JPS6039160A - Magnetron sputter coating source for both magnetic and non-magnetic target substances - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、真空コーティング装置の分野において、特に
マグネトロンスパッタコーティング源を用いて磁性及び
非磁性双方の物質でコーティングすることに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention is in the field of vacuum coating equipment, and specifically relates to coating with both magnetic and non-magnetic materials using magnetron sputter coating sources.

発明の背景 グロー放電によって誘導される陰極ス・（ツタリングを
用いるコーティングの真空蒸着が、一般に広く用いられ
ている。ス・やツタコーティング源が陰極及び陽極構造
を含み、ス・母ツタガス（代表的に大気圧以下でのアル
ゴン）を用いて埋戻される（ｂａｅｋｆｉｌｌａｄ）　
排気チェンバ内で動作される。陽極と陰極との間の空間
で形成される正のイオンが、陰極面に設置されたターデ
ッドに衝突し、ターデッドの表面及び表面下の原子層付
近からターデッド物質の原子を（スパッタリングによっ
て）排出する。これらのス・ぐツタリングされた原子は
、ターデッドの照準線で一般に位置した加工品又は基板
に蒸着する。マグネトロンスフ４ツタコーテイング源が
、ターデッド付近で電界と交差した磁界を使用する。そ
のような磁界の使用はグロー放電強度及び付随するスパ
ッタリング速度を高め、低いス・奢ツタガス圧力に対し
て動作を拡大し、電極の近傍にグロー放電を制限し、基
板の電子衝撃を縮減することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION Vacuum deposition of coatings using cathodic suction induced by a glow discharge is commonly used. backfilled with argon (at subatmospheric pressure)
Operated within an exhaust chamber. Positive ions formed in the space between the anode and cathode collide with the tarded material placed on the cathode surface, and eject (by sputtering) atoms of the tarded material from the surface of the tarded material and near the atomic layer below the surface. . These starved atoms are deposited on the workpiece or substrate generally located in the tarded line of sight. A magnetron suction four-way coating source uses a magnetic field that intersects with an electric field near the tarde. The use of such a magnetic field increases the glow discharge intensity and concomitant sputtering rate, extends operation to low dust gas pressures, confines the glow discharge to the vicinity of the electrodes, and reduces electron bombardment of the substrate. I can do it.

市販のマグネトロンス・ぐツタコーティング源の一つの
タイプが、軸方向で対称の中心陽極を取り巻く上下逆の
円錐形状の非磁性環状ス・母ツタター（２３） ガツト（陰極）を使用する。そのよう々ス・ぞツタコー
ティング源の一例が、本発明の出願人に譲渡された米国
特許第４，１００，０５５号（１９７８年７月１１日に
ロパートＯエム・レイ−＝　−（Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍ。One type of commercially available magnetron gutter coating source uses an upside-down conically shaped non-magnetic annular mother gutter (23) surrounding an axially symmetrical central anode. An example of such an ivy coating source is U.S. Pat. No. 4,100,055, assigned July 11, 1978, by Robert .

Ｒａ１ｎｅｙ）に発行の［ス・母ツタリング装置用ター
ｒット外形」）で説明されている。説明したこのタイツ
のマグネトロンス・Ｐツタコーティング源が、重要な半
導体ウェーハコーティングの適用で広く且つ効果的に用
いられてきた。大部分の場合に、蒸着されるべき物質は
、アルミニウム及びその合金等のような非磁性体である
。しかしながら、ある場合に、スパッタコーティング源
が最初に設計された非磁性体と同様に、鉄、ニッケル、
鉄とニッケルとの合金等のような磁性体を分配するため
に同一のス・母ツタコーティング源を使用することが所
望されてきた。更に最近では、磁気ディスク基板を少な
くともその一つが磁性体から成る多数の層でコーティン
グする必要が、生じてきた。磁気ディスクは、現在コン
ピュータメモリの適用で極めて重要である。This is explained in ``Outline of the tart for the motherboard ringing device'' published by John Raney). The tight magnetron P-vine coating source described has been widely and effectively used in critical semiconductor wafer coating applications. In most cases, the material to be deposited is non-magnetic, such as aluminum and its alloys. However, in some cases, sputter coating sources are
It has been desirable to use the same source of soot and vine coatings for dispensing magnetic materials such as iron and nickel alloys and the like. More recently, it has become necessary to coat magnetic disk substrates with multiple layers, at least one of which is made of a magnetic material. Magnetic disks are currently extremely important in computer memory applications.

（２４） 非磁性ス・やツタターガツトを前述したマグネトロンス
パッタコーティング源での同一のほぼ上下を逆にした円
錐形状の磁性ス・９ツタターデツドと簡単に取シ替える
ことは、磁界の大部分に磁性ターデッドを通して分流せ
しめる。この結果、４低すぎて生ずべきグロー放電の所
望の磁気増大を可能とすることができないターデッドよ
り上の磁界強度をもたらす。(24) Easily replacing the non-magnetic suction or tattered gut with the same nearly inverted conically shaped magnetic suction in the magnetron sputter coating source described above is the fact that most of the magnetic field is The water is diverted through the water. This results in a magnetic field strength above 4 tered which is too low to allow the desired magnetic enhancement of the glow discharge to occur.

ターデッドより上の磁界強度での過度の減少を回避する
ために、はぼＬ形外形の環状磁性ス・平ツタターガツト
が、前述のスパッタコーティング源で使用するために開
発されてきた。そのような一つのＬ形磁性スパッタター
ゲットが、米国特許第４．０６０，４７０号（１９７７
年１１月２９日にビーター−ジエー・クラーク（Ｐｅｔ
ｅｒ　Ｊ、Ｃ１ａｒｋｅ　）に発行された「スパッタリ
ングの装置及び方法」）（第９図参照）で説明されてい
る。Ｌ形設計の本質的特徴が、外方環状帯部分の半径方
向厚さが該部分が磁気的に飽和されるのに十分に薄くな
ければならず、ターデッドより上の磁界強度がグロー放
電の所望の磁気増大が起こるのに十分な大きさにされ得
るということである。物質の透磁率及び飽和磁化が増大
するにつれ、環状帯部分は薄くならなければならない。In order to avoid excessive reduction in magnetic field strength above the tarde, an annular magnetic sputter tart with an L-shaped profile has been developed for use in the sputter coating sources described above. One such L-shaped magnetic sputter target is described in U.S. Pat. No. 4,060,470 (1977).
Beater G. Clark (Pet) on November 29, 2017
Sputtering Apparatus and Method) (see FIG. 9), published by J. C. er J, C1arke. An essential feature of the L-shaped design is that the radial thickness of the outer annular band section must be thin enough for that section to be magnetically saturated, and that the magnetic field strength above the tarde is sufficient for the desired glow discharge. can be made large enough to cause a magnetic increase of . As the permeability and saturation magnetization of the material increases, the annular band portion must become thinner.

Ｌ形外形を有する磁性ス・ぐツタタービットが、＃１ぼ
上下が逆の円錐形状の非磁性スパッタターゲットより非
常に小さい物質を含む。さらに、Ｌ形磁性ターｒットよ
り上の磁界は、角領域に集められるターゲットの腐食に
導く。A magnetic sputter target with an L-shaped profile contains much smaller material than a #1 inverted cone-shaped non-magnetic sputter target. Furthermore, the magnetic field above the L-shaped magnetic tart leads to erosion of the target concentrated in the corner regions.

関連して、ス・ぐツタリングで有効に役立つ磁性ターゲ
ット物質の在庫は、従って非常に制限される。Relatedly, the availability of magnetic target materials useful in suction ringing is therefore very limited.

そのキュリ一温度まで又はそれ以上に加熱される磁性体
が加熱される間にその強磁性を失うこともまた周知であ
る。従って、ス・母ツタターｒットより上の磁界強度の
過度の減少を回避する他の方法が、ターゲットを加熱し
てそのキュリ一温度で又はそれ以上で維持することであ
る。この方法の不利な点が、必要なキュリ一温度を達成
して維持するためのフィードバック装置と連結した、タ
ーゲットの温度を監視するだめの手段を必要とすること
である。さらに、ある磁性体のキュリ一温度は、コーテ
ィングされるべき隣接した基板に有害となり、目、つ／
又は装置のだめの真空気密に有害となるほど高く、目、
つ／又れ反り若しくは過剰の熱膨張の結果としてス・母
ツタコーティング源若しくはターデッドに損傷を生じる
ほど高い。It is also well known that magnetic materials heated to their Curie temperatures or above lose their ferromagnetism during heating. Therefore, another way to avoid excessive reduction in magnetic field strength above the base temperature is to heat the target and maintain it at or above its Curie temperature. A disadvantage of this method is that it requires means for monitoring the temperature of the target in conjunction with a feedback device to achieve and maintain the required Curie temperature. Furthermore, the Curie temperature of some magnetic materials can be harmful to the adjacent substrate to be coated, causing eye and/or irritation.
or be so high as to be detrimental to the vacuum tightness of the equipment chamber,
This is high enough to cause damage to the base or tarded coating as a result of warping or excessive thermal expansion.

大部分の今日のマグネトロンスパッタコーティング源が
、グロー放電増大に必要な磁界をもたらすために永久磁
石を使用する。ス・やツタターゲットが腐食するとき、
ス・ぐツタターゲットより上の磁界強度は、一般により
強くなり、グロー放電の低い電気的インピーダンスに導
く。このこトハ、減少するグロー放電と交差する維持可
能な電圧を生じ、それとともにス・母ツタリング生産物
の減少をもたらす。固定したス・ヤツタリング速度を維
持すること、従って固定したコーティング速度を維持す
ることは、所望のス・ぐツタガス圧力においてより高い
電流及びより高い電力の双方を必要とする。従って、グ
ロー放電の電力供給は、電圧、電流及び電力の広範な範
囲をもたらすことが可能でなければならず、その広範な
範囲は逆に電力供給及び電力消費支出に影響を及ぼす。Most modern magnetron sputter coating sources use permanent magnets to provide the magnetic field necessary for glow discharge enhancement. When the firewood or ivy target corrodes,
The magnetic field strength above the grass target is generally stronger, leading to a lower electrical impedance of the glow discharge. This results in a sustainable voltage intersecting with a decreasing glow discharge and with it a reduction in sparkling products. Maintaining a fixed sputtering speed, and therefore a fixed coating rate, requires both higher current and higher power at the desired sputtering gas pressure. Therefore, the glow discharge power supply must be able to provide a wide range of voltages, currents and powers, which in turn affects the power supply and power consumption expenditure.

付加的因子が、グロー放電の電気的インピーダンスに影
響を及ぼす。ス・ぐツタがス圧力は１である。他の因子
は、ス・ぐツタターゲット及び磁気回路で熱による効果
（膨張、収縮、及び関連したキュリ一温度）を含む。大
部分の今日のマグネトロンス・母ツタコーティング源で
用いられる永久磁石手段は、そのような因子から生ずる
グロー放電インピーダンスの変化の補償をもたらさない
。Additional factors affect the electrical impedance of the glow discharge. The suction pressure is 1. Other factors include thermal effects (expansion, contraction, and associated Curie temperatures) on the suction target and magnetic circuit. The permanent magnet means used in most modern magnetronic mater coating sources do not provide compensation for changes in glow discharge impedance resulting from such factors.

点火（放電の開始）及び定常吠態動作のための条件が異
なることは、グロー放電の周知の特性である。ある場合
に非常に低いス・母ツタガス圧力で動作することが所望
されるので、点火はスノやツタ源での磁界（通常の永久
磁石によってもたらされるように）及びグロー放電の電
力供給の開路電圧とともに起こることはできない。使用
可能なある技術が、ス・ぐツタガス圧力を十分に高めて
点火が起こるのを可能にすること、及び次にス・ぐツタ
ガス圧力を所望の動作レベルまで減少させることである
。この方法の不利々点は、必要な圧力変化と関連した比
較的長い時定数を含み、加えてス・ぐツタガス圧力を十
分にす早く（すなわち、コーティングサイクルと比較し
て短い時間で）制御すること（スイッタガス圧力は、通
常流速及びポンげング速度によって制御される）と関連
した費用及び複雑さを含む。It is a well-known characteristic of glow discharges that the conditions for ignition (starting of the discharge) and steady barking operation are different. Since in some cases it is desired to operate at very low soot or ivy gas pressures, ignition is dependent on the magnetic field at the suction or ivy source (as provided by a normal permanent magnet) and the open circuit voltage of the power supply of the glow discharge. cannot occur together. One technique that may be used is to increase the suction gas pressure sufficiently to allow ignition to occur, and then reduce the suction gas pressure to the desired operating level. Disadvantages of this method include the relatively long time constants associated with the required pressure changes, in addition to controlling the suction gas pressure sufficiently quickly (i.e. in a short time compared to the coating cycle). (switcher gas pressure is usually controlled by flow rate and pumping rate) and associated costs and complexities.

マグネトロンス・母ツタコーティング源での常に存在す
る問題が、ス・母ツタターｒットの冷却である。正常な
動作で、グロー放電の電力の多くが、ターゲットで浪費
される。前述の米国特許第４．１００，０５５号で説明
されたコーティング源で、冷却ジャケットが、ターピッ
トの外周を取シ囲む。An ever-present problem with magnetron matrix coating sources is cooling of the matrix. In normal operation, much of the glow discharge's power is wasted at the target. In the coating source described in the aforementioned US Pat. No. 4,100,055, a cooling jacket surrounds the outer periphery of the tarpit.

正常な動作の条件下で、ターゲットは、冷却ジャケット
と緊密に接触して膨張し、その結果、熱はス／４’ツタ
ターｒットから冷却ジャケットに移る。Under normal operating conditions, the target expands into intimate contact with the cooling jacket, so that heat is transferred from the stator to the cooling jacket.

この装置は、種々のアルミニウム合金及び混合物のよう
な適切な熱伝導性を有するターゲット物質の場合によく
作用する。磁性体の多くのように、比較的低い熱伝導性
を有するターゲット物質の場合、この方法によって冷却
することは、不十分であろう。This device works well for target materials with suitable thermal conductivity, such as various aluminum alloys and mixtures. For target materials with relatively low thermal conductivity, such as many magnetic materials, cooling by this method may be insufficient.

マグネトロンスフ９ツタコーテイング源での他の問題が
、役に立つ有効期間の終末を子側し又は決定する問題で
ある。間接的に冷却したス・やツタター’Ｔ’ットが１
通して」ス・母ツタされるならば、ターゲット支持部材
のス・ぐツタリングは、コーティングされるべき基板を
容認できずに汚染するようである。直接冷却されたス・
やツタターゲット（すなわち、ス・母ツタされない側が
冷却水と接触しているターゲット）が通してス・９ツタ
されるならば、全体に付設した真空チェンバは、「水に
接近１７て」働く（常に回避されるべき状況）。Another problem with magnetron coatings is the problem of determining the end of their useful life. Indirectly cooled Su・Ya Tsutatar'T'' is 1
If the target support member is smudged through, the smudge ring of the target support member is likely to unacceptably contaminate the substrate to be coated. directly cooled
If a target (i.e., a target whose non-spilled side is in contact with the cooling water) is spiked through the vacuum chamber, the vacuum chamber attached to the whole works "close to the water" (17). situations that should always be avoided).

役に立つ有効期間の終末の問題を処理する一つの方法が
、特定の形状及び物質のス・母ツタターガツトが良好な
時間（例えば、動作のキロワット時）を実験的に測定し
、蓄積し九キロワット時の精密な実験記録を維持し、次
に厳密な計画に従ってタービットを簡単に置き替える方
法である。この方法は慎重な処理を用いる型にはまった
生産に完全に適しているが、変形的方法が処理展開の初
期段階でさらに所望されてもよい。特に、処理展開中の
ス・母ツタターｒットの状態、腐食又は有効期間を判断
する独立の手段が、非常に所望されるであろう。加えて
、そのような手段は、型にはまった生産のためにも役に
立つ診断装置を提供するであろう。One way to deal with the useful end-of-life problem is to experimentally measure the amount of time (e.g., kilowatt-hours of operation) that a particular shape and material is suitable for use, and calculate the precise amount of time it accumulates to nine kilowatt-hours. It is a way to maintain experimental records and then easily replace turbits according to a strict plan. Although this method is perfectly suited for routine production with careful processing, a modified method may still be desired at an early stage of processing development. In particular, an independent means of determining the condition, corrosion, or shelf life of a matrix during processing development would be highly desirable. In addition, such means would provide a useful diagnostic device also for routine production.

しかし、大部分のマグネトロンスフ９ツタコーテイング
源の使用上の別の問題が、コーティングされるべき基板
に到達するス・母ツタされる物質の分布型がス・譬ツタ
ターｒットが正常な動作中に腐食するとき変化すること
である。ターゲットの腐食とともに、グロー放電は、よ
り高い磁界強度の領域に移動する。これによって放電は
ますます集中し、以て腐食が進行するときますます狭い
溝を生じさせる。このことは、ス・量ツタされる物質の
分布型の変化（「ビーミング」効果）に導き、且つ付随
するターゲットの有効時間の減少とともに、使用に適し
たスパッタターゲット物質の在庫（ｉｎマ・１ｔｏｒｙ
）の減少に導く。However, another problem with the use of most magnetron coating sources is that the distribution of the source material reaching the substrate to be coated is not normal. It changes when it corrodes inside. As the target erodes, the glow discharge moves to areas of higher magnetic field strength. This causes the discharge to become more and more concentrated, resulting in increasingly narrower grooves as corrosion progresses. This leads to a change in the distribution type of sputtered material (the "beaming" effect) and, with a concomitant reduction in the effective time of the target, reduces the inventory of sputter target material suitable for use (the "beaming" effect).
).

