JPH0251981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、真空スパツタコーテイング装置に関
するもので、特に、スパツタターゲツト源に使用
するスパツタターゲツト又はターゲツト組立体に
関し、そのターゲツト又はターゲツト組立体が熱
膨張し、スパツタコーテイング源の冷却表面と密
接することによつて冷却されるものに関する。

発明の背景 グロー放電によつて誘導される陰極スパツタリ
ングを使用するコーデイング真空付着は、今日広
く使用されている。スパツタコーテイング源は陰
極及び陽極構造物を含み、排気されたチエンバ内
でスパツタガス（典型的に、大気圧より低い圧力
のアルゴン）で充填（back−filled）されて、動
作される。陽極と陰極との間の空間で形成された
正イオンが、陰極表面上に配置されターゲツトに
衝突し、ターゲツトの表面及び表面下の原子層か
らターゲツト原子（スパツタリングによつて）を
放出させる。これらスパツタされた原子は、ター
ゲツトの視線上におかれた製品又は基板上に付着
する。マグネトロンスパツタコーテイング源に
は、ターゲツトに近接した所で電場と交差する磁
場が使用されている。このような磁場を使用する
と、グロー放電の強度及びそれに伴うスパツタリ
ング速度を強め、動作範囲をより低いスパツタガ
ス圧まで延長し、グロー放電を電極の近傍に制限
し、基板への電子衝突を減少することができる。

スパツターテイング源において、スパツタリン
グを誘導するために使用される電気的エネルギの
大半は、スパツタターゲツトの表面近くで熱に変
換される。高スパツタリング速度であると、一般
的にはターゲツトを冷却する液体（通常、水であ
る）が必要である。従来技術によるスパツタコー
テイング源の第１のタイプにおいて、平らなター
ゲツトの背面が冷却平面壁又はバツキングプレー
ト（backing plate）に接合する陰極組立体が使
用されている。接合は、融和性のある熱伝導性接
着剤（金属合金はんだ付け及び熱伝導性エポキシ
樹脂を含む）によつて通常おこなわれている。例
えば、ジエイ・エル・ボウゼンとダブリユ・カー
ン編集の薄膜処理（アカデミー・プレス、ニユー
ヨーク、1978年）、特に第41−42頁（ジエイ・エ
ル・ボウゼン及びジエイ・ジエイ・カオモによ
る）、第138−141頁（アール・ケー・ワイツによ
る）を参照。また、ジエイ・バン・エスドンクと
ジエイ・エフ・エム・ジアンセンによる“スパツ
タリングターゲツトとバツキングプレートとの結
合”サーチ／デイベロツプメント（1975年１月、
第41−44頁）を参照。上述したスパツタコーテイ
ング源の第１のタイプの欠点は、ターゲツトがそ
の寿命近くでスパツタされた後に、陰極組立体全
体を取り外し、使用済のターゲツトを取り外し、
新たなターゲツトをバツキングプレートに接合す
るために、それを業者に戻すことが通常必要とす
ることである。

他の従来技術による平らなスパツタコーテイン
グ源は、ベイゲルによる米国特許第4009090号に
記載されている。この特許において、コーテイン
グ材料（ターゲツト）７３は、電気めつき、ろう
付け、又は他の適当な方法によつて支持（バツキ
ング）プレート７４に付けられている。支持プレ
ート７４は、ボルト７６によつて液体（オイル）
で冷却される陰極ハウジングの底壁５１に取り付
けられている。アルミニウム又はインジウムのよ
うな、柔軟で熱伝導性材料の薄いホイールシート
７５が、底壁５１と支持プレートの間にはさまれ
ている。この場合のターゲツトの取替えは、陰極
組立体全体を取り外す必要がある前記の場合より
も単純化されている。陰極ハウジングは、支持プ
レート７４に接合されたターゲツト７３が取り外
されたときに適所に残つている。

従来技術のスパツタコーテイング源の第２のタ
イプは、ターゲツトの側壁に近接した表面をもつ
冷却壁を有する陰極組立体を含むものである。そ
の結果、ターゲツトは通常の動作中に加熱によつ
て膨張し、ターゲツトの側壁は冷却壁と熱的に密
接する。このような配置において、陰極組立体の
冷却壁とターゲツトとの間において接合を必要と
せず、スパツタコーテイング源への着脱を単純化
し、早くおこなえる。しかし、スパツタコーテイ
ング源の第２のタイプにおいてはターゲツトが、
熱膨張係数、機械的強度、脆性のような物性の１
つ又はそれ以上に関して“特別”である材料で作
られたときに、問題が生じる。例えば、非常に低
い熱膨張係数を有するターゲツト材料は、膨張し
て陰極組立体の冷却壁と強い圧縮接触することは
ないだろう。ターゲツトが過熱（overheat）す
ると、ゆがみ、ひび割れし、溶解することにな
る。一方、非常に高い熱膨張係数の材料で作られ
たターゲツトは、ターゲツトの側壁が陰極組立体
の冷却壁に向つて熱膨張している間に圧縮力が非
常にましていくことから、損傷を受けることにな
る。他の欠点としては、冷却壁は、ターゲツト材
料が非常に強いものであると損傷を受けるだろ
う。特に関心のある特別の材料は、シリコン、ゲ
ルマニウム、いくつかの無機混合物、いくつかの
粉抹金属、及び同様の材料のような、いわゆる
“脆弱な”材料を含んでいる。主に、第２のタイ
プのスパツタコーテイングの並通の望ましい特徴
を与える機構、すなわちターゲツトが膨張して陰
極組立体の冷却壁と強く密接するという機構その
ものの結果として、その問題が生じる。脆弱な材
料のターゲツトが、ターゲツトの膨張によつて冷
却がおこなわれる第２のタイプのコーテイング源
に使用されるときに、ターゲツトがゆがみ及び／
又はひび割れするようになり、そして／又は陰極
組立体の冷却壁と十分な熱接触しなくなり、従つ
て過熱することがわかつた。ゆがみは、通常スパ
ツタコーテイング源の一貫性のない動作又は不動
作においてでさえも生じる。ターゲツトのひび割
れは、スパツタコーテイング源から落ちたターゲ
ツト片によつて生じ、それは終了時の動作におい
ても生じるかもしれないし、スパツタコーテイン
グ装置を損傷し、汚染することになる。過熱は、
ターゲツトを溶解する原因となるという意味で破
局的である。

特別のターゲツト材料に伴う上記問題を生じさ
せる機構は複雑である。その原因として次のよう
なものがある。例えば、製造中に生じたターゲツ
ト自身がもつ応力、粒子の特定の方向性、不安定
な結晶形成である。ターゲツトの応力はその膨
張・収縮の間にターゲツトにそりを与えたり、ひ
び割れを生じさせる。粒子の特定の方向性はター
ゲツトを一様にではなくある特定の方向に膨張・
収縮させる。

更に、ターゲツトの材料の中には、十分な膨張
をなさないため、陰極組立体の冷却壁と必要な熱
接触をなさないものがある。また、その中には、
膨張率が高いため、膨張によりターゲツトと陰極
組立体を冷却壁と密着するが、冷却壁により自由
な膨張が妨げられるため、冷却壁から逆に圧縮力
を受けるといつたものもある。

