JP2000096219A - スパッタリングターゲット - Google Patents

スパッタリングターゲット

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JP2000096219A
JP2000096219A JP10264420A JP26442098A JP2000096219A JP 2000096219 A JP2000096219 A JP 2000096219A JP 10264420 A JP10264420 A JP 10264420A JP 26442098 A JP26442098 A JP 26442098A JP 2000096219 A JP2000096219 A JP 2000096219A
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JP
Japan
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target
main body
fixing jig
sputtering
hole
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JP10264420A
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English (en)
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Toshito Kishi
俊人 岸
Shinobu Endo
忍 遠藤
Akira Kuwano
明良 桑野
Kohei Kobayashi
講平 木林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲット本体を十分に効率よく冷却でき、
ターゲット本体の使用可能量を大きくし、且つターゲッ
ト利用率も高くすることが可能なスパッタリングターゲ
ットを提供する。 【解決手段】 略円柱状のターゲット本体4と、ターゲ
ット本体4を挿入する貫通孔を備えたターゲット固定治
具5とからなり、ターゲット固定治具5が貫通孔内に挿
入されたターゲット本体4の下側外周部を貫通孔内周部
で支持する。例えば、雄ネジ4aと雌ネジ5aの螺合、
テーパー部やフランジ部の嵌合により支持して、スパッ
タリング装置に固定する。ターゲット本体4の下側表面
4cは、スパッタリング装置の冷却板に接している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングに
より薄膜を形成する際に用いられ、気体陽イオン等の衝
撃エネルギーにより気相中にスパッタされるスパッタリ
ングターゲットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スパッタリングターゲットは、図
4に示すように、円柱状のターゲット本体1と、ターゲ
ット本体1を保持、冷却するための円板状のバッキング
プレート2とで構成されている。また、ターゲット本体
1はバッキングプレート2の表面上に載せられ、低融点
金属等によるメタルボンディング3により接合されてい
る。
【0003】かかるスパッタリングターゲットは、バッ
キングプレート2によりスパッタリング装置に取り付け
て使用される。その取り付け方法としては、バッキング
プレート2の外周部をボルト等で固定する方法のほか、
バッキングプレート2の外周部に部分的にフランジを設
け、このフランジを装置の対応する溝に差し込み、回転
して固定する方法等がある。
【0004】また、このようにバッキングプレート2に
固定されたターゲット本体1の冷却方式には次のものが
ある。第1はバッキングプレート2の内部にターゲット
本体1を冷却するための冷却媒体を流す構造のもの、第
2はバッキングプレート2の裏面を直接冷却媒体に接触
させる構造のものであり、いずれも直接冷却方式と言わ
れる。また、第3はバッキングプレート2の裏面を冷却
された金属板に接触させて固定する構造のものであり、
間接冷却方式と言われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、スパッタリン
グを続けると、ターゲット本体は消費されて次第に厚み
が減少し、通常は印加磁場に分布があるため中央よりも
外周に近い部分からリング状に薄くなる。図4に示す従
来のスパッタリングターゲットにおいても、図5に示す
ように、ターゲット本体1に部分的に穴1aがあくと使
用不能となり、新しいターゲット本体と交換しなければ
ならない。
【0006】しかし、図4に示す従来のターゲット本体
1は、バッキングプレート2の上に固定されているの
で、スパッタリング装置内でバッキングプレート2の分
だけ厚みの制約を受ける。このため、使用不能となるま
でのターゲット本体1の使用可能量が少なく、短時間で
交換しなければならないうえ、ターゲットの重量当たり
の利用率も低いという問題があった。
【0007】また、ターゲット本体1の冷却について
も、従来のターゲット本体1はバッキングプレート2の
上に固定されているので、前記した従来の直接冷却方式
といえどもバッキングプレート2を介しての冷却に過ぎ
なかった。このため、ターゲット本体1を十分に冷却す
ることが難しく、スパッタリングパワーに制約が生じる
という問題があった。
【0008】これらの問題に対して、ターゲット本体と
バッキングプレートを一体化させた構造のものが提案さ
れている。しかしながら、この構造のスパッタリングタ
ーゲットでは、バッキングプレートに相当する部分が全
体の大きな割合を占めることになり、全体の重量に対し
て成膜原料として使用される重量が極めて小さくなるた
め、ターゲットの利用率が著しく低下するうえ、ターゲ
ット材料が高価である場合には極端なコスト増を招くと
