JP5572710B2 - ターゲット取付機構 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリング装置のターゲット取付機構に関し、詳しくは、円筒形のターゲットをカソードに対して容易にかつ確実に取り付けが可能なターゲット取付機構に関する。
本願は、２０１０年６月２８日に、日本に出願された特願２０１０−１４６６１７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

例えば、建材用ガラスとして、Ｌｏｗ−Ｅガラス（低放射ガラス）が普及しつつある。
この種のＬｏｗ−Ｅガラスは、ガラス表面に金属薄膜を成膜することで形成される。従来、ガラス等の表面に金属薄膜を形成する際には、平板状のターゲット（以下、単にターゲットと称する）を備えたマグネトロンスパッタリング装置を用いて成膜を行っていた。

しかしながら、近年の建材用ガラスの大型化に伴って、平板状のターゲットでは、ガラス表面の全体に、均一な厚みで金属膜を成膜することが難しい。
こうした大面積の成膜対象物に均一な厚みでムラなく金属膜を成膜する手段として、円筒形状のターゲットを用いたスパッタリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、円筒状のターゲットは平板状のターゲットよりも使用効率が高いという特徴がある。

円筒形状のターゲットを用いたスパッタリング装置は、円筒形のターゲットが回転軸方向（長手方向）に沿った両端でカソード電極に取り付けられる。従来、ターゲットをカソード電極に取り付ける構成として、例えば、カソード電極に係合するクランプに、断面が半円形の溝をスパイラル状に形成するとともに、ターゲットの端部にも、半円形の溝をスパイラル状に形成する。そして、いずれか一方の溝に円筒形のスパイラルリングを挿入し、他方の溝にスパイラルリングを噛み合わせることによって、ターゲットをカソード電極に取り付ける連結システムが開示されている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１００９３０号公報 特表２００６−５２１５１５号公報

しかしながら、上述した特許文献２にあるような連結システムでは、円筒形のターゲットをカソード電極に取り付ける際に、スパイラルリングを介してターゲットとクランプとを係合するために、取り付け位置がズレやすく、ターゲットの軸心をカソード電極の回転中心に正確に位置合わせして取り付けることが困難であった。このため、ターゲットが偏心して回転しやすく、エロージョンパターンが安定せず、ターゲットの寿命が短いという問題があった。

また、例えば、成膜面の一辺が数メートルなど、大型の被成膜物に成膜を行うために、長さが数メートルなど大型のターゲットを用いる場合、ターゲットをカソード電極に取り付ける際に、専用工具を用いてクランプを大きな力で回転させる必要があり、ターゲットの取付けに多大な労力が必要であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、円筒形のターゲットをカソードに対して容易に、かつ正確な取付位置で取り付けが可能なターゲット取付機構を提供することを目的とする。また、ターゲットのエロージョンパターンを均一にして、ターゲットの長寿命化を図ることが可能なターゲット取付機構を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様は、スパッタリング装置において用いられる円筒形のターゲットをカソードの連結部に対して着脱可能に取り付けるターゲット取付機構であって、
前記ターゲットが、円筒形の基体と、この基体を覆うターゲット材とを備えるとともに、前記ターゲット材が配された中央領域と、この中央領域を除く両端側で前記基体が露出する連結領域と、を有し；前記カソードの連結部に、この連結部と前記連結領域とを内在させる略円筒形のクランプが形成され；前記ターゲットの前記連結領域に形成される第一の係合凸部と、前記クランプの内周面に形成される第二の係合凸部とが、前記連結部及び前記連結領域が前記クランプに内在した状態で、前記ターゲットの円周方向に沿ってのみ相対移動することにより、係合され；前記カソードが、前記連結部において軸心に対して垂直に延在する部分を有し、前記クランプは、前記カソードの垂直に延在する部分と前記基体とを密着させる固定手段を更に備えることを特徴とするターゲット取付機構。

（２）上記（１）に記載の態様では、前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との係合に必要とされるトルクが、１（ｋｇｆ・ｃｍ）以上、２０（ｋｇｆ・ｃｍ）以下であることが好ましい。

