JP2001059169A - スパッタリングターゲット材料の簡易接合可能なスパッタリング装置 - Google Patents

スパッタリングターゲット材料の簡易接合可能なスパッタリング装置

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JP2001059169A
JP2001059169A JP11237106A JP23710699A JP2001059169A JP 2001059169 A JP2001059169 A JP 2001059169A JP 11237106 A JP11237106 A JP 11237106A JP 23710699 A JP23710699 A JP 23710699A JP 2001059169 A JP2001059169 A JP 2001059169A
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JP
Japan
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sputtering target
sputtering
joining
bonding
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JP11237106A
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Inventor
Hiromitsu Hayashi
博 光 林
Naoki Ono
野 直 紀 尾
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な手段によって、スパッタリング中の熱
応力およびスパッタリング装置内外の圧力差などに起因
するスパッタリングターゲット材料と保持台間の応力な
どにより発生するスパッタリングターゲット材料のクラ
ックや割れが生じることのないスパッタリング装置を提
供すること。 【解決手段】 スパッタリングターゲット材料とこのス
パッタリングターゲット材料を保持する保持台を備えて
なるスパッタリング装置であって、前記スパッタリング
ターゲット材料と前記保持台とが、常温において液体状
態の金属材料によって接合されてなることを特徴とす
る、スパッタリングターゲット材料の簡易接合可能なス
パッタリング装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置に関し、特に、スパッタリングターゲット材料とこの
スパッタリングターゲット材料を保持する保持台とから
なるスパッタリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スパッタリングターゲット材料をスパッ
タリング装置に装着する一般的な方法としては、バッキ
ングプレートと呼ばれるスパッタリング装置より取り外
し可能な保持台を介してスパッタリングターゲット材料
を接合する方法があり、さらにこの他に、スパッタリン
グ装置から取り外し不可能な保持台に直接スパッタリン
グターゲット材料を接合する方法がある。
【0003】上記の内、バッキングプレートを介してス
パッタリングリングターゲット材料を接合する方法とし
ては、スパッタリングターゲット材料とバッキングプレ
ートとを直接ロウ付けする方法(たとえば、特開昭55
−97472号、特開平1−254379号、特開平1
1−131226号など)、スパッタリングターゲット
材料とバッキングプレートとを拡散接合する方法(たと
えば、特開平10−158829号など)、あるいはス
パッタリングターゲット材料とバッキングプレートとを
圧着接合する方法(たとえば、特許第2831356号
など)などが知られている。これらの方法はいずれも、
本質的に、スパッタリングターゲット材料とバッキング
プレートを強固に接着させて両者を一体化することに主
な特徴がある。
【0004】しかしながら、上述した従来の接合方法
は、これを実際に実施する際には、いずれも接合工程が
煩雑であり、特に接着に要する時間が長く、また接着専
用の装置が必要であり、そのため製造コストが上昇する
という問題がある。
【0005】さらに、スパッタリングターゲット材料と
バッキングプレートとを強固に接着する場合、スパッタ
リング中に発生する熱応力およびスパッタリング装置内
外の圧力差に起因する応力などにより生じるスパッタリ
ングターゲット材料とバッキングプレートとの間の界面
における応力を緩和させることができない。このため、
スパッタリングターゲット材料が酸化物などの劈開性を
有する材料や脆性の材料からなる場合にあっては、スパ
ッタリング中においてスパッタリングターゲット材料が
バッキングプレートとの接合面に生じる応力に耐えるこ
とができず、スパッタリングターゲット材料にクラック
が生じたり割れるという問題がある。
【0006】スパッタリング装置から取り外し可能な保
持台に直接スパッタリングターゲット材料を接合する方
法は、保持台にスパッタリングターゲット材料をネジ留
め等するだけであるため、保持台とスパッタリングター
ゲット材料とが単に接触しているだけである。このた
め、スパッタリングターゲット材料が十分に冷却されな
い、接触面が電気的に不安定となり均一にスパッタリン
グできない等の問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、バッキン
グプレートを介してスパッタリングターゲット材料を接
