JPH0558210B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ターゲツトのための少なくとも１つ
の支承面を備えた陰極基体と、周辺に連続して交
互に配置され介在空間により分離されて反対の極
性を有する磁極を備えた磁石装置とから構成さ
れ、上記ターゲツトが、上記介在空間の形態に幾
何学的に類似している少なくとも１つの空隙によ
り少なくとも２つのターゲツト部分に分割されて
おり、このターゲツト部分は陰極の深さ方向にお
いて少なくとも１つの支承面上に配置され、強磁
性材料からなる上記ターゲツトをスパツタリング
ないし飛散するためのマグネトロン陰極装置に関
する。

従来技術 扁平または湾曲した飛散面を有するマグネトロ
ン陰極は良く知られている。このような公知のマ
グネトロン陰極装置において、永久磁石および／
または電磁石の空間的に定められた配列は、飛散
面に対して、該飛散面上にトンネル形の形状もし
くはリング状に閉じた磁力線が発生され、この磁
力線により飛散またはスパツタリングを惹起する
グロー放電を飛散面の極く近傍の領域に制限し、
それにより飛散速度を10％以上高めるような相対
位置に設けられている。ここで「飛散面もしくは
スパツタリング面」とは、グロー放電に曝されて
粒子を飛散するターゲツト有効面を表わすもので
あり、一般にはターゲツト前面と称されている
（西独特許公報第2431832号参照）。

このようなマグネトロン陰極装置としては数多
の構造例が公知となつているが、使用範囲が制限
されていたり、旦つ／またはこのような装置の使
用に期待される効果が完全には得られないのが現
状である。例えば、公知の構造においては、磁石
系の磁極面がターゲツトの背後に配設されている
ため、磁力線の多くのものはターゲツト面を２回
通ることになる。この種の構造のマグネトロン陰
極は、例えば、磁気記録テープの製作に必要とさ
れる磁性材料からなるターゲツトに対しては使用
不可能であるかまたは付加的な手段を講じて始め
て使用可能になるに過ぎない。

この種の手段としては、例えば、ターゲツトを
非常に薄く形成し、それにより充分な数の磁力線
がターゲツトを貫通し得るようにすることが考え
られる。しかしながら、このような手段は、頻繁
なターゲツトの更新を前提として始めて可能であ
る。別の可能性として、装置をターゲツト材料の
磁気飽和領域で駆動することが考えられるが、し
かしながらそのためには極めて強い磁石装置が前
提要件となるが、このような磁石装置では、従
来、ターゲツト材料の消耗の増加に伴なつて変化
する磁界の歪みに対処することに成功していな
い。

さらに、ターゲツト材料を、キユーリー点を越
える温度に加熱し、それにより磁力線が厚みのあ
るターゲツト板をも貫通できるようにすることが
可能である。ところが、キユーリー点は、ターゲ
ツト材料にもよるが、約400℃と1100℃との間に
あり、そのためこのような加熱を実現する上には
由々しい熱に関する問題が伴なう。これと関連し
てまた、ターゲツトの面に溝を設けることにより
磁力線の流出を容易にすることも公知である（米
国特許第4299678号参照）。

米国特許第4198283号明細書から、複数の分割
片からなるターゲツトを軟磁性の磁極片間に締着
して配置したマグネトロン陰極装置が公知であ
る。この締着固定型式により空隙は回避され、強
磁性の材料からなるターゲツトの使用は排斥され
る。というのは、このような構造においては、磁
極片から出る磁力線は横断方向でターゲツト内に
入り、そのため磁気トンネルもしくはマグネトロ
ン効果の発生が最早や不可能になるからである。