（３）上記（１）に記載の態様では、前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との接触面が、前記ターゲットの円周方向が短手、前記ターゲットの軸方向が長手を成す形状であることが好ましい。

（４）上記（１）に記載の態様では、前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との係合動作が完了したことを判別する信号を発する構造を備えることが好ましい。

（５）上記（１）に記載の態様では、前記第二の係合凸部が３つ以上形成され、前記クランプの内周面方向の同一線上にあり、前記ターゲットの回転軸を中心と見なした仮想円上にもあり、かつ前記中心と、前記第二の係合凸部のうち少なくとも一つとを通る線分に対して、それ以外の前記第二の係合凸部が軸対称に配置されていることが好ましい。

（６）上記（１）に記載の態様では、前記カソードの前記連結部における軸心に対して垂直に延在する部分と、前記基体との接触部分とに設けられたガスケットリングを更に備えることが好ましい。

（７）上記（１）に記載の態様では、前記固定手段が、前記クランプの一端側に配された、前記ターゲットの軸心方向に締付けられる締付ネジと、ネジ穴とから構成されていることが好ましい。

（８）上記（１）に記載の態様では、前記カソードの前記連結部における軸心に対して垂直に延在する部分と、前記クランプとの隙間に配置されたスペーサを更に備えることが好ましい。
（９）上記（８）の場合、前記スペーサに、表面処理が施されていることが好ましい。

以上に説明したように、上記（１）に記載の態様によれば、スパッタリング装置のカソードに円筒形のターゲットを取付ける際に、カソードに形成されたクランプをターゲットの端部の連結領域に挿入し、ターゲットの円周方向に沿ってのみ相対移動させるだけで第一の係合凸部と第二の係合凸部とが係合し、円筒形のターゲットをカソードに対して取り付けることができる。

このため、第一の係合凸部と第二の係合凸部との係合によって、カソードの中心とターゲットの軸心とを容易に一致させることができ、ターゲットを、軸心を回転中心として偏心することなく回転させることができる。これによって、被成膜物とターゲットとの距離がターゲットの全周に渡って均一となり、ムラのない均一な厚みの皮膜を被成膜物の全面に渡って成膜することが可能になる。

また、大型で重量のあるターゲットを用いる場合でも、ターゲットの取り付けの際に、クランプをターゲットの円周方向に沿ってのみ相対移動させるだけで第二の係合凸部と第一の係合凸部とを係合し、ターゲットをカソードに取り付けることができる。このため、従来のように専用工具を用いてクランプを大きな力で回転させるなどの必要がなく、専用工具を用いずとも小さな力でクランプをターゲットの円周方向に沿って回すだけで、容易にターゲットをカソードに取り付けることが可能になる。

本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の縦断面図である。 同スパッタリング装置におけるターゲットを含む領域を示す要部拡大斜視図である。 同実施形態のターゲット取付機構を示す拡大斜視図である。 同実施形態のターゲット取付機構を示す断面図である。 同実施形態のターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 同実施形態のターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 同実施形態のターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 同実施形態のターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 同実施形態のターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 同実施形態における第二の係合凸部の配置例を示す説明図である。 同実施形態における第二の係合凸部の配置例を示す説明図である。 同実施形態における第二の係合凸部の配置例を示す説明図である。 本発明のターゲット取付機構の別な実施形態を示す拡大斜視図である。 本発明のターゲット取付機構の別な実施形態を示す断面図である。 別な実施形態におけるターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 別な実施形態におけるターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。 別な実施形態におけるターゲットの取付工程を段階的に示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るターゲット取付機構の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

最初に、本実施形態のターゲット取付機構を備えたマグネトロンスパッタリング装置（以下、スパッタリング装置と称する）を説明する。
図１は、スパッタリング装置の構成を示す縦断面図である。また、図２は、ターゲットを含む領域を示す要部拡大斜視図である。
スパッタリング装置１０は、反応室１１、アノード（陽極）１２、カソード（陰極）１３、真空ポンプ１７、およびＡｒガス供給装置１８を備えている。反応室１１の内部は、真空ポンプ１７によって減圧可能であり、成膜時には、例えば、真空度６Ｐａ程度まで減圧される。