第２のタイプのスパツタコーテイング源の第１
例が、エム・レイニーによる“スパツタ装置のた
めのターゲツトプロフイール”と題する米国特許
第4100055号（1978年７月11日発行、これは、本
願発明の譲受人に譲渡されている）に記載されて
いるマグネトロンスパツタコーテイング源であ
る。第２のタイプのスパツタコーテイング源の第
２例は、ローレンス・テイ・ラーモント・ジユニ
アによる“磁気的に強化されたスパツタ源”と題
する一緒に出願中の米国特許出願第150532号
（1980年５月16日出願、これは本願発明の譲受人
に譲渡されている）。上記スパツタコーテイング
源の両方は、それぞれ“Ｓ−Gun”及び
“Conmag”という商標でバリアン・アソシエイ
ツ・インクによつて広く製造販売されている。

上記各スパツタ源は、今まで、軸対称の中央陽
極を取り囲む形状をした在来（特別ではない）の
スパツタターゲツトとして使用されてきた。その
ターゲツトは、次に陰極組立体の冷却壁によつて
取り囲まれている。前述したように、スパツタリ
ングを誘導するために使用される電気的エネルギ
は、通の動作中にスパツタターゲツトを加熱する
ことになる。従つて、ターゲツトは動作中に加熱
されると、冷却壁に向つて膨張し、熱的に接触
し、従つてターゲツトの冷却がおこなわれる。

第２のタイプのスパツタ源の第３例が、クラス
等の米国特許第4198283号に記載された平らなマ
グネトロンスパツタコーテイング源である。この
特許において、磁極片４４及び４７は、水で冷却
されたバツキングプレート３７に（例えば、ろう
付けによつて）接合され、従つて、磁極片の側壁
は陰極組立体の冷却壁となる。ターゲツト棒４５
及び４６は、バツキングプレート３７に接合され
ていない。むしろ、ターゲツト棒及び磁極片の大
きさは、ターゲツト棒が、磁極片の間で、そこに
接合されることなく整合するように決められてい
る。通常の動作中に加熱されると、ターゲツト棒
は、磁極片の冷却壁に向つて熱膨張し、従つてタ
ーゲツト棒の冷却がおこなわれる。ターゲツト棒
４５及び４６がバツキングプレート３７にも、ま
た磁極片４４及び４７にも接合されていないの
で、それらは、取替が必要なときに取り外すこと
ができ、業者に陰極組立体全体を送り戻す必要が
ない。

第２のタイプのスパツタ源の第４例が、コーバ
ニによる米国特許第3878085号に記載されるよう
な円筒状の陰極を使用するマグネトロンスパツタ
コーテイング源である。陰極（ターゲツト）５５
の外側壁５８は冷却陰極支持体のなかにしつかり
と整合している。ターゲツトが通常の動作中に加
熱されると、それは膨張して陰極組立体の冷却壁
とより確実に整合し、従つて陰極の冷却がおこな
われる。

本発明は、脆弱な又は他の特別なターゲツト材
料で作られたターゲツトからのスパツターをおこ
ないたいときに、第２のタイプのスパツタコーテ
イング源に使用するスパツタターゲツトに関する
ものである。

従つて、本発明の目的は、第２のタイプのスパ
ツタコーテイング源に使用する、脆弱な又は他の
特別のターゲツト材を含む改良されたスパツタタ
ーゲツトを提供し、上述した、ゆがみ、ひび割れ
及び／又は過熱といつた問題を避け、又は実質的
に減少するという改良をおこなうことである。

本発明の他の目的は、前記スパツタターゲツト
をスパツタコーテイング源の冷却壁に接合するこ
とを避け、従つてターゲツトの取替えを容易にす
ることである。

更に、本発明の他の目的は、ターゲツトのひび
割を生じさせるであろう脆弱なターゲツト材の破
片の捕獲及び保有することである。

更に、本発明の他の目的は、脆弱な材料を破損
等させることなく、取扱い、積重ねに耐え得るス
パツタターゲツトを提供することである。

更に、本発明の他の目的は、取付け手段によつ
て脆弱なターゲツト材料に損傷を与えることな
く、陰極組立体の冷却壁に隣接して取り付けるこ
とができるスパツタターゲツトを提供することで
ある。

発明の概要 本発明の新規な設計のアプローチは、スパツタ
される脆弱な又は他の特別のターゲツト材料、及
び保持部材から成るスパツタターゲツト組立体を
使用する。一実施例において、保持部材は、一般
的に、脆弱なターゲツト材料、及び脆弱なターゲ
ツト材料と接合手段を含むカツプであり、その接
合手段は、その脆弱なターゲツト材料とその保持
カツプとを接合するものである。その保持カツプ
は、スパツタコーテイング源の陰極組立体の冷却
壁との境界面となる側壁を含む。他の実施例にお
いて、保持部材は、特別のターゲツト材料の帯又
はリングだけから成り、特別のターゲツト材料と
保持帯との間には接合手段を有する。接合手段
は、特別のターゲツト材料と保持部材との間の良
い熱伝導性を与えることに役立つ。その接合手段
の多くの実施例において、このような手段はま
た、脆弱なターゲツト材料を保持部材に取り付け
る働きをする。

保持部材は、良い熱伝導性及び非常に高い熱膨
張係数の両方を有する材料で作られ、その保持部
材は、スパツタコーテイング源の通常の動作中
に、加熱により膨張して陰極組立体の冷却壁と密
接する。保持部材に対して選択された材料は、他
にないわけではないが、典型的には銅である。そ
の他の機能に加えて、接合手段は、特別ターゲツ
ト材料と保持部材との間の熱膨張係数の相違を調
和するものである。

保持部材は、特別のターゲツト材料と陰極組立
の冷却壁部分との間に境界を設けるように形状付
けられている。脆弱なターゲツト材料の場合にお
いて、取付け応力は、主に脆弱なターゲツト材料
にではなく保持部材に割り当てられる。

スパツタコーテイングの汚染を避るためには、
保持部材材料のスパツタのスパツタリングを避る
ことである。従つて、保持部材は、スパツタリン
グを受ける周囲の表面をなくすように好適に形状
付けられる。ある場合に、このような周囲表面が
必要であるときには、それからのスパツタリング
はスパツタシールドの適切な使用によつて避るこ
とができるであろう。また、スパツタリングがタ
ーゲツトの端で生じないような磁場があるところ
の第２のタイプのスパツタコーテイング源におい
て、保持部材は、スパツタターゲツトの表面と同
一の広がりをもち、シールドをする必要がない。
更に、保持部材は、特別の材料のスパツタターゲ
ツトの寿命の限定を最少限になるように形状付け
られる。特に、保持部材は、高いターゲツト侵食
の領域において実施可能に薄く作られる。

好適実施例 本発明の実施例を第１ａ図及び第２ａ図のスパ
ツタコーテイング源に関連して説明する。第１ａ
図は、従来のスパツタターゲツトを組み込んだ従
来技術の第２タイプのスパツタコーテイング源
（発明の背景で定義したもの）の前記第１例の断
面図である。このようなスパツタ源は、商標“Ｓ
−Gun”としてバリアン・アソシエイツ・インク
によつて製造販売され、レイニー（Rainey）に
よる前記米国特許第4100055号に詳細に記載され
ている。