従って、本発明の目的は、磁気ス・母ツタターｒット物
質の多くの在庫を効果的に利用可能なマグネトロンス・
やツタコーティング源を提供スルことである。Therefore, it is an object of the present invention to provide a magnetron that can effectively utilize a large inventory of magnetic matrix materials.
It also provides a source of ivy coating.

本発明の他の目的は、ターゲット物質の透磁率及び飽和
磁化から独立の、ス・にツタターゲット物質の多くの在
庫を効果的に利用可能なマグネトロンス・臂ツタコーテ
ィング源を提供することである。It is another object of the present invention to provide a magnetronic magnetic coating source that is independent of the permeability and saturation magnetization of the target material and can effectively utilize a large inventory of magnetic target materials. .

本発明の他の目的は、スノやツタターゲットの形状がタ
ーゲット物質の透磁率及び飽和磁化から独立でアシ得る
マグネトロンス・にツタコーティング源を提供すること
である。Another object of the present invention is to provide a magnetron vine coating source in which the shape of the vine target can be determined independently of the permeability and saturation magnetization of the target material.

本発明の他の目的は、磁性スパッタターゲットが磁性タ
ーゲット物質のキュリ一温度以下の温度で有効に動作さ
れ得るマグネトロンス・ぐツタコーティング源を提供す
ることである。Another object of the present invention is to provide a magnetron sputter coating source in which a magnetic sputter target can be effectively operated at temperatures below the Curie temperature of the magnetic target material.

本発明の他の目的は、ス・母ツタターデッドの腐食によ
って起こる変化にかかわらずグロー放電の電気的インピ
ーダンスを制御するための手段が設けられているマグネ
トロンスノ？ツタコーティング源を提供することである
。Another object of the invention is to provide a magnetron solar panel with means for controlling the electrical impedance of the glow discharge despite changes caused by corrosion of the magnetron. To provide a source of ivy coating.

（３３） 本発明の他の目的は、ス・ｆツタターゲットの温度変化
にかかわらずグロー放電の電気的インピーダンスを制御
するための手段が設けられているマダネトロンス・ぐツ
タコーティング源を提供スルことである。(33) It is another object of the present invention to provide a Madanetron beam coating source that is provided with means for controlling the electrical impedance of the glow discharge regardless of temperature changes in the beam target. be.

本発明の他の目的は、磁気回路の変化にかかわらずグロ
ー放電の電気的インピーダンスを制御するための手段が
設けられているマグネトロンスノヤツタコーティング源
を提供することである。Another object of the invention is to provide a magnetron coating source in which means are provided for controlling the electrical impedance of the glow discharge despite variations in the magnetic circuit.

本発明の他の目的は、ス・ぐツタガス圧力の変化にかか
わらずグロー放電の電気的インピーダンスを制御するだ
めの手段が設けられているマグネトロンス・臂ツタコー
ティング源を提供することである。Another object of the present invention is to provide a magnetron ivy coating source that is provided with means for controlling the electrical impedance of the glow discharge despite changes in suction gas pressure.

本発明の他の目的は、所望の定常状態のス・母ツタガス
動作圧力でグロー放電点火を達成するための手段が設け
られているマグネトロンス・母ツタコーティング源を提
供することであろう 本発明の他の目的は、改良はれたス・９ツタタ一ダツト
冷却手段が設けられているマダネトロンスｔりＡ１ ／ＩＰツタコーティング源を提供することである。It would be another object of the present invention to provide a magnetron and master ivy coating source that is provided with means for achieving glow discharge ignition at a desired steady state master gas operating pressure. Another object of the present invention is to provide a Madanetron ST A1/IP ivy coating source which is provided with an improved vent cooling means.

本発明の他の目的は、ス・ぞツタターゲットの腐食を判
断する独立の手段が設けられているマグネトロンス・や
ツタコーティング源を提供することである。It is another object of the present invention to provide a magnetron or ivy coating source that is provided with an independent means for determining corrosion of the ivy target.

本発明の他の目的は、コーティングされるべき基板に到
達するス・！ツタされる物質の分布型を制御するための
手段を有するマグネトロンス・母ツタコーティング源を
提供することである。そのような制御は、ス・ぐツタタ
ーゲットの役に立つ有効期間を通じてもたらされる。Another object of the invention is that the speed of reaching the substrate to be coated is high! It is an object of the present invention to provide a magnetronic mother vine coating source having a means for controlling the distribution type of the material being vineed. Such control is provided through the effective lifetime of the Su-Gutsuta target.

本発明の他の目的は、ス・母ツタターガツトの役に立つ
有効期間を増加するための手段が設けられているマグネ
トロンス・セラタコ−ティング源を提供することである
。Another object of the invention is to provide a magnetron ceratacing source in which means are provided for increasing the useful life of the magnet.

更に他の目的及び特徴が、本発明の詳細な説明から明ら
かになるであろう。Still other objects and features will become apparent from the detailed description of the invention.

本発明の概要 本発明のマグネトロンス・母ツタコーチインク源は、磁
界が永久磁石によってではなく電磁コイルを通して流れ
る電流によってもたらされる大部分の従来技術のコーテ
ィング源とは異なっている。SUMMARY OF THE INVENTION The magnetron-coated ink source of the present invention differs from most prior art coating sources in which the magnetic field is provided by an electric current flowing through an electromagnetic coil rather than by a permanent magnet.

従って、スパッタターゲットの近傍での磁界は、ゼロを
含む広い範囲の値に亘って好都合巨つ急速に変化し得る
。説明した実施例で、電磁コイルは、内方円筒を取り巻
く。（−スゲレートが内方円筒を外方円筒と接続して、
磁気ヨークを形成する。Therefore, the magnetic field in the vicinity of the sputter target can advantageously vary greatly and rapidly over a wide range of values, including zero. In the embodiment described, the electromagnetic coil surrounds the inner cylinder. (-Sugerate connects the inner cylinder with the outer cylinder,
Form a magnetic yoke.

内方及び外方の磁極片が、内方及び外方の円筒から互い
に向かって放射状に延在する。磁極片間に半径方向の間
隙が設けられ、ス・にツタターゲットはこの間隙の最上
部に位置づけられる。ヨーク及び磁極片は、軟鉄又は磁
気ステンレス鋼のような高い透磁率及び高い飽和磁化を
有する強磁性体から作られている。ペースプレート及び
円筒は、内部磁束線の方向に対して横切る十分に大きな
断面積を有し、磁極片への非常に低い磁気抵抗（ｒｅｌ
ｕｃｔａｎｃｅ）経路が、動作中必要とされる（最大起
磁力を生じる）最大電磁コイル電流でもたらされる。Inner and outer pole pieces extend radially toward each other from the inner and outer cylinders. A radial gap is provided between the pole pieces, and the vine target is positioned at the top of this gap. The yoke and pole pieces are made from a ferromagnetic material with high magnetic permeability and high saturation magnetization, such as soft iron or magnetic stainless steel. The paceplate and cylinder have a sufficiently large cross-sectional area transverse to the direction of the internal magnetic flux lines to provide a very low reluctance (rel) to the pole pieces.
uctance) path is provided with the maximum electromagnetic coil current required (resulting in maximum magnetomotive force) during operation.

磁性体のス・やツタターゲットが磁極片の間隙の最上部
に位置づけられるとき、その磁極片は十分に低いコイル
電流で磁気分路として作動し、以てターゲットに隣接し
た磁界強度は無視できるほど小さい。コイル電流を十分
に増加すると、ターケ９ットの一部の磁気飽和の開始が
、起こるであろう。When a magnetic spool or ivy target is positioned on top of the pole piece gap, the pole piece acts as a magnetic shunt at sufficiently low coil currents such that the magnetic field strength adjacent to the target is negligible. small. If the coil current is increased enough, the onset of magnetic saturation of a portion of the market will occur.

一様な厚さのリング形状磁気ターゲットの場合、この最
初の飽和は内方磁極片の半径よりわずかに大きい半径で
起こり、周縁の磁界線がこの半径付近のターゲットの上
及び下で設けられるであろう。For a ring-shaped magnetic target of uniform thickness, this initial saturation occurs at a radius slightly larger than the radius of the inner pole piece, and peripheral magnetic field lines are established above and below the target around this radius. Probably.

コイル電流が更に増加するとき、磁気飽和した領域は半
径方向の範囲で増加し、強度が増加した周縁の磁界線が
横切って設けられる高い磁気抵抗の磁気間隙を形成する
。ターゲットの不飽和部分が磁極片の上で軸方向に延在
し、且つ前述した磁気間隙の半径方向内方及び外方にも
延在して、それによって磁極片の軸方向及び半径方向の
延長部を形成する。コイル電流の特定の必要な値で、タ
ーゲットより上の磁界の形状及び強度は、グロー放電の
所望の増大が達成されるのを可能にするであろう。この
必要値は、ターガツト物質の透磁率及び飽和磁化ととも
に増加し、更にターゲットの厚ｔ３７） さとともに増加するであろう。As the coil current increases further, the magnetically saturated region increases in radial extent, forming a magnetic gap of high reluctance across which peripheral magnetic field lines of increased strength are provided. The unsaturated portion of the target extends axially above the pole piece and also extends radially inwardly and outwardly of the aforementioned magnetic gap, thereby increasing the axial and radial extension of the pole piece. form a section. At a particular required value of coil current, the shape and strength of the magnetic field above the target will enable the desired increase in glow discharge to be achieved. This required value will increase with the permeability and saturation magnetization of the target material, and will also increase with the target thickness t37).

本発明の開示した実施例で、グロー放電の所望の増大を
可能にするのに十分大きな磁界強度が、必要とされるべ
き価値ある小量の電磁コイル電力を用いて達成される。In the disclosed embodiments of the invention, magnetic field strengths large enough to allow the desired increase in glow discharge are achieved with a valuable small amount of electromagnetic coil power required.

例えば、５０ワツト以下の電磁コイル電力が、グロー放
電電力が１乃至１０キロワツトの範囲にあるマグネトロ
ンスゲ＃　ツｐ　ニア−ティング源を動作するのに必要
とされる。このことは、使用に適した物質の所望の多数
の在庫（１ｎｖｅｎｔｏｒｙ）を含む比較的厚い磁気ス
・ぐツタターピットの場合にもあてはまる。For example, less than 50 watts of electromagnetic coil power is required to operate a magnetron steering source with glow discharge power in the range of 1 to 10 kilowatts. This is also the case for relatively thick magnetic strut tarpits containing the desired large inventory of materials suitable for use.

非磁性スノヤツタターｒットが使用されるとき、ターゲ
ットの上及び下の周縁磁界は、磁極片形状及び電磁コイ
ル電流によって決定されるであろう。When a non-magnetic tart is used, the fringe magnetic fields above and below the target will be determined by the pole piece shape and the electromagnetic coil current.

一般に１より小さいコイル電流が、磁気ターゲットに関
してよりも非磁性ターデッドに関して必要とされるであ
ろう。Generally less than 1 coil current will be required for non-magnetic tarded than for magnetic targets.

高い透磁率及び高い飽和磁化のス・ぐツタターガツト物
質に最適の磁極片形状及び間隔が、非磁性ターゲットの
場合によく作用するであろう。しか（３８） し、ス・ぐツタターガツトの腐食型及び物質の利用化に
基づくよりよい性能が、多少異なる磁極片形状及び距離
を用いて得られてもよい。本発明の一特徴が、容易に取
り替え可能で叶つ交換可能な磁極片を提供して、特定の
基礎設計のマグネトロンス・やツタコーティング源が広
範囲の磁気特性を有するス・母ツタターデッドを用いる
最適又は最適に近い方式で使用され得ることにある。Pole piece shapes and spacings that are optimal for high magnetic permeability and high saturation magnetization starch materials will work well for non-magnetic targets. (38) However, better performance based on the corrosion type and material utilization of S.G.T.T. may be obtained using somewhat different pole piece shapes and distances. One feature of the present invention is that it provides an easily replaceable and replaceable pole piece, making the magnetron or ivy coating source of a particular basic design ideal for use with a suction material having a wide range of magnetic properties. Or, it can be used in a near-optimal manner.

容易に取り替え可能で目、つ交換可能な磁極片を有する
他の結果が、ス・♀ツタターガツトの腐食型の半径方向
の位置が特定のマグネトロンスパッタコーティング源で
の有意な範囲に亘ってシフトされ、基板上のコーティン
グの厚さでの所望の分布及び−補性の型を達成するのに
重要であることである。Another consequence of having easily replaceable pole pieces is that the radial position of the corroded type of pole piece can be shifted over a significant range with a particular magnetron sputter coating source; This is important in achieving the desired distribution and type of complementarity in the thickness of the coating on the substrate.

グロー放電の多くの特徴及び特性が、ターガツトのス・
母ツタ面より上の磁界形状及び強度に依存し、放電イン
ピーダンス、動作及び点火についてのスフ９ツタガス圧
力の範囲、グロー放電の形状及び位置、並びに腐食型の
位置及び形状を含む。ス・臂ツタターｒットに隣接して
磁界をもたらす電磁コイル手段が、これらの磁界が自在
に制御及び変化されるのを許容する。そのような制御は
、本発明の開示した実施例で必要とされる比較的低い電
磁コイル電力のため、特に容易に達成される。Many features and characteristics of glow discharges
Depends on the shape and strength of the magnetic field above the base plane, including the discharge impedance, the range of gas pressure for operation and ignition, the shape and location of the glow discharge, and the location and shape of the corrosion mold. Electromagnetic coil means providing magnetic fields adjacent to the armpits allow these fields to be controlled and varied at will. Such control is particularly easily achieved due to the relatively low electromagnetic coil power required in the disclosed embodiments of the invention.

ダロー放電インピーダンス制御が、例えば、広範囲の放
電電流に亘って一定の放電電圧での動作を可能にするた
め、特に重要である。正常な動作中のス・母ツタターｒ
ットの腐食に関して、グロー放電は一般に磁界強度がよ
り高い領域に移動し、固定したスパッタガス圧力につい
ての放電インピーダンス及び電圧を下げる。より低い放
電電圧は、ターガツトから縮小したス・ンツタ収量に導
く。固定したコーティング蒸着速度を維持するために、
放電での電流及び電力の双方を増加することが必要であ
る。電磁コイル電流を減少することは、磁界強度が縮小
されるのを許容し、元の放電インピーダンス及び電圧へ
の戻りをもたらす。磁界の電気的制御が、例えば、ス・
にツタターガツトの有効期間に亘って一定の放電電圧及
び電流を維持できる。このことは、電力供給がもはや広
範囲の出力電圧をもたらす必要がないため、グロー放電
の電力供給の設計及び構造に対１−て重要な含蓄を有す
る。Darrow discharge impedance control is particularly important because it allows operation at a constant discharge voltage over a wide range of discharge currents, for example. Su/mother in normal operation
With respect to corrosion of the sputter, the glow discharge generally moves to areas where the magnetic field strength is higher, lowering the discharge impedance and voltage for a fixed sputter gas pressure. Lower discharge voltages lead to reduced star yields from targat. To maintain a fixed coating deposition rate,
It is necessary to increase both the current and the power at the discharge. Reducing the electromagnetic coil current allows the magnetic field strength to be reduced, resulting in a return to the original discharge impedance and voltage. Electrical control of the magnetic field can be used, e.g.
A constant discharge voltage and current can be maintained throughout the life of the tattered gas. This has important implications for the design and construction of glow discharge power supplies, since the power supply no longer needs to provide a wide range of output voltages.

ス・ぐツタターガツトが腐食してグロー放電が磁界強度
のより高い領域に移動するとき、放電は、ますます集中
する傾向があり、それによって、腐食が進行するとき比
較的狭い溝を生じる。このことは、ス・母ツタされる物
質の分布型での変化及び使用に適したス・母ツタターｒ
ット物質の在庫の減少（従って有効期間の減少）に導く
。この効果は、電磁コイル電流の制御を通じて磁界の強
度を縮小することによって軽減される。As the spark plug corrodes and the glow discharge moves to an area of higher magnetic field strength, the discharge tends to become more and more concentrated, thereby creating a relatively narrow groove as the corrosion progresses. This indicates changes in the distribution type of the substance to be used and the suitable use of the substance.
leading to a reduction in the inventory (and thus a reduction in shelf life) of hot substances. This effect is alleviated by reducing the strength of the magnetic field through control of the electromagnetic coil current.

ス、？ツタターｒットの腐食の型の半径方向の位置及び
幅、故にス・ぐツタされる物質の分布型は、スパッタ面
より上の磁界強度によって影−される。vinegar,? The radial position and width of the erosion pattern of the sputter tart, and hence the distribution pattern of the sputtered material, is influenced by the magnetic field strength above the sputtering surface.

従って、これらの磁界強度の電気的制御が、制御の測定
がこの分布型に亘って遂行されるのを許容する。Electrical control of these magnetic field strengths therefore allows control measurements to be performed over this distribution.