アノード（陽極）１２は、例えば、複数の平板状電極からなっている。アノード１２は、電力ケーブルを介してアースと電気的に接続されていればよい。こうした平板状電極であるアノード１２の一面には、被成膜物、例えばガラス板１９が載置される。

カソード（陰極）１３は、後述するターゲット２１に電気的に接続される端子を構成し、電力ケーブルを介して交流（ＡＣ）電源装置１４に電気的に接続されている。また、このカソード１３は、冷却水供給装置１５と接続される冷却水循環パイプ１６によって、成膜時の温度上昇が抑制される。

Ａｒガス供給装置１８は、ガス供給パイプを介して反応室１１の内部に接続される。これにより、成膜時に、反応室１１内にプラズマ発生用ガスとしてＡｒガスが供給される。

図２に示すように、ターゲット２１は、全体が略円筒形に形成されている。ターゲット２１は、中空円筒形の基体（バッキングチューブ）２２と、この基材２２の軸心方向Ｒに沿った中央領域Ｓ１で、基体２２の外周面を覆うターゲット材２３とからなる。そして、この中央領域Ｓ１を除く両端側は、基体２２が露出した連結領域Ｓ２とされている。

基体（バッキングチューブ）２２は、例えば、厚みが数ミリ程度のステンレスチューブによって形成されていればよい。基体２２の中央領域Ｓ１を覆うターゲット材２３は、被成膜物に成膜したい薄膜の材料、例えば、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ合金等の各種金属材料、シリコン、インジウム−スズ酸化物（以下、ＩＴＯと呼ぶ）等を所定の厚みで形成したものであればよい。

こうした円筒形のターゲット２１がスパッタリング装置１０にセットされた際に、基体２２の内部にマグネット５１（図１参照）が配される。このマグネット５１は、ターゲット材２３の周囲に磁場を形成し、マグネトロンスパッタリングを行う。こうしたマグネット５１によってプラズマをターゲット２１付近に封じ込めることで、スパッタ速度を高速化するとともに、ターゲット２１の近傍にターゲットの薄膜が堆積することを防止する。

ターゲット２１の両端部、即ち連結領域Ｓ２には、カソード（陰極）１３が電気的、かつ機械的に接続される。この連結領域Ｓ２とカソード１３との接続は、カソードの連結部Ｓ３に形成されたクランプ４１を介して行われる。

このようなターゲット２１は、例えば、同一のものが２本並列に形成されていればよい。そして、それぞれのターゲット２１は、図示しないモータによって、成膜中に所定の回転速度で回転する。

以上のような構成のスパッタリング装置１０を用いて、被成膜物であるガラス１９の一面に、例えば金属薄膜を成膜する際には、まず、反応室１１内にＡｒガス供給装置１８からＡｒガスを導入し、同時に真空ポンプ１７により反応室１１内を減圧させ、例えば圧力を１．３Ｐａに設定する。次に、被成膜物であるガラス１９を載置したアノード１２を、並列して配された２本のターゲット２１，２１に対面させる。

そして、交流（ＡＣ）電源装置１４からカソード１３を介して２本のターゲット２１，２１に交流電流（ＡＣ）を流す。この時、一方のターゲット２１と他方のターゲット２１には、電流が陰極と陽極に交互に入れ替わるように印加される。

ターゲット２１，２１に交流電流（ＡＣ）が印加されると、反応室１１内のＡｒガスがグロー放電プラズマとなり、多数のＡｒ^＋イオンが発生する。そして、この多数のＡｒ^＋イオンはカソード１３に接続されたターゲット２１のターゲット材２３に衝突する。ターゲット材２３はこのＡｒ^＋の衝突によりスパッタリングされ、ターゲット材の構成材料の粒子（スパッタ粒子）は、アノード１２に載置されたガラス１９上に堆積する。これによって、ガラス１９の一面に、ターゲット材２３の構成材料からなる薄膜を形成することができる。

こうしたスパッタリングの際に、ターゲット２１，２１を、軸心方向Ｒを回転中心として所定の速度で回転させることにより、ターゲット材２３が均一な厚みで減少するとともに、大面積のガラス１９の一面全体に対して、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。