合するスパッタリング装置において、簡易な手段によっ
て、スパッタリング中の熱応力およびスパッタリング装
置内外の圧力差などに起因するスパッタリングターゲッ
ト材料とバッキングプレート間の応力などによって発生
するスパッタリングターゲットのクラックや割れが生じ
ることのないスパッタリング装置、あるいは取り外し不
可能な保持台に直接スパッタリングターゲット材料を接
合するスパッタリング装置において、スパッタリングタ
ーゲット材料が十分に冷却され、接触面が電気的に不安
定にならないスパッタリング装置を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る、スパッタ
リングターゲット材料の簡易接合可能なスパッタリング
装置は、スパッタリングターゲット材料とこのスパッタ
リングターゲット材料を保持する保持台を備えてなるス
パッタリング装置であって、前記スパッタリングターゲ
ット材料と前記保持台とが、常温において液体状態の金
属材料によって接合されてなることを特徴とするもので
ある。
【0009】また、本発明の好ましい態様においては、
上記保持台が、バッキングプレートからなる。
【0010】さらに、本発明の好ましい態様において
は、上記の常温において液体状態の金属材料が、Ga系
低融点合金からなる。
【0011】
【発明の実施の形態】通常、スパッタリングターゲット
材料と保持台の温度は、スパッタリング中において室温
より高くなるため、上記のように、接合材料が常温で液
体状態であれば、スパッタリング中においても液体状態
は保持される。本発明においては、この点に着目して、
接合材料として常温において液体状態の金属材料を用い
る。ここで、「常温」とは、一般的な意味における室温
ないし通常の環境温度範囲を含み、具体的には、10〜
40℃程度の温度範囲を意味する。
【0012】また、スパッタ装置によっては、接合材
料、つまり保持台とスパッタリングターゲット材料の接
合面の周囲部分などがスパッタリング装置内部に露出し
た状態でスパッタリングが行われることがあるので、こ
の点を考慮して、本発明の接合材料としては蒸気圧は低
い方が好ましい。また、接合材料の蒸気圧が問題となる
場合は、必要に応じて、露出される接合材料部分を接合
補助具などで被覆することもできる。
【0013】さらに、DCスパッタ装置を用いる場合に
あっては、保持台とスパッタリングターゲット材料の間
の電気抵抗は低い方が好ましいことから、接合材料の電
気抵抗も同様に低い方が好ましい。
【0014】一般的に、スパッタリング中においてスパ
ッタリングターゲット材料はプラズマにさらされるた
め、高温に加熱される。このため、スパッタリングター
ゲット材料を冷却するために保持台を水冷することが行
われている。ここで、接合材料の熱伝導度が低いと、ス
パッタリング中にターゲットが過度に加熱されるため好
ましくない。この点から接合材料の熱伝導度は、高い方
が好ましい。
【0015】以上のことを勘案すると、より具体的に
は、接合材料としては、室温で液体状態である低融点金
属や低融点合金などが好ましく用いられ得る。特に好ま
しい具体例としては、0〜23mol%のInと残部が
GaからなるGa−In合金などのGa系合金などが挙
げられる。この他にも、ルビジウム系合金やセシウム系
合金等の低融点金属材料が接合材料として用いられ得
る。
【0016】保持台は、特に限定されるものではなく、
従来使用されているものを使用することができる。具体
的には、従来使用されている銅、銅合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、無酸素銅、チタン、チタン合
金、ステンレスなどが使用可能である。
【0017】スパッタリングターゲット材料も特に限定
されるものではなく、従来公知の材料に適用できる。
【0018】スパッタリングターゲット材料とバッキン
グプレート等の保持台との接合は、ターゲット材料の裏
側(保持台に対向する側の面)に上述した接合材料を、
適当な手段により塗布したのち、スパッタリングターゲ
ット材料と保持台とを張り合わせるだけで行われ得る。
この際、スパッタリングターゲット材料と保持台との間
に空気などの気泡が存在したとしても、スパッタリング
に際しては、スパッタリングターゲット材料をスパッタ
リング装置に装着し装置内を真空にしたときに気泡など
も同時に排出されるので特に問題はないが、気泡が排出
される際に接合材料が吹き出る可能性があるので、スパ
ッタリングターゲット材料と保持台との張り合わせ時に
はなるべく気泡が残存しないようにすることが望まし
い。スパッタリングターゲット材料と保持台との間に空
気などの気泡が残留しない張り合わせ方法としては、ス
パッタリングターゲット材料と保持台をすり合わせて接
合する方法、保持台上に接合材料の溜まりを作りスパッ
タリングターゲット材料の端部を保持台に接触させ、接
触部を固定しながら徐々にスパッタリングターゲット材
料を斜めに傾けて全体を接合する方法を採用することが
できる。その他、特開平1−254379号、特開平1
1−131226号などに開示されているような、スパ
ッタリングターゲット材料と保持台とをロウ材によって
張り合わせる方法を応用することも可能である。
【0019】なお、接合時にスパッタリングターゲット
材料と保持台の接合部からはみ出した接合材料を適宜拭
き取り、接合後のスパッタリングターゲットを垂直に立
てたときに接合材料がはみ出てこない状態であれば接合
は良好に行われたとみなし得る。
【0020】上記のような接合方法を用いると、接合の
