートを静粛に、要する
にサブストレートの動きなしにコーテイングしようとす
る場合には大面積の電極とターゲットとが必要となる。
【0003】膨張係数が異なることにより生じるターゲ
ットの破損の危険に対処すべく、実地においては、大面
積の1つのターゲットの代わりに複数のターゲットをタ
イル状に互いに並べて電極に接着したスパッタリングカ
ソードが公知である。しかし、この場合の欠点とすると
ころは、接合に必要なろうがターゲット間にも侵入し、
スパッタリング処理の際にこの箇所も噴霧され、従って
スパッタリング処理によりサブストレート上に形成され
る層の汚れの原因となることにある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はターゲ
ットの破損の危険が可能な限り小さくなるように冒頭に
述べたスパッタリングカソードを改良することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の構成によれば、請求項1に記載のように、スパッタ
リング処理すべき少なくとも1つの金属製のターゲット
を固定した1つの電極を備えたスパッタリングカソード
において、ターゲットがボンドにより、ターゲットと同
様の熱膨張係数を有する金属製の背板上に解離不能に固
定されており、かつ、この背板が解離可能に電極に結合
されている。
【0006】このように解離不能にターゲットに結合さ
れターゲットと同様な膨張係数を有する背板により、破
損につながるターゲット内の熱応力が回避される。膨張
係数についてのみ背板をターゲットに適合させるだけで
よいため、電極はその使命に最適な他の材料から成るこ
とができる。本発明に基づくスパッタリングカソードで
は、スパッタリング処理すべき1つのターゲットを新し
いターゲットに交換することが従来公知のスパッタリン
グカソードの場合に比して容易に実施される。それとい
うのは、このことのためには、電極自体を取外す必要が
なく、ターゲットだけをその背板と共に取外せばよいか
らである。このことにより、取外すべき部分が従来公知
のスパッタリングカソードの場合に比して著しく軽量と
なり、このことは特に大面積のスパッタリングカソード
では重要である。
【0007】ターゲットが、タイル状に電極に配置され
それぞれ1つの背板を備えた複数のターゲットセグメン
トから成る場合には、大面積のスパッタリングカソード
でのターゲット交換が特別簡単となる。このような構成
によれば、ターゲットの破損がたんに個々の領域内で生
じた場合に個々のターゲットセグメントを交換するだけ
で済む。それぞれの背板を含めた個々のターゲットセグ
メントの重量が、ターゲットを備えた電極全体の重量に
比して著しくわずかであるため、この交換は補助手段な
しに行われる。さらに、種々異なる材料によるコーティ
ング法のために、種々異なる特性のターゲットを備えた
背板だけを準備すればよく、完全な電極トラフ、要する
にターゲットを備えた電極を準備する必要がない。これ
によりさらに運送費がわずかとなる。それというのは、
ターゲットが背板と共に供給されるだけでよく、電極と
一緒に供給される必要がないからである。背板を固定す
るために、電極の、背板に面した側に締付けばねが配置
されており、この締付けばねがその撥ね戻り領域を介し
て背板に係合可能であると、ターゲット又はターゲット
セグメントの交換を工具なしに行うことができる。本発
明の別の構成により、背板がその背面に少なくとも1つ
の斜め下向きの引掛けウエブを備えており、この引掛け
ウエブが、電極の前面に設けられた斜め上向きのスリッ
ト内に引掛け可能に形成されていると、背板を備えたタ
ーゲット又はターゲットセグメントの取外し及び挿入が
さらに簡便となる。
【0008】それぞれ1つの背板の固定のために少なく
とも1つのねじが設けられており、このねじが電極の孔
内に半径方向の遊びをもって貫通案内されており、かつ
その頭で、電極の孔の孔拡張部内に配置した弾性的なパ
ッキンに当接していると、背板が特別に高い力で電極に
圧着される。この高い圧着力は特別良好な熱伝導に役立
ち、その結果、ターゲットは電極内での冷却により特別
良好に冷却される。
【0009】インジウム亜鉛酸化物(ITO)から成る
ターゲットが使用された場合には、背板がモリブデンか
ら成るのが有利である。モリブデンはITOに比較され
る膨張係数を有しており、その上、高い弾性モジュール
をを備えており、その結果、取扱い時のターゲットの損
傷を阻止するために、3〜4mmのわずかな厚さでも十
分な安定度が与えられる。背板を備えない実施例に対比
した場合、ターゲットと電極との間の熱伝導は背板を介
して行われるため、ターゲットと電極との間の熱伝導は
悪化し、これによりターゲット温度が上昇するのは当然
でありが、しかし、このことはITOターゲットではわ
ずかなピッチング増大しか生ぜしめず、従ってアーキン
グの問題に関しては有利である。
【0010】本発明では多数の実施例が可能である。本
発明の基本原理を明らかにするために3つの実施例を図
示し、次に詳しく説明する。
【0011】
【実施例】図1はコーティング室2を大気から遮断する
壁1を示す。この壁1はスパッタリングカソード3を備
えており、このスパッタリングカソード3は主としてコ
ップ状の電極4と、ターゲット5と、磁石セット6とか
ら成っている。磁石セット6はコップ状の電極4の内部
で運動可能であり、このことが二重矢印7で示されてい
る。この運動性はターゲット5に対して向かい合わせに
位置している図示しない定置のサブストレート上に均一
な層を形成するために役立つ。
【0012】スパッタリングカソード3は絶縁体8によ
り電気的に壁1から分離されており、従ってスパッタリ
ングカソード3は負の電位に在り、壁1はアースされる
ことができる。スパッタリングカソード3の領域内でコ
ーティング室2内へ空気が流入するのをパッキン9,1
0が阻止している。
【0013】ターゲット5は複数のターゲットセグメン
ト11,12,13,に分割されており、これらのター
ゲットセグメントはタイル状に電極4に配置されて解離
可能に電極4に結合されている。解離可能な種々の結合
形式が図2から図4までに示されている。
【0014】図2には例としてターゲットセグメント1
1,12が図示されているが、これらのターゲットセグ
メントはそれぞれ1つの背板14,15に固定されてい
る。この固定は解離不能であり、かつボンドにより行わ
れている。その場合の要点は、これらの背板のために、
ターゲット材料の膨張係数に可能な限り類似した膨張係
数を有する金属材料が選択されることである。ターゲッ
トセグメント11,12が例えばインジュウム亜鉛酸化
物から成っていれば、背板14,15は有利にはモリブ
デンから製作される。
【0015】電極4には複数のベリリウム銅から成る締
付けばね16,17が取付けられており、この締付けば
ねはその撥ね戻り領域18,19を介して背板14,1
5に係合することができ、これにより背板は予負荷力下
で電極4に保持される。
【0016】図3に示す実施例では背板14が電極4に
面した側に斜め下向きの引掛けウエブ20を備えてお
り、この引掛けウエブが電極4に設けた対応するスリッ
ト21内に係合し、これにより、ターゲット11及び背
板14がその重量により電極4に保持されている。
【0017】図4には、背板14の固定をねじ22によ
っても行うことができることが示されている。このこと
のために、ねじ22は半径方向の遊びをもって電極4の
孔23を貫通し、その頭24で弾性的なパッキン25を
介して孔23の孔拡張部26の底部に締付けられてい
る。背板14内にはねじ孔27が設けられており、この
ねじ孔27内にねじ22がねじ込まれており、この結
果、このねじは背板14を電極4に保持させることがで
きる。しかし、互いに異なる熱膨張を補償することがで
きるように、孔23内の遊びが電極4上での背板14の
わずかな移動を許容している。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに類似した熱膨張係数を有するターゲットと背板と
が解離不能に固定され、この背板が解離可能に電極に結
合されているために、ターゲットの破損の危険が軽減さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に基づくスパッタリングカ
ソードを備えたコーティング装置の壁領域の断面図であ
る。
【図2】ターゲットの固定領域を図1に比して拡大した
断面図である。
【図3】本発明の第2実施例に基づくターゲットの固定
領域を図1に比して拡大した断面図である。
【図4】本発明の第3実施例に基づくターゲットの固定
領域を図1に比して拡大した断面図である。
【符号の説明】
1 壁、 2 コーティング室、 3 スパッタリング
カソード、 4 電極、 5 ターゲット、 6 磁石
セット、 7 二重矢印、 8 絶縁体、 9,10
パッキン、 11,12,13 ターゲットセグメン
ト、 14,15背板、 16,17 締付けばね、
18,19 領域、 20 引掛けウエブ、 21 ス
リット、 22 ねじ、 23 孔、 24 頭、 2
5 パッキン、 26 孔拡張部、 27 ねじ孔