第１ａ図において、銅製のような非磁性材の中
央陽極１０がリング部材１２によつて取り囲まれ
ている。そのリング部材１２は、スパツタコーテ
イング源の動作中に陽極１０に関して負の電位に
保たれ、従つて、適切に陰極となる。リング部材
１２はまた、グロー放電からのイオンによる衝突
用のターゲツトを形成し、従つて、またスパツタ
ターゲツト又は単にターゲツトと言うことにす
る。従つて、第１ａ図のリング部材１２は、ここ
でリング部材、リング、陰極、スパツタターゲツ
ト又はターゲツトといろいろに言う。陽極１０
は、陽極ポスト１５上に取り付けられ、このポス
トは非磁性体で、好適には銅で作られる。陽極ポ
スト１５は、水が導筒２１を介して循環する内部
冷却空洞２０を有する。陽極ポスト１５は、フラ
ンジ２３によつて非磁性体のベースプレート２９
上に、伝導的にかあるいは絶縁的に取り付けられ
ている。

ターゲツト１２は、ターゲツトコーテイング源
から製品又は基板（図示されていない）にスパツ
タ付着されるべき材料で作られている。従来のタ
ーゲツト材に対して、ターゲツト１２は、全体に
逆転した円錐形状の侵食されていないスパツタ表
面１３、及び全体的に円筒状の側壁１４を有して
いる。ターゲツト１２は低部の磁極片４２に取り
付けられ、非磁性のウオータジヤケツト４４によ
つて囲まれ、そのジヤケツト４４は全体的に円筒
状の冷却壁４６を有している。締付けリング６５
は、ターゲツト１２を磁極片４２に任意に取り付
けるために備えられている。ターゲツト１２及び
ウオータジヤケツト４４の大きさは、ターゲツト
側壁１４と冷却壁４６との間の室温クリアランス
が、ターゲツトの着脱を容易におこなえる程度に
大きく、ターゲツト１２が通常の動作中に加熱に
よつて伸張するときに、ターゲツト冷却のために
ターゲツト側壁１４と冷却壁４６との間の十分な
熱接触をおこなわせる程度に小さくなるように決
められている。ウオータジヤケツト４４は、冷却
剤、好適には水が導管５０を介して循環する内部
流路４５を有している。導管５０は、フランジ５
５によつてベースプレート２９に取り付けられて
いる。ベースプレート２９と導管５０との間の電
気的絶縁は、電気的絶縁材で導管５０を作ること
によつて成し遂げられる。付加的支持手段（図示
されていない）が、低部の磁性片４２とベースプ
レート２９との間の所望の空間を確実に保つため
に使用されている。

主な磁場は、多数の第１の棒磁石２８（例え
ば、alnico8のような真空両用永久磁石材で作ら
れたもの）によつて形成される。その棒磁石２８
は、低部磁極片４２と高部磁石片７２との間に環
状に列べられている。多数の第２の棒磁石２８′
は、磁極片７２の上方で、主磁場と反対の極性
（又はバツキング（bucking）磁場とそろえて）
環状に列べられている。バツキング磁場とそろえ
る主な目的は、高部磁極片７２の上方の領域でグ
ロー空放電を抑制するためである。非磁性シリン
ダ３０が棒磁石２８及び２８′を磁極片４２及び
７２に関して正確に配置するための上限を形成
し、非磁性リング７６は更に、磁極片７２の上方
でのグロー空放電の抑制を助ける。上述の配列
は、磁力線９５を形成し、そのいくつかは、グロ
ー放電を制限するための磁気トンネルを形成する
ためにターゲツト１２のスパツタ表面１３上でア
ーチ状になる。

更に、ターゲツト１２はほぼ円筒状で非磁性外
側ハウジング７０に囲まれて、それから電気的に
絶縁されている。そのハウジング７０は、ベース
プレートに伝導的に取り付けられた外側グラウン
ド・シール部材７３、及び分離可能な内側グラウ
ンド・シール部材８０から成つている。

第１ａ図の例において、陰極組立体９８が相互
に保持されたこれらの部材を有して形成され、陽
極１０に関して負の電位で動作する。従つて、陰
極組立体９８は、ターゲツト１２、磁石２８及び
２８′、シリンダー３０、磁極片４２及び７２、
ウオータジヤケツト４４、導管５０、締付けリン
グ６５、並びにリング７６を有する。前述したよ
うに、ターゲツト１２は容易に着脱できる。仮
に、ターゲツト１２がはんだ付けによつてウオー
タジヤケツト４４に取り付けられると、例えば、
ターゲツトの置換が非常にむずかしくなるだろ
う。

第１ｂ図は、第１ａ図のスパツタコーテイング
源の拡大部分断面図である。陽極１０及び陰極組
立体９８の一部が詳細に示されている。陰極組立
体９８は、ターゲツト１２、側壁１４、ウオータ
ジヤケツト４４、流路４５、冷却壁４６、導管５
０、磁極片４２及び７２、任意の締付けリング５
０、磁石２８及び２８′、リング７６、並びに磁
力線９５を含んでいる。侵食されていないスパツ
タ表面１３及び使用後のスパツタ表面１３′のプ
ロフイールもまた示されている。

典型的な動作において、スパツタコーテイング
源が取り付けられたチエンバは、10^-6トルのオー
ダの圧力まで排気される。次にそのチエンバは、
スパツタガス、典型的には0.1乃至100ミリトルの
範囲の圧力のアルゴンで満される。外側ハウジン
グ７０、ベースプレート２９、及び陽極１０は、
（陽極１０がある応用においてアース電位より僅
かに上にバイアスされるけれども）通常アース電
位に保たれ、アースに関して−350乃至−100ボル
トの範囲の電圧がターゲツト１２に印加される。
このターゲツト１２はまたスパツタコーテイング
源の陰極として働く。必要とされる特定の電圧
は、陽極及びターゲツトの幾何学的形状、磁場の
形及び強度、ターゲツト材、スパツタガスの種類
及び圧力、並びに所望の放電電流といつた細部に
依存する。

第２ａ図は、在来のスパツタターゲツトを組み
入れた従来技術による第２のタイプのスパツタコ
ーテイング源の前記第２例の部分断面図である。
このようなスパツタ源は、商標“Conmag”とし
て、バリアン・アソシエイツ・インクによつて製
造販売され、前記出願中の米国特許出願第150532
号に詳細に記載されている。円筒状に対称な形状
のスパツタコーテイング源において、円形中応陽
極１１０がリング部材、又はターゲツト１１２に
よつて囲まれ、そのターゲツト１１２は全体的に
反転した円錐上の形状をした侵食されていないス
パツタ表面１１３、及び全体的に円筒状の形状を
した側壁１１４を有している。ターゲツト１１２
は、スパツタコーテイング源の動作中、陽極１１
０に関して負の電位に保たれている。