（第一実施形態）
図３は、本発明のターゲット取付機構を示す拡大斜視図である。また、図４は、本発明のターゲット取付機構を示す断面図である。
ターゲット２１の両端部で基体２２が露呈した連結領域Ｓ２には、基体２２の円周方向に沿って、第一の係合凸部６１が形成される。第一の係合凸部６１は、基材２２の周面２２ａから外方に突出する突起であり、基体２２の円周方向Ｑに沿って、例えば６箇所に均等に配置される。この第一の係合凸部６１は、基体２２と一体に形成されていればよい。

第一の係合凸部６１は、基材２２の周面２２ａから低い位置で突出する導入部６１ａと、この導入部６１ａから基体２２の円周方向Ｑに沿って、周面２２ａから外方に離れる方向に傾斜する傾斜部６１ｂと、この傾斜部６１ｂに連なり、傾斜部６１ｂよりも急角度（大きな角度）で、周面２２ａから外方に離れる方向に立ち上がる（傾斜する）係止部６１ｃとからなる（図５Ａの断面図も参照）。また、傾斜部６１ｂは、導入部６１ａに連なる側から、係止部６１ｃに連なる側に向けて、ターゲット２１の軸心方向Ｒに沿って幅が広がる形状を成す。

カソード（陰極）１３の一端を成す連結部Ｓ３には、クランプ７１が回転可能に取り付けられている。このクランプ７１は、カソード１３の連結部Ｓ３と、ターゲット２１の連結領域Ｓ２とを内在させる、中空の略円筒形状に形成されている。即ち、ターゲット２１は、中空の内径がカソード１３の連結部Ｓ３やターゲット２１の連結領域Ｓ２の直径と同じかそれよりも大きく形成され、ターゲット２１の取付時には、これら連結部Ｓ３や連結領域Ｓ２を覆う形状を成す。

クランプ７１の内周面７１ａには、このクランプ７１の内周方向Ｄに沿って、第二の係合凸部７２が形成される。第二の係合凸部７２は、内周面７１ａからクランプ７１の外側に向けて掘り下げられた所定幅の溝７１ｂの両側面に支持された（固着された）円筒棒状の部材である。溝７１ｂは、クランプ７１の内周方向Ｄに沿って、例えば６箇所に均等に配置される。一方、第二の係合凸部７２は、これら６箇所の溝７１ｂのうち、１つおきに３箇所、均等に形成される。

溝７１ｂは、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との係合時に、６箇所形成された第一の係合凸部６１がこの溝７１ｂと内周方向Ｄにおいて対面する。そして、６箇所の溝７１ｂのうち、３箇所の溝７１ｂに形成された第二の係合凸部７２と、第一の係合凸部６１とが摺動し、かつ当接することで、ターゲット２１がクランプ７１に固定される（ターゲット２１とクランプ７１との係合は後ほど述べる）。

クランプ７１の一端側には、締付ネジ７３とネジ穴７４とからなる固定手段７５が形成されている。この固定手段７５は、クランプ７１をターゲット２１に係合させた際に、締付ネジ７３を軸心方向Ｒに沿ってターゲット２１に向けて締め付けることによって、クランプ７１が内周方向Ｄに沿って緩むことがないよう固定される。

軸心方向対して垂直に広がるカソード１３の連結部Ｓ３と、クランプ７１の内面との間に形成される隙間Ｔには、スペーサ７６が更に設けられる。このスペーサ７６は、中心にカソード１３を貫通させる穴が設けられた円盤状の部材であり、例えば、ステンレス、アルミニウムなどから形成されていればよい。スペーサ７６は、固定手段７５を構成する締付ネジ７３を締め付けた際に、その先端がカソード１３の連結部Ｓ３に直接当接して傷つくことを防止する。

スペーサ７６は表面処理が施されていることが好ましい。例えば、アルミニウムから形成されたスペーサ７６の表面に、アルマイト皮膜を形成すればよい。また、例えば、アルミニウムから形成されたスペーサ７６の表面に、マイクロクラック等の微細凹凸に富んだ硬質アルマイト膜を形成し、更に微小なフッ素樹脂を複合した皮膜が形成されていればよい。

