JPH0850U - 陰極スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極スパッタリング装置において、ターゲッ
トの、容易かつ迅速な取付け及び取外しを可能にする迅
速クランプ装置を提供する。 【構成】 陰極スパッタリング装置は、係止体としてク
ランプスリーブ１０を有している。このような構成にお
いて、まずターゲットユニット１，２の軸線を中心とし
てクランプスリーブ１０を所定量だけ回転させる。それ
により、球体１２を半径方向外側へ向かって押出す。そ
の結果、ターゲットユニット１，２を作業位置に係止さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、真空コーティング技術に用いられるような、ターゲットを備えた陰 極スパッタリング装置に関する。この装置については、例えばLeybold AG社に よる刊行物１２−７１０．０１「Compact Disks Vakuum−Beschichtungstechnik 」を参照されたい。しかし、本考案による装置の使用は、この刊行物に記載され た場合に制限されるものではない。

【０００２】

【従来の技術】

ヨーロッパ特許第０２９１６９０号明細書によれば、排気されたコーティング 室内へほぼ平らなワークを走入させてそこから走出させるための、及びこのワー クをコーティング源の範囲内へ供給してそこから戻し案内するための装置が開示 されている。ワーク表面はこの装置によって処理される。

【０００３】 上記ヨーロッパ特許出願による装置の特徴は、以下のことにある。即ち、１つ 又は複数の蓋形状のワーク担体を備えたコーティング装置が、コーティング室の 範囲に配置されている。そして、上記ワーク担体により、ワークがコーティング 室の開口部に隣合う位置へ搬送される。この位置では、上記開口部が一方でワー ク担体によって、他方で昇降プレートによって閉鎖される。また、昇降プレート は、コーティング室内部で回転可能に支承されたターンテーブル上に保持かつ案 内されている。この場合、上記ワーク担体はコーティング装置に支持された昇降 シリンダによって、上記昇降プレートはベースプレートに固定された昇降装置に よって、コーティング室の蓋における上記開口部へとそれぞれ押圧させられる。

【０００４】 しかし、上述した形式のコーティング装置及び通常の陰極スパッタリング装置 においては、ターゲットが新しいものと交換されなければならない。従来、ター ゲットはねじ又は締付け片によって陰極室の部材に固定されている。従って、タ ーゲットの交換は面倒であり、しかも、ターゲットの交換には時間及び費用がか かる。また、ターゲットのこのような交換により、製造つまり基体のコーティン グが長時間中断されねばならなくなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、上述した先行技術における欠点を排除すると共に、ターゲッ トの、容易かつ迅速な取付け及び取外しを可能にする迅速クランプ装置を提供す ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、本考案によればはじめに述べた陰極スパッタリング装置において 、ターゲットを陰極スパッタリング装置の部材に容易に解離可能に固定させるク ランプ装置が設けられており、クランプ装置が転動体と傾斜面とから成る締付け 装置少なくとも１つを備えており、かつ少なくとも１つの転動体に対する少なく とも１つの傾斜面の相対運動時に、締付けを行う押圧力をターゲットユニットに 対して及ぼし、かつクランプ装置が回転可能なクランプスリーブを有しており、 クランプスリーブが、回転時にその傾斜面によって、ターゲットユニットに対し て間接的又は直接に転動体を押圧することによって解決されている。

【０００７】

【考案の効果】

本考案によれば、クランプ装置が少なくとも１つの、有利には３つ又はそれ以 上の転動体と傾斜面とから成る締付け装置から構成されており、かつ少なくとも １つの転動体に対する、有利には球体に対する少なくとも１つの傾斜面の相対運 動時に、締付けを行う押圧力をターゲットユニットに対して及ぼす。

【０００８】 本考案によれば、クランプ装置が回転可能な、有利には転動体のために複数の 傾斜面を備えた、クランプスリーブを有している。このクランプスリーブは、回 転時に傾斜面によって、ターゲットユニットに対して間接的又は直接に転動体を 押圧する。

【０００９】 本考案の陰極スパッタリング装置の構成によれば、ターゲットとターゲット保 持装置、有利にはターゲットベースプレートとから成るユニット（ターゲットユ ニット）が設けられており、クランプ装置がこのターゲット保持装置に対して作 用を及ぼしている。