陽極１１０は電場形成電極と磁場形成回路の一
端との両方として働く。特に、陽極１１０は、磁
極片１１５を有し、ターゲツトの挿入、取りはず
しを促進するために（詳細は後述する）、磁極片
１１５は好適に取りはずし可能な環状リング部分
１１６を含んでいる。また、逆さにしたカツプの
形をした取り外し可能な薄い陽極表面シート１１
７が、ネジ１１８（１つが図示されている）によ
つて適所に保持されている。陽極表面シート１１
７は、磁性又は非磁性材でよいが、非磁性材であ
るとすると、陽極表面で所望の磁場強度を維持す
るために十分に薄くする必要がある。非磁性材で
作られた環状部材１２０が磁極片１１５にボルト
１２１によつて取り付けられている。内側Ｏリン
グ溝１２２によつて、気密シールが環状部材１２
０と磁極片１１５との間に形成される。環状部材
１２０はまた、電気的絶縁体リング１２４の下側
をシールするために、外側Ｏリング溝１２３を有
し、陽極１１０をターゲツト１１２から絶縁す
る。磁極片１１５を含む陽極１１０は冷却剤を同
軸になつた導筒１２７及び１２８を介して流路１
２６を通して流すことによつて、冷却される。逆
さにしたカツプの形をした磁性部材１３０が、ボ
ルト１３１（１つが図示されている）によつて、
磁極片１１５に取り付けられている。Ｏリング溝
１３２が、磁極片１１５及び磁性部材１３０との
間での冷却剤の漏出を防止するために、磁極片１
１５の中に設けられている。環状磁石１３３は、
磁気が強められたスパツタコーテイング源のため
に磁場を形成する。他にかわるものとしては、環
状磁石（図示されていない）を磁場の電気的に制
御可能な部分を与えるために永久磁石１３３と組
み合わして使用してもよい。磁場のこのような電
気的制御がグロー放電の電気的インピーダンスを
調節するために使用することができ従つて、例え
ば、陰極の侵食にともなつた放電インピーダンス
における電荷が補償され得る。更に、磁場におけ
る一時的な増加はトリガ放電の開始に都合よく使
用され得る。磁石１３３が磁気ベースプレート１
３４上に配置され、それらは磁気的引力によつて
保持されている。磁石１３３の適当な中心決め
は、フランジ１３６に取り付けられた非磁性のシ
リンダ１３５を使用することによつておこなえ
る。このフランジ１３６は、ネジ（１つが示され
ている）によつてベースプレート１３４に順に取
り付けられている。磁気リング１３８は磁性部材
１３０と磁石１３３の上方の１つとの間に配置さ
れている。磁性部材１３０及び１３８並びに磁石
１３３が磁気引力によつて相互に保持されてい
る。

ターゲツト１１２は非磁性環状ベース部材１４
０に取り付けられている。ターゲツト１１２はま
た、ほぼ円筒形状の冷却壁を有する非磁性のウオ
ータジヤケツト１４１によつて囲まれている。タ
ーゲツト１１２及びウオータジヤケツト１４１の
大きさは、ターゲツト側壁１１４と冷却壁１４６
との間の室温のクリアランスがターゲツト１１２
を容易に着脱できる程度に十分に大きいが、ター
ゲツト１１２が通常の動作中に加熱によつて膨張
したときに、ターゲツト側壁１１４と冷却壁１４
６との間の十分な熱接触をおこなえる得度に小さ
くなるように決められている。ウオータジヤケツ
ト１４１は、ネジ１４３（１つが示されている）
によつて保持されている非磁性リング部材１４２
によつてベース部材１４０に機械的に取り付けら
れている。ウオータジヤケツト１４１は、冷却
剤、好適には水が導管１５０（１つが示されてい
る）を介して循環される内部流路１４５を有して
いる。導管１５０は、導管１５０とベース部材１
４０との間で気密な接合をおこなわすためにベー
ス部材１４０にはんだ付けされているスリーブ１
５１にはんだ付けされている。導管１５０はま
た、ベローズ部材１５４に加え在来の取外し可能
な圧縮フイツテイング１５２及び１５３から成つ
ている。このベローズは、ベース部材１４０への
導管１５０の気密な接合における機械的な圧力を
減少するために使用されている。ベース部材の直
接冷却は、冷却剤が導管（１つが示されている）
を介して循環する流路１５６によつておこなわれ
る。この冷却は、陽極絶縁体１２４の上面をシー
ルするためのＯリングシーリング溝１５８内のＯ
リングの気密を確実に維持するために特に重要で
ある。ベース部材１４０はまた、ターゲツトに対
する電気絶縁体リング１５９の下面のシールをお
こなうためのＯリングシーリング溝１５５を有し
ている。最後に、ベース部材１４０は、ターゲツ
ト保持リング１６０に例えば仮付け溶接によつて
取り付けられている。シールドリング１６１が、
保持リング１６０の上端とターゲツト１１２の間
にはさまれる外側リツプ部分を有している。シー
ルド１６１の目的は、スパツタコーテイング源動
作中に、陽極絶縁体１２４の望まないコーテイン
グを減らすためのものである。保持リング１６０
は、螺刻された複数の孔を有し、シールド１６１
は、組立中に正しく合う対応した複数のクリアラ
ンス孔を有している。

ターゲツト１１２は、角度が付けられた壁１６
３を有する環状溝を含む内側リム部分１６２を有
し、その壁１６３はターゲツト１１２の底面１６
４に関して約60°の鋭角の角度が付けられている。
保持リング１６０の螺刻された孔はネジ部材（１
つが示されている）と係合し、そのネジ部材は、
例えばドツクポイント（dog−point）セツトネ
ジでもよく、他のものとしては、バネが装填され
たボールプランジヤーを組み入れた特別のネジで
もよい。道具をシールドリング１６１の孔を貫通
して挿入することによつて角度が付けられた壁１
６３に向けてネジ部材１６５が締め付けることに
よつて、ターゲツト１１２の確実な保持が室温の
取付けでおこなえる。ターゲツト１１２が通常の
動作中に熱によつて膨張するときに、それはネジ
部材１６５からはなれるように伸びることができ
る。しかし、ネジ部材１６５と共働して鋭角に角
度が付けられた壁１６３は、スパツタコーテイン
グ源が例えば逆さにして作動する場合に、ターゲ
ツト１１２をベース部材１４０から著しく離れな
いようにする。更に、通常の動作中におけるター
ゲツト１１２の熱膨張で、それはターゲツトジヤ
ケツト１４１内に確実に保持される。ターゲツト
１１２の取替えは、陽極表面シート１１７及び環
状リング部分１１６を磁極片１１５から取り外
し、次にターゲツト１１２を取り除くべくネジ部
材１６５のネジをゆるめることによつておこな
う。そのネジ部材１６５をゆるめることによつ
て、順に、ターゲツト１１２があることで適所に
単に保持されているシールドリング１６１が取り
外せる。

第２ａ図に示されたスパツタコーテイング源に
おいて、陰極組立体１９８が相互に保持され、陽
極１１０に関して負の電位で動作されるこれら部
材を有して形成されている。陰極組立体１９８
は、従つて、ターゲツト１１２、ベース部材１４
０、ウオータジヤケツト１４１、リング１４２、
導管１５０及び１５７、支持リング１６０、並び
にシールド１６１を含んでいる。上述したよう
に、ターゲツト１１２は、簡単に取り除かれ、取
り付けられる。ターゲツト１１２がはんだ付けに
よつてウオータジヤケツト１４１に接合される、
例えば、ターゲツトの取替えは非常にむずかしく
なる。