また、例えば、鉄、ステンレス、銅合金などから形成したスペーサ７６の表面に、無電解ニッケルとフッ素樹脂を処理液中で共析させ、皮膜中にフッ素樹脂を容積比に対し３０％程度均一に含ませ、成膜後に熱処理を行い、無電解ニッケルとフッ素樹脂を強固に密着させた皮膜を形成してもよい。

更に、例えば、鉄、ステンレス、銅合金などから形成したスペーサ７６の表面に、無電解ニッケルをベースとし、この粒子状に析出させた無電解ニッケルにフッ素樹脂を複合させた表面処理を行って皮膜を形成してもよい。
このように、スペーサ７６の表面処理を行うことによって、スペーサ７６の耐摩耗性向上、摺動性向上、かじり防止等を実現することができる。

カソード１３の連結部Ｓ３の端部には、ガスケットリング７７が形成されている。このガスケットリング７７は、例えばアルミニウムや銅合金などから形成され、ターゲット２１の基材２２の端部に当接することによって、基材２２の中空な内部を気密に保つ。

このような構成の本発明のターゲット取付機構の作用を説明する。
本実施形態のターゲット取付機構によってスパッタリング装置１０のカソード１３に円筒形のターゲット２１を取付ける際には、図５Ａに示すように、ターゲット２１の基材２２が露出した連結領域Ｓ２に、カソード１３の連結部Ｓ３に形成されたクランプ７１を接近させる。そして、クランプ７１の内部に基材２２の連結領域Ｓ２を挿入する。

基材２２の連結領域Ｓ２をクランプ７１の内部に挿入したら、次に、図５Ｂに示すように、クランプ７１を軸心方向Ｒ周りで、ターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってのみ回転させる。クランプ７１を円周方向Ｑに沿ってのみ回し始めると、３箇所の溝７１ｂに形成された第二の係合凸部７２は、第一の係合凸部６１の導入部６１ａと内周面７１ａの径方向において重なる。この状態では、導入部６１ａの周面２２ａからの高さが低いため、第二の係合凸部７２と第一の係合凸部６１とは殆ど接しない。

図５Ｃ〜図５Ｅに示すように、更に、クランプ７１をターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってのみ回転させると、第二の係合凸部７２が、クランプ７１の回転方向に向けて徐々に高くなるように傾斜する傾斜部６１ｂに当接する。そして、第二の係合凸部７２は、側面から見たときに、ちょうど傾斜部６１ｂを登っていくように摺動する。

クランプ７１がターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってのみ回転し、傾斜部６１ｂを摺動していく際に、傾斜部６１ｂが導入部６１ａに連なる側から、係止部６１ｃに連なる側に向けて、ターゲット２１の軸心方向Ｒに沿って幅が広がる形状を成しているので、第二の係合凸部７２と第一の係合凸部６１とは、徐々に接触面積が増加していく。なお、第二の係合凸部７２が円柱状に形成されているため、クランプ７１はターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってスムーズに回転する。

クランプ７１を更に回転させると、第二の係合凸部７２は傾斜部６１ｂを登りきった後、傾斜部６１ｂよりも急角度で立ち上がる係止部６１ｃに当接する。そして、これ以上の円周方向Ｑに沿った回転は抑止される。これによって、ターゲット２１はクランプ７１に対して係合される。こうした係合状態においては、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との接触面Ｂは、ターゲット２１の円周方向Ｑが短手、ターゲット２１の軸心方向（軸方向）Ｒが長手を成す、細長い長方形を成す。

こうした第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との接触面を小さく抑えることにより、クランプ７１の内部にターゲット２１の連結領域Ｓ２を挿入してから、クランプ７１をターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってのみ回転させて、第二の係合凸部７２が係止部６１ｃに当接するまでに必要な回転トルクは、１（ｋｇｆ・ｃｍ）以上、２０（ｋｇｆ・ｃｍ）以下となる。これによって、例えば、作業者がクランプ７１を、専用工具などを用いずに手によって軽く回転させるだけで、ターゲット２１をクランプ７１に係合させることが可能になる。