スパッタターガツトより上の磁界は点火及び動（４１） 作双方のためのス・やツタガス圧力の範囲を決定するこ
とは、周知である。一般に、特定の磁界分布について、
グロー放電が、放電が開始され得る最低の圧力より多少
下の圧力で安定して動作するであろう。幾つかの適用で
、比較的低いスパッタガス圧力での動作が、ターガツト
から基板への途中でス・母ツタされた物質のがス分散の
減少のために所望されてもよい。そのような場合に点火
を得る一つの方法が、ス・母ツタガス圧力を一時的に増
加して、次に放電が開始された後にガス圧力を減少させ
ることである。利用できる磁界の電気的制御を用いて、
点火を達成するより簡単で便利な方法が、所望の動作レ
ベルでス・母ツタガス圧力を維持する一方、瞬間的に電
磁コイル電流を増加することである。It is well known that the magnetic field above the sputter target determines the range of gas pressure for both ignition and operation. Generally, for a particular magnetic field distribution,
A glow discharge will operate stably at pressures somewhat below the lowest pressure at which a discharge can be initiated. In some applications, operation at relatively low sputter gas pressures may be desired to reduce sputter dispersion of sputtered material en route from the target to the substrate. One way to obtain ignition in such cases is to temporarily increase the main ivy gas pressure and then decrease the gas pressure after the discharge has begun. With electrical control of available magnetic fields,
A simpler and more convenient way to achieve ignition is to momentarily increase the electromagnetic coil current while maintaining the main ivy gas pressure at the desired operating level.

幾つかの適用で、一時的に又は長期間で現在のマグネト
ロ／スフクツタコ−ティング源を非磁性ダイオードスパ
ッタリング装置又はス・ンツタ・エッチ清浄装置に変え
ることが所望されてもよい。そのような変更が、電磁コ
イル電流をゼロまで減少（４２） させることによって簡早に本発明の開示した実施例を用
いて容易に達成される（必要ならば、消磁を達成するた
めに反転後）。In some applications, it may be desirable to temporarily or long-term convert current magneto/swift tacoting sources to non-magnetic diode sputtering systems or solar etch cleaning systems. Such modification is readily accomplished using the disclosed embodiments of the present invention by simply reducing the electromagnetic coil current to zero (42) (if necessary, after reversal to achieve demagnetization). ).

本発明の他の特徴が、ス・母ツタターガツトの近傍で磁
界センサを含み、使用することである。本発明の開示し
た実施例で、磁界センサけ、最大の腐食の半径方向の位
置近くのスフ４ツタターｒツトの水冷側に隣接して設置
されたホールゾロープである。磁気ターピットに関して
、ホール！ロープによって感知される磁界は、ターピッ
トの腐食とともに急速に変化する。ス・母ツタターｒッ
トについての役に立つ有効期間の終末は、例えば、キロ
ワット時に基づいて実験的に設定され得る。磁気スノヤ
ツタターグットの腐食の状態の独立の検査が、役に立つ
有効期間の終末に対応する方法に従って、前述した磁界
センサを用いて有用且つ好都合に行なわれ得る。要約す
れば、ホールゾローブ磁界センサは、価値ある診断装置
である。Another feature of the invention is the inclusion and use of a magnetic field sensor in the vicinity of the base. In the disclosed embodiment of the present invention, the magnetic field sensor is a Hallzorope installed adjacent to the water-cooled side of the four-way tart near the radial location of maximum corrosion. Regarding the magnetic tarpit, Hall! The magnetic field sensed by the rope changes rapidly as the tarpit erodes. The end of useful life for the motherboard can be set experimentally, for example, based on kilowatt-hours. An independent inspection of the state of corrosion of the magnetic snow tarter can be usefully and conveniently carried out using the magnetic field sensor described above, according to a method corresponding to the end of its useful life. In summary, Hallzolobe magnetic field sensors are valuable diagnostic devices.

非磁性ス・ぐツタターピットが使用されるとき、先に述
べたように、例えば放電の一定電圧動作を許容するため
に磁界を電気的に調整することは、有用である。ホール
ゾローゾは、局部磁界を監視するために有益に用いられ
ることが可能であって、ス・ンツタターガツトの腐食及
び役に立つ有効期間の終末の接近と独立して関連させら
れることが可能である。When non-magnetic spark tarpits are used, it is useful, as mentioned above, to electrically adjust the magnetic field, for example to allow constant voltage operation of the discharge. Hollows can advantageously be used to monitor the local magnetic field and can be independently correlated with the corrosion of the scanner and the approach of the end of its useful life.

本発明の一実施例で新規なス・ぐツタターピット冷却手
段が、開示される。ターピットの底部側は、水チェノ・
ぐと接触している。隔壁が、そのチェノ・９を入口部及
び出口部に分ける。入口から出口への流れで、水は、隔
壁の最上部とターピットの底部との間の狭い間隙を通っ
て流れるようにさせられる。その隔壁は、ターピットの
最大の腐食の領域下で直接設置される。このように、ス
ノ譬ツタターｒットは、最大電力浪費の領域に隣接して
効果的且つ一様に冷却されてもよい。In one embodiment of the present invention, a novel suction tarpit cooling means is disclosed. The bottom side of the tarpit is a water chamber.
I'm in close contact with you. A partition divides the chamber into an inlet section and an outlet section. With flow from inlet to outlet, water is forced to flow through the narrow gap between the top of the bulkhead and the bottom of the tarpit. The bulkhead is installed directly under the area of maximum corrosion of the tarpit. In this manner, the snow tart may be effectively and uniformly cooled adjacent to areas of greatest power dissipation.

特に磁気ターピットの場合に、ホールゾローゾは、役に
立つ有効期間の終末への接近に関する価値ある独立の情
報をもたらし、それによって水チェンバからス・母ツタ
ターｒットを通しての破局的漏れを回避するのを助ける
ことが可能である。Particularly in the case of magnetic tarpits, the holes provide valuable independent information regarding the approach to the end of useful life, thereby helping to avoid catastrophic leakage from the water chamber through the mother tarpit. Is possible.

好適実施例の説明 第１図のス・９ツタコーテイング源は、中心陽極組立体
１０．外方陽極１１及びスノツタターｒット１３を含み
、スノぐツタターピット１３は陰極としても利用できる
。スノ母ツタターガツト１３から離れて、磁気回路は、
電気的フィードスルー及びコネクタ２１を有する電磁コ
イル２０、中空中心円筒２２、ペースグレート２３、中
空外方円筒２４、外方磁極片２５（円筒２４と一体で示
される）並びに内方磁極片２７から成る。全部品２２乃
至２７は、軟鉄及び磁気ステンレススチールのように、
高い透磁性で高い飽和強磁性の物質から成り、比較的塊
状で低い抵抗の磁気経路をもたらし、最も大きい磁気抵
抗が磁極片２５及び２７０間の間隙を横切るスノ母ツタ
ターｒット１３によってもたらされる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The S.9 ivy coating source of FIG. 1 includes a central anode assembly 10. It includes an outer anode 11 and a snout tart pit 13, and the snout tart pit 13 can also be used as a cathode. Apart from Snow Mother Tsutata Gatsuto 13, the magnetic circuit is
Consists of an electromagnetic coil 20 with electrical feedthroughs and connectors 21, a hollow central cylinder 22, a pace grating 23, a hollow outer cylinder 24, an outer pole piece 25 (shown integral with cylinder 24), and an inner pole piece 27. . All parts 22 to 27 are made of soft iron and magnetic stainless steel.
Consisting of highly permeable, highly saturated ferromagnetic material, it provides a relatively bulky, low resistance magnetic path, with the greatest reluctance provided by the magnet 13 across the gap between the pole pieces 25 and 270. .

ペースグレート２３は、複数のネジ（図示せず）によっ
て円筒２２及び２４に増り付けられて、磁気ヨークを形
成する。磁極片２７は複数のネジ３０（２本示される）
によって円筒２２に取り付けられ、真空気密が０リング
３１及び３２によって部品２７及び２２０間にもたらさ
れる。内部フランジ３４が、中心陽極組立体１０を支持
するために磁極片２７に溶接され又はろう付けされる。Pace grate 23 is attached to cylinders 22 and 24 by a plurality of screws (not shown) to form a magnetic yoke. Pole piece 27 has a plurality of screws 30 (two shown)
and vacuum sealing is provided between parts 27 and 220 by O-rings 31 and 32. An internal flange 34 is welded or brazed to the pole piece 27 to support the center anode assembly 10.

外部フランジ３６が円筒２４に溶接又はろう付けされて
、第２図の実施例について示されるのと同様の方法で、
外方陽極１１との断熱接触をもたらす。External flange 36 is welded or brazed to cylinder 24 in a manner similar to that shown for the embodiment of FIG.
Provides an adiabatic contact with the outer anode 11.

スノにツタターピット１３は、外方クランプ３８によっ
て磁極片２５に固着され、内方クランｆ３９によって磁
極片２７に固着される。複数のネジ４０（４本示される
）がフランジ３８及び３９を磁極片２５及び２７に取り
付け、Ｏリング４１及び４２がスノぐツタターピット１
３と磁極片２５及び２７との間に真空気密をもたらす。The vine tart pit 13 is fixed to the magnetic pole piece 25 by an outer clamp 38, and fixed to the magnetic pole piece 27 by an inner clamp f39. A plurality of screws 40 (four shown) attach flanges 38 and 39 to pole pieces 25 and 27, and O-rings 41 and 42 attach to snog tarpit 1.
3 and the pole pieces 25 and 27.

スフ９ツタターｒツト１３の水冷が、マニホルド４５の
補助を伴って達成される。マニホルド０４５はペースプ
レート２３によって磁極片２５及び２７としっかりと接
触して保持され、マニホルド４５と磁極片２５及び２７
との間の真空気密が０リング４６及び４７の補助を伴つ
でもたらされる。水の入口導管４９が、円筒２４を通る
間隙孔５０を通過して、マニホルＩ−”４５で第１水平
孔５１内に気密される。第１垂直孔５２、第２水平孔５
３及び第２垂直孔５４が、マニホルド４５を通る水の流
路を達成する。孔リング５５及び５６が、水の流路を設
定すべく図示されるように気密される。Water cooling of the trunk 13 is accomplished with the aid of a manifold 45. Manifold 045 is held in firm contact with pole pieces 25 and 27 by pace plate 23, and manifold 45 and pole pieces 25 and 27
A vacuum seal between the two is provided with the aid of O-rings 46 and 47. A water inlet conduit 49 passes through an interstitial hole 50 through the cylinder 24 and is hermetically sealed into the first horizontal hole 51 at the manifold I-'' 45.The first vertical hole 52, the second horizontal hole 5
3 and a second vertical hole 54 provide a water flow path through the manifold 45. Hole rings 55 and 56 are sealed as shown to establish a water flow path.

円筒隔壁６０がマニホルド４５の最上面に取り付けられ
て、入口３！１ｊ６１及び出口＠６２を形成する。A cylindrical bulkhead 60 is attached to the top surface of the manifold 45 to form an inlet 3!1j61 and an outlet @62.

入口部について示されるのと同様の方法で、１又２以上
の出口導管（図示せず）が、一連の水平孔及び垂直孔を
介して出口環６２に接続される。隔壁６０の最上縁とス
・母ツタターｒット１３の底面との間の間隔６４が、一
様に小さく作られて、底面下の水の適切であるが高いイ
ンピーダンスの流れがターゲット１３の周囲に一様な冷
却をもたらすことを保証する。In a manner similar to that shown for the inlet section, one or more outlet conduits (not shown) are connected to the outlet ring 62 through a series of horizontal and vertical holes. The spacing 64 between the top edge of the bulkhead 60 and the bottom surface of the base tart 13 is made uniformly small to ensure a suitable but high impedance flow of water below the bottom surface around the target 13. to ensure uniform cooling.

磁界の強さを測定するためのホールグローブ６７が、ス
ノぐツタターゲット１３の下で入口ｆｉ６１と出口環６
２との間に設置される。４本の電気的リード線６８（２
本図示される）が、導管６９を通してホールプローブ６
７に接続される。導管６９が、円筒２４を通る水平間隙
孔７０を通過して、マニホルド４５で第１水平孔７１内
に気密される。A hole globe 67 for measuring the strength of the magnetic field is installed between the inlet fi 61 and the outlet ring 6 under the snow ivy target 13.
It will be installed between 2. Four electrical leads 68 (2
) is inserted into the Hall probe 6 through the conduit 69.
Connected to 7. A conduit 69 passes through a horizontal gap hole 70 through the cylinder 24 and is hermetically sealed within the first horizontal hole 71 at the manifold 45 .

第１垂直孔７２、第２水平孔７３及び第２垂直孔７４が
、ホールグローブ６７から導管６９を通して電気的リー
ド線６８のための経路をもたらす。A first vertical hole 72 , a second horizontal hole 73 and a second vertical hole 74 provide a path for electrical leads 68 from hole globe 67 through conduit 69 .

孔リング７５及び７６が、通路を気密するのに役立つ。Hole rings 75 and 76 serve to seal the passageway.

１本のキャップをした管８０が、ホールノロ−プロアを
取り囲み、第２の垂直孔７４にろう付は又は溶接される
。第１図で図示されるように、ホールグローｆ６７の半
径方向の位置は、本質的に隔壁６００半径方向位置と同
じである。従って、取り囲むキャップをしだ管８０の存
在は、入口環６１と出口環６２との間に円筒隔壁６０の
妨害物を導入する。キャップをしだ管８０の最上面とス
、ｆツタターグツト１３の底面との間の間隙８４が、隔
壁６０のだめの間隙６４によってもたらされるのと実質
的に同一の水流に対する高いインピーダンスをもたらす
ように選択される。A capped tube 80 surrounds the hole nozzle and is brazed or welded to the second vertical hole 74. As illustrated in FIG. 1, the radial position of the hole glow f67 is essentially the same as the radial position of the septum 600. The presence of the surrounding cap tube 80 thus introduces an obstruction of the cylindrical partition 60 between the inlet ring 61 and the outlet ring 62. The gap 84 between the top surface of the cap tube 80 and the bottom surface of the stem 13 is selected to provide substantially the same high impedance to water flow as provided by the sump gap 64 of the septum 60. be done.

中心陽極組立体１０は、内部７ランゾ３４に断熱的に取
り付けられる。断熱リング８６が複数のネジ８７（１本
図示される）によってフランジ３４に固定され、リング
８６と７ランノ３４との間の真空気密が０リング８８に
よってもたらされる。The center anode assembly 10 is adiabatically mounted to the interior seven orifices 34. An insulating ring 86 is secured to the flange 34 by a plurality of screws 87 (one shown), and a vacuum seal between the ring 86 and the seven runs 34 is provided by an O-ring 88.

ペース部材９０が複数のネジ９１（１本図示される）を
用いて断熱リング８６に固定され、真空気密がＯリンダ
９２の補助を伴ってもたらされる。A pace member 90 is secured to the insulation ring 86 using a plurality of screws 91 (one shown) and vacuum tightness is provided with the aid of an O-cylinder 92.

ペース部材９０は、最上部キャラ７”９５を取り付けら
れている中空円筒部片９４を含み、以て水冷チェンバ９
６が形成される。水の入路９７及び水の出路９８がチェ
ンバ９６に接続し、以て中心陽極組立体１０の水冷が達
成されてもよい。中心ディスク１００が、中心ネジ１０
１によって最上部キャップ９５に取り付けられる。円筒
部１０４及び平坦リング部１０５から成る直角部材１０
３が、中心ディスク１００に取り付けられる。The pace member 90 includes a hollow cylindrical piece 94 to which a top character 7'' 95 is attached, thereby forming a water cooling chamber 9.
6 is formed. A water inlet 97 and a water outlet 98 may connect to the chamber 96 to achieve water cooling of the central anode assembly 10. The center disk 100 has a center screw 10
1 to the top cap 95. Right angle member 10 consisting of a cylindrical portion 104 and a flat ring portion 105
3 is attached to the central disk 100.

外方陽極１１のための支持部材は、第１図で図示してい
ない。しかしながら、外方陽極１１は、第２図の実施例
での陽極について以下に示される（４９）　−＋一 方法で支持されてもよい。The support member for the outer anode 11 is not shown in FIG. However, the outer anode 11 may be supported in one manner as shown below for the anode in the embodiment of FIG.

第２図のマダネトロンス・平ツタコーティング源は、陽
極１１１及びス・にツタターガツト（陰極）１１３を含
む。ターゲット１１３から離れて、磁気回路は、電磁コ
イル１２０、嵌合体及び接続部１２１、中心円筒１２２
、ベースル−ト１２３、中空外方円筒１２４、外方磁極
片１２５、トラノブレート１２７、並ひに一体内方磁極
片１２８から成る。同時に、部品１２２．１２３．１２
４及び１２７は、磁極片１２５及び１２８の間に磁気ヨ
ークを形成する。部品１２２乃至１２８は比較的大きい
断面積で高い透磁率の高い飽和強磁性物質から成り、磁
極片１２５及び１２８を通して低いインピーダンスの磁
気経路をもたらす。非磁性リング１２９が、磁極片１２
５及び１２８にろう付は又は溶接され、それら磁極片に
真空緊密接合を形成する。ネジ１３０がトツ！ル−ト１
２７を中心円筒１２２に固定し、０リング１３１はプレ
ート１２７及び円筒１２２の間に真空気密をもたらす。The Madanetron flat ivy coating source of FIG. 2 includes an anode 111 and a cathode 113. Away from the target 113, the magnetic circuit includes an electromagnetic coil 120, a mating body and connections 121, a central cylinder 122
, a base root 123, a hollow outer cylinder 124, an outer pole piece 125, a torano plate 127, and an integral inner pole piece 128. At the same time, parts 122.123.12
4 and 127 form a magnetic yoke between pole pieces 125 and 128. Components 122-128 are comprised of high permeability, saturated ferromagnetic material with a relatively large cross-sectional area, providing a low impedance magnetic path through pole pieces 125 and 128. The non-magnetic ring 129 is attached to the magnetic pole piece 12
5 and 128 are brazed or welded to form a vacuum tight connection to the pole pieces. Screw 130 is the best! Route 1
27 to the central cylinder 122, and an O-ring 131 provides a vacuum seal between the plate 127 and the cylinder 122.