【００１０】 この場合、クランプ装置からの押圧力が、環状のターゲットユニットに対して 半径方向に作用を及ぼしていると、有利である。

【００１１】 さらに、本考案によれば、クランプ装置が環状のターゲットユニットの内部に 配置されており、上記押圧力が、半径方向内側から外側へ向かってこのターゲッ トユニットに対して作用を及ぼしている。もしくは、クランプ装置が環状のター ゲットユニットの外周部に配置されており、上記押圧力が、半径方向外側から内 側へ向かってこのターゲットユニットに対して作用を及ぼしている。

【００１２】 また、有利には、クランプ装置がターゲットベースプレートに対して作用を及 ぼしている。

【００１３】 そして特に、クランプスリーブが環状のターゲットユニットに対して中心に配 置されており、上記の転動体と傾斜面とから成る締付け装置が、半径方向外側へ 向かう力によってこのターゲットユニットを締付けて固定している。

【００１４】 また、本考案による装置は、以下の構成のおかげで特に容易に操作される。即 ち、クランプスリーブが係止体として形成されており、係止体が、ターゲットユ ニットの軸線を中心として所定量だけ回転可能であり、かつ、この回転時に転動 体、特に球体を半径方向外側へ向かって押圧するようになっている。ターゲット ユニットは、このような押圧による締付けによって作業位置に係止される。

【００１５】 さらに、本考案の装置は安価な構成を有している。なぜなら、傾斜面が偏心的 なフライス加工部としてクランプスリーブの外周面の一部に形成されているから である。

【００１６】 この場合、傾斜面に、クランプスリーブとターゲットユニットとの間で締付け られる少なくとも１つの、有利には２つの球体が対応配置されている。

【００１７】 本考案の装置のさらに別な構成によれば、傾斜面に、スペーサによって離され てはいるがクランプスリーブとターゲットユニットとの間で締付けられる２つの 球体が対応配置されている。

【００１８】 また、ターゲットを迅速に交換するために、クランプ装置が陰極室上部内に取 付けられている。この陰極室上部は、ターゲットの交換のために陰極室から取外 し可能に、特に陰極室から離れる方向で旋回可能に、配置及び形成されており、 陰極室上部の取外し状態、特に外側への旋回状態、においてクランプ装置をゆる めることにより、ターゲットユニットが容易に交換されるようになっている。

【００１９】 本考案の装置のさらに有利な構成によれば、ターゲットの交換のために陰極室 から取外し可能に、特に陰極室から離れる方向で旋回可能に、配置及び形成され た上記陰極室上部に、陰極ステーションの、２つの部分から成るマスクのうちの 中央マスク部分が取付けられている。この中央マスク部分は、陰極室上部と共に 陰極室から取外し可能、特に陰極室から離れる方向に旋回可能、であり、それに 対して、上記マスクの外側に位置する環状の縁部部分は、作業位置に留まり続け る。

【００２０】 さらに、本考案によれば、転動体特に球体が、絶縁材料特にＡｌ₂Ｏ₃から形成 されている。そして、転動体特に球体が、その締付け時にターゲットベースプレ ートの溝内へ押込まれる。

【００２１】 また、ターゲットをより迅速に交換するために、陰極室上部とターゲットユニ ットとが、自体公知の、水を供給するためのカップリングの構成要素を有してお り、このカップリングが、ターゲットユニットの取外し時には閉鎖される。さら に、陰極室上部とターゲットユニットとが、自体公知の、電流を供給するための カップリングの構成要素を有しており、このカップリングが、ターゲットユニッ トの取外し時には電流の供給を遮断する。

【００２２】 本考案の装置の選択的な構成によれば、クランプ装置が、少なくとも１つの、 有利には３つ又はそれ以上の転動体と傾斜面とから成る締付け装置を備えてター ゲットユニットの外周部範囲で回転可能なリングとして構成されている。

【００２３】

【実施例】

次に図示の実施例につき本考案を説明する。

【００２４】 図１による陰極室上部１９は、ターゲット１とターゲットベースプレート２と から構成された環状のターゲットユニットを被覆している。また、ターゲット１ とターゲットベースプレート２とは複数のボルトによって結合されており、これ らのボルトのうちで１つが符号１４で示されている。さらに、ターゲット１とタ ーゲットベースプレート２との間には水冷却室１５が形成されている。