西独特許公開公報第3316640号明細書には、磁
極が、磁性材料からなるターゲツトの中心部分の
背後に配置されているマグネトロン陰極装置が開
示されている。この中心部分は、唯一の空隙が残
るようにして或る程度磁極片としての機能を有す
る周辺のターゲツト部分により囲繞されている。
磁力線は環状の空隙の領域内でのみ周辺のターゲ
ツト部分から中心のターゲツト部分に入ることが
でき、最大の飛散もしくはスパツタリング作用は
空隙の領域において現われるが、この空隙は、そ
のためには、動作条件下で必要とされる暗空間距
離よりも広幅でなければならない。即ち、少なく
とも３mm幅でなければならない。空隙の周辺に
は、比較的少量の飛散物質しか存在せず、しかも
空隙は飛散もしくはスパツタリング過程により拡
大されてしまう。したがつて特別な手段を講じて
空隙の底部から、両立し得ない材料の場合に付着
する層が不純化されないように対処する必要があ
る。しかしながらこのようにした場合には、実質
的に空隙の極く近傍の材料だけが飛散されること
になり、材料利用効率は非常に小さくなる。さら
に、唯一の空隙領域におけるターゲツト材料のフ
ラツトな被着に対して有害である局部的に高い磁
界密度はターゲツト部分を高透磁性部材を介して
直接的に磁極に結合することによりさらに増大す
る。

西独特許願公開公報第3244691号明細書には、
２つの空隙を有し、永久磁石が、ターゲツトの飛
散面によつて形成される平面の前部に永久磁石が
配設されているマグネトロン陰極装置が開示され
ている。この構造によれば、永久磁石は、熱負荷
が最も高い領域に存在し、そのため装置は非常に
効果的に冷却する必要がある。この場合、永久磁
石は規定された磁石方向に鑑みて約８mmないし約
10mmの所定の軸方向長さを越えることができない
ので、磁石片には、空隙の幅を制限するためにそ
の内縁にカラー形状の突起が設けられている。カ
ラー縁から出る磁力線は非常に短かい走程路でタ
ーゲツト材料に偏向され、そして該ターゲツト材
料から磁力線は最小のリラクタンスの経路を経て
再び永久磁石の対向極に入る。その理由は強磁性
のターゲツト、強磁性の支持板および永久磁石が
直接的に順次配設されているからである。その結
果として、「磁気トラツプ」は狭幅に制限され、
その結果、所望のようなターゲツト物質のフラツ
トな被着ではなく、カラー縁の下部に２つの溝状
の侵蝕領域が形成されてしまう。さらに、カラー
部を設けることにより製造費用が著しく高まり、
さらに磁極片自体が飛散プロセスに関与する点で
寿命が小さくなると言う結果を齎らす点で不利で
ある。

発明の目的 したがつて、本発明の課題は、冒頭に述べた形
式のマグネトロン陰極装置において、強磁性のタ
ーゲツト材料を経済的に、即ち長い使用時間に亘
り高い比飛散能力でしかも高い材料利用率で飛散
することができ、さらには複雑な陰極構造を必要
としないように改善することにある。

発明の構成 上の課題は、冒頭に述べたマグネトロン陰極装
置において、本発明により、 (a) 磁石装置をターゲツトのための最も大きく離
間した支承面の背部に配設し、そして (b) 陰極の深さ方向における空隙の幅を運転条件
下で要求される暗空間距離よりも小さくするこ
と により解決される。

上の構成において空隙の幅「ｓ」は0.5mmと0.2
mmとの間の値とすることができる。この構成によ
れば、小さい領域に亘り面平行の壁によつて制限
される空隙が形成され、この空隙は、空隙内にそ
の個所で飛散もしくはスパツタリングを惹起し得
るようなグロー放電が発生しないように狭くする
ことができる。

特徴要件(a)によれば、西独特許願公開公報第
3244691号と比較して、磁石装置もしくは磁石系
は、陰極基体の冷却可能な領域に位置する。それ
により陰極構造が単純になるにも拘らず、陰極
は、磁石装置の付加的な熱負荷を被ることなく高
い比出力で長期間に亘り駆動することができる。