底部で同様にネジ１３３がペースル−（５０） ト１２３を円筒１２２に固定し、０リング１３４はペー
ス１２３と円筒１２２との間に真空接合をもたらす。複
数のネジ（図示せず）がペースル−）１２３を外方円筒
１２４に固定し、０リング１３５はル−ト１２３と円筒
１２４との間に真空気密をもたらす。外部フランジ１３
６が、外方円筒１２４の外側に溶接又はろう付けされて
、真空チェノ・９又は処理装置への断熱的取付けを可能
にし、更に陽極１１１への断熱的接触も可能にする。At the bottom, a screw 133 likewise secures the paste route (50) to the cylinder 122, and an O-ring 134 provides a vacuum connection between the paste 123 and the cylinder 122. A plurality of screws (not shown) secure the paste hole 123 to the outer cylinder 124, and an O-ring 135 provides a vacuum seal between the root 123 and the cylinder 124. External flange 13
6 is welded or brazed to the outside of the outer cylinder 124 to allow adiabatic attachment to the vacuum chamber 9 or processing equipment, as well as adiabatic contact to the anode 111.

複数のネジ１３８（２本図示される）が磁極片１２５を
外方円筒１２４に固定し、０リング１３９が磁極片１２
５と円筒１２４との間に真空気密をもたらす１．スノぐ
ツタターグツト１１３は、外方クランプ１４１及び内方
クランｆ１４２によって磁極片１２５及び１２８に固定
される。これらクランプ１４１及び１４２はまた、複数
のネジ１４３（クランプ１４２のために２本図示され、
クランプ１４１のためには図示されない）によって固定
される。A plurality of screws 138 (two shown) secure the pole piece 125 to the outer cylinder 124, and an O-ring 139 secures the pole piece 125 to the outer cylinder 124.
5 and the cylinder 124;1. The snag tart 113 is fixed to the pole pieces 125 and 128 by an outer clamp 141 and an inner clamp f142. These clamps 141 and 142 also include a plurality of screws 143 (two shown for clamp 142;
(not shown for clamp 141).

コイル１２０は、部分的に中心円筒１２２を取り巻く。Coil 120 partially surrounds central cylinder 122 .

コイルジャケット１４５が、部分的にコイル１２０を取
り巻く。ジャケット１４５は、円筒部１４６及び平坦リ
ング部１４７を含む。０リング１４８がペース１２３と
円筒部１４６との間に耐水接合をもたらし、０リンダ１
４９が内部円筒１２２と平坦リング部１４７との間に耐
水接合をもたらす。内部円筒１２２でのステツノ１５１
が、平坦リング部１４７の最上面と係合する。水冷チェ
ンバ１５３が形成され、円筒１２４の内面、ペース１２
３の最上面、コイルジャケット１４５の外面、ステラｆ
１５１の外部、磁極片１２５及び１２８の部分、並びに
非磁性リング１２９の底面によって包まれる。水が複数
の噴出管１５４（２本図示される）を通してチェンバ１
５３内に導入され、ペースフレート１２３に浸透して導
入される。これらの噴出管は、複数の噴射水を非磁性リ
ング１２９の底面に指向して、ス・やツタターグツト１
１３の冷却をもたらす。戻り水流のだめの出口が、図示
されていない手段によってもたらされる。A coil jacket 145 partially surrounds the coil 120. Jacket 145 includes a cylindrical portion 146 and a flat ring portion 147. An O-ring 148 provides a water-tight connection between the pace 123 and the cylindrical portion 146, and the O-ring 148
49 provides a watertight connection between the inner cylinder 122 and the flat ring portion 147. Step 151 in the inner cylinder 122
engages the top surface of flat ring portion 147. A water-cooled chamber 153 is formed on the inner surface of the cylinder 124, the space 12
3, the outer surface of the coil jacket 145, Stella f
151 , portions of pole pieces 125 and 128 , and the bottom surface of non-magnetic ring 129 . Water enters the chamber 1 through a plurality of spout pipes 154 (two shown).
53 and penetrates into the pace plate 123. These jetting pipes direct a plurality of jetted water toward the bottom surface of the non-magnetic ring 129, so that they can be
Provides cooling of 13. An outlet for the return water flow sump is provided by means not shown.

スｉ＋ツタ陰極１３に隣接するホールグローブ６７の位
置は、第１図との関係で前述されている。キャップをし
た管１５７の内側のホールデローゾ１５６が、非磁性リ
ング１２９に密接して位置づけられたチェンバ１５３の
内側に概略的に図示される。第２図で明示されてはいな
いが、噴出管１５４が、例えば、ホール！ロープ１５６
を導入し且つ位置づける直接の手段を設けるために容易
に変形させられ得る。The location of the hole globe 67 adjacent to the i+ ivy cathode 13 has been described above in connection with FIG. A holder 156 inside a capped tube 157 is schematically illustrated inside a chamber 153 positioned in close proximity to a non-magnetic ring 129 . Although not explicitly shown in FIG. 2, the ejection pipe 154 may be, for example, a hole! rope 156
can be easily modified to provide a direct means of introducing and positioning.

陽極１１１が、外方ディスク部１６０１円筒部１６１及
び内方ディスク部１６２から形成される。Anode 111 is formed from outer disk portion 1601 cylindrical portion 161 and inner disk portion 162.

複数のネジ１６４（２本図示される）が、陽極１１１を
取付は板１６５に固定する。断熱リング１６７が複数の
ネジ１６８（１本図示される）によって取付は板１６５
に固定され、０リング１６９が断熱グレート１６７と取
付は板１６５との間に真空気密をもたらす。外部クラン
プ１３６が、図示されない手段によって係合され、断熱
リング１６７と接触して保持される。０リング１７１が
、７ランノ１３６とリング１６７との間に真空気密をも
たらす。取付は板１６５は、図示され々い手段によって
フランツ１８０と係合される。例えば、フランジ１８０
は、真空装置又は処理装置に接続してもよい。取付は板
１６５とフランツ１８０との間の真空接合は、０リング
１８１によってもたらされる。A plurality of screws 164 (two shown) secure the anode 111 to the mounting plate 165. The insulation ring 167 is attached to the plate 165 by a plurality of screws 168 (one shown).
An O-ring 169 provides a vacuum seal between the insulating grate 167 and the mounting plate 165. An external clamp 136 is engaged and held in contact with insulation ring 167 by means not shown. An O-ring 171 provides a vacuum seal between the 7-run 136 and the ring 167. Attachment plate 165 is engaged with flange 180 by means not shown. For example, flange 180
may be connected to a vacuum or processing device. Attachment is provided by an O-ring 181, with a vacuum bond between plate 165 and flange 180.

第３図は、第２図のス・９ツタターｒツト１１３の断片
部を示す。第３図で、ス・ぐツタターグツト１１３は、
内径１．７５インチ（約４．４５ｃＷ１）、外径３．５
６インチ（約９．Ｑ４６Ｒ）及び厚さ又は垂直の高さ約
０．３７５インチ（約０．９５３ｃｒｎ）を有する。FIG. 3 shows a fragment of the stage 113 of FIG. In FIG.
Inner diameter 1.75 inches (approx. 4.45cW1), outer diameter 3.5
6 inches (approximately 9.Q46R) and has a thickness or vertical height of approximately 0.375 inches (approximately 0.953 crn).

第３図で、代表的磁界線２０１が、性質−ヒターデッド
より上に図示される。特に、磁界線２０１の形状は、タ
ーグツト１１３の磁性体の磁気飽和のレベルに強く依存
する。ス・母ツタターｒット１１３は、新しいとき腐食
されない面の外形２０３を有する。電磁コイル１２０へ
の一定の電流で５２．６キロワツト時について４１０ス
テンレス鋼から成るス・母ツタターゲット１１３を動作
した後、外形２０４が得られた。５７．５ギロワツト時
について・ぐ−マロイから成るス・Ｐツタターグツト１
１３を、ホールプローブ１５６によって測定されたとき
一定の磁界に維持すべく調整された電磁コイル１２０へ
の電流を用いて動作した後、外形２０５が得られた。役
に立つ有効期間の終末の外形２０７が、前述の・や−マ
ロイタ−グツトについて推定される。ターデッドの有効
期間は、１００ギロワツト時よりも多いと推定される。In FIG. 3, representative magnetic field lines 201 are illustrated above the property-heated dead. In particular, the shape of the magnetic field lines 201 strongly depends on the level of magnetic saturation of the magnetic material of the target 113. The base/base tart 113 has a surface profile 203 that does not corrode when new. After operating the base ivy target 113 made of 410 stainless steel for 52.6 kilowatt hours with a constant current to the electromagnetic coil 120, profile 204 was obtained. About 57.5 girowatt hours - S.P. consisting of Gumaloi 1
After operating 13 with a current to the electromagnetic coil 120 adjusted to maintain a constant magnetic field as measured by the Hall probe 156, the contour 205 was obtained. A useful end-of-life contour 207 is estimated for the above-mentioned ``Malloy Tag''. It is estimated that Tarded's useful life is more than 100 gigawatt hours.

第４図は、・Ｐ−マロ・イスノやツタターデッド１１３
の動作期間（キロワット時で測定される）の関数として
ホールプローブ１５６の出力′４ｆ圧の曲線２１０を示
す。これは、第３図で外形２０５を生じさせたのと同じ
ターデッドである。前述したように、外形２０５は、ホ
ールプローブ１５６によって測定されたとき一定の磁界
を維持すべく調整されたコイル１２０への電流を用いて
５７．５ギロワツト時で動作した後、得られた。Figure 4 is: ・P-Maro Isunoya Tsutatardead 113
A curve 210 of the output '4f pressure of the Hall probe 156 as a function of the operating period (measured in kilowatt-hours) is shown. This is the same tarde that gave rise to profile 205 in FIG. As previously discussed, profile 205 was obtained after operating at 57.5 GWh with the current to coil 120 adjusted to maintain a constant magnetic field as measured by Hall probe 156.

曲線２１０は、コイル１２０の電流を周期的に固定した
値（４０アンペア、スパッタ源の動作全中断して）に戻
して、ホールプローブ１．５６の出力電圧を測定するこ
とによって生成された。この電圧は、ホールプローブの
位置で磁界に比例している。この磁界が最初の４０時間
の動作中に５０チ以上生成したことは、曲線２１０から
れかるであろう。Curve 210 was generated by periodically returning the current in coil 120 to a fixed value (40 amps, with all sputter source operation suspended) and measuring the output voltage of Hall probe 1.56. This voltage is proportional to the magnetic field at the Hall probe location. It can be seen from curve 210 that this field was generated over 50 degrees during the first 40 hours of operation.

第１図のマグネトロンス・ぐツタコーティング源を動作
するために、例えば、このコーティング源は、排気可能
なチェンバの噛合するフランジに最初に取り付けられる
。中心陽極組立体１０及び外方陽極１１が、ともに電気
的に連結され、グロー放電電力源の正の電圧端子に接続
されてもよい。To operate the magnetron gutter coating source of FIG. 1, for example, the coating source is first attached to mating flanges of an evacuable chamber. The center anode assembly 10 and the outer anode 11 may be electrically coupled together and connected to a positive voltage terminal of a glow discharge power source.

この電力源の正の端子は、任意にアース接続されてもよ
い。変形的に、中心陽極組立体１０は、外方陽極１１に
関してバイアスを可能にすべく個々に接続されてもよい
。磁気回路は、磁極片２５及び２７を付設した磁気ヨー
ク（ペースプレート２３、円筒２２及び２４から成る）
並びにス・母ツタターｒット１３を含む。これらの部品
は、ともに電気的に接合されて、陽極１０及び１１から
電気的に絶縁されている。陽極１０及び１１に対する位
置並びに磁極片２５及び２７に対する位置のため、ス・
母ツタターｒット１３は、ス・ぐツタ源の陰極として働
く。動作中、磁気回路及び陰極は、グロー放！電力源の
負の端子に接続される。電磁コイル２０は、可変電圧磁
石電力源によって電気的コネクタ２１を通して付勢され
る。ターデッド１３のスｉｅツタ面より上の磁界は、電
磁コイル２０での電流並びにス・ぐツタターデッド１３
が作られる物質の透磁率及び飽和磁化特性の双方に依存
する。The positive terminal of this power source may optionally be connected to earth. Alternatively, the central anode assemblies 10 may be individually connected to allow biasing with respect to the outer anodes 11. The magnetic circuit consists of a magnetic yoke (consisting of a pace plate 23, cylinders 22 and 24) equipped with magnetic pole pieces 25 and 27.
Also includes Su Mother Tsutatar 13. These parts are electrically bonded together and electrically isolated from the anodes 10 and 11. Because of the position relative to the anodes 10 and 11 and the position relative to the pole pieces 25 and 27, the
The mother ivy tert 13 acts as a cathode for the sui gtuta source. During operation, the magnetic circuit and cathode emit a glow! Connected to the negative terminal of the power source. Electromagnetic coil 20 is energized through electrical connector 21 by a variable voltage magnet power source. The magnetic field above the swivel surface of the tarded 13 is caused by the current in the electromagnetic coil 20 and
depends on both the magnetic permeability and saturation magnetization properties of the material from which it is made.

ホールプローブ６７に感応性を与えるのに必要とされる
電流は、電気的リード線６８に接続したホールゾロ−！
制御ユニットによってもたらされる。The current required to sensitize Hall probe 67 is the amount of current required to make Hall probe 67 sensitive.
brought about by the control unit.

結果として生じるホール電圧は、ホールゾロ−！６７の
位置での磁界に比例し、ホールプローブ制御ユニットに
よって測定される。冷却水が、ス・ぐツタターデッド１
３のために水の入口導管４９に供給され、中心陽極組立
体１０のために水の入路９７に供給される。The resulting Hall voltage is Hall Zorro! 67 and is measured by the Hall probe control unit. Cooling water is dead 1
3 to the water inlet conduit 49 and to the water inlet conduit 97 for the center anode assembly 10 .

排出後、マグネトロンス・ぐツタコーティング源が取り
付けられているチェンバは、ス・母ツタがス（普通アル
ゴンである）から成る半天気圧に戻される。ス・ぞツタ
が電圧及びスパッタターデッド１３より上の磁界強度は
適切な範囲内にあり、マグネトロンス・ぐツタコーティ
ング源の動作はグロー放電電力源からの必要とされる電
圧を適用して開始されることが可能であり、基板のス・
９ツタターｒツト１３からの物質での被接が開始できる
。After evacuation, the chamber to which the magnetron coating source is attached is returned to semi-weather pressure consisting of carbon dioxide (usually argon). If the voltage and magnetic field strength above the sputter dead 13 are within suitable ranges, operation of the magnetron coating source begins by applying the required voltage from the glow discharge power source. It is possible to
9. Contacting with material from the starting point 13 can begin.

第２図のマグネトロンスパッタコーティング源の動作は
、本質的に第１図のコーティング源の場合と同じである
。第１図のコーティング源と違って、第２図のコーティ
ング源は、中心陽極を有しない。陽極１１１は、グロー
放電電力源の正の端子に接続される。磁気回路は、ベー
スプレート１２３、円筒１２２及び１２４、トッププレ
ート１２７並びにスノぐツタターデッド１１３から成る
。The operation of the magnetron sputter coating source of FIG. 2 is essentially the same as that of the coating source of FIG. Unlike the coating source of FIG. 1, the coating source of FIG. 2 does not have a central anode. Anode 111 is connected to the positive terminal of the glow discharge power source. The magnetic circuit consists of a base plate 123, cylinders 122 and 124, a top plate 127 and a snog tattered dead 113.

トッププレート１２７け、磁気ヨーク並びに磁極片１２
５及び１２８を形成する。非磁性リング１２９は、磁極
片１２５及び１２８に対して真空気密を形成する。磁気
回路の部品は、ともに電気的に接合され、陽極１１１か
ら絶縁される。陽極１１１並びに磁極片１２５及び１２
８に対する位置のタメ、スノヤツタターｒット１１３は
、スパッタ源の陰極として働く。動作中、磁気回路及び
陰極は、グロー放電電力源の負の電圧端子に接続される
。電磁コイル１２０が、可変電圧磁石電力源によって電
気的コネクタ１２１を通して付勢される。ス・やツタタ
ーグツト１１３のス・母ツタ面より上の磁界強度は、電
磁コイル１２０での電流並びにス・やツタターグツト１
１３が作られる物質の透磁率及び飽和磁化特性の双方に
依存する。127 top plates, 12 magnetic yokes and pole pieces
5 and 128. Non-magnetic ring 129 forms a vacuum seal with pole pieces 125 and 128. The components of the magnetic circuit are electrically bonded together and insulated from the anode 111. Anode 111 and pole pieces 125 and 12
The target 113 at the position relative to 8 serves as the cathode of the sputtering source. In operation, the magnetic circuit and cathode are connected to the negative voltage terminal of the glow discharge power source. Electromagnetic coil 120 is energized through electrical connector 121 by a variable voltage magnet power source. The magnetic field strength above the base surface of the base 113 of the base 113 is determined by the current in the electromagnetic coil 120 and the base of the base 113 of the base 113.
13 depends on both the magnetic permeability and saturation magnetization properties of the material from which it is made.