いう欠点があった。
【0009】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
ターゲット本体とこれをスパッタリング装置に取り付け
る固定治具を別体とし、固定治具は繰り返し使用が可能
とすると共に、ターゲット本体を効率よく十分に冷却す
ることができ、ターゲット本体の使用可能量を大きく
し、且つターゲット利用率も高くすることが可能なスパ
ッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供するスパッタリングターゲットは、略
円柱状のターゲット本体と、ターゲット本体を挿入する
貫通孔を備えたターゲット固定治具とからなり、ターゲ
ット固定治具が貫通孔に挿入されたターゲット本体の下
側外周部を貫通孔内周部で支持し、ターゲット本体の下
側表面を冷却板に接して固定することを特徴とするもの
である。
【0011】本発明のスパッタリングターゲットにおい
て、ターゲット本体をターゲット固定治具に支持する具
体的な手段としては次のものがある。即ち、ターゲット
本体の下側外周部に設けた雄ネジをターゲット固定治具
の貫通孔内周部に設けた雌ネジに螺合するか、ターゲッ
ト本体の下側外周部に設けたテーパ部をターゲット固定
治具の貫通孔内周部に設けた逆テーパ部に嵌合するか、
又はターゲット本体の下側外周部に設けたフランジ部を
ターゲット固定治具の貫通孔内周部に設けた環状溝部に
嵌合する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のスパッタリングターゲッ
トでは、スパッタリングされる成膜原料としてのターゲ
ット本体と、ターゲット本体をスパッタリング装置に取
り付けるために用いるターゲット固定治具とを別体に作
製し、スパッタリング装置に固定するために複雑な加工
を必要とするターゲット固定治具は繰り返し使用するよ
うになっている。
【0013】即ち、本体のスパッタリングターゲット
は、略円柱状のターゲット本体と、このターゲット本体
をスパッタリング装置に取り付けるターゲット固定治具
とからなる。ターゲット固定治具にはターゲット本体を
挿入する貫通孔が設けてあり、この貫通孔に挿入したタ
ーゲット本体の下側外周部をターゲット固定治具の貫通
孔内周部で支持するようになっている。
【0014】かかる本発明のスパッタリングターゲット
を、具体例を挙げて更に説明する。例えば、図1に示す
ように、第1の具体例は、略円柱状のターゲット本体4
と、貫通孔を有するターゲット固定治具5からなり、タ
ーゲット本体4の下側外周部には雄ネジ4aが、及びタ
ーゲット固定治具5の貫通孔内周部には雌ネジ5aが形
成してある。このターゲット固定治具5の雌ネジ5aに
ターゲット本体4の雄ネジ4aを螺合して両者を固定す
る。この場合、両者を螺合して固定してからスパッタリ
ング装置に取り付けても、ターゲット固定治具5をスパ
ッタリング装置に取り付けた後ターゲット本体4を螺合
して固定してもよい。
【0015】第2の具体例は、図2に示すように、ター
ゲット本体6の下側外周部にテーパ部6aを設け、ター
ゲット固定治具7の貫通孔内周部に設けた逆テーパ部に
嵌合するようになっている。また、第3の具体例では、
図3に示すように、ターゲット本体8の下側外周部にフ
ランジ部8aを形成し、ターゲット固定治具9の貫通孔
内周部に設けた環状溝部に嵌合する。第2及び第3の具
体例の場合には、ターゲット本体6、8をターゲット固
定治具7、9の貫通孔内に下側から挿入し、それぞれテ
ーパー部6aと逆テーパー部又はフランジ部8aと環状
溝部を嵌合させた状態で、スパッタリング装置に取り付
けて固定する。
【0016】このような本発明のスパッタリングターゲ
ットにおいては、スパッタリング装置に取り付けたと
き、ターゲット本体の下側表面(例えば図1の下側表面
4c)をスパッタリング装置の冷却板(図示せず)に直
接接触させることができる。従って、ターゲット本体と
冷却板の間にバッキングプレートが存在していた従来と
比較して、より優れた冷却効果を得ることができる。ま
た、ターゲット本体の下側表面が冷却媒体に直接接する
ように構成することも可能であるし、必要に応じて熱伝
導性の良好な薄膜部材を介してターゲット本体の下側表
面を冷却板に接せしめることもできる。
【0017】しかも、従来のようなバッキングプレート
を使用しないので、ターゲット本体がターゲット固定治
具を貫通する分だけ、ターゲット本体を厚くすることが
できる。例えば図1において、スパッタリング装置内で
の制約を考慮しても、ターゲット固定治具5の上側表面
からターゲット本体4の上側表面4aまでの高さを、従
来のバッキングプレート上に固定するターゲット本体の
厚みと同一にすればよいので、ターゲット固定治具5の
厚みに相当する分だけターゲット本体4の厚みを増やす
ことが可能となる。
【0018】このため、スパッタリングによりターゲッ
ト本体4の厚みが次第に減少し、図6に示すように、タ
ーゲット固定治具5の貫通孔の内部にまで入り込んでも
スパッタリングを続けることが可能であり、ターゲット
本体4に部分的に穴4dがあいた状態で使用不能とな
る。従って、ターゲットの使用可能量が従来に比べて増
えると共に、ターゲットの重量当たりの利用率を高める
ことができる。
【0019】尚、本発明のスパッタリングターゲットで
は、ターゲット本体は形成すべき膜組成に応じた組成の
材質を用い、ターゲット固定治具は特に材質を限定しな
い。一般的には、ターゲット固定治具としてステンレス
鋼や銅合金を用いることで、安価であって繰り返し使用
にも耐えうる固定治具となる。
【0020】
【実施例】実施例1 材質がAl−2wt%Ti合金からなるターゲット本体
と、非磁性のステンレス鋼からなるターゲット固定治具
を、それぞれ図1、図2及び図3に示す形状となるよう
に作製した。各ターゲット本体とターゲット固定治具