陽極ターゲツト組立体に対するハウジング１７
０が、低部リング部材１７１及び円筒状の壁部材
１７３によつて相互に気密に接合された外側磁極
片リング１７２から成る。部材１７１及び１７３
は、磁極片１７２への必要な磁気路の一部分を形
成するために、冷間圧延スチールのような強磁性
材で作られる。低部リング部材１７１は、真空チ
エンバ（図示されていない）の壁において、第２
ａ図のスパツタコーテイング源の取外し及び気密
な取付けを容易にするために、Ｏリングシーリン
グ溝１７４を有し、そのスパツタコーテイング源
はその真空チエンバ壁からチエンバ内に突き出て
いる。磁極片１７２はまた、ターゲツト絶縁体１
５９の上面に気密シールを形成するＯリングシー
リング溝１７７を有している。同心で対になつた
円筒状のフラツシユオーバ絶縁体１７８及び１７
９は、スパツタコーテイング源の動作中に壁部材
１７３へのマーキングを防止するために備えられ
ている。非磁性グラウンドシールド部１８０及び
１８１が外側磁極片１７２に取外し可能に取り付
けられ（取付け手段は示されていない）、非磁性
部材１８２がその２つのグラウンドシールドとの
間に配置され、取り付けられた導管１８３を通つ
て流れる水によつて冷却される。グラウンドシー
ルド１８０は、スパツタコーテイング源の動作中
に、ターゲツトの絶縁体１５９の望まないコーテ
イングを減少させるために特に役に立つものであ
る。

第２ａ図のスパツタコーテイング源の全組立体
は、締付けリング部材１９０によつて相互に保持
されている。ボルト（図示されていない）が孔１
９１を貫通し、孔１９２内の螺刻と係合すること
によつて、締付けリング部材１９０が低部リング
部材１７１へと引き付けられる。そのようにした
際に、締付けリング部材１９０はベースプレート
１３４を上にもち上げ、従つて、陽極絶縁体１２
４のそれぞれの上面及び下面上のＯリングシーリ
ング溝１２３及び１５８内のＯリングが押し付け
られ、ターゲツト絶縁体１５９のそれぞれの上面
及び下面上のＯリングシーリング溝１５５内のＯ
リングが押し付けられることによつて、気密シー
ルがおこなわれる。

上述した、中央陽極１１０、中央磁極片１１
５、及び外側磁極片１７２の特定の幾何学的形成
から成る磁気回路の設計によつて、磁力線１９５
が形成される。磁力線１９５は、第２ａ図のスパ
ツタコーテイング源の拡大部分断面図である第２
ｂ図により明確で詳細に示されている。侵食され
ていないスパツタ表面１１３の上方のアーチ状の
磁力線がスパツタ表面１１３を通つてループを形
成しないことに注目すべきである。なぜなら、多
くの従来技術のスパツタコーテイング源において
は、それらは表面を通るようにループを形成して
いた。スパツタ表面１１３を通るこれら磁力線
は、むしろ２度スパツタ表面１１３を通過するの
ではなく、直接陽極１１０に向う。前記出願中の
米国特許出願中の出願番号第150532号に記載され
ているように、陽極１１０からグロー放電の中へ
と戻る電子の反射が、この特定の磁場形状による
磁気鏡現象によつて生じる。従つて、変形した磁
気的トンネルが形成され、電子がターゲツト１１
２の外端近傍のスパツタ表面１１３から静電的に
反射され、ターゲツト１１２の内端近傍の磁気鏡
現象によつて反射される。この変形した磁気トン
ネルの使用によつて、グロー放電の電気的インピ
ーダンス特性が改良され、ターゲツト１１２の侵
食の一様性が改良された。使用後のターゲツトの
プロフイールは第２ｂ図のスパツタ表面１１３′
のようになる。

第２ｂ図において、陽極１１０、ターゲツト１
１２、側壁１１４、ベース部材１４０、ウオータ
ジヤケツト１４１、リング１４２、流路１４５、
冷却壁１４６、保持リング１６０、シールド１６
１、内側リム部分１６２、角度が付けられた壁１
６３、底面１６４、ネジ部材１６５、磁極片１７
２、グラウンドシールド１８０及び１８１、並び
に部材１８２の一部が詳細に示されている。

第２ａ図のスパツタコーテイング源の典型的な
動作は、第１ａ図のスパツタコーテイング源とし
て前述したものと同様である。

第３ａ図は、第１ａ図のスパツタコーテイング
源の使用に対する本発明のスパツタターゲツト組
立体の一実施例の断面図である。スパツタターゲ
ツト組立体２０３は、保持カツプ２１１、脆弱な
又は他の特別の材料のターゲツト部分２１２、及
び接合手段２１５から成る。スパツタターゲツト
組立体２０３はまた、陰極の小組立体としてみて
もかまわない。

第３ｃ図は、第１ａ図のスパツタコーテイング
源に組み入れられたスパツタターゲツト組立体２
０３の拡大部分断面図である。陰極組立体２９８
において、ターゲツト組立体２０３は第１ａ図及
び第１ｂ図の陰極組立体９８のターゲツトに対応
している。ターゲツト部分２１２は、スパツタさ
れる脆弱な又は他の特別なターゲツト材料で構成
されている。その部分２１２は、在来のスパツタ
ターゲツト１２のプロフイールと実質的に同様
の、侵食されていない表面プロフイールを有して
いる。

保持カツプ２１１は、外側リング部分２２１及
び底プレート部分２２２から成る。そのリング部
分２２１及び底プレート部分２２２は一体的（図
示のように）に作られてもよく、またそれらを
別々に作られてもよい。リング部分２２１は、冷
却壁４６との境界となる外側壁２２４を有する。
ウオータジヤケツト４４に関する保持カツプ２１
１の大きさは、側壁２２４と冷却壁４６との間の
室温クリアランスがターゲツト組立体２０３に対
する容易な着脱を可能にする程度に大きく、ター
ゲツト組立体２０３が通常の動作中に加熱によつ
て膨張したときに、特定のターゲツト部分２１２
を冷却するために側壁２２４と冷却壁４６との間
の十分な熱接触をおこなわせる程に小さくなるよ
うなものである。保持カツプ２１１は、ターゲツ
ト組立体２０３が通常の動作中に加熱されたとき
に、側壁２２４と冷却壁４６との間の密接な熱接
触がおこなえる良い熱伝導性と非常に高い熱膨張
係数の両方を有する丈夫な材料で作られている。
保持カツプ２１１に対して選択された材料は、唯
一のものではないが典型的には銅である。

保持カツプ２１１が作られる材料が一般的に特
別のターゲツト部分２１２のものと異なつている
ので、保持カツプ２１１からのスパツタリング
を、保持カツプ材でスパツタコーテイングを特に
汚染させないために避ることが重要である。在来
のスパツタターゲツト１２の寿命となつたスパツ
タ表面プロフイール１３′（第１図）を調べると、
それは保持カツプ２１１の形状付の案内となる。

特別のターゲツト部分２１２の使用寿命の過度
の限定を与えることなく外側リング２２１からの
パツタリングを避るために、リング２２１が、脆
弱な又は他の特別の材料の部分２１２を保護する
こと、冷却するために支持カツプ２１１に対して
必要なことと矛盾せずに可能なかぎり短く、薄い
ものであることが重要である。リング２２１を特
定する有用なパラメータが、リング２２１と部分
２１２の侵食されていない表面２１３との間の最
短距離として定義される距離２３１である。外径
が5.157インチ（131.0mm）で最大の高さが0.88イ
ンチ（22.4mm）のスパツタターゲツト組立体２０
３に対して、距離２３１に対して特に有用な値が
0.125インチ（3.2mm）であることがわかつた。ま
た、この特別な例において、リング２２１の厚さ
に0.041インチ（1.04mm）の値が使用され、底プ
レート部分２２２の厚さに0.030インチ（0.76mm）
の値が使用された。