ホールグローブ１５６に感応を与えるのに必要な電流は
ホールグロー！制御ユニットによってもたらされ、ホー
ルグローブ１５６によって発生したホール電圧はホール
グロー！制御ユニットによって測定される。ス・ぐツタ
ターグツト１１３を冷却するだめの水は、非磁性リング
１２９の底部に向かって指向される複数の噴出管１５４
によってチェノ−４１５３内に注入される。排出抜、マ
グネトロンス・ンツタコーティング源が停止しているチ
ェンバは、ス・セックがス（普通アルゴンである）から
成る半天気圧に戻される。スミ４ツタガス圧及びスノや
ツタターグツト１１３より上の磁界強度が適切な範囲内
にあるとき、マグネトロンスノ？ツタコーティング源の
動作はグロー放電電力源からの必要とされる電圧を適用
して開始されることが可能であり、基板のス・母ツタタ
ーｒット１１３からの物質での被覆が開始できる。The current required to sensitize the hole globe 156 is the hole glow! The Hall voltage provided by the control unit and generated by the Hall globe 156 is the Hall glow! Measured by the control unit. The water for cooling the suction tank 113 is fed through a plurality of spout pipes 154 directed toward the bottom of the non-magnetic ring 129.
Injected into Cheno-4153 by. The chamber, with the evacuated magnetron coating source turned off, is returned to semi-weather pressure consisting of gas (usually argon). When the Sumi 4 Tsuta gas pressure and the magnetic field strength above the Suno and Tsuta Targut 113 are within appropriate ranges, the magnetron Suno? Operation of the ivy coating source can be initiated by applying the required voltage from the glow discharge power source, and coating of the substrate with material from the source tart 113 can begin.

例として、第３図で示され、・ヤーマロイから成るスフ
９ツタターｒツト１１３（内径１．７５インチ（約４．
４５　ｍ　）、外径３．５６インチ（約９．０４ｃＷ１
）、垂直の高さ０．３７５インチ（約０．９５３７？ｌ
ｌ＋　）　）　が、ｔｌぼ６アンペア（３０ワツト以下
の電磁電力の場合５デルト以下で）の電磁コイル１２０
での電流を必要として、スノやツタターグツト１１３の
腐食されない面２０３よシ上の磁界強度をもたらして、
グロー放電の正常な磁気増大を十分可能にする。As an example, as shown in FIG.
45 m), outer diameter 3.56 inches (approximately 9.04 cW1
), vertical height 0.375 inches (approximately 0.9537?l)
l + ) ) is an electromagnetic coil 120 with a voltage of 6 amperes (less than 5 delt for electromagnetic power of less than 30 watts).
113 to bring about a magnetic field strength above the non-corroded surface 203 of the slat 113,
Enough to allow normal magnetic increase of glow discharge.

腐食されない面２０３よシ上の代表的磁界線２０１が、
性質上第３図で示される。相当する「磁気トンネル」は
、グロー放電を制限すべく働く。結果として生じる磁気
的に増大したグロー放電は、４　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒ
ｒのアルデンス／４’ツタガス圧力で６００ゲルト及び
１．７アン（ア（１，０キロワツトのグロー放電電力の
場合）で動作し、２．５インチ（約６．３５ｔＭ）のス
・そツタのターグットから基板まで＋７）距Ｍで毎分ｉ
ｔ　＃！　１４００オングストロームの基板コーティン
グ速度をもたらす。The representative magnetic field lines 201 above the non-corroded surface 203 are
Its nature is shown in FIG. A corresponding "magnetic tunnel" serves to limit the glow discharge. The resulting magnetically enhanced glow discharge is 4 X 10-” Tor
It operates at 600 gels and 1.7 am (at a glow discharge power of 1,0 kilowatts) at a gas pressure of 2.5 inches (approximately 6.35 tM). +7) from targut to substrate +7) per minute i at distance M
t #! Provides a substrate coating rate of 1400 angstroms.

マグネトロンスノやツタコーティング源の動作が続くと
き、ターグット１１３のス・母ツタ面は、徐々に破壊さ
れる。４１０ステンレス鋼かう成シ、電磁コイル１２０
に対し７アン（アの固定した電流で動作されるターグッ
ト１１３を用いる一つの実験で、腐食された面の外形２
０４が、５２．６キロワツト時の動作の後得られた。腐
食が進行したとき、ス・ぐツタ面より上の磁界強度は増
加して、より緊密に制限されたよシ低い電圧のグロー放
電に導く。外形２０４が得られた時までに、外形２０４
よりすぐ上の磁界強度は、グロー放電を不安定にするの
に十分大きく々つだ。この不安定な動作のため、７７ン
（アのコイル電流での有効期間の終末は、このターグッ
トについて到達された。When the operation of the magnetron snow or vine coating source continues, the base vine surface of the targut 113 is gradually destroyed. 410 stainless steel component, electromagnetic coil 120
In one experiment using Tergut 113 operated at a fixed current of 7 am (A), the corroded surface outline 2
04 was obtained after 52.6 kilowatt hours of operation. As corrosion progresses, the magnetic field strength above the suction surface increases, leading to a more tightly confined, lower voltage glow discharge. By the time the contour 204 is obtained, the contour 204
The magnetic field strength immediately above varies large enough to destabilize the glow discharge. Because of this unstable operation, an end of life with a coil current of 77 mm was reached for this target.

第２の実験で、ノヤーマロイから成るスノ母ツタターｒ
ット１１３が、絶えず減少されている電磁コイル１２０
への電流を用いて動作されて、ホールグローブ１５６か
らの一定出力のホール電圧を維持する。このように、ホ
ールグローブ１５６の位置での磁界強度は、ターグット
１１３のス・やツタ面が徐々に破壊された時一定に保持
された。対応して、ターグット１１３のス・母ツタ面よ
り上の磁界強度は、ターグットの腐食とともに比較的殆
んど変化せず、さらにほぼ一定のグロー放電インピーダ
ンス及び安定な動作へ導く。腐食された面の外形２０５
は、５７．５キロワツト時の動作の後得られた。In the second experiment, a snow mother tree consisting of Noyamalloy
The electromagnetic coil 120 whose cut 113 is constantly being reduced
to maintain a constant output Hall voltage from the Hall globe 156. In this way, the magnetic field strength at the position of the hole globe 156 was held constant as the grooves and ivy surfaces of the targut 113 were gradually destroyed. Correspondingly, the magnetic field strength above the surface of the targut 113 changes relatively little as the targut erodes, further leading to a nearly constant glow discharge impedance and stable operation. Outline of corroded surface 205
was obtained after 57.5 kilowatt hours of operation.

ス／’Ｐツタターゲット１１３の腐食が外形２０５に向
かって進行したとき、動作が周期的に妨げられ、ホール
グローブ１５６からのホール電圧け４アン４アの基準値
まで戻った電磁コイル１２０への電流を用いて測定され
た。これらの測定の結果は、第４図の曲線２１０で図示
される。ホールノローブ１５６によって感知された磁界
が最初の４０キロワット時の動作中５０％以上だけ上昇
したことは、曲線２１０かられかるであろう。When the corrosion of the base/'P ivy target 113 progressed toward the outer shape 205, the operation was periodically interrupted and the Hall voltage from the Hall globe 156 to the electromagnetic coil 120 returned to the reference value of 4A4A. Measured using electric current. The results of these measurements are illustrated by curve 210 in FIG. It can be seen from curve 210 that the magnetic field sensed by Hall nolobe 156 increased by more than 50% during the first 40 kilowatt hours of operation.

外形２０４及び２０５の比較が、一定の電磁コイル電流
での動作（外形２０４）が腐食の外形を一定のホール電
圧での動作（外形２０５）よりも深く且つ更に鋭く集中
せしめることを明らかにする。このことから有効期間の
終末が到達される前の使用に適したタービット物質の在
庫は外形２０４についての動作条件よりも外形２０５の
動作条件下で顕著に多いことが、明らかである。A comparison of profiles 204 and 205 reveals that operation at constant electromagnetic coil current (profile 204) focuses the corrosion profile deeper and more sharply than operation at constant Hall voltage (profile 205). It is clear from this that the inventory of turbid material suitable for use before the end of the shelf life is reached is significantly greater under the operating conditions of profile 205 than for profile 204.

外形２０４及び２０５の別の比較は、最大の腐食半径は
外形２０５の場合よりも外形２０４の場合によ）小さい
ことを示す。このことは、おそらくターグット１１３の
ス・にツタ面よｐ上の磁界強度での動作中の増加のため
である。基板に到達するス・セックされる物質の分布型
の変化が、最大腐食半径の変化と関連している。加えて
、外形２０４及び２０５についての最大腐食半径の差は
、磁界強度の変化（電磁コイル１２０への電流の変化に
よって生じた）が最大腐食半径に亘って制御の測定をも
たらすべく利用されることができ、従って、分布型に亘
って対応する制御をもたらすことを示す。Another comparison of profiles 204 and 205 shows that the maximum corrosion radius is smaller for profile 204 than for profile 205. This is probably due to an increase during operation in the magnetic field strength above the surface of the target 113. Changes in the distribution type of the secluded material reaching the substrate are associated with changes in the maximum corrosion radius. In addition, the difference in maximum corrosion radius for contours 204 and 205 is utilized to provide a controlled measurement over the maximum corrosion radius where changes in magnetic field strength (caused by changes in current to electromagnetic coil 120) occur. We show that this can be done and thus yields corresponding control over the distribution type.

有効期間の終末の外形２０７が、ス・ぐツタターグツト
１１３について推定されている。１００キロワット時以
上の動作が外形２０７に達するのに必要とされることが
、更に推定されている。このことの重要性は、ス・臂ツ
タターｒット１１３内に含まれる使用に適した磁性体の
在庫が磁気ディスク製造用のコーティング設備で実際の
役に立つのに十分に大きいことである。実際、使用に適
した磁性体の量は、多くの従来技術のマグネトロンス・
ぐツタコーティング源のターグツト内に含まれる使用に
適した非磁性体の量と比較できる。An end-of-life profile 207 has been estimated for the S.G.T.T.T.G.T.T.T. It is further estimated that over 100 kilowatt-hours of operation are required to reach profile 207. The significance of this is that the inventory of magnetic material suitable for use contained within the rotor 113 is large enough to be of practical use in coating equipment for manufacturing magnetic disks. In fact, the amount of magnetic material suitable for use is
This can be compared to the amount of non-magnetic material suitable for use contained within the target of the target coating source.

本発明の成功への手段の一つが、永久磁石ではなく電磁
石の使用である。永久磁石及び非磁性ス・臂ツタターガ
ツトを用いる従来技術のマグネトロンスパッタコーティ
ング源で、ターグットの腐食は、普通累進的により大き
い強度の磁界での動作へ導き、放電インピーダンスの変
化を結果として生じる。これらの変化を電力源の設計を
通して受け入れることは、実行可能である。磁気ス・９
ツタターダツトを用いて、外形２０４に導く前述の実験
が示すように、ターゲット近傍の磁界強度は、ターグッ
トの腐食とともに非常に急速に変化する。One of the keys to the success of the present invention is the use of electromagnets rather than permanent magnets. In prior art magnetron sputter coating sources using permanent magnets and non-magnetic starch targuts, erosion of the targut usually leads to operation at progressively greater magnetic field strengths, resulting in changes in discharge impedance. Accommodating these changes through power source design is feasible. Magnetism 9
As the foregoing experiments using a tartar dart and leading to profile 204 show, the magnetic field strength near the target changes very rapidly as the targut erodes.

最初に述べたように、腐食した外形２０４が５２．６キ
ロワツト時の動作の後に到達された時までに、グロー放
電は、不安定になった。事実上、そのとき、有効期間の
終末に、到達した。この場合に電磁コイル１２０への電
流を減少させることによって容易に達成され得る起磁力
を減少させることによってのみ、安定な動作が、達成さ
れ得る。非磁性体から成るス・母ツタターｒット１３及
び１１３が第１及び２図で示されるマグネトロンス・ぐ
ツタコーティング源で効果的且つ効率的に使用可能であ
ることは、マグネトロンスノやツタコーティング源の設
計の当業者に明白である。第１図の磁極片２５及び２７
並びに第２図の磁極片１２５及び１２８の最適な形状は
強い強磁性体を用いる使用の場合よりも非磁性体を用い
る使用の場合に幾分異なることが、可能である。第１図
での内部磁極片２７は、円筒２２から分離するように示
され、その磁極片２７を異なる形状のものと数秒替える
のを容易にし、そのことは必要であり、又は望ましい。As mentioned at the outset, by the time the corroded profile 204 was reached after 52.6 kilowatt hours of operation, the glow discharge had become unstable. In effect, the end of the validity period has then been reached. Stable operation can only be achieved by reducing the magnetomotive force, which in this case can be easily achieved by reducing the current to the electromagnetic coil 120. The fact that the substrates 13 and 113 made of non-magnetic material can be used effectively and efficiently with the magnetron coating source shown in FIGS. will be obvious to those skilled in the art of source design. Pole pieces 25 and 27 in FIG.
It is also possible that the optimal shape of the pole pieces 125 and 128 of FIG. 2 is somewhat different for use with non-magnetic materials than for use with strong ferromagnetic materials. The inner pole piece 27 in FIG. 1 is shown separated from the cylinder 22 to facilitate replacing the pole piece 27 with one of a different shape in a few seconds, as may be necessary or desirable.

第２図で、一体の磁極片１２８を有するトツノル−ト１
２７け、久方磁極片１２５のように、容易に取り外し可
能であるように示される。In FIG.
27, is shown to be easily removable, as is the pole piece 125.

従って、第１及び２図のマグネトロンスパッタコーティ
ング源は、非磁性から強い強磁性までに亘る特性を有す
るスノぐツタターグツト１３及び１１３で使用するのに
十分適している。Accordingly, the magnetron sputter coating source of FIGS. 1 and 2 is well suited for use with snags 13 and 113 having properties ranging from non-magnetic to strongly ferromagnetic.

スノやツタターグツトの腐食はスノンツタターｒッ上面
よυ上の磁界強度の増加に導き、グロー放電のより低い
電気的インピーダンスへ更に導き、特定の電力レベルで
の放電に亘って維持され得る電圧を減少することが、前
述されている。変形的に、一定電圧での動作は、電流の
増加、より高い電力及びより高いス・ぐツタリング速度
に導くが、これらは不要であってもよい。所望のス／ぐ
ツタガス圧力で固定したス・やツタリング速度を維持す
るために、より高い電流及びより高い電、カレペルで動
作することが必要である。従って、グロー放電電力源は
霜；圧、電流及び電力の広範な範囲をもたらすことが可
能でなければならず、この電力源は、逆に電力源及び電
力消費高の双方に影響を及はす。Corrosion of the snow and ivy leads to an increase in the magnetic field strength above the top surface of the snow and ivy, further leading to a lower electrical impedance of the glow discharge and reducing the voltage that can be sustained over a discharge at a particular power level. This has been mentioned above. Alternatively, operation at constant voltage leads to increased current, higher power and higher stuttering speed, but these may not be necessary. In order to maintain a fixed gas flow rate at the desired gas pressure, it is necessary to operate at higher currents and higher currents. Therefore, the glow discharge power source must be capable of delivering a wide range of frost pressure, current and power, which in turn affects both the power source and the power consumption. .

本発明のマグネトロンス・マツタコ−ティング源での永
久磁石ではなく電磁石の使用は、ス・母ツタターｒット
より十の磁界強度の直接の電気的制御に役立ち、それに
よって例えばス・母ツタターｒットの有効期間を通じて
、グロー放電電圧、電流及び電力の一定値で動作するの
に適した磁界強度にする。このことは、磁性ターグツト
及び非磁性ターガツトの双方についてそのとおりである
。従って、グロー放電電力源及び電力消費高の双方での
顕著な節約が、達成可能であるべきである。The use of electromagnets rather than permanent magnets in the magnetron tacking source of the present invention lends itself to direct electrical control of the magnetic field strength, such as Constant values of glow discharge voltage, current and power throughout the lifetime of the kit provide a magnetic field strength suitable for operation. This is true for both magnetic and non-magnetic targates. Significant savings in both glow discharge power sources and power consumption should therefore be achievable.

本発明の開示した実施例で使用される磁気回路の設計は
、非常に低い抵抗の磁気経路及び低い磁気損失へ導く。The magnetic circuit design used in the disclosed embodiments of the invention leads to very low resistance magnetic paths and low magnetic losses.

結果として、必要とされる電磁力は低く、電磁コイル２
０又は１２０への電流の制御は比較的直接的である。一
定電圧の動作の結果としてグロー放電電力源で達成され
る費用の節約が、磁石の電力源の費用を非常によく補う
であろう。As a result, the required electromagnetic force is low and the electromagnetic coil 2
Controlling the current to 0 or 120 is relatively straightforward. The cost savings achieved with glow discharge power sources as a result of constant voltage operation will very well compensate for the cost of magnetic power sources.