特徴要件(b)によれば、西独特許願公開公報第
3316640号に開示されている技術と比較して、飛
散過程を排他的に空隙の外部で生ずることが達成
される。したがつて、場合により不純物が空隙の
底部から飛散されることもなければ、長時間使用
に際して空隙の幅が増加することもない。即ち高
い再現性に必要な一定の磁力線分布が保持される
のである。物質の被着は大きい面積に亘つて分布
され、したがつて物質もしくは材料の謂ゆる利用
率も著しく高められる。

上に述べた効果は、本発明のマグネトロン陰極
の動作に際して明確に認識された。飛散面の上方
では、空隙に並ぶ領域において空隙の数に従が
い、それぞれ強力なプラズマホースが形成され、
このプラズマホースは空隙の形態に順応する。タ
ーゲツトの表面の大きな部分に亘つて延在するこ
のプラズマホースの領域においては、２次電子に
よる高い電離度が実現される。

本発明によるマグネトロン陰極装置によれば、
厚さの大きい面平行なターゲツト板をも飛散もし
くはスパツタリングすることができる。その理由
は、ターゲツト材料の磁気飽和が必要とされない
からである。それにより、ターゲツト交換までの
マグネトロン陰極装置の大きな使用時間が得ら
れ、装置全体の経済的な使用が可能となる。公知
のように、この種の設備は高い設備資本を必要と
する。

本発明の別の実施態様に従がいターゲツト部分
の投影が、飛散面に対して平行な平面内で本質的
に一定幅の領域内で少なくとも１つの空隙を形成
するようにして寸法「ｄ」だけ重なり合うように
するのが特に有利である。この重なり大きさは、
ターゲツトの厚さにもよるが、２mmないし10mmの
範囲とすることができる。

本発明の特に有利な実施態様においては、ター
ゲツトは３つに分割され、そして、(a)ターゲツト
板を環状のスリツトにより共通の平面間に位置す
る２つのターゲツト部分に分割し、該スリツトの
形態を、対向する磁極間の介在空間の形態で幾何
学的に類似し、(b)上記スリツトを、非磁性で導電
性の材料により充填し、該材料は上記ターゲツト
部分の飛散面を越えて突出し、(c)第３のターゲツ
ト部分を上記突出部上に載置してリング形状に閉
じた形態に形成し、該第３のターゲツト部分の形
態を上記突出部の形態に順応させ、そして(d)上記
第３のターゲツト部分を両側で上記突出部を越え
て突出させてターゲツト部分に対しそれぞれ１つ
の空隙を形成することが提案される。

上に述べた構成によれば、作用効果が倍加さ
れ、それによりターゲツト材料の相当に高められ
た利用効率ならびにマグネトロン全体の高い飛散
効率が達成される。即ち、短時間で同じ厚さの層
を被着することができるし、或るいはまた従来と
同じ時間で大きな厚さの層を形成することができ
る。このことは、大きな面積の基板をマグネトロ
ン陰極装置に対して運動させる場合に特に有利で
ある。この場合には、運動速度が同じであれば大
きな層厚が得られ、また同じ層厚では運動速度を
大きくし、それにより本発明のマグネトロン陰極
装置を備えた設備の大きなスループツトが達成さ
れる。

以下本発明の実施例を、第１図ないし第７図を
参照し詳細に説明する。

実施例 第１図には、鉢形状の中空体２を有するマグネ
トロン陰極１が示されている。該中空体は、枠も
しくは側壁３と底部４を有し、これらはほぼ円筒
状の中空室を囲繞している。中空体２は支持板
（図示せず）に取り付けられており、該支持板を
介してマグネトロン陰極は真空室（図示せず）に
接続されている。このような構造の詳細は、西独
特許願公開公報第3047113号明細書に開示されて
いる。