を、図1のネジ部による螺合、図2のテーパー部による
嵌合、及び図3のフランジ部による嵌合の各固定手段に
よりそれぞれ支持固定して、スパッタリング装置の冷却
板にターゲット本体の下側表面を直接接せしめて取り付
けた。
【0021】比較のために、図4に示す従来のスパッタ
リングターゲットとして、バッキングプレートの上にタ
ーゲット本体をメタルボンディングにより接合し、その
バッキングプレートの下側表面をスパッタリング装置の
冷却板に直接接せしめて取り付けた。
【0022】上記の各スパッタリングターゲットを備え
たスパッタリング装置を使用して、通常の条件でターゲ
ット本体に穴があいて使用不能になるまでスパッタリン
グ試験を行った。それぞれのスパッタリング試験におい
て、各1枚のターゲット本体の使用可能量(スパッタリ
ングのトータルエネルギー量:kWh)、ターゲット利
用率(ターゲットの減少重量の当初重量に対する割合:
%)、及び使用可能な最大パワー(ターゲット本体の表
面積当たり最大使用可能な電力:W/cm2)を求め、
下記表1に示した。
【0023】
【表1】 使用可能量 ターゲット 最大パワーターゲット固定手段(図面) (kWh) 利用率(%) (W/cm2) ネジ部螺合(図1) 320 37 450 テーパー部嵌合(図2) 320 35 450 フランジ部嵌合(図3) 320 34 450 メタルボンディング(図4) 150 28 320
【0024】この結果から分かるように、ターゲットの
使用可能量、ターゲット利用率、及び使用可能最大パワ
ーのいずれにおいても、本発明のスパッタリングターゲ
ットが従来のものに比べて優れている。また、従来のス
パッタリングターゲットの場合は、冷却不足のために、
スパッタリング中にアーク放電が多発した。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、ターゲット本体をター
ゲット固定治具を用いて簡単にスパッタリング装置に取
り付けることができ、複雑な加工が必要なターゲット固
定治具は繰り返し使用が可能であると共に、ターゲット
本体を効率よく十分に冷却することができ、ターゲット
本体の使用可能量が大きく、且つターゲット本体の利用
率の高いスパッタリングターゲットを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスパッタリングターゲットの一具
体例を、ターゲット固定治具を切り欠いて示した一部切
欠側面図である。
【図2】本発明によるスパッタリングターゲットの別の
具体例を同様に示す一部切欠側面図である。
【図3】本発明によるスパッタリングターゲットの更に
別の具体例を同様に示す一部切欠側面図である。
【図4】従来のスパッタリングターゲットを示す断面図
である。
【図5】従来のスパッタリングターゲットのターゲット
本体が使用不能となった状態を示す断面図である。
【図6】本発明によるスパッタリングターゲットの一具
体例のターゲット本体が使用不能となった状態を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 ターゲット本体 2 バッキングプレート 3 メタルボンディング 4、6、8 ターゲット本体 5、7、9 ターゲット固定治具 4a 雄ネジ 5a 雌ネジ 6a テーパー部 8a フランジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑野 明良 東京都大田区京浜島2丁目8番9号 株式 会社サンリック内 (72)発明者 木林 講平 東京都大田区京浜島2丁目8番9号 株式 会社サンリック内 Fターム(参考) 4K029 BA23 DC04 DC12 DC23 DC25

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略円柱状のターゲット本体と、ターゲッ
    ト本体を挿入する貫通孔を備えたターゲット固定治具と
    からなり、ターゲット固定治具が貫通孔に挿入されたタ
    ーゲット本体の下側外周部を貫通孔内周部で支持し、タ
    ーゲット本体の下側表面を冷却板に接して固定すること
    を特徴とするスパッタリングターゲット。
  2. 【請求項2】 ターゲット本体の下側外周部に設けた雄
    ネジをターゲット固定治具の貫通孔内周部に設けた雌ネ
    ジに螺合することにより、ターゲット本体をターゲット
    固定治具に支持することを特徴とする、請求項1に記載
    のスパッタリングターゲット。
  3. 【請求項3】 ターゲット本体の下側外周部に設けたテ
    ーパ部をターゲット固定治具の貫通孔内周部に設けた逆
    テーパ部に嵌合することにより、ターゲット本体をター
    ゲット固定治具に支持することを特徴とする、請求項1
    に記載のスパッタリングターゲット。
  4. 【請求項4】 ターゲット本体の下側外周部に設けたフ
    ランジ部をターゲット固定治具の貫通孔内周部に設けた
    環状溝部に嵌合することにより、ターゲット本体をター
    ゲット固定治具に支持することを特徴とする、請求項1
    に記載のスパッタリングターゲット。
  5. 【請求項5】 ターゲット本体の下側表面が、冷却板又
    は冷却媒体に直接接するか、又は熱伝導性の良好な薄膜
    部材を介して冷却板に接することを特徴とする、請求項
    1〜4のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110904416A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国电子科技集团公司第十二研究所 一种小直径螺旋线溅铜模具及该模具的使用方法

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