特別のターゲツト部分２１２の使用寿命に過度
の限定を与えることなく底プレート部分２２２か
らのスパツタリングを避るために、底プレート部
分２２２が適当に薄いことが重要である。しか
し、実質的に在来のスパツタターゲツト１２の内
径近傍でスパツタリングが生じないことに注意す
べきである。従つて、底プレート部分２２２は、
汚染の危険にさらさないようにできる限り動径方
向内側に伸びてもよい。示された実施例におい
て、底プレート部分２２２は特別のターゲツト部
分２１２を越えて動径方向内側に伸びている。底
プレート部分２２２のテーパ状になつた内側端２
２６は、任意の締付けリング６５との境界面とし
て役に立つ。このようにして、どの取付け圧力
も、脆弱な又は他の特別の材料の部分２１２では
なく保持カツプによつて支えられる。

テーパ状になつた端２２６を除いて、底プレー
ト部分２２２及びリング２２１は全体的に一様な
断面として示されている。いかなる場合でも、在
来のスパツタターゲツト１２の使用済みのプロフ
イール１３′に非常に一致するように保持カツプ
２１１を形状付けすることによつて特別のターゲ
ツト部分２１２の寿命を非常に押すことができ
る。脆弱な又は他の特別のターゲツト部分２１２
を取り囲む、保持カツプ２１１によつて、陰極組
立体２９８の冷却壁４６の中に挿入している間と
同様に、ターゲツト部分２１２の取扱い及び移送
の際に、その保護がより確実になる。

第３ａ図の実施例に使用される接合手段２１５
は、脆弱な又は他の特別のターゲツト材の部分２
１２を保持カツプ２１１の外側リング２２１に取
り付け、及び破損部品の移動を防止するためにそ
の部分２１２を底プレート部分２２２に任意に取
り付けをおこなう。接合手段２１５は、部分２１
２において発生した熱が外側リング２２１に、そ
して側壁２２４を通つてウオータジヤケツト４４
の冷却壁４６の中に伝導されるように良い熱伝導
性を備えていなければならない。更に、接合手段
２１５は、部分２１２と保持カツプ２１１の熱膨
張係数を調和させる必要があるだろう。また、接
合手段２１５は、部分２１２と、保持カツプ２１
１と、そして真空スパツタコーテイングと一般的
に調和しなければならない。有用な接合手段の例
としては、インジウム、インジウムすず合金、鉛
すず合金、銀銅合金、及び銀エポキシ樹脂混合物
である。また、部分２１２の特別の脆弱な材料及
び保持カツプ２１１の材料が、ターゲツト組立体
２０３の製造中に加熱によつて適切な合金を形成
するところでは、このような合金は、上述した
個々の合金又はエポキシ樹脂混合物を使用するこ
となく接合手段２１５を形成することができる。
考えるべきことは、接合手段２１５及び外側リン
グ２２１がともに、脆弱な材料の部分２１２から
陰極組立体２９８の冷却壁４６への良い熱通路を
形成すること、並びに、接合手段２１５及び外側
リング２２１が、脆弱な材料内の応力を減少させ
るために、比較的“柔軟な”又は“たわむことが
できる”結合を形成することである。銅は、“柔
軟な”又は“たわむことができる”特性を有する
ことから、外側リング２２１に対して特に有用な
材料となる。

本発明に従つて作られたターゲツト組立体２０
３の一実施例において、部分２１２の脆弱な材料
は、リンがドープされたシリコンで、支持カツプ
２１１の材料は銅で、接合手段２１５は銀エポキ
シ樹脂の混合物である。他の例として、部分２１
２の脆弱な材料はグラフアイトで、保持カツプ材
料は銅であり、接合手段２１５は銀エポキシ樹脂
混合物である。すべての場合において、その接合
は、完成したターゲツト組立体２０３の積込み前
に形成される。

第３ｂ図は、第１ａ図のスパツタコーテイング
源において使用する、本発明のスパツタタゲツト
組立体の他の実施例の断面図である。スパツタタ
ーゲツト組立体３０３は、支持カツプ３１１、特
別のターゲツト部分３１２及び接合手段３１５か
ら成る。第３ａ図と第３ｂ図の実施例との主な差
異は、侵食されていないスパツタ表面プロフイー
ル２１３及び３１３のそれぞれにある。より単純
なプロフイール３１３は、ターゲツト部分３１２
をターゲツト部分２１２よりも作製をより容易に
し、よりコストを下げるが、有効なターゲツト寿
命を短くする。

第４ａ図は、第２Ａ図のスパツタコーテイング
源に使用する本発明のスパツタターゲツト組立体
の一実施例の断面図である。スパツタターゲツト
組立体４０３は、保持カツプ４１１、脆弱な又は
他の特別のターゲツト部分４１２、及び接合手段
４１５から成る。第４ｂ図は、第２ａ図のスパツ
タコーテイング源に組み入れられるスパツタター
ゲツト組立体４０３の拡大部分断面図である。陰
極組立体４９８において、ターゲツト組立体４０
３は、第２ａ図及び第２ｂ図の陰極組立体１９８
のターゲツト１１２に対応している。

部分４１２は、スパツタされる脆弱な又は他の
特別のターゲツト材料から構成され、ターゲツト
１１２のプロフイール１１３と実質的に同様の、
侵食されていない表面プロフイール４１３を有し
ている。第３ａ，ｂ及びｃ図の場合のように、リ
ング及び底プレート部分は別々に形成されてもよ
い。リング４２１は、冷却壁１４６と接触すると
ころの外側壁４２４を有している。ウオータジヤ
ケツト１４１に関する支持カツプ４１１の大きさ
は、側壁４２４と冷却壁１４６との間の室温クリ
アランスがターゲツト組立体４０３を容易に着脱
可能な程度に大きいが、ターゲツト組立体４０３
が通常の動作中の加熱のために膨張するときに、
ターゲツト部分４１２を冷却するために側壁４２
４と冷却壁１４６との間で十分な熱接触をおこな
わせる程度に小さくなるように決められる。保持
カツプ４１１に対する材料の選択に必要な考案
は、第３ａ図及び第３ｃ図の保持カツプ２１１に
関するものと同じである。

また、保持カツプ２１１に関連して説明したよ
うに、保持カツプ４１１からのスパツタリングを
避ることが重要である。在来のスパツタターゲツ
ト１１２の使用済のスパツタ表面プロフイール１
１３′（第２ｂ図）を試験することによつて、支
持カツプ４１１の形成の案内が得られる。特別の
ターゲツト部分４１２の寿命に極端な限定を与え
ることなく外側リング４２１からのスパツタリン
グを避るために、脆弱な又は他の特別の材料の部
分４１２を保護し、冷却するための保持カツプ４
１１に対して必要なことと矛盾なく、リング４２
１を短くそして薄くすることが重要である。リン
グ４２１を明確にするための有用なパラメータ
は、リング４２１と部分４１２の侵食されていな
い表面４１３との間の最短距離で決定される距離
４３１である。外径が7.00インチ（177.8mm）で、
最大の高さが1.31（33.3mm）であるスパツタタケ
ゲツト組立体４０３に対して、距離４３１に対す
る特に有用な最小値は0.33インチ（8.4mm）であ
る。また、この特定の例において、リング４２１
の厚さの値は0.050インチ（1.27mm）で、底プレ
ート部分４２２の厚さの値は0.200インチ（5.08
mm）である。