中空室５内には、多数の永久磁石７および８か
らなる磁石装置６が設けられている。永久磁石７
は、円筒状の磁石であり、他方、閉じた円形状の
永久磁石８の列もしくは環は、間隔をもつて中央
の永久磁石７を包囲している。ここで、永久磁石
は、矢印で示した方向に磁化された磁極を有して
いる。即ち、中央の永久磁石７では、例えばＮ極
が上に位置し、他方外側の永久磁石８ではＳ極全
体が上に位置している。磁極は、永久磁石７を囲
繞する円環状に閉ざされた介在空間５ａにより分
離されている。

永久磁石全体は、その上側の磁極面で、強磁性
のヨーク板９と接触しており、他方反対側の磁極
面１０および１１は、底部４上に載置されてい
る。この底部は、円環状の面として形成された支
承面４ａを有しており、この下側の扁平な支承面
には、例えば面ろう付けにより、相補形の円環形
状のターゲツト部分１２に結合されている。該タ
ーゲツト部分１２は、同様に円環形状の飛散面１
２ａならびに円筒形の部分を除去することにより
形成された貫通開口１２ｂを有している。この開
口内には、底部４の一部とすることができる突出
部４ｂが嵌合している。別法として突出部４ｂ
は、相応に成形された円筒状要素をろう付けする
ことにより形成してもよい。この突出部は導電性
であり、一般には銅から形成されている。と言う
のは、枠もしくは側壁３ならびに底部４も一般に
は銅から製作されるものであるからである。

突出部４ｂは、飛散面１２ａを越えて突出し
て、ターゲツト部分１２と同様に強磁性の材料か
ら形成されているターゲツト部分１３を担持して
いる。突出部４ｂおよびターゲツト部分１３は扁
平な支承面４ｃで互いに面接触している。ターゲ
ツト部分１３は同じ強磁性の材料からなる外側面
１３ａを有している。なおターゲツト部分１３全
体を強磁性材料から均質に形成するのが有利であ
る。

ターゲツト部分１２と１３との間で、その周辺
に、陰極の深さ方向（軸Ａ−Ａに対して平行な方
向）に、円環形状の空隙１４が存在する。この空
隙は、追つて詳述する面平行の壁の重なり合いも
しくはオーバーラツプにより画定されるものであ
り0.5mmと2.5mmとの間にある幅を有し、そして投
影図で見た場合に介在空間５ａ内に位置する。

上記の重なり合いもしくはオーバーラツプは、
飛散面１２ａに対して平行な平面においてターゲ
ツト部分１２および１３の投影が重なり合うこと
により生ずるものであり、この重なり合いもしく
はオーバーラツプは全周に亘つて等しい幅であ
る。空隙内にはグロー放電は生ぜず、したがつて
この箇所では飛散は生じない。

ターゲツト部分１３は、本実施例の場合円筒面
である側部限界面１３ｂを有している。したがつ
てこの面１３ｂの母線は飛散面１２ａに対して垂
直である。

側部限界面１３ｂは同時に、磁力線の大部分が
ターゲツト部分１２に向う方向に出る磁極面とな
つている。なお磁力線の一部は、中心に向うに従
つて減少するが、外側面１３ａからも出ることは
言うまでもない。磁力線は、本質的に第１図に略
示したようなパターンとなり、磁力線の頂部の半
径方向位置が異なるために、磁力線は、長い飛散
期間跡にターゲツト部分１２に生ずる相応に幅広
の浸蝕溝に閉じ込められる。ターゲツト部分１２
および１３は空隙１４をそれぞれの間に画定して
おつて、磁気短絡を阻止し且つ磁束を強制的に図
示の仕方で出入させるので、図示の磁力線分布パ
ターンだけが可能である。空隙１４の形態は介在
空間５ａの形態に幾何学的に類似している。第１
図から明らかなように支承面４ａおよび４ｃした
がつてまたターゲツト部分１２および１３は深さ
方向にスタツク形態で配設されている。