前述１．だように、放電がグロー放電電力源からの電圧
の正常な適用を用いて自然点火する最小の圧力以下のス
・母ツタガス圧力でグロー放電を動作することが、とき
どき所望される。この問題に対する一つの方法が、点火
が生じるのを可能にするのに十分にス・ぐツタガス圧力
を上昇させ、次にス・母ツタガス圧力を所望の動作レベ
ルまで減少させることである。この方法の不利な点は、
費用、接緒さ、及び最初に述べたように、比較的長い時
間定数（ス・ぐツタコーティング時間の顕著な関数）を
含む。ターグツト１３及び１１３のスノクツタ面に隣接
する磁界強度の容易に利用できる電気的制御に関して、
グロー放電点火が、電磁コイル２０及び１２０への電流
の短時間の増加を用いて容易にされ得る。Above 1. As such, it is sometimes desirable to operate the glow discharge at a gas pressure below the minimum pressure at which the discharge will self-ignite with normal application of voltage from the glow discharge power source. One approach to this problem is to increase the suction gas pressure enough to allow ignition to occur, and then reduce the suction gas pressure to the desired operating level. The disadvantage of this method is that
These include cost, adhesion, and, as mentioned at the outset, a relatively long time constant (a significant function of suction coating time). With regard to readily available electrical control of the magnetic field strength adjacent to the snokkuta faces of targuts 13 and 113,
Glow discharge ignition may be facilitated using a short increase in current to the electromagnetic coils 20 and 120.

マグネトロンスパッタコーティング源において、一般に
ス・ぐツタターガツトの冷却は、骨が折れ行き渡ったよ
り多くの問題の１つをもたらしている。In magnetron sputter coating sources, cooling of the sputter gas typically poses one of the more laborious and pervasive problems.

例えば、前述の米国特許第４，１００，０５５号で説明
したターグツト冷却への方法は、ターグツトの外周を増
り巻く冷却ジャケットを使用する。最初に述べたように
、比較的低い熱伝導率を有するス・ぐツタターガツトの
冷却へのこの方法は、磁性体の多くがそうであるように
不十分な点を証明するであろう。第２図で示される実施
例で、スＡ？ツタターＣット１１３が、磁極片１２５及
び１２８並びに非磁性リング１２９とフランジ１４１及
び１４２と接触して保持される。図示されるように、複
数の噴出管１５４が、外方磁極片１２５及びリング１２
９に冷却水の噴出を方向づける。ス・平ツタターｌｒッ
ト１１３からの熱移送への主なインピーダンスは、ス・
ぐツタターガツト１１３の底面と磁極片１２５及び１２
８の最上面並びにリング１２９との間の接触面で起こる
。スフ９ツタターｒツト１１３の冷却が、このように「
間接的」と適切に称される。この間接的冷却形状は、た
ぶん１乃至２キロワツトのグロー放電電力レベルまで第
３図で示される寸法の大部分の磁気ス・ぐツタターガツ
ト１１３に適しているが、より高い電力で不適切になる
であろう。ターグツトのひずみ、亀裂、及び局部的溶融
でさえ、不適切な冷却の結果として起こるかもしれない
。For example, the approach to targout cooling described in the aforementioned U.S. Pat. No. 4,100,055 uses a cooling jacket that wraps around the outer circumference of the targut. As mentioned at the outset, this method of cooling the gas, which has a relatively low thermal conductivity, will prove inadequate, as do many magnetic materials. In the embodiment shown in FIG. A tipter cut 113 is held in contact with pole pieces 125 and 128 as well as non-magnetic ring 129 and flanges 141 and 142. As shown, a plurality of ejection tubes 154 connect outer pole piece 125 and ring 12.
9 to direct the cooling water jet. The main impedance to the heat transfer from the
The bottom of the turret 113 and the magnetic pole pieces 125 and 12
8 and the contact surface between ring 129. The cooling of the Step 9 Tatar 113 is done in this way.
aptly referred to as "indirect". This indirect cooling configuration is probably suitable for magnetic spark plugs 113 of most of the dimensions shown in FIG. 3 up to glow discharge power levels of 1 to 2 kilowatts, but may become unsuitable at higher powers. Probably. Targt distortion, cracking, and even localized melting may occur as a result of inadequate cooling.

第１図で開示されるス・ぐツタターガツト１３のだめの
冷却手段は、「直接的」冷却によって間接的冷却（ス・
母ツタターｒット１１３に関して）と置き替える。「直
接的」冷却では、冷却水（又は他の冷却剤）は、ス・母
ツタターｒット１３の底面と直接物理的に接触しており
、第２図の非磁性リング１２９の等個物によって課され
る熱インピーダンスを介在しない。第２図の噴出管１５
４に類似の複数の噴出管が、ス・母ツタターｒット１３
の底面に冷却水の噴出を方向づけるべく用いられ得る。The means for cooling the reservoir 13 disclosed in FIG.
(Regarding Mother Tsutatar 113). In "direct" cooling, the cooling water (or other coolant) is in direct physical contact with the bottom surface of the base rotor 13, such as the non-magnetic ring 129 of FIG. without intervening thermal impedance imposed by Ejection pipe 15 in Fig. 2
Multiple ejection pipes similar to 4
can be used to direct a jet of cooling water onto the bottom surface of the

冷却は間接的ではなく直接的であるため、実質的に増加
したグロー放電電力レベルでの動作が、適しているであ
ろう。第１図で示される冷却手段は、マニホルド４５の
最上部の円筒隔壁６０を使用して、冷却水チェンバを入
口環６１及び出口環６２に分ける。隔壁６０の最上部と
ス・！ツタターグツト１３の底面との間の間隔６４け、
隔壁６０の周囲に沿って入口環６１から出口環６２まで
本質的に一様である半径方向の流れの水を押し進めるべ
く選択される。このように、１組の分離した噴出管から
生じ得る冷却の周囲の変動は、回避される。さらに、水
の分布システムの単純化が、達成される。間隔６４及び
水の流速を適切に選択することによって、スノ！ツタタ
ーｒット１３の底面上の乱流が保証され、それによって
熱移送を抑制するよどんだ流体層の形成を回避する。Since the cooling is direct rather than indirect, operation at substantially increased glow discharge power levels may be suitable. The cooling means shown in FIG. 1 uses a cylindrical bulkhead 60 at the top of the manifold 45 to divide the cooling water chamber into an inlet ring 61 and an outlet ring 62. The top of the bulkhead 60 and S! The distance between it and the bottom of the vine tart 13 is 64 digits,
It is chosen to force an essentially uniform radial flow of water around the perimeter of the partition wall 60 from the inlet ring 61 to the outlet ring 62. In this way, ambient variations in cooling that can result from a set of separate jet tubes are avoided. Furthermore, a simplification of the water distribution system is achieved. By appropriately selecting the spacing 64 and the water flow rate, Snow! Turbulent flow on the bottom surface of the ivy tart 13 is ensured, thereby avoiding the formation of stagnant fluid layers that inhibit heat transfer.

このように間隔６４に関して隔壁６０を使用する前述の
直接冷却装置は、マグネトロンス・母ツタコーティング
源でのス／？ツタターガツトの冷却の問題に新規な方法
をもたらす。The above-described direct cooling system using septum 60 with respect to spacing 64 thus provides a direct cooling system with respect to spacing 64. Brings a new approach to the problem of cooling vines.

スミ９ツタターｒツト１３の直接の冷却が、ス・にツタ
ターゲット１３のひずみ、亀裂又は溶融を回避すること
について特別の重要性を認める。亀裂等が起こるならば
、ツノ９ツタターｒツト１３け、真空装置を「水に」つ
けるであろう。このことは、常に回避されるべきことで
ある。隔壁６０及び間隔６４の補助を得てもたらされる
一様な周囲の冷却は、ひずみ、亀裂又は溶融による漏出
の問題を大いに軽減する。有効期間の終末が近いとき、
ス・ぐツタターゲット１３で現れる漏出の危険は、増加
する。有効期間の終末が差し迫っている時を決定する一
つの方法が、例えばキロワット時で測定され既に用いら
れたスパッタターゲットの有効期間の量のトラック（ｔ
ｒａｃｋ）を簡単に保ち、はつ経験的に確立された有効
期間の終末点に達したとき動作を停止する方法である。Direct cooling of the Sumi9 target 13 is of particular importance to avoid distortion, cracking or melting of the Sumi9 target 13. If cracks or the like occur, the vacuum device will be ``soaked'' by the horn. This should always be avoided. The uniform circumferential cooling provided with the aid of septum 60 and spacing 64 greatly reduces leakage problems due to distortion, cracking, or melting. When the end of the validity period is near,
The risk of leakage present at the S.G.T.T. target 13 is increased. One way to determine when the end of the useful life is imminent is to track the useful life amount (t
It is a method to keep the rack simple and stop operating when it reaches the end point of its empirically established lifetime.

そのようなデータの不在又は紛失は、有効期間の終末が
近いときを決定する変形的方法を有するのに望ましくす
る。第２の方法が、固定したス・ぐツタガス圧力及び固
定した放電電力レベルで一定のグロー放電動作電圧を維
持するのに必要とされる電磁コイル２０への電流とス・
ぐツタターゲット１３の腐食状態とを相互に関連させる
方法である。このコイル電流はターゲットの腐食が進行
するとき減少し、必要とされるコイル電流の大きさは非
磁性ターガツトの場合よりも磁性ターゲットの場合によ
り高いであろう。第３の方法が、ホールプローズ６７か
らのホール電圧の変化を例えば（第４図でのように）電
磁コイル２０への電流の固定した関連する値で監視し、
このホール電圧とスノセツタターｒット１３の腐食とを
相互に関係させる方法である。この第３の方法は非磁性
ス・やツタターゲットとともに使用するのに適さないが
、（ホール電圧は非磁性スパッタターゲットの腐食に関
係ない）、ホール電圧は、強い強磁性ス・ぐツタターゲ
ットとともに使用されるときス・母ツタターガツトの腐
食の特に感度のよい測定をもたらす。The absence or loss of such data makes it desirable to have an alternative method of determining when the end of the validity period is near. A second method is to increase the current and current to the electromagnetic coil 20 required to maintain a constant glow discharge operating voltage at a fixed glow discharge gas pressure and a fixed discharge power level.
This is a method of correlating the corrosion state of the ivy target 13 with each other. This coil current decreases as target corrosion progresses, and the magnitude of the coil current required will be higher for a magnetic target than for a non-magnetic target. A third method monitors the change in the Hall voltage from the Hall probe 67, for example with a fixed associated value of the current to the electromagnetic coil 20 (as in FIG. 4);
This is a method of correlating this Hall voltage with the corrosion of the snout starter 13. Although this third method is not suitable for use with non-magnetic sputter targets (Hall voltage is not relevant to corrosion of non-magnetic sputter targets), the Hall voltage is not suitable for use with strong ferromagnetic sputter targets. When used, it provides a particularly sensitive measurement of corrosion in the matrices.