【００２５】 その上、冷却水を供給するための迅速カップリングが符号３によって、電流を 供給するための迅速カップリングが符号４によって、それぞれ示されている。

【００２６】 さて、上記ターゲットユニットは陰極室の陰極室上部１９と共に、陰極ステー ションの残りの部材から離れるように矢印５で示された方向に旋回できる。とこ ろで、冷却水の供給のための上記迅速カップリング３と、電流の供給のための上 記迅速カップリング４とは、互いに約１８０°ずらされて陰極室上部１９に取付 けられている。

【００２７】 上記陰極室上部１９の下面には、陰極ステーションの、２つの部分から成るマ スクの中央のマスク部分６が結合されているが、これについては図５をも参照さ れたい。従って、陰極室上部１９が旋回すると、中央のマスク部分６も矢印７( 図５）の旋回方向で不動のマスク部分８から離れるように運動する。しかし、図 ５では、上記マスクが作業位置で示されている。既に先行技術に関して述べたよ うに、このマスクは、図示されていない基体へスパッタリング時にプラズマを集 中させるために役立つ。

【００２８】 また、クランプ装置全体が符号９によって示されている。図２〜図４に示され たように、このクランプ装置９はクランプスリーブ１０から形成されており、ク ランプスリーブ１０の外周部範囲にはフライス加工部１１（図３）が設けられて いる。

【００２９】 図２には、図１による装置の中央範囲が拡大されて示されている。また、図３ には、図４による矢印ＩＩＩの方向から見た、クランプスリーブ１０が示されて おり、図４には、図３による線分ＩＶ−ＩＶに沿った、クランプスリーブ１０の 断面図が示されている。

【００３０】 図３からわかるように、クランプスリーブ１０には全部で４つのフライス加工 部１１が形成されている。

【００３１】 さて、上記クランプスリーブ１０が、このクランプスリーブ１０に対しては不 動の陰極室上部１９に対して約４５°回転すると、傾斜面として作用する上記フ ライス加工部１１が、図２ではただ１つしか示されていないが全部で４つの球体 １２を、半径方向外側へ向かって矢印１３の方向に押出す。

【００３２】 さらに、上記球体１２は、図２ではただ１つしか示されていないが全部で４つ のスペーサ１６を、やはり半径方向外側へ向かってシフトさせる。そして、この スペーサ１６が４つの球体１７をやはり半径方向外側へ向かって押出し、ターゲ ットベースプレート２の外周面にフライス加工された溝１８内へ押込む。

【００３３】 このように回転するので、上記クランプスリーブ１０は係止体として作用して いる。ターゲットユニットは、この係止体によって締付けられて作業位置に係止 させられ、かつセンタリングされる。

【００３４】 次に、上記ターゲットユニットの交換作業について述べることとする： まず、蓋としても作用して全体的に符号１９によって示された陰極室上部１９ が、図１による第１の位置、つまりスパッタリング位置から、水平な第２の位置 、つまり保守整備位置へと、矢印５の方向で約１８０°旋回させられる。従って 、この第２位置では、ターゲット１と、クランプスリーブ１０のキノコ形の終端 部２０と、その他すべての部材、つまり外側へ向かって旋回可能な陰極ステーシ ョンの蓋（陰極室上部１９）の下面に結合された部材とが、監視員に対して開放 され、かつ容易に接近される。

【００３５】 次いで、固定ねじ２３がゆるめられた後に、ピン付スパナ形の特別な工具が袋 孔２１，２２に係合する。クランプスリーブ１０はこのような工具によって矢印 ２４の方向（図３）に約４５°回転させられる。

【００３６】 その結果、球体１２とスペーサ１６と球体１７とが開放される。つまり、ター ゲットユニットの締付けが解除される。

【００３７】 その後、取出し装置の鋭いグリッパ機構が、まずターゲットの縁部２７に対し て半径方向に矢印２５，２６の方向で押圧される。その結果、ターゲットユニッ トは取出し装置によって掴まれ、軸方向上方へ向かって陰極ステーションの蓋( 陰極室上部１９）から取出される。この際、冷却水のための迅速カップリング３ は冷却水の供給源と接続されておらず、かつ閉鎖されている。また、電流のため の迅速カップリング４も接続を遮断されている。