既に述べたように、第１図は回転対称のマグネ
トロン陰極の軸方向断面図である。そこで、第３
図および第４図を参照して、本発明はこの回転対
称構成に制限されるものではなく、所謂楕円また
は矩形陰極構造にも適用できることを明らかにす
る。なお、説明の便宜上、以下の説明は回転対称
構造と関連して行う。

第２図において、第１図に示したものと同じ要
素には同じ参照数字が付けられている。第２図の
実施例において本質的に異なるのは、底部４、タ
ーゲツト部分１２，１２′および１３である。

この実施例においては、ターゲツトは円環形の
スリツト１２ｃにより分断されている。該スリツ
トは数mmの幅を有し、円環形状のターゲツト部分
１２に対して付加的に設けられ該ターゲツト部分
１２と同心の円環形状のターゲツト部分１２′に
より画定されている。ターゲツト部分１２′の箇
所に底部４は付加的な支承面４ｄを有しており、
この支承面４ｄは支承面４ａと共通の平面内に位
置する。ターゲツト部分１２および１２′の厚さ
が等しいので、これらターゲツト部分の両側の限
界面も共通の平面内に位置する。

スリツト１２ｃはこの場合、介在空間５ａと幾
何学的に類似の形態を有している。即ち、スリツ
ト１２ｃも介在空間５ａも同心位置関係にある。
この場合、スリツト１２ｃの中心点間直径は、介
在空間５ａの中心点間直径よりも若干異ならせる
ことができる。底部４は、スリツト１２ｃに対し
て本質的に相補形の、即ち環状もしくはリング状
の突出部４ｅを有しており、この突出部は、２つ
のターゲツト部分１２および１２′に分割されて
いる飛散面１２ａを越えて突出している。この突
出部はまたこの実施例においても、第１図の場合
と同様に短い中空の円筒体をろう付けすることに
より形成することもできる。突出部４ｅは円環面
（図示せず）を有しており、この円環面上に円環
形状のターゲツト部分１６が取り付けられてい
る。このターゲツト部分１６はターゲツト部分１
２および１２′と同じ材料から形成されている。
ターゲツト部分１６は突出部４ｅ上でその両側に
ほぼ同じ大きさだけ突き出ている。このようにし
て、飛散面１２ａに対して比較的に大きい突出部
４ｅの軸方向の長さにより、突出部４ｅの両側に
はそれぞれ、面方向の壁により画定された空隙１
４および１５が形成される。

２つの空隙１４および１５は、第１図の実施例
において１つだけ設けられた空隙１４と類似の形
態を有し同様の機能を果す。第１図の場合との違
いは、空隙１５が半径方向内向きに指向されてお
つて、その結果内側に位置するターゲツト部分１
２′の飛散面１２ａも主にターゲツト部分１６の
内側の円筒状の限界面の領域において該ターゲツ
ト部分１６から出る磁力線のための入口面として
の働きをするという点にあるに過ぎない。

磁力線の原理的な分布パターンは第２図にも示
されており、同図から明らかなように、ターゲツ
ト部分１６の内部空間内で別のプラズマもしくは
別のマグネトロン効果が生じ、したがつて作用は
原理的には倍加される。したがつて、マグネトロ
ン陰極の下側面全体に対する出力効率は、陰極の
幾何学的形態（第３図および第４図）に従い２倍
の値まで増大する。

この実施例においても、載置されたターゲツト
部分１６の輪郭は突出部４ｅの輪郭に順応してい
るので、空隙１４および１６の重なり合いに対応
する深さは全周に渡つて一定である。

第２図に示した構造の発展形態として、第２図
と関連して述べた原理を多重に繰り返すことによ
り、ターゲツトを多重に分割し、それにより飛散
能ならびにターゲツト物質の利用効率をさらに高
めることができる。