本発明のこの実施例において、底プレート部分
４２２の重要な役割はターゲツト組立体４０３を
ベース部材１４０に結びつけることである。底プ
レート部分４２２は、保持リング１６０及びシー
ルドリング１６１を収容するために、並びにネジ
部材１６５を締つけることができるように角度が
付けられた表面４６３を与えられる程度の厚さに
作られる。このような形状に基づいて、取付け圧
力は、脆弱な又は他の特別の材料の部材４１２に
ではなく支持カツプ４１１によつて支えられる。

テーパ状になつた端４６２及び角度が付けられ
た表面４６３を除いて、底プレート部分４２２及
びリング４２１は、その断面が実質的に一様にな
つている。どのような場合においても、在来のス
パツタターゲツト１１２の使用済のプロフイール
１１３′に非常に近づくように、保持カツプ４１
１を形成することによつてスパツタターゲツト４
１２の使用寿命を非常に伸せる。

どのような場合でも、特に、非常に低い熱膨張
係数を有する特別の材料では、ひび割れが大きな
問題とならないことがわかつた。特に、ひび割れ
の大きな原因の１つは現れない。すなわち熱膨張
及び収縮による大きな変動が存在しない。このよ
うな特別の材料は、第３ａ、第３ｂ及び第４ｂ図
の底プレート部分２２２，３２２、及び４２２の
それぞれに対して必要ではない。すなわち、特別
の材料は、破損片の移動を妨げるために底プレー
ト部分に接合される必要はない。非常に低い熱膨
張係数を有するこのような特別の材料は、膨張が
なく陰極組立体の冷極壁と高度に圧縮接触しない
であろうし、従つて十分な冷却がおこなわれない
であろう。従つて、少なくとも第３ａ、第３ｂ、
又は第４ａ図の適切な外側リング部分２２１，３
２１、又は４２１を含む保持部材を使用すること
が必要である。第５図は第３ａ図において使用し
たのと同じ形状のターゲツト部分に対して、リン
グ又は帯の形をした外側保持部材のみを使用して
いる断面図である。特に、第５図には、保持リン
グ又は帯５２１、特別のターゲツト部分５１２、
及び接合手段５１５から成るスパツタターゲツト
組立体５０３が開示されている。特別のターゲツ
ト部分５１２の侵食されていないスパツタ表面の
プロフイール５１３は、第３ａ図のプロフイール
２１３と同様である。しかし、第３ａ図との違い
としては、第３ａ図の底プレート部分２２２が省
かれ、特別のターゲツト部分５１２の底面が支持
リング又は帯５２１の底部まで下方に伸びてい
る。帯５２１の外側周囲又は側壁５２４の大きさ
は、第３ｃ図に関連して説明した陰極組立体の冷
却壁４６内で適切に整合するようなものとなつて
いる。第５図のターゲツト組立体が第３ｃ図の陰
極組立体の中に挿入されたときに、特別の材料の
ターゲツト部分５１２は、第３ｃ図の部材４２の
上表面上に乗り、第５図の侵食されていないプロ
フイール５１３は、第３ｃ図の侵食されていない
表面２１３に対して示されているのと同じ位置に
占めている。また、距離５３１は、第３ａ図と関
連して説明した距離２３１に関する手法に従つて
選択される。

接合手段５１５は、第３ａ図と関連して説明し
た接合手段のどれでもよい。更に、接合手段５１
５として、帯５２１を加熱し、それを特別のター
ゲツト部分５１２のまわりで膨張させ、そしてそ
の組立体を冷却し、従つて密接な熱伝導をおこな
わして、特別のターゲツト材と帯５２１との間の
接触を保つことによつて、帯５２１の内側壁と特
別のターゲツト部分５１２の隣接した外周との間
に形成される焼ばめ（shrink fit）でもよい。加
熱された帯の温度は、好適にスパツタコーテイン
グ源のターゲツト組立体の通常の動作において受
ける温度より上で、その結果、帯と特別のターゲ
ツト材料との間の密接した熱接触が、ターゲツト
組立体の通常の動作を通して確実におこなわれる
だろう。ターゲツト材料が低膨張係数を有し、保
持リング５２１及び合金又はエポキシタイプの接
合が膨張して、そのターゲツト材料から必要とす
る熱的及び保持関係を許容以上に減少させる程度
離れるようなものであるときに、焼ばめ接合手段
は特に有用である。焼ばめ接合がこのような問題
を軽減するのは、その収縮したリングが、その外
側が外に向つて動くときにその内側において余分
の接触応力を保持しているからである。いくつか
の脆弱な又は他の特別の材料に関して、この焼ば
めタイプの接合は、第３ａ、第３ｂ、及び第４ａ
図の実施例において、脆弱な材料の底面と底プレ
ート部分との間に前述した接合手段を利用して、
又は利用せずに使用してもよい。

第６図は、第４ａ図に示したターゲツト部分に
関し保持部材として外側リング又は帯のみを使用
したターゲツト組立体の断面図である。特に、第
６図は、保持帯６２１、特別のターゲツト部分６
１２、及び接合手段６１５から成るスパツタター
ゲツト組立体６０３を開示している。特別のター
ゲツト部分６１２の侵食されていない表面プロフ
イール６１３は、第４ａ図のプロフイール４１３
と同様のものである。しかし、第４ａ図との違い
としては、第４ａ図の底プレート部分４２２が省
かれ、特別のターゲツト部分６１２の底面が保持
帯６２１の底まで下方に伸びている。帯６２１の
外側周囲又は側壁６２４の大きさは、第４ｂ図に
関連した陰極組立体の冷却壁１４６内に適切に整
合するように決められる。第６図のターゲツト組
立体が第４ｂ図の陰極組立体の中に挿入されたと
きに、特別の材料のターゲツト部分６１２は、第
４ｂ図のベース部材及びリング１４２の上面に乗
つている。第６図に示されているように、特別の
ターゲツト部分６１２は、角度がつけられた壁を
有する環状溝を有する内側リム部分６６２を含ん
でいる。その壁６６３は、特別のターゲツト部分
６１２の底面６６４について約60度の鋭角な角度
が付けられている。鋭角に角度がつけられた壁６
６３は、第２ａ及び第２ｂ図の角度がつけられた
壁１６３に対応している。ターゲツト１１２を確
実に保持する角度がつけられた壁１６３の役割に
ついては、第１ａ及び第２ａ図に関して説明し
た。第６図の侵食されていないプロフイール６１
３は、第４ｂ図の侵食されていない表面４１３に
対して示されているのと同じ所に位置している。
また、帯６２１の大きさ及び距離６３１は、第４
ａ図に関連して説明したリング４２１及び距離４
３１に関する手法に従つて選択される。接合手段
６１５は、第３ａ図及び第５図に関して説明し
た、接合手段、特に、第５図の接合手段５１５に
対して説明した焼だめタイプの接合を含むどの接
合手段であつてもよい。

本発明に従つて作られたターゲツト組立体６０
３の一実施例について、特別のターゲツト部分６
１２は二ケイ化タンタル（tantalum disilicide）
で、支持帯６２１は銅で、接合手段は前述した焼
ばめである。第６図に示されている特定の例にお
いて、銅製の帯６２１の長さは0.500インチ
（12.7mm）で、壁厚は0.061インチ（1.55mm）であ
る。