本発明はグロー放電電力源、放電点火、ターピットの冷
却及びターケ゛ットの有効期間の監視に関する付加的で
役に立つ特徴とともに、非磁性から高い強磁性までに亘
る磁気特性を有するス・母ツタターｒット物質の比較的
大きい在庫を適用可能な新規なマグネトロンス・母ツタ
コーティング源を提供することが、前述したことから理
解されるであ（７３） ろう。開示した実施例の多くの修正が当業者によって可
能であるが、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定
されることが理解される。The present invention provides a glow discharge power source, discharge ignition, tarpit cooling, and tarpit material having magnetic properties ranging from non-magnetic to highly ferromagnetic, with additional useful features for tarpit cooling and target lifetime monitoring. It will be appreciated from the foregoing that the present invention provides a novel magnetronic mother vine coating source that can be applied to relatively large inventories (73). It is understood that many modifications of the disclosed embodiments may be made by those skilled in the art, but the invention is limited only by the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の円形マグネトロンス・ぐツタコーテ
ィング源の好適実施例の側断面図である。 第２図は、本発明の変形実施例の側断面図である。 第３図は、腐食の種々の段階での第２図のスパッタター
ゲットの一部を示す部分断面図である。 第４図は、第２図のマグネトロンスパッタコーティング
源で用いられる・や−マロイス・ぐツタターゲットにつ
いて動作する有効期間の関数としてのホールグローノミ
圧の曲線を示す。 〔主要符号〕 １０・−・中心陽極組立体　１１．１１１・・・陽極１
３．１１３・・・スパッタターゲット　２０，１２０・
・・電磁コイル２２．１２２・・・中心円筒　２３．１
２３・・・ペースル−ト２４．１２４・・・中空外方円
筒　２５．１２５・・・外方磁極片２７．１２８・・・
内方磁極片　３６．１３６・・・外部フランツ（ｙＡ） ４５・・・マニホルド　４９・・・入口導管５０・・・
間隙孔　５２・・・第１垂直孔５３・・・第２水平孔　
５４・・・第２垂直孔６０・・・円筒隔壁　６１・・・
入口環６２・・・出口３Ｊ　６７．１５６・・・ホール
ノロープ９０・・・ベース部材　９６．１５３・・・水
冷チェンバ９７・・・水の入路　９８・・・水の出路１
００・・・中心ディスク　１０３・・・直角部材１２７
・・・トツ７Ｏｆレート　１２９・・・非磁性リング１
４５・・・コイルジャケット　１５４・・・噴出管１６
７・・・断熱リング　２０１・・・磁界線特許出願人　
パリアン・アソシエイッ・インコーＩレイテッド （７５）FIG. 1 is a side cross-sectional view of a preferred embodiment of the circular magnetron gutter coating source of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view of a modified embodiment of the invention. 3 is a partial cross-sectional view of a portion of the sputter target of FIG. 2 at various stages of corrosion; FIG. FIG. 4 shows a curve of hole glow chisel pressure as a function of operating period for the Malois Gutta target used in the magnetron sputter coating source of FIG. [Main code] 10... Center anode assembly 11.111... Anode 1
3.113... Sputter target 20,120.
... Electromagnetic coil 22.122 ... Center cylinder 23.1
23...Paste route 24.124...Hollow outer cylinder 25.125...Outer magnetic pole piece 27.128...
Inner magnetic pole piece 36.136... External Franz (yA) 45... Manifold 49... Inlet conduit 50...
Gap hole 52...first vertical hole 53...second horizontal hole
54... Second vertical hole 60... Cylindrical partition wall 61...
Inlet ring 62...Outlet 3J 67.156...Hall rope 90...Base member 96.153...Water cooling chamber 97...Water inlet 98...Water outlet 1
00... Center disk 103... Right angle member 127
... Totsu 7Of rate 129 ... Non-magnetic ring 1
45...Coil jacket 154...Ejection pipe 16
7... Heat insulation ring 201... Magnetic field line patent applicant
Parian Associates Inc. I Rated (75)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、陽極、磁性ス・やツタターガツトを含む陰極手段、
並びに、電磁コイル、ヨーク及び空間的間隙によって分
離されて前記ヨークに接合された１対の磁極片を含む磁
界手段から成るマグネトロンスノソツタコーティング源
でｓって、前記ヨーク及び磁極片は高い磁気透磁率及び
高い飽和磁化の物質から成シ、 前記磁性ス・やツタターガツトは前記磁極片の最上部に
位置して、前記空間的間隙を完全に埋めるべく形状づけ
られ且つ位置づけられ、それによって前記磁極片の間の
連続的磁気経路が前記ターガツトを通してもたらされ、
前記電磁コイルで流れる電流が磁界線を前記ヨーク、前
記磁極片及び前記磁性ス・母ツタターｒットで設定せし
め、 前記電流は臨界値を有し、 実質的にすべての前記磁界線は前記電流が前記臨界値以
下であるとき前記ヨーク、前記磁極片及び前記磁性スミ
９ツタターｒツトの内部に制限され、 前記磁性ス・Ｐツタターガツトの磁気飽和部分は前記コ
イル電流が前記臨界値より太きいとき生じ、それによっ
て磁気間隙が前記磁性ス・ンツタターｒットで設定され
、 前記磁気間隙は周縁の磁界線が前記磁気間隙の周辺での
前記磁性ス・母ツタターｒットよシ上及び下で設定され
るのを可能にし、 前記必要とされる値は必要とされる強度の前記磁性ス・
母ツタターｒットより上の前記周縁の磁界線が設定され
る前記臨界値よりも十分大きく、それによって、磁気的
に制限され且つ磁気的に増大したグロー放電が前記磁気
間隙に隣接する領域で前記磁性ス・母ツタターｒットよ
り上で設定されるのを可能にするところのマグネトロン
ス・譬ツタコーチインク源。 ２、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロンス
・母ツタコーティング源であって、前記ヨーク及び前記
磁極片は該ヨーク及び該磁極片を通して低い磁気抵抗の
磁気経路を形成すべく形状づけられ、前記ヨーク及び前
記磁極片は前記電流のすべての前記必要とされる値につ
いて磁気的に飽和していないところのマグネトロンス・
母ツタコーチインク源。 ３、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロンス
パッタコーティング源であって、前記磁性ス・ぐツタタ
ービットの前記磁気的に飽和した部分に隣接した磁気的
に飽和していない部分が前記磁極片の延長部として利用
できるところのマグネトロンス・やツタコーティング源
。 ４、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロンス
・母ツタコーティング源であって、前記磁性スパッタタ
ービットの比較的厚い形状は使用に適した物質の望まし
く大きい在庫が前記磁性ス・ンツタターゲット内に含ま
れるのを可能にするために使用されるところのマグネト
ロンスノやツタコーチインク源。 ５、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロンス
パッタコーティング源であって、動作中、前記磁性スパ
ッタターデッドが前記磁性スノ平ツタターｒットの材料
のキュリ一温度以下の温度で維持されるところのマグネ
トロンスノやツタコーティング源。 ６４　特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロン
スノンツタコーティング源であって、前記電流の前記必
要とされる値が前記磁性ス・ヤツタターｒットの有効期
間を通じて所望のス）？ツタガス圧力で前記グロー放電
へ所望の予定の動作電圧及び電流をもたらすべく調整さ
れるところのマグネトロンスパッタコーティング源。 ７、　特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記必要
とされる値が前記磁性スパッタタービットの有効期間を
通じて所望のス・９ツタガス圧力で前記グロー放電へ所
望の一定値の動作電圧及び電流をもたらすべく調整され
るところのマグネトロンスパッタコーティング源。 ８、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロンス
パッタコーティング源であって、ホール１０−ブをも含
み、該ホール１０−ブの位置で磁界強度を測定し、前記
ホール１０−ブは前記グロー放電によって生じた最大の
ターガツト腐食の領域付近の前記磁性ス・９ツタターｒ
ツトより下で密接して位置づけられ、前記ホール１０−
ブからの出力ホールプローブ電圧が該ホール１０−ブの
位置での磁界強度に比例するところのマグネトロンスパ
ッタコーティング源。 ９、特許請求の範囲第８項に記載されたマグネト「Ｊン
スパツタコーティング源であって、前記電流の前記必要
とされる値が前記磁性ス・にツタタービットの有効期間
を通じて前記ホールプローブ電圧の所望の一定値をもた
らすべく調整されるところのマグネトロンス・母ツタコ
ーティング源。 １０、特許請求の範囲第８項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記必要
とされる値が前記磁性スパッタタービットの有効期間を
通じて所望のス・母ツタガス圧力で前記グロー放電へ所
望の予定の動作電圧及び電流をもたらすべく調整され、
前記電流は選択された関連値まで周期的に戻されて前記
ホールプローブ電圧が前記選択された関連値で同時に測
定されるのを可能にし、それによって曲線が前記ホール
グローブ電圧対前記磁性ス・やツタタービットの蓄積し
た動作から生成し、前記曲線が前記磁性ス・ンツタター
ｒットの最初の試料の有効期間の終末まで引き伸ばされ
、該曲線は前記磁性ス・！ツタタービットの引続く試料
の有効期間の終末に対する方法を判断するのに役立つと
ころのマグネトロンス・母ツタコーティング源。 １１、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロン
ス・臂ツタコーティング源であって、前記磁極片が前記
ヨークから容易に取り外し可能で異なる形状の磁極片に
よって該ヨークの上に置き替えられ、それによって前記
磁極片の形状の変化が変化しない状態の前記ヨーク及び
前記電磁コイルに関する前記空間的間隙の位置の変化を
生じるために使用されるのを可能にし、前記空間的間隙
の位置の前記変化が前記磁気間隙及び前記グロー放電の
位置の一致する変化を起こし、それによって前記磁性ス
・奢ツタターデッドからのス・母ツタされる物質の分布
型の一致する変化を達成するところのマグネトロンス・
やツタコーティング源。 １２、特許請求の範囲第１項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記必要
とされる値の変化が前記磁気間隙の幅及び位置の変化を
生じるために使用され、前記磁気間隙の前記変化が前記
グロー放電の位置の一致する変化を起こし、それによっ
て前記磁性ス・母ツタターｒットからのス・セックされ
る物質の分布型の一致する変化を達成するところのマグ
ネトロンスパッタコーティング源。 １３、陽極、ス・量ツタターガツトを含む陰極手段、並
びに、正味の電磁コイル、ヨーク及び空間的間隙によっ
て分離されて前記ヨークに接合された１対の磁極片を含
む磁界手段から成るマグネトロンスパッタコーティング
源であって、前記ヨーク及び前記磁極片は高い磁気透磁
率及び高い飽和磁化の物質から成り、 前記ス・やツタターガツトは前記磁極片の最上部に位置
して、前記空間的間隙を完全に埋め、前記空間的間隙は
磁界線が前記ス・にツタターガツトより上のグロー放電
を磁気的に制限し且つ磁気的に増大するために設定され
るのを可能にし、 前記磁界線の形状及び強度は前記電磁コイルで流れる電
流及び前記ス・やツタターガツトが作られる物質に依存
し、 前記電流は前記ス・平ツタターｒットの物質が非磁性で
あるとき所望のグロー放電の設定のために必要とされる
第１の値を有し、 前記電流は前記ス・ンツタターｒットの物質が磁性体で
あるとき所望のグロー放電の設定のために必要とされる
第２の値を有し、 前記必要とされる第２の値は前記必要とされる第１の値
より大きくて前記磁性ス・母ツタターｒットの一部の磁
気飽和をもたらし、それによって前記磁性ス・にツタタ
ーガツトより上の磁界を制限し１つ増大するグロー放電
が設定され得る前記磁性ス・母ツタタービットでの磁気
間隙を創成するところのマグネトロンス・母ツタコーテ
ィング源。 １４、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロ
ンスパッタコーティング源であって、前記ヨーク及び前
記磁極片が該ヨーク及び該磁極片を通して低い磁気抵抗
の磁気経路を形成すべく形状づけられ、前記ヨーク及び
前記磁極片は前記電流のすべての前記必要とされる値に
ついて磁気的に飽和していないところのマグネトロンス
、？ツタコーチインク源。 １５、％許請求の範囲第１３項に記載されたマグネ（９
） トロンスパッタコーティング源であって、前記ス・母ツ
タターガツトは該ス・母ツタターｒットの材料の磁気透
磁率及び飽和磁化特性に関係ない形状を有するところの
マグネトロンスパッタコーティング源。 １６、特許請求の範囲８１３項に記載されたマグネトロ
ンスパッタコーティング源であって、前記ス・ぐツタタ
ーガツトの比較的厚い形状は、該ス・母ツタターｒット
の材料の磁気透磁率及び飽和磁化特性に関係なく、使用
に適した物質の望ましく大きい在庫が前記ス・母ツタタ
ーガツト内に含まれるのを可能にするために使用される
ところのマグネトロンス・母ツタコーチインク源。 １７、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロ
ンスパッタコーティング源であって、前記磁極片が前記
ヨークから容易に増り外し可能で異なる形状の磁極片に
よって該ヨークの上に置き替えられ、それによって非磁
性体を含む広い範囲の磁気特性を有する物質から成る前
記スパッタターガツトが最も望ましく使用され（１０） 得るところのマグネトロンスパッタコーティング源。 １８、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロ
ンスパッタコーティング源であって、前記電流の前記第
１の必要とされる値は前記非磁性ス・母ツタターｒット
の有効期間を通じて所望のス・やツタがス圧力で前記グ
ロー放電へ所望の予定の動作電圧及び電流をもたらすべ
く調整されるところのマグネトロンスノやツタコーティ
ング源。 １９、％許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロ
ンスノやツタコーティング源であって、前記電流の前記
第２の必要とされる値は前記磁性スパッタターピットの
有効期間を通じて所望のス・９ツタガス圧力で前記グロ
ー放電へ所望の予定の動作電圧及び電流をもたらすべく
調整されるところのマグネトロンスノやツタコーティン
グ源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記第１
の必要とされる値は前記非磁性ス・やツタターピットの
有効期間を通じて所望のス・ヂッタガス圧力で前記グロ
ー放電へ所望の一定値の動作電圧及び電流をもたらすべ
く調整されるところのマグネトロンス・やツタコーティ
ング源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
ス・母ツタコーティング源であって、前記電流の前記第
２の必要とされる値は前記磁性ス・母ツタターｒットの
有効期間を通じて所望のスパッタガス圧力で前記グロー
放電へ所望の一定値の動作電圧及び電流をもたらすべく
調整されるところのマグネトロンス・母ツタコーティン
グ源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、ホールグローブをも
含み、該ホールグローブの位置で磁界強度を測定し、前
記ホールグローブは前記グロー放電によって生じた最大
のターグツト腐食の領域付近の前記スノヤツタターｒツ
トよシ下で密接して位置づけられ、前記ホールグローブ
からの出力ホールグローブ電圧が該ホールグローブの位
置での磁界強度に比例するところのマグネトロンスノぐ
ツタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第２２項に記載されたマグネトロン
ス・ぐツタコーティング源であって、前記電流の前記第
２の必要とされる値は前記磁性ス・母ツタターｒットの
有効期間を通じて前記ホールグローブ電圧の所望の一定
値をもたらすべく調整されるところのマグネトロンス・
母ツタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第２２項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記第２
の必要とされる値が前記磁性ス・ｆツタターピットの有
効期間を通じて所望のス・臂ツタガス圧力で前記グロー
放電へ所望の予定の動作電圧及び電流をもたらすべく調
整され、前記電流は選択された関連値まで周期的に戻さ
れて前記ホールグローブ電圧が前記選択された関連値で
同時に測定されるのを可能にし、それによって曲線が前
記ホールゾローブ電圧対前記磁性ス・やツタターピット
の蓄積した動作から生成し、前記曲線が前記磁性スノｅ
ツタターｒットの最初の試料の有効期間の終末まで引き
伸ばされ、該曲線は前記磁性スパッタターピットの引続
く試料の有効期間の終末に対する方法を判断するのに役
立つところのマグネトロンスパッタコーティング源。 ２５、４？許請求の範囲第２０項に記載されたマグネト
ロンス・母ツタコーティング源であって、蓄積した動作
を用いる前記電流の前記第１の必要とされる値の変化が
前記非磁性ス・ンツタターｒットの有効期間の終末に対
する方法を判断するのに用いられるところのマグネトロ
ンスパッタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第２２項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流の前記第１
の必要とされる値は前記非磁性スノ臂ツタターｒットの
有効期間を通じて所定のスパッタガス圧力で前記グロー
放電へ所望の一定値の動作電圧及び電流をもたらすべく
調整され、更に、蓄積した動作を用いる前記ホール！ロ
ープ電圧の変化が前記非磁性ス・ぐツタターガツトの有
効期間の終末に対する方法を判断するのに用いられると
ころのマグネトロンスパッタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
ス・ぐツタコーティング源であって、前記磁極片が前記
ヨークから容易に取り外し可能で異なる形状の磁極片に
よって該ヨークの上に置き替えられ、それによって前記
磁極片の形状の変化が変化し々い状態の前記ヨーク及び
前記電磁コイルに関する前記空間的間隙の位置の変化を
生じるために使用されるのを可能にし、前記空間的間隙
の位置の前記変化が前記グロー放電の位置の一致する変
化を起こし、それによって前記スノやツタターガツトか
らのスノ母ツタされる物質の分布型の一致する変化を達
成するところのマグネトロンスパッタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
スパッタコーティング源であって、前記電流は前記必要
とされる値より上で瞬間的に増加し、それによって前記
ス・母ツタターガツトより上で磁界強度を瞬間的に増加
し、それによって前記グロー放電の動作がグロー放電が
通常容易に点火され得るス・ぐツタがス圧力以下の所望
のスパッタガス動作圧力で点火されることが可能である
ところのマグネトロング／ｌツタコーティング源。 ２、特許請求の範囲第１３項に記載されたマグネトロン
スミ９ツタコーテイング源であって、本質的に非磁性の
ダイオード装置への前記マグネトロンスパッタコーティ
ング源の転換が前記電流をゼロまで減少させることによ
って達成されるところのマグネトロンスパッタコーティ
ング源。 ３０、特許請求の範囲第２９項に記載されたマグネトロ
／スフ母ツタコーティング源であって、非磁性ダイオー
ド装置への前記マグネトロンス・ぐツタコーティング源
のより完全な転換が前記電磁コイルへ適切な値の逆の電
流を印加することによって達成され、続いて前記逆の電
流がゼロまで減少され、それによって前記ヨーク、前記
磁極片及び前記磁性スパッタターガツトの本質的に完全
な消磁が達成されるところのマグネトロンスノ母ツタコ
ーチインク源。 ３１、陽極、ス・ぐツタターガツトを含む陰極手段、前
記ス・ぐツタターガツトを冷却するだめの手段、並びに
、ヨーク及び間隙によって分離されて前記ヨークに接合
された１対の磁極片を含む磁界手段から成るマグネトロ
ンスパッタコーティング源であって、 前記間隙はほぼ水平面にある閉じた周囲の経路を形成す
べく形状づけられ、 前記ヨーク及び前記磁極片は磁性体から成り、前記スフ
９ツタターｒツトは前記磁極片の最上部に位置づけられ
前記間隙を埋め、 真空気密が前記ス・ぐツタターガツトの底面と前記磁極
片の最上面との間にもたらされ、前記間隙は磁界線が前
記ス・Ｉツタターガツト（１７） より上のグロー放電を磁気的に制限し且つ磁気的に増大
させるように設定されるのを可能にし、前記ス・ぐツタ
ターガツトの最上面が前記グロー放電で生じた正のイオ
ンによる激しい衝撃にさらされ、 前記激しい簀撃が前記スパッタターガツトの激しい加熱
を引き起こし、該激しい衝撃は前記間隙よシはぼ上の領
域に集中させられ、それによって前記スイッタターガツ
トの激しい加熱の周囲の経路を形成し、 前記冷却手段は水チェンバを含み、 前記間隙の間の前記ス・９ツタターガツトの底面の一部
が前記水チェンバの内面部分であり、前記水チェンバは
隔壁によって入口部及び出口部に分けられ、 前記隔壁は前記ス・母ツタターｒットの底面より下で１
つ激しい衝撃の前記領域の真下に位置づけられ、 前記隔壁は前記間隙周囲の経路に対応する閉じた周囲の
経路を形成すぺ〈形状づけられ、（１８） 狭い間隙が前記隔壁の最上面と前記ス・平ツタターｒッ
トの底面との間にもたらされ、前記狭い間隙は水の流れ
へ高いインピーダンスをもたらし、該狭い間隙は前記水
チェノ・９の前記入口部から前記出口部へ流れる冷却水
を前記ス・ぐツタターグツトの底面と密接に熱接触させ
、 前記熱接触は実質的に前記間隙周囲の経路に亘って一様
であり、それによって前記ス・母ツタターｒットの実質
的に一様々冷却が前記ス・母ツタターｒットの激しい加
熱の前記周囲の経路に沿って達成されるところのマグネ
トロンスＡ’ツタコーティング源。 ３２、特許請求の範囲第３１項に記載されたマグネトロ
ンスノ奢ツタコーティング源であって、ポールグローブ
をも含み、該ポールグローブの位置で磁界強度を測定し
、該ポールグローブは前記隔壁の前記周囲の経路の小さ
い部分で位置づけられ、精密な嵌合が前記ポールグロー
ブの側壁と前記隔壁の隣接端との間で設定され、前記精
密な嵌合は前記隔壁最上面と前記ス・譬ツタターガツト
底面との間の前記狭い間隙を通る冷却水の流れでの顕著
な混乱を直重し、第２の狭い間隙が前記ポールグローブ
の最上面とス・母ツタターｒットの底面との間に設定さ
れ、該第２の狭い間隙は前記隔壁の最上面と前記スパッ
タターガツトの底面との間の前記狭い間隙によってもた
らされる前記高いインピーダンスと実質的に同一の水流
に対して高いインピーダンスをもたらすべく選択され、
それによって前記ポールグローブを含むにもかかわらず
前記冷却手段の有効性が保存されるところのマグネトロ
ンスパッタコーティング源。 ３３、陽極手段、陰極手段、前記陰極手段に近接して磁
界を形成するだめの磁気手段及び磁界強度測定手段から
成る磁気的に増大したス・ぐツタコーティング源であっ
て、 前記測定手段は前記コーティング源の動作中前記磁界の
測定をもたらす位置に増り付けられているところのスパ
ッタコーティング源。 ３４、特許請求の範囲第３３項に記載された磁気的に増
大したス・やツタコーティング源であって、前記磁気手
段が前記測定手段によって測定されるとき前記磁界を制
御すべく調整可能であるところのス・ゼッタコーティン
グ源。 ３５、特許請求の範囲第３３項に記載された磁気的に増
大したスパッタコーティング源であって、前記磁気手段
が反対の磁気極性の離間１〜だ磁極片から成って該磁極
片の間に磁界を形成し、前記測定手段は前記磁極片の間
の磁界で位置づけられているところのス・母ツタコーテ
ィング源。 ３６、特許請求の範囲第３５項に記載された磁気的に増
大したス・ぐツタコーティング源であって、前記陰極は
ス・ヤッタ面及び反対面を有するス・ぐツタターグツト
を取り付けるようにされ、前記測定手段は前記ス・ぐツ
タターグツトが前記陰極手段に取り付けられるとき前記
反対面に隣接するように位置づけられているところのス
パッタコーティング源。 ３７、磁気的に増大したス・やツタコーティング源であ
って、 陽極手段、陰極手段、並びに、前記コーティング源の中
心軸を形成する中心磁極片、前記中心磁極片を同軸的に
取り巻く電磁コイル、及び前記コイルを同軸的に取９巻
く環状磁極片から成る磁界手段から成り、 前記磁極片は離間した環状磁極面を有する共面端面を形
成すべく形状づけられ、前記環状磁極面は平面環状非磁
性間隙を形成するところのスパッタコーティング源。 ３８、特許請求の範囲第３７項に記載された磁気的に増
大したス・母ツタコーティング源であって、非磁性体が
前記磁極面に対して気密されて前記磁極面の間の空間を
閉じるところのス・母ツタコーティング源。 ３９、磁気的に増大したスフ４ツタコーテイング源であ
って、 半径方向に離間して環状の空間によって分離した磁極片
を形成する内方及び外方環状強磁性部材を含む磁気手段
、前記環状強磁性部材の間の空間に位置づけられた電磁
コイル手段、並びに前記内方壌状部材内の空間で支持さ
れた陽極手段から成り、 前記磁極片は前記陽棒手段から市、気的に絶縁されて陰
極手段を形成するところのスパッタコーティング源。 ４０、特許請求の範囲第３９項に記載された磁気的に増
大したスパッタコーティング源であって、前記環状部材
の一端を横切る環状ス・臂ツタターｒットを支持するた
めの手段から成るところのスミ４’ツタコーテイング源
。[Claims] 1. An anode, a cathode means including a magnetic strip or a tattered gut;
and a magnetic field means comprising an electromagnetic coil, a yoke, and a pair of pole pieces joined to said yoke separated by a spatial gap, said yoke and pole pieces having a high magnetic permeability. made of a material of high magnetic flux and high saturation magnetization, the magnetic strip or stutter is located at the top of the pole piece and is shaped and positioned to completely fill the spatial gap, thereby causing the pole piece to a continuous magnetic path between is provided through the targate;
A current flowing in the electromagnetic coil causes magnetic field lines to be set up in the yoke, the pole piece and the magnetic base plate, the current having a critical value, and substantially all of the magnetic field lines being within the current. is limited to the inside of the yoke, the magnetic pole piece, and the magnetic stub tart when the current is less than the critical value; a magnetic gap is created, whereby a magnetic gap is established in said magnetic strip, said magnetic gap having peripheral magnetic field lines above and below said magnetic strip at the periphery of said magnetic gap. the required value is the magnetic strip of the required strength.
The magnetic field lines at the periphery above the mother tart are sufficiently larger than the set critical value, so that a magnetically restricted and magnetically enhanced glow discharge occurs in the region adjacent to the magnetic gap. A source of magnetron-coated ink which allows the magnetron to be set above the magnetic matrix. 2. The magnetron matrix coating source of claim 1, wherein the yoke and the pole piece are shaped to form a low reluctance magnetic path through the yoke and the pole piece. and the yoke and the pole piece are arranged so that the magnetron is not magnetically saturated for all the required values of the current.
Mother ivy coach ink source. 3. A magnetron sputter coating source according to claim 1, wherein a magnetically unsaturated portion of the magnetic pole piece adjacent to the magnetically saturated portion of the magnetic pole piece A magnetron or ivy coating source that can be used as an extension of the magnetron. 4. A magnetron matrix coating source as claimed in claim 1, wherein the relatively thick configuration of the magnetic sputter turbine is such that a desirably large inventory of materials suitable for use is present in the magnetic sputter coating source. Where magnetron snow or ivy coach ink sources are used to enable inclusion within ivy targets. 5. A magnetron sputter coating source according to claim 1, wherein during operation, the magnetic sputter dead is maintained at a temperature below the Curie temperature of the material of the magnetic sputter tart. Source of magnetron snow and ivy coating. 64. The magnetron spray coating source of claim 1, wherein the required value of the current is maintained at a desired rate throughout the lifetime of the magnetic coating source. A magnetron sputter coating source which is adjusted to provide the desired predetermined operating voltage and current to the glow discharge at ivy gas pressure. 7. A magnetron sputter coating source as claimed in claim 1, wherein the required value of the current is applied to the glow at a desired star gas pressure throughout the life of the magnetic sputter turbine. A magnetron sputter coating source that is adjusted to provide the desired constant operating voltage and current to the discharge. 8. A magnetron sputter coating source according to claim 1, further comprising a hole 10-b, the magnetic field strength being measured at the position of the hole 10-b, the hole 10-b The magnetic strip near the area of maximum tartar corrosion caused by glow discharge
located closely below the hole 10-