一方、第二の係合凸部７２は傾斜部６１ｂを登りきって係止部６１ｃに当接する際に、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との係合動作が完了したことを判別する信号を発する構造であればよい。例えば、こうした信号は音であればよい。この実施形態では、第二の係合凸部７２が第一の係合凸部６１の係止部６１ｃに突き当たった際に発する接触音が出る構造とすることで、クランプ７１を所定の係合位置まで回転させたことを知覚することができる。これによって、クランプ７１の回転不足等による係合不良を防止することができる。

この後、図４に示す固定手段７５の締付ネジ７３を軸心方向Ｒに沿ってターゲット２１に向けて締め付けることによって、カソード１３がターゲット２１に向けて押され、第一の係合凸部６１と溝７１ｂとが密着し、クランプ７１がターゲット２１に対して容易に回転することがない。このため、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との係合（接触）状態が維持される。

以上のように、本実施形態のターゲット取付機構によれば、スパッタリング装置１０のカソード１３に円筒形のターゲット２１を取付ける際に、カソード１３に形成されたクランプ７１をターゲット２１の端部の連結領域Ｓ２に挿入してから回転させ、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２とを係合させるだけで、円筒形のターゲット２１をカソード１３に取り付けることができる。

また、例えば、長さが数メートルなど大型のターゲットを用いる場合であっても、ターゲット２１の取り付けの際に、クランプ７１を円周方向に沿ってのみ回転させて第二の係合凸部７２と第一の係合凸部６１とを係合させるだけで、ターゲット２１をカソード１３に取り付けることができる。このため、従来のように専用工具を用いてクランプを大きな力で回転させるなどの必要がなく、専用工具を用いずとも小さな力で、例えば、クランプ７１の回転トルクが１（ｋｇｆ・ｃｍ）以上、２０（ｋｇｆ・ｃｍ）以下の範囲で回すだけで容易にターゲット２１をカソード１３に取り付けることが可能になる。

上述した実施形態では、第二の係合凸部７２は、６箇所の溝７１ｂのうち、１つおきに３箇所、均等に形成されている。即ち、図６Ａに示すように、第二の係合凸部７２は３つ形成され、クランプ７１の内周面７１ａ方向の同一線Ｐ１上にあり、ターゲット２１の回転軸、即ち軸心方向Ｒを中心と見なした仮想円Ｐ２上にもあり、かつこの中心と第二の係合凸部７２とを通る線分Ｌに対して軸対称に配置されている。

こうした構成によって、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２とを係合させた際に、ターゲット２１の回転軸と、クランプ７１の内周面７１ａにおける軸心とを正確に一致させることが可能になる。したがって、成膜時において、ターゲット２１が偏心して回転することがなく、エロージョンパターンが均一に形成され、ターゲット２１の寿命を高めることが可能になる。

第二の係合凸部は、図６Ｂに示すように、同一線Ｐ１上にあり、かつ仮想円Ｐ２上にもあり、かつこの中心と第二の係合凸部８１とを通る線分Ｌに対して軸対称になるように４箇所配置されていてもよい。また、例えば、図６Ｃに示すように、同一線Ｐ１上にあり、かつ仮想円Ｐ２上にもあり、かつこの中心と第二の係合凸部８２とを通る線分Ｌに対して軸対称になるように５箇所配置されていてもよい。

このため、第一の係合凸部６１と第二の係合凸部７２との係合によって、カソード１３の中心とターゲット２１の軸心とを容易に一致させることができ、ターゲット２１を、軸心を回転中心として偏心することなく回転させることができる。これによって、被成膜物とターゲット２１との距離が、ターゲット２１の全周に渡って均一となり、ムラのない均一な厚みの皮膜を被成膜物の全面に渡って成膜することが可能になる。

なお、上述した実施形態では、ターゲット２１に対してクランプ７１を円周方向Ｑに沿ってのみ回転させて係合しているが、第一の係合凸部と第二の係合凸部とは、ターゲットの円周方向に沿ってのみ相対移動して係合させればよい。即ち、クランプに代えてターゲットを回動させたり、あるいは、ターゲットとクランプの双方を、円周方向において互いに異なる向きに回動させて、第一の係合凸部と第二の係合凸部とを係合させたりする構成であってもよい。