スパツタターゲツトが非常に高い熱膨張係数を
有する特別の材料で作られていると、ターゲツト
内部の高圧縮力及び冷却壁の高伸張力は、ターゲ
ツトの側壁が陰極組立体の冷却壁に向つて熱膨張
している間、増していくだろう。ターゲツト材料
が機械的に弱いものであると、高い圧縮力により
破損され、又は粉枠されることになるだろう。そ
のターゲツト材料が機械的に非常に硬質で、強い
ものであると、陰極組立体の冷却壁に伝わる伸張
力は冷却壁を変形又は破裂させることになるだろ
う。このような破裂は、真空装置に破局的な水漏
れをおこさせることになろう。

非常に高い熱膨張係数を有する特別のターゲツ
ト材料によつて生ずる上述した問題は、本発明の
新規な設計のアプローチを用いることによつて解
決される。一般に、すでに記載したいろいろな実
施例は、スパツタされる特別のターゲツト材料、
保持部材、及び接合手段から成るスパツタターゲ
ツト組立体を使用している。非常に高い熱膨張係
数によつて生ずる問題の１つの解決策として、段
３乃至第６図に関連して記載した１つの実施例に
は高い膨張係数の特別のターゲツト材料を収納す
べく十分な弾力性を有する熱伝導性接合を与える
ために選択された接合手段が使用される。

本発明の新規な設計アプローチは、特に第３、
第４、第５及び第６図並びに関連した記載及び説
明において示されている。これらの実施例は、本
発明のいろいろな目的をどのように実現したかを
示している。

本発明が部品の特定の形状に関して記載されて
いるけれども、その記載及び添付図面は本発明の
説明であつて、本発明を限定するためのものでは
ない。当業者であれば、いろいろな変形、変更
が、上記記載の開示及び特許請求の範囲によつて
表わされた本発明の技術思想から逸脱することな
くおこなえるだろう。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、在来のスパツタターゲツトを組み
入れている従来技術による第２のタイプのスパツ
ターコーテイング源の第１例の断面である。第１
ｂ図は、ターゲツトプロフイール、磁力線、及び
陰極組立体の冷却壁を詳細に示している、第１ａ
図のスパツタコーテイング源の拡大部分断面図で
ある。第２ａ図は、在来のスパツタターゲツトを
組み入れている従来技術による第２のタイプのス
パツタコーテイング源の第２例の部分断面図であ
る。第２ｂ図は、ターゲツトプロフイール、磁力
線、及び陰極組立の冷却壁を詳細に示している第
２ａ図のスパツタコーテイング源の拡大部分断面
図である。第３ａ図は、第１ａ図のスパツタコー
テイング源に使用する本発明のスパツタターゲツ
ト組立体の一実施例の断面図である。第３ｂ図
は、第１ａ図のスパツタコーテイング源に使用す
る本発明のスパツタターゲツト組立体の他の実施
例の断面図である。第３ｃ図は、第１ａ図のスパ
ツタコーテイング源に組み入れられる第３ａ図の
ターゲツト組立体の拡大部分断面図である。第４
ａ図は、第２ａ図のスパツタコーテイング源に使
用する本発明のスパツタターゲツト組立体の一実
施例の断面図である。第４ｂ図は、第２ａ図のス
パツタコーテイング源に組み入れられる第４ａ図
のターゲツト組立体の拡大部分断面図である。第
５図は、第１ａ図のスパツタコーテイング源に使
用する本発明のスパツタターゲツト組立体の他の
実施例の断面図である。第６図は、第２ａ図のス
パツタコーテイング源に使用するための本発明の
スパツタターゲツト組立体の他の実施例の断面図
である。 主要符号、２０３，３０３，４０３，５０３，
６０３…陰極組立体、２１１，３１１，４１１…
保持カツプ、２１２，３１２，４１２，５１２，
６１２…ターゲツト（部分）、２１５，３１５，
４１５，５１５，６１５…接合手段、２２１，３
２１，４２１，５２１，６２１…保持リング
（帯）、２２４，３２４，４２４，５２４，６２４
…外側壁、２２２，３２２，４２２…底プレート
部分、２３１，３３１，４３１，５３１，６３１
…距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スパツタターゲツトを冷却するための冷却壁
   を有するタイプのスパツタコーテイング源に使用
   するスパツタターゲツト組立体であつて、 スパツタされる特別の材料で作られ、実質的な
   高さのある側壁を有する環状スパツタターゲツト
   と、 該スパツタターゲツトを外側を取り囲む、前記
   スパツタターゲツトと異なる材料から成る保持部
   材と、 前記スパツタターゲツトと前記保持部材との熱
   膨張係数の相異を調和するための、前記保持部材
   と前記スパツタターゲツトとの間にある接合手段
   と、 から成り、 前記保持部材は、 熱が前記保持部材を通過して冷却壁に流れるこ
   とにより、前記特別のスパツタターゲツト材料の
   冷却をなす熱伝導性を有し、 前記スパツタターゲツトが、前記スパツタコー
   テイング源の通常の動作中に加熱されたときに、
   前記保持部材が膨張して前記冷却壁と密接する熱
   膨張係数を有する、 ところのターゲツト組立体。 ２ 前記保持部材が前記スパツタターゲツトの前
   記側壁を取り囲む保持帯である、 特許請求の範囲第１項に記載された組立体。 ３ 前記接合手段が、前記保持帯と前記スパツタ
   ターゲツトの前記側壁との間に熱伝導性接合を形
   成し、且つ、両者を接合して保持する、 特許請求の範囲第２項に記載された組立体。 ４ 前記保持帯が、そこからのスパツタリングを
   前記スパツタターゲツトの使用寿命の間にわたつ
   て実質的に避けるように形状付けられる、 特許請求の範囲第２項に記載された組立体。 ５ 前記接合手段が銀エポキシ混合物である、特
   許請求の範囲第２項に記載された組立体。 ６ 前記特別のスパツタターゲツト材料が前記保
   持帯よりも低い熱膨張係数を有する、 特許請求の範囲第１項に記載された組立体。 ７ 前記接合手段が焼ばめ接合手段である、 特許請求の範囲第１項又は第３項に記載された
   組立体。 ８ 前記環状スパツタターゲツトがほぼ平らな底
   部分を有し、 前記保持部材が、前記環状スパツタターゲツト
   の側壁を取り囲む外側リング部材と、前記環状ス
   パツタターゲツトの平らな底部分と接続する底プ
   レート部分から成る、 特許請求の範囲第１項に記載された組立体。 ９ 前記保持部材が、そこからのスパツタリング
   を前記スパツタターゲツトの使用寿命全体にわた
   つて実質的に避けるように形状付けられている、 特許請求の範囲第８項に記載された組立体。 １０ 前記特別のスパツタターゲツト材料が脆弱
   な材料である、 特許請求の範囲第８項に記載された組立体。 １１ 前記接合手段が、前記保持部材の前記外側
   リング部分と前記スパツタターゲツトの前記外側
   壁との間に熱伝導性接合を形成する、 特許請求の範囲第１０項に記載された組立体。 １２ 前記接合手段が、前記保持部材の前記外側
   リング部分と前記スパツタターゲツトの前記側壁
   とを接合して保持するものである、 特許請求の範囲第１１項に記載された組立体。 １３ 前記接合手段が、前記保持部材の前記底プ
   レート部分と前記スパツタターゲツトの前記平ら
   な底部分とを接合して保持するものである、 特許請求の範囲第１２項に記載された組立体。