【００３８】 ところで、新しいターゲットユニットは以上のような作業工程とはほぼ逆の作 業工程で取付けられる： まず、新しいターゲットユニットが陰極室の蓋（陰極室上部１９）内へ軸方向 にはめ込まれる。次いで、冷却水及び電流のための迅速カップリング３，４が、 各供給源に接続される。次に、係止スリーブとして役立つクランプスリーブ１０ が、矢印２４とは逆方向に約４５°回転させられる。その結果、上記４つの球体 １２が傾斜面（フライス加工部１１）によって矢印１３の方向に半径方向外側へ 向かって押出される。これにより、球体１２とスペーサ１６と球体１７とは、上 述したようにターゲットベースプレート２とクランプスリーブ１０との間で締付 けられる。この後、固定ねじ２３，２８が締込まれる。ところで、図３及び図４ では、わかりやすくするために、これらの固定ねじ２３，２８のための孔も符号 ２３，２８によって示されている。

【００３９】 有利には、ターゲットユニットはハンドルによってゆるめられたり締付けられ たりしてもよい。

【００４０】 さて、上記球体は剛性で絶縁性の材料から製作されており、このような材料と して特にＡｌ₂Ｏ₃が選択されている。また、ターゲットユニットと陰極スパッタ リング装置の蓋（陰極室上部）との間には、この装置の機能上やむを得ず電圧差 が生じてしまうので、絶縁特性が必要なのである。

【００４１】 さらに、小さな陰極の場合には、上記スペーサは設けられなくともよく、また 、クランプスリーブとターゲットベースプレートとの間で締付けられる球体は２ つ又は１つだけでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による装置の陰極室上部の断面図であ
る。

【図２】図１による陰極室上部のクランプスリーブの拡
大断面図である。

【図３】図４による矢印ＩＩＩの方向から見た、クラン
プスリーブの平面図である。

【図４】図３による線分ＩＶ−ＩＶに沿った、クランプ
スリーブの断面図である。

【図５】図１による陰極ステーションのマスクの断面図
である。

【符号の説明】

１ ターゲット ２ ターゲットベースプレート ３，４ 迅速カップリング ５ 陰極室上部とターゲットユニットとの旋回方向を
示す矢印 ６ 中央のマスク部分 ７ 中央のマスク部分の旋回方向を示す矢印 ８ 縁部のマスク部分 ９ クランプ装置 １０ クランプスリーブ １１ フライス加工部 １２ 球体 １３ 球体の押圧方向を示す矢印 １４ ボルト １５ 水冷却室 １６ スペーサ １７ 球体 １８ 溝 １９ 陰極室上部 ２０ 終端部 ２１，２２ 袋孔 ２３ 固定ねじ ２４ クランプスリーブの回転方向を示す矢印 ２５，２６ 取出し装置の押圧方向を示す矢印 ２７ 縁部 ２８ 固定ねじ