（第二実施形態）
図７は、本発明のターゲット取付機構の別な実施形態を示す拡大斜視図である。また、図８は、同ターゲット取付機構の断面図である。
この実施形態では、ターゲット２１の両端部で基体２２が露呈した連結領域Ｓ２には、基体２２の円周方向に沿って、第一の係合凸部３１が形成される。第一の係合凸部３１は、基材２２の周面２２ａから外方に突出する突起であり、基体２２の円周方向に沿って、例えば６箇所に均等に配置される。この第一の係合凸部３１は、基体２２と一体に形成されていればよい。

第一の係合凸部３１は、図９Ａに示すように、例えば、平面視略Ｌ字型に形成される。こうした第一の係合凸部３１は、ターゲット２１の軸心方向Ｒに沿って延びる第一の係合手段Ｅ１と、ターゲット２１の円周方向Ｑに沿って延びる第二の係合手段Ｅ２と、ターゲット２１の円周方向Ｑに略直角な方向に配された第三の係合手段Ｅ３とを備えている。

カソード（陰極）１３の一端を成す連結部Ｓ３には、クランプ４１が回転可能に取り付けられている。このクランプ４１は、カソード１３の連結部Ｓ３と、ターゲット２１の連結領域Ｓ２とを内在させる、中空の略円筒形状に形成されている。即ち、ターゲット２１は、中空の内径がカソード１３の連結部Ｓ３やターゲット２１の連結領域Ｓ２の直径と同じかそれよりも大きく形成され、ターゲット２１の取付時には、これら連結部Ｓ３や連結領域Ｓ２を覆う形状を成す。

クランプ４１の内周面４１ａには、内周方向Ｄに沿って、第二の係合凸部４２が形成される。第二の係合凸部４２は、内周面４１ａから中心方向に突出する突起であり、内周方向Ｄに沿って、例えば６箇所に均等に配置される。この第二の係合凸部４２は、クランプ４１と一体に形成されていればよい。

第二の係合凸部４２は、図９Ａに示すように、例えば、平面視略矩形に形成される。こうした第二の係合凸部４２は、内周方向Ｄに沿った幅Ｗが、互いに隣接する第一の係合凸部３１どうしの間隔と同じか、それよりも小さくなるように形成されていればよい。
こうした構成により、第一の係合凸部３１と第二の係合凸部４２とは、ターゲット２１の取付時に、互いに係合可能に配置される。

クランプ４１の一端側には、締付ネジ４３とネジ穴４４とからなる固定手段４５が形成されている。この固定手段４５は、クランプ４１をターゲット２１に係合させた際に、締付ネジ４３を軸心方向Ｒに沿ってターゲット２１に向けて締め付けることによって、第一の係合凸部３１と第二の係合凸部４２とを密着させることができる。

カソード１３の連結部Ｓ３における軸心方向対して垂直に延在する部分と、クランプ４１の内面との間に形成される隙間Ｔには、スペーサ４６が更に設けられる。このスペーサ４６は、中心にカソード１３を貫通させる穴が設けられた円盤状の部材であり、例えば、ステンレスから形成されていればよい。こうしたスペーサ４６は、固定手段４５を構成する締付ネジ４３を締め付けた際に、その先端がカソード１３の連結部Ｓ３に直接当接して傷つくことを防止する。

カソード１３の連結部Ｓ３の端部には、ガスケットリング４７が形成されている。このガスケットリング４７は、例えばアルミニウムなどから形成され、ターゲット２１の基材２２の端部に当接することによって、基材２２の中空な内部を気密に保つ。

このような構成を有する本実施形態のターゲット取付機構の作用を説明する。
本実施形態のターゲット取付機構によってスパッタリング装置１０のカソード１３に円筒形のターゲット２１を取付ける際には、図９Ａに示すように、ターゲット２１の基材２２が露出した連結領域Ｓ２に、カソード１３の連結部Ｓ３に形成されたクランプ４１を接近させる。そして、クランプ４１に形成されたそれぞれの第二の係合凸部４２が、基材２２に形成された第一の係合凸部３１どうしの間を通るように位置合わせしてから、クランプ４１の内面に基材２２の連結領域Ｓ２を挿入する。