A magnetron sputter coating source in which the output Hall probe voltage from the hole probe is proportional to the magnetic field strength at the location of the hole probe. 9. A magnetic sputter coating source as set forth in claim 8, wherein the required value of the current increases the Hall probe voltage throughout the lifetime of the magnetic sputter bit. 10. A magnetron sputter coating source as claimed in claim 8, wherein the required value of the current is adjusted to provide a desired constant value. is adjusted to provide a desired predetermined operating voltage and current to the glow discharge at a desired sputter gas pressure throughout the life of the magnetic sputter turbine;
The current is periodically returned to a selected relevant value to allow the Hall probe voltage to be measured simultaneously at the selected relevant value, such that a curve is formed of the Hall probe voltage versus the magnetic strip. Generated from the accumulated operation of the magnetic sputter bit, said curve is stretched to the end of the useful life of the first sample of said magnetic sputter bit, said curve is generated from said magnetic sputter bit! The magnetron mother ivy coating source is helpful in determining the method for the end of the shelf life of subsequent specimens of the ivy turbine. 11. A magnetron vine coating source according to claim 1, wherein the pole piece is easily removable from the yoke and replaced on the yoke by a differently shaped pole piece. , thereby allowing a change in the shape of the pole piece to be used to cause a change in the position of the spatial gap with respect to the unchanged yoke and the electromagnetic coil; a magnetron whose change causes a corresponding change in the position of the magnetic gap and the glow discharge, thereby achieving a corresponding change in the distribution type of the material being irradiated from the magnetic material;
and ivy coating source. 12. A magnetron sputter coating source as claimed in claim 1, wherein the required change in value of the current is used to cause a change in the width and position of the magnetic gap; a magnetron, wherein said change in the magnetic gap causes a corresponding change in the position of said glow discharge, thereby achieving a corresponding change in the distribution type of the material to be sewn from said magnetic strut; Sputter coating source. 13. A magnetron sputter coating source consisting of a cathode means comprising an anode, a stutter gut, and a magnetic field means comprising a net electromagnetic coil, a yoke and a pair of pole pieces joined to said yoke separated by a spatial gap. wherein the yoke and the pole piece are made of a material with high magnetic permeability and high saturation magnetization, and the struts are located at the top of the pole piece to completely fill the spatial gap; said spatial gap allows magnetic field lines to be set up to magnetically limit and magnetically increase the glow discharge above said stuttering point, and said magnetic field lines have a shape and strength that are different from said electromagnetic Depending on the current flowing in the coil and the material from which the suction plate is made, the current is required for setting the desired glow discharge when the material of the suction plate is non-magnetic. the current has a second value required for setting a desired glow discharge when the substance of the suction starter is magnetic; A second value, which is greater than the required first value, results in magnetic saturation of a portion of the magnetic strip, thereby imparting a magnetic field above the magnet to the magnetic strip. A magnetronic matrix coating source that creates a magnetic gap in the magnetic matrix in which a limiting and increasing glow discharge can be set. 14. The magnetron sputter coating source of claim 13, wherein the yoke and the pole piece are shaped to form a low reluctance magnetic path through the yoke and the pole piece; A magnetron, where the yoke and the pole piece are not magnetically saturated for all the required values of the current? Ivy coach ink source. 15.% The magnet (9) described in claim 13
) A magnetron sputter coating source, wherein the magnetron sputter coating source has a shape that is independent of the magnetic permeability and saturation magnetization properties of the material of the magnetron sputter. 16. The magnetron sputter coating source of claim 813, wherein the relatively thick shape of the sputter tart material improves the magnetic permeability and saturation magnetization properties of the sputter tart material. Irrespective of the source of the magnetron-coat ink used to enable a desirably large inventory of materials suitable for use to be contained within the matrix. 17. A magnetron sputter coating source according to claim 13, wherein the pole piece is replaced on the yoke by a differently shaped pole piece that is easily removable from the yoke; A magnetron sputter coating source whereby the sputter target made of materials with a wide range of magnetic properties, including non-magnetic materials, is most preferably used (10). 18. The magnetron sputter coating source of claim 13, wherein the first required value of the current is maintained at a desired value throughout the life of the non-magnetic sputter. A magnetron coating source where the gas pressure is adjusted to provide the desired predetermined operating voltage and current to the glow discharge. 19.% The magnetron snow or ivy coating source of claim 13, wherein the second required value of the current maintains the desired sputtering rate throughout the lifetime of the magnetic sputter tarpit. A magnetron snow or ivy coating source which is adjusted to provide the desired predetermined operating voltage and current to the glow discharge at nine ivy gas pressures. 2. A magnetron sputter coating source according to claim 13, wherein the first
The required value of the magnetron, which is adjusted to provide the desired constant operating voltage and current to the glow discharge at the desired stutter gas pressure throughout the life of the non-magnetic stutter or tarpit. Ivy coating source. 2. The magnetron matrix coating source as claimed in claim 13, wherein the second required value of the current is constant throughout the lifetime of the magnetic matrix. A magnetron master vine coating source which is adjusted to provide a desired constant operating voltage and current to the glow discharge at a desired sputter gas pressure. 2. The magnetron sputter coating source as claimed in claim 13, further comprising a hole globe, the magnetic field strength being measured at the position of the hole globe, the hole globe measuring the maximum magnetic field strength caused by the glow discharge. a magnetron dust coating positioned closely below said snow tart near the area of target corrosion of said hole globe, wherein the output hole globe voltage from said hole globe is proportional to the magnetic field strength at the location of said hole globe; source. 2. The magnetron coating source as claimed in claim 22, wherein the second required value of the current is constant throughout the lifetime of the magnetic matrix. a magnetron which is adjusted to provide a desired constant value of the hole globe voltage;
Mother ivy coating source. 2. A magnetron sputter coating source according to claim 22, wherein the second
The required value of is adjusted to provide the desired scheduled operating voltage and current to the glow discharge at the desired starch gas pressure throughout the life of the magnetic starch tarpit, said current being adjusted to a selected relationship. value to allow the Hall-globe voltage to be measured simultaneously at the selected associated value, whereby a curve is generated from the Hall-globe voltage versus the accumulated movement of the magnetic strip or vine tarpit. , the curve is the magnetic snow e
A magnetron sputter coating source where the curve is extended to the end of the useful life of the first sample of the magnetic sputter tar pit, and the curve serves to determine the method for the end of the useful life of the subsequent sample of the magnetic sputter tar pit. 25, 4? 21. The magnetron master coating source of claim 20, wherein the change in the first required value of the current using cumulative operation magnetron sputter coating source used to determine the end of shelf life of a magnet. 2. A magnetron sputter coating source according to claim 22, wherein the first
The required value of is adjusted to provide a desired constant value of operating voltage and current to the glow discharge at a given sputtering gas pressure throughout the lifetime of the non-magnetic snow tart, and Said hole using! A magnetron sputter coating source wherein a change in rope voltage is used to determine the end of the useful life of the non-magnetic sputter gut. 2. The magnetron gutter coating source as claimed in claim 13, wherein the pole piece is easily removable from the yoke and replaced on the yoke by a differently shaped pole piece. , thereby enabling a change in the shape of the pole piece to be used to cause a change in the position of the spatial gap with respect to the yoke and the electromagnetic coil on the verge of change; A magnetron sputter coating source, wherein said change in causes a matched change in the position of said glow discharge, thereby achieving a matched change in the distribution type of the sludged material from said sludge or tattered gut. 2. A magnetron sputter coating source as claimed in claim 13, wherein the current increases instantaneously above the required value, thereby increasing the magnetic field above the source. The operation of the glow discharge is such that the glow discharge can be ignited at a desired sputtering gas operating pressure below the sputtering pressure, where the glow discharge can normally be easily ignited. Magnetron/l ivy coating source. 2. A magnetron sputter coating source as claimed in claim 13, wherein the conversion of the magnetron sputter coating source to an essentially non-magnetic diode device reduces the current to zero. Magnetron sputter coating source where achieved. 30. The magnetron/substrate coating source as set forth in claim 29, wherein a more complete conversion of the magnetron/substrate coating source to a non-magnetic diode device is achieved by a suitable addition to the electromagnetic coil. is achieved by applying a current of opposite value, and then said opposite current is reduced to zero, thereby achieving essentially complete demagnetization of said yoke, said pole piece and said magnetic sputter target. Source of magnetron snow mother ivy coach ink. 31, an anode, a cathode means comprising a suction starter, means for cooling said suction starter, and a magnetic field means comprising a yoke and a pair of magnetic pole pieces joined to said yoke, separated by a gap; a magnetron sputter coating source comprising: the gap being shaped to form a closed circumferential path in a substantially horizontal plane; the yoke and the pole piece being of magnetic material; positioned at the top of the pole piece to fill the gap, a vacuum tightness is provided between the bottom surface of the pole piece and the top surface of the pole piece, and the gap is such that the magnetic field lines are connected to the pole piece (17). ) allowing the uppermost glow discharge to be configured to magnetically limit and magnetically increase, so that the uppermost surface of the spark plug is subject to intense bombardment by the positive ions generated in the glow discharge; The intense impact causes intense heating of the sputter targut, and the intense impact is concentrated in the area above the gap, thereby causing the intense heating of the sputter targut to forming a passageway, the cooling means including a water chamber, a part of the bottom surface of the stator targut between the gaps is an inner surface part of the water chamber, and the water chamber is connected to an inlet part and an outlet part by a partition wall; The partition wall is divided into 1 part below the bottom surface of the main ivy tart.
(18) a narrow gap is positioned directly below said area of severe impact, said bulkhead being shaped to form a closed circumferential path corresponding to the path around said gap; The narrow gap provides a high impedance to the flow of water, and the narrow gap provides cooling water flowing from the inlet to the outlet of the water chamber 9. bringing the water into intimate thermal contact with the bottom surface of the suction tart, said thermal contact being substantially uniform over a path around said gap, whereby substantially all of said suction tart; - A magnetron A' ivy coating source where variable cooling is achieved along the circumferential path of intense heating of the source. 32. The magnetron snow ivy coating source as set forth in claim 31, further comprising a pole globe, the magnetic field strength being measured at the position of the pole globe, the pole globe measuring the magnetic field strength at the location of the pole globe, and the pole globe measuring the magnetic field strength at the location of the pole globe. and a precision fit is established between the side wall of the pole globe and the adjacent end of the bulkhead, the precision fit being between the top surface of the bulkhead and the bottom surface of the stem. A second narrow gap is set between the top surface of the pole globe and the bottom surface of the base plate to avoid significant disruption in the flow of cooling water through the narrow gap between the , the second narrow gap is selected to provide a high impedance to water flow that is substantially the same as the high impedance provided by the narrow gap between the top surface of the bulkhead and the bottom surface of the sputter gutt. is,
A magnetron sputter coating source whereby the effectiveness of the cooling means is preserved despite including the pole globe. 33. A magnetically enhanced suction coating source comprising anode means, cathode means, magnetic means for forming a magnetic field proximate said cathode means, and magnetic field strength measuring means, said measuring means said A sputter coating source mounted in a position that provides for measurement of the magnetic field during operation of the coating source. 34. A magnetically enhanced star or ivy coating source as claimed in claim 33, wherein said magnetic means is adjustable to control said magnetic field as measured by said measuring means. The source of Suzetta's coating. 35. A magnetically enhanced sputter coating source as claimed in claim 33, wherein the magnetic means comprises spaced apart pole pieces of opposite magnetic polarity, and a magnetic field is formed between the pole pieces. and wherein the measuring means is positioned in a magnetic field between the pole pieces. 36. A magnetically enhanced suction coating source as set forth in claim 35, wherein the cathode is adapted to mount a suction tart having a suction surface and an opposite surface; a sputter coating source, wherein said measuring means is positioned adjacent said opposite surface when said sputter target is attached to said cathode means. 37. A magnetically enhanced suction and ivy coating source comprising anode means, cathode means and a central pole piece forming a central axis of the coating source, an electromagnetic coil coaxially surrounding said central pole piece; and a magnetic field means consisting of an annular pole piece having nine turns coaxially surrounding said coil, said pole piece being shaped to form coplanar end faces with spaced apart annular pole faces, and said annular pole face having a planar annular non-contact face. Sputter coating source where magnetic gaps are formed. 38. The magnetically enhanced star ivy coating source as set forth in claim 37, wherein a non-magnetic material is hermetically sealed to the pole faces to close the space between the pole faces. Tokoronosu's mother ivy coating source. 39. A magnetically enhanced four-way ferromagnetic coating source comprising: magnetic means comprising inner and outer annular ferromagnetic members radially spaced to form pole pieces separated by an annular space; comprising electromagnetic coil means positioned in a space between magnetic members and anode means supported in a space within said inner rod-like member, said pole piece being electrically insulated from said positive rod means; Sputter coating source where the cathode means is formed. 40. A magnetically enhanced sputter coating source as set forth in claim 39, comprising means for supporting an annular strut across one end of said annular member. Sumi 4' ivy coating source.