第３図には、飛散面１２ａの上面図で、異なつ
た幾何学的形態を有するマグネトロン陰極の一部
分が示されている。上下にはそれぞれ、第２図に
示したマグネトロン陰極の半体H₁およびH₂が示
されている。即ち、これら２つの半体H₁および
H₂を一体化することにより第２図に示した１つ
の回転対称のマグネトロンが得られる。２つの半
体H₁およびH₂間に直線状の部分Ｔを挿入し、全
飛散面、側面、出口面および空隙が無段階的に回
転対称の半体の対応の部分に移行するようにすれ
ば、ほぼ任意の長さ寸法の伸長されたマグネトロ
ン陰極が得られる。この型のマグネトロン陰極
は、約0.2ないし0.5ｍの幅で約４ｍの長さで製作
することができ、相対運動を行うことにより、例
えば建築用ガラスのような大面積の基板の被層を
行うことが可能である。永久磁石７および８なら
びにその磁極面１０および１１の幾何学的構造お
よび配列は破線およびハツチングで示してある。
また、破線により、ターゲツト部分１６が取り付
けられる突出部４ｅの輪郭が示されている。なお
第２図の断面図は、直線上部分Ｔの横断面図に対
応するものと考えてもよい。この場合、磁界によ
り閉じ込められるプラズマの分布はターゲツト部
分１６の形状に対応し、プラズマが発生する閉じ
た領域に対し「走行路（rennbahn）」の概念を適
用し得る。

しかしがなら第３図に示す伸長されたマグネト
ロン陰極の端部を回転対称に形成する必要はな
く、これら端部を第４図に示すように方形に形成
することも可能である。

第５図を参照するに、この図には、同じ参照数
字を用いて、磁界の分布に相当な影響を有する部
分だけが示してある。これら部分は、永久磁石７
および８を有する磁石系６ならびにターゲツト部
分１２および１２′ならびに１６であり、これら
部分を互いに間隔をあけて保持する中空体２の底
部４は省略してある。なおこの構造は第２図と比
較し上下に反転した状態で示されている。その理
由は、第６図および第７図に示した結果を得るた
めの磁界の測定をこの状態で実施したからであ
る。

第５図を参照するに、ターゲツト部分１２およ
び１２′に対するターゲツト部分１６の両側の重
なり合いもしくはオーバーラツプの大きさ「ｄ」
は図示のように同じ大きさである。しかしなが
ら、ギヤツプの深さしたがつてまた磁束の分布を
制御する目的で、重なり合い領域を異なつた幅に
することも可能である。但しその場合、重なり合
いの大きさ「ｄ」を、少なくともターゲツト部分
１６の厚さと同じ大きさにするよう注意しなけれ
ばならない。と言うのは、ターゲツト材料が消費
し尽くされるまでに重なり合い領域の材料がほと
んど飛散してしまうからである。ターゲツト部分
１６の厚さはターゲツトの寿命を考慮して少なく
とも0.5mmとすべきであり、そしてターゲツト部
分１２および１２′の厚さは10ないし15mmとする
のが好ましい。

ターゲツト部分の製造上の理由から、その側面
１６ｂおよび１６ｃは少なくとも初期の段階にお
いては飛散面１２ａに対して垂直に延在すべきで
ある。即ち、これら面は、回転対称陰極構造にお
いて円筒面である。しかしながら、これらの面を
円錐面として形成することも可能である。その場
合には、ターゲツト部分１６の横断面は飛散面か
ら離間するに伴い減少する。同様にしてまたター
ゲツト部分１６の外周縁を丸み付けすることも可
能である。

さらに第５図には、空隙のギヤツプ幅の大きさ
「ｓ」が示してある。このギヤツプ幅は、0.5mmと
2.5mmとの間で選択される。この空隙は、強磁性
材料により埋められないように過度に狭くすべき
ではないが、しかしながらまた、空隙内にグロー
放電が発生する程に大きくしてはならない。