この挿入時においては、第一の係合凸部３１を構成する第一の係合手段Ｅ１と、第二の係合凸部４２の一面Ｌ１とが、軸心方向Ｒに沿って摺動しつつ、基材２２の連結領域Ｓ２がクランプ４１の内部に挿入される。

図９Ｂに示すように、クランプ４１をターゲット２１の円周方向Ｑに沿ってのみ回転させ、第二の係合凸部４２の一面Ｌ１と、第一の係合手段Ｅ１とが、円周方向Ｑにおいて重ならない位置まで挿入したら、次に、図９Ｃに示すように、クランプ４１をターゲット２１の円周方向Ｑに沿って回転させる。この回転時においては、第一の係合凸部３１を構成する第二の係合手段Ｅ２と、第二の係合凸部４２の他面Ｌ２とが、円周方向Ｑに沿って摺動しつつクランプ４１が回転する。

クランプ４１が所定量回転されると、第二の係合凸部４２の一面Ｌ１が、第一の係合凸部３１を構成する第三の係合手段Ｅ３に当接する。この第三の係合手段Ｅ３と第二の係合凸部４２との当接によって、クランプ４１の円周方向に沿った回転が抑止される。

この後、図８に示す固定手段４５の締付ネジ４３を軸心方向Ｒに沿ってターゲット２１に向けて締め付けることによって、第一の係合凸部３１と第二の係合凸部４２とが密着し、クランプ４１がターゲット２１に対して容易に回転することがない。

１０…スパッタリング装置
１２…アノード
１３…カソード
２１…ターゲット
２２…基体
２３…ターゲット材
６１…第一の係合凸部
７１…クランプ
７２…第二の係合凸部

Claims (9)

1. スパッタリング装置において用いられる円筒形のターゲットをカソードの連結部に対して着脱可能に取り付けるターゲット取付機構であって、
   前記ターゲットが、円筒形の基体と、この基体を覆うターゲット材とを備えるとともに、前記ターゲット材が配された中央領域と、この中央領域を除く両端側で前記基体が露出する連結領域と、を有し；
   前記カソードの連結部に、この連結部と前記連結領域とを内在させる略円筒形のクランプが形成され；
   前記ターゲットの前記連結領域に形成される第一の係合凸部と、前記クランプの内周面に形成される第二の係合凸部とが、前記連結部及び前記連結領域が前記クランプに内在した状態で、前記ターゲットの円周方向に沿ってのみ相対移動することにより、係合され； 前記カソードが、前記連結部において軸心に対して垂直に延在する部分を有し、前記クランプは、前記カソードの垂直に延在する部分と前記基体とを密着させる固定手段を更に備えることを特徴とするターゲット取付機構。
2. 前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との接触面が、前記ターゲットの円周方向が短手、前記ターゲットの軸方向が長手を成す形状であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
3. 前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との係合動作が完了したことを判別する信号を発する構造を備えることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
4. 前記第二の係合凸部が３つ以上形成され、前記クランプの内周面方向の同一線上にあり、前記ターゲットの回転軸を中心と見なした仮想円上にもあり、かつ前記中心と、前記第二の係合凸部のうち少なくとも一つとを通る線分に対して、それ以外の前記第二の係合凸部が軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
5. 前記カソードの前記連結部における軸心に対して垂直に延在する部分と、前記基体との接触部分とに設けられたガスケットリングを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
6. 前記固定手段が、前記クランプの一端側に配された、前記ターゲットの軸心方向に締付けられる締付ネジと、ネジ穴とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
7. 前記カソードの前記連結部における軸心に対して垂直に延在する部分と、前記クランプとの隙間に配置されたスペーサを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。
8. 前記スペーサに、表面処理が施されていることを特徴とする請求項７に記載のターゲット取付機構。
9. 前記第一の係合凸部と前記第二の係合凸部との係合に必要とされるトルクが、１（ｋｇｆ・ｃｍ）以上、２０（ｋｇｆ・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット取付機構。

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