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スパッタリング処理すべき少なくとも1
    つの金属製のターゲットを固定した1つの電極を備えた
    スパッタリングカソードにおいて、ターゲット(5)が
    ボンドにより、ターゲット(5)と同様の熱膨張係数を
    有する金属製の背板(14,15)上に解離不能に固定
    されており、かつ、この背板(14.15)が解離可能
    に電極(4)に結合されていることを特徴とするスパッ
    タリングカソード。
  2. 【請求項2】 ターゲット(5)が、タイル状に電極
    (4)に配置されそれぞれ背板(14,15)を備えた
    複数のターゲットセグメント(11,12)から形成さ
    れている請求項1記載のスパッタリングカソード。
  3. 【請求項3】 背板(14,15)を固定するために、
    電極(4)の、背板(14,15)に面した側に締付け
    ばね(16,17)が配置されており、この締付けばね
    がその撥ね戻り領域(18,19)を介して背板(1
    4,15)に係合可能である請求項1又は2記載のスパ
    ッタリングカソード。
  4. 【請求項4】 背板(14,15)がその背面に少なく
    とも1つの斜め下向きの引掛けウエブ(20)を備えて
    おり、この引掛けウエブが、電極(4)の前面に設けら
    れた斜め上向きのスリット(21)内に引掛け可能に形
    成されている請求項1から3までのいずれか1項記載の
    スパッタリングカソード。
  5. 【請求項5】 それぞれ1つの背板(14)の固定のた
    めに少なくとも1つのねじ(22)が設けられており、
    このねじが電極(4)の孔(23)を半径方向の遊びを
    もって貫通案内されており、かつその頭(24)で、電
    極(4)の孔(23)の孔拡張部(26)内に配置した
    弾性的なパッキン(25)に当接している請求項1から
    4までのいずれか1項記載のスパッタリングカソード。
  6. 【請求項6】 インジウム亜鉛酸化物から成るターゲッ
    トの使用時に背板(14)がモリブデンから成る請求項
    1から5までのいずれか1項記載のスパッタリングカソ
    ード。
JP7097280A 1994-04-26 1995-04-21 スパッタリングカソード Pending JPH07292466A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4414470.9 1994-04-26
DE4414470A DE4414470A1 (de) 1994-04-26 1994-04-26 Zerstäuberkathode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07292466A true JPH07292466A (ja) 1995-11-07

Family

ID=6516433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7097280A Pending JPH07292466A (ja) 1994-04-26 1995-04-21 スパッタリングカソード

Country Status (5)

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US (1) US5531876A (ja)
JP (1) JPH07292466A (ja)
KR (1) KR950032699A (ja)
DE (1) DE4414470A1 (ja)
NL (1) NL9500041A (ja)

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