第５図に示した寸法関係は実寸法に対応して示
してある（２対１の拡大尺）。測定にあたつては、
ターゲツト部分１２，１２′および１６は３mm厚
さの鉄シート材から構成した。磁石系６は、西独
ハナウ（Hanau）所在のFirma Leybold−
Heraeus−GmbH社から商品名「PK75」（75mm直
径）として市販されているマグネトロン陰極で用
いられているものに対応する。ギヤツプ幅「ｓ」
は１mmである。突出部４ｅ（第２図）の高さは４
mmである。また、重なり合い大きさ「ｄ」はター
ゲツト部分１６の両側で４mmである。

上記のようなマグネトロン陰極で先ず、磁界の
強さの水平成分（H_x）を測定し、ターゲツトの
半径「ｒ」の関数として記録した。第６図および
第７図の横軸の値は寸法的に第５図に対応する。
第６図には水平の破線で示した限界線「Ｇ」が記
入してあり、この限界線の位置よりも上の磁界の
強さでスパツタリング効果が生ずる。即ちハツチ
ングを引いて示した曲線領域内で、ターゲツト物
質のスパツタリングもしくは飛散が生ずる。即ち
唯一の磁石装置で、２つの比較的広い飛散領域が
得られ、それによりターゲツト物質の利用度は著
しく増大する。測定の結果、この利用度は、約40
ないし50パーセントであつた。

第７図には、第６図の場合と同じ尺度で、磁界
強度分布の垂直成分が示されている。この曲線と
関連して関心があるのは零点通過である。各側
に、理論的に３つの浸蝕に起因するものと考えら
れる３つの零点通過が考えられる。しかしながら
第６図から明らかなように、この装置において
は、縦軸の両側に位置する最大値間の谷部は、真
中の零通過点の箇所において充分な飛散もしくは
スパツタリング速度が期待できない程に深いこと
が判る。しだがつて、ターゲツト部分の厚さを適
当に選択し、該ターゲツト部分を上記中間半径位
置でねじにより固定し、該ねじがスパツタリング
されないようにすることが可能である。しかしな
がらまた磁界を変えることにより、３つの浸蝕溝
全てを利用することが可能である。この場合に
は、ねじによる取付けもしくは固定の代りに関連
のターゲツト部分をろう付けまたは接合もしくは
ボンデイングで取付け固定することができる。

暗空間距離は、飛散もしくはスパツタリング陰
極の構造によつて決定される大きさである。スパ
ツタリング過程を作動させるグロー放電は、イオ
ン化が生ずるおそれのため、２×10^-2mbar
（0.015mmHg）から５×10^-4mbar（0.000375mmHg）
までの所定の圧力範囲においてだけ行なわれる。
この場合に設定される、圧力に依存する暗空間距
離は、0.5mmより大きく約2.0〜2.5mmよりは小さく
する。即ち、相応に値の選定された空隙において
グロー放電の形成されるのを確実に阻止するため
には、空隙の幅“ｓ”は0.5mmから最大で2.5mmの
所定の範囲にする。上述の標準圧力範囲において
空隙の幅“ｓ”を1.5mmとすることが、製造の際
の許容誤差の点から見て工場に対して最適である
ことが示されている。

発明の効果 本発明により下記の効果が得られる。即ち特徴
要件ａにより、 陰極構造が単純になるにも拘らず、陰極は、磁
石装置の付加的な熱負荷を被ることなく高い比出
力で長期間に亘り駆動することができるようにな
る。