Claims (18)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターゲットを備えた陰極スパッタリング
   装置において、ターゲットを陰極スパッタリング装置の
   部材に容易に解離可能に固定させるクランプ装置が設け
   られており、クランプ装置（９）が転動体と傾斜面とか
   ら成る締付け装置少なくとも１つを備えており、かつ少
   なくとも１つの転動体（１２）に対する少なくとも１つ
   の傾斜面（１１）の相対運動時に、締付けを行う押圧力
   をターゲットユニットに対して及ぼし、かつクランプ装
   置（９）が回転可能なクランプスリーブ（１０）を有し
   ており、クランプスリーブ（１０）が、回転時にその傾
   斜面（１１）によって、ターゲットユニット（１，２）
   に対して間接的又は直接に転動体（１２）を押圧するこ
   とを特徴とする陰極スパッタリング装置。
2. 【請求項２】 ターゲット（１）とターゲット保持装置
   とから成るユニット（ターゲットユニット）が設けられ
   ており、クランプ装置（９）がこのターゲット保持装置
   に対して作用を及ぼしている、請求項１記載の陰極スパ
   ッタリング装置。
3. 【請求項３】 ターゲットユニットがほぼ環状に形成さ
   れており、クランプ装置（９）からの押圧力が、この形
   状に対して半径方向に作用を及ぼしている、請求項１ま
   たは２記載の陰極スパッタリング装置。
4. 【請求項４】 クランプ装置（９）が環状のターゲット
   ユニット（１，２）の内部に配置されており、上記押圧
   力が、半径方向内側から外側へ向かってこのターゲット
   ユニット（１，２）に対して作用を及ぼしている、請求
   項１から３までのいずれか１項記載の陰極スパッタリン
   グ装置。
5. 【請求項５】 クランプ装置が環状のターゲットユニッ
   トの外周部に配置されており、上記押圧力が、半径方向
   外側から内側へ向かってこのターゲットユニットに対し
   て作用を及ぼしている、請求項１から４までのいずれか
   １項記載の陰極スパッタリング装置。
6. 【請求項６】 クランプ装置（９）がターゲットベース
   プレート（２）に対して作用を及ぼしている、請求項１
   から５までのいずれか１項記載の陰極スパッタリング装
   置。
7. 【請求項７】 クランプスリーブ（１０）が環状のター
   ゲットユニット（１，２）に対して中心に配置されてお
   り、上記転動体と傾斜面とから成る締付け装置が、半径
   方向外側へ向かう力によってこのターゲットユニット
   （１，２）を締付けて固定している、請求項１から６ま
   でのいずれか１項記載の陰極スパッタリング装置。
8. 【請求項８】 クランプスリーブ（１０）が係止体とし
   て形成されており、係止体がターゲットユニット（１，
   ２）の軸線を中心として所定量だけ回転可能であり、か
   つ、この回転時に転動体（１２）を半径方向外側へ向か
   って押圧するようになっており、ターゲットユニット
   （１，２）が締付けによって作業位置に係止される、請
   求項１から７までのいずれか１項記載の陰極スパッタリ
   ング装置。
9. 【請求項９】 傾斜面（１１）が、偏心的なフライス加
   工部としてクランプスリーブ（１０）の外周面の一部に
   形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記
   載の陰極スパッタリング装置。
10. 【請求項１０】 傾斜面（１１）に、クランプスリーブ
    （１０）とターゲットユニット（１，２）との間で締付
    けられる少なくとも１つの球体が対応配置されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の陰極スパッタ
    リング装置。
11. 【請求項１１】 傾斜面（１１）に、スペーサ（１６）
    によって離されてはいるがクランプスリーブ（１０）と
    ターゲットユニット（１，２）との間で締付けられる２
    つの球体（１２，１７）が対応配置されている、請求項
    １から１０までのいずれか１項記載の陰極スパッタリン
    グ装置。
12. 【請求項１２】 クランプ装置（９）が陰極室上部（１
    ９）内に取付けられており、陰極室上部（１９）が、タ
    ーゲット（１）の交換のために陰極室から取外し可能に
    配置及び形成されており、陰極室上部（１９）の取外し
    状態においてクランプ装置（９）をゆるめることによ
    り、ターゲットユニット（１，２）が容易に交換される
    ようになっている、請求項１から１１までのいずれか１
    項記載の陰極スパッタリング装置。
13. 【請求項１３】 ターゲット（１）の交換のために陰極
    室から取外し可能に配置及び形成された上記陰極室上部
    （１９）に、陰極ステーションの、２つの部分から成る
    マスクのうちの中央マスク部分（６）が取付けられてお
    り、この中央マスク部分（６）が、陰極室上部（１９）
    と共に陰極室から取外し可能であり、それに対して、上
    記マスクの外側に位置する環状の縁部部分（８）が、作
    業位置に留まり続ける、請求項１から１２までのいずれ
    か１項記載の陰極スパッタリング装置。
14. 【請求項１４】 転動体（１２，１７）が絶縁材料から
    形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項
    記載の陰極スパッタリング装置。
15. 【請求項１５】 転動体（１７）が、その締付け時にタ
    ーゲットベースプレート（２）の溝（１８）内へ押込ま
    れる、請求項１から１４までのいずれか１項記載の陰極
    スパッタリング装置。
16. 【請求項１６】 陰極室上部（１９）とターゲットユニ
    ット（１，２）とが、自体公知の、水を供給するための
    カップリング（３）の構成要素を有しており、このカッ
    プリング（３）が、ターゲットユニット（１，２）の取
    外し時には閉鎖される、請求項１から１５までのいずれ
    か１項記載の陰極スパッタリング装置。
17. 【請求項１７】 陰極室上部（１９）とターゲットユニ
    ット（１，２）とが自体公知の、電流を供給するための
    カップリング（４）の構成要素を有しており、このカッ
    プリング（４）が、ターゲットユニット（１，２）の取
    外し時には電流の供給を遮断する、請求項１から１６ま
    でのいずれか１項記載の陰極スパッタリング装置。
18. 【請求項１８】 クランプ装置が、転動体と傾斜面とか
    ら成る締付け装置を少なくとも１つを備えてターゲット
    ユニットの外周部範囲で回転可能なリングとして構成さ
    れている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の
    陰極スパッタリング装置。