特徴要件ｂにより、飛散過程を空隙の外部だけ
で生ずることができるようになる。したがつて、
場合により不純物質が空隙の底部から飛散される
こともなければ、長時間使用に際して空隙の幅が
増加することもない。即ち高い再現性に必要な一
定の磁力線分布が保持されるのである。物質の被
着は大きい面積に亘つて分布され、したがつて物
質もしくは材料の謂ゆる利用率も著しく高められ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、リング形状もしくは環状の閉ざされ
た空隙を有する回転対称のマグネトロン陰極の軸
方向断面図、第２図は２つのリング形状の閉ざさ
れた空隙を有するマグネトロン陰極における第１
図に類似の軸方向断面図、第３図および第４図は
マグネトロンの異なつた形態ならびにその変形可
能性を示す上面図、第５図ないし第７図は、それ
ぞれ、磁界分布に影響を与えない構造要素を削除
して第２図の装置を示す軸方向断面図ならびに第
５図の装置における磁束分布を示すグラフであ
り、そのうち第６図は水平方向の磁界の成分を示
し、第７図は垂直方向の磁界の成分を示す図であ
る。 １……マグネトロン陰極、２……中空体、３…
…側壁、４……底部、５……介在空間、６……磁
石装置、７，８……永久磁石、９……ヨーク板、
１０，１１……磁石面、１２，１３，１６……タ
ーゲツト部分、１４，１５……空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ターゲツトのための少なくとも１つの支承面
   を備えた陰極基体と、周辺に連続して交互に配置
   され介在空間により分離されて反対の極性を有す
   る磁極を備えた磁石装置とから構成され、前記タ
   ーゲツトが、前記介在空間の形態の幾何学的に類
   似している少なくとも１つの空隙により少なくと
   も２つのターゲツト部分に分割されており、該タ
   ーゲツト部分は陰極の深さ方向において少なくと
   も１つの支承面上に配置されている、強磁性材料
   からなる前記ターゲツトをスパツタリングするた
   めのマグネトロン陰極装置において、 (a) 前記磁石装置６を、前記ターゲツト１２，１
   ２′，１３のための最も大きく離間した支承面
   ４ａ，４ｃの背部に配設し、そして、 (b) 陰極１の深さ方向における空隙１４の幅(s)を
   運転条件下で要求される暗空間距離よりも小さ
   くすることを特徴とするマグネトロン陰極装
   置。 ２ 支承面４ａ，４ｃ，４ｄを、非磁性で導電性
   の突出部４ｂ，４ｅにより段階的に分割し、ター
   ゲツト部分１２，１３；１２，１２′，１６を
   個々の段上に配設し、前記突出部４ｂ，４ｅを最
   も離間して後方に位置する陰極部分１２；１２／
   １２′のスパツタリング面１２ａを越えて、空隙
   １４，１５の幅が運転条件下で必要とされる暗空
   間距離よりも小さくなるように突出させた特許請
   求の範囲第１項記載のマグネトロン陰極装置。 ３ ターゲツトを３つの部分に分割する場合にお
   いて(a)ターゲツト板を環状のスリツト１２ｃによ
   り共通の平面間に位置する２つのターゲツト部分
   １２，１２′に分割し、該スリツトの形態を、対
   向する磁極（Ｎ、Ｓ）間の介在空間の形態に幾何
   学的に類似し、(b)前記スリツト１２ｃを、非磁性
   で導電性の材料により充填し、該材料は前記ター
   ゲツト部分１２，１２′のスパツタリング面１２
   ａを越えて突出し、(c)第３のターゲツト部分１６
   を前記突出部１２ａ上に載置してリング形状に閉
   じた形態に形成し、該第３のターゲツト部分の形
   態を前記突出部の形態に順応させ、そして(d)前記
   第３のターゲツト部分１０を両側で前記突出部４
   ｅを越えて突出させてターゲツト部分１２，１
   ２′に対しそれぞれ１つの空隙１４，１５を形成
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載のマ
   グネトロン陰極装置。 ４ 重なり合いの大きさ(d)が少なくともターゲツ
   トの厚さの３分の１に対応する特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載のマグネトロ
   ン陰極装置。 ５ 空隙の幅(s)が0.5mmと2.5mmとの間にある特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   のマグネトロン陰極装置。