ための特別な装置を用いることなく、スパッタリングタ
ーゲット材料と保持台とを簡易かつ迅速に接合すること
が可能となる。このため、スパッタリング装置から使い
終わったスパッタリングターゲット材料の取り外しなら
びに新しいスパッタリングターゲット材料への交換を容
易かつ迅速に行うことが可能となる。
【0021】なお、前述の接合方法では、液体状態の接
合材料の塗膜上にスパッタリングターゲット材料がいわ
ば乗っているだけの状態であるため、少しの振動などで
スパッタリングターゲット材料が保持台上を水平方向に
移動することが考えられる。本発明においては、このよ
うな水平移動を防止するために、ずれ防止のための固定
補助具を装着することもできる。このずれ防止のための
固定補助具によりスパッタリングターゲット材料を縦向
きにセットしたり、さらには、スパッタリングターゲッ
ト材料をを下側に向けてセットすることも可能となる。
【0022】また、取り外し不可能な保持台にスパッタ
リングターゲット材料を接合する場合は、スパッタリン
グターゲット材料とバッキングプレートとを接合する方
法を応用することができる。
【0023】接合材料と、スパッタリングターゲット材
料および/または保持台との濡れ性が悪く、スパッタリ
ングターゲット材料および/または保持台が接合材料を
弾いてしまう場合にあっては、スパッタリングターゲッ
ト材料および/または保持台の接合面側に接合材料との
濡れ性を改善するための表面処理ないし介在層を設ける
こともできる。
【0024】例えば、接合材料がGa−In系合金であ
る場合にあっては、In層をターゲット材料および/ま
たはバッキングプレートの接合面に形成することによっ
て、濡れ性が改善され良好に接合することができる。
In層がスパッタリングターゲット材料および/または
保持台に良好な状態に形成されない場合においては、I
n層とスパッタリングターゲット材料および/または保
持台との間にさらに中間層を1または2以上設けること
もできる。
【0025】
【実施例】実施例1 サイズ200φ×8mmt、密度7.16g/cm
ITOスパッタリングターゲット材料の接合面に、Cu
−Ni合金層、In層を順に形成した後、常温で液体状
体であるGa−14.2mol%In合金を塗布した。
このスパッタリングターゲット材料を、銅製のバッキン
グプレートに気泡が入り込まないように接合し、ITO
スパッタリングターゲットを作成した。これを用いて、
下記のスパッタ条件にて成膜を行った。
【0026】スパッタ条件 スパッタ圧:3mTorr 投入電力:100W(1.23W/cm)〜600W
(7.40W/cm)100W5min投入後、10
W/minで上昇 その結果、投入電力が600W(7.40W/cm
でもITOスパッタリングターゲット材料に割れが発生
せず、スパッタリングターゲット材料とバッキングプレ
ートとの接合方法として有用であることがわかった。
【0027】また、スパッタリングターゲット材料とバ
ッキングプレートとの接合に要する時間も5分以下であ
った。
【0028】比較例1 サイズ200φ×8mmt、密度7.16g/cm
ITOターゲットを直接バッキングプレートの上にセッ
トしただけのITOスパッタリングターゲットを作成し
た。これを用いて、下記のスパッタ条件にて成膜を行っ
た。
【0029】スパッタ条件 スパッタ圧:3mTorr 投入電力:100W(1.23W/cm)〜200W
(2.47W/cm)100W5min投入後、10
W/minで上昇 その結果、投入電力が190(2.34W/cm)〜
200W(2.47W/cm)に上げる途中でITO
スパッタリングターゲット材料に割れが発生し、スパッ
タリングを継続することができなかった。
【0030】比較例2 サイズ200φ×8mmt、密度7.16g/cm
ITOスパッタリングターゲット材料の接合面にCu−
Ni合金を成膜した後、ITOスパッタリングターゲッ
ト材料と銅製のバッキングプレートをおよそ200℃に
加熱し、接合材料としてInを用いて鑞付けを行い、I
TOスパッタリングターゲットを作成した。この際、ス
パッタリングターゲット材料とバッキングプレートの間
に気泡が入り込まないように注意した。
【0031】この時のスパッタリングターゲット材料と
バッキングプレートとの接合に要する時間は1時間以上
であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA50 CA05 DC02 DC03 DC04 DC05 DC07 DC21

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スパッタリングターゲット材料とこのスパ
    ッタリングターゲット材料を保持する保持台を備えてな
    るスパッタリング装置であって、 前記スパッタリングターゲット材料と前記保持台とが、
    常温において液体状態の金属材料によって接合されてな
    ることを特徴とする、スパッタリングターゲット材料の
    簡易接合可能なスパッタリング装置。
  2. 【請求項2】前記保持台が、バッキングプレートからな
    る、請求項1に記載のスパッタリングターゲット材料の
    簡易接合可能なスパッタリング装置。
  3. 【請求項3】前記常温において液体状態の金属材料が、
    Ga系低融点合金からなる、請求項1または2に記載の
    スパッタリングターゲット材料の簡易接合可能なスパッ
    タリング装置。
JP11237106A 1999-08-24 1999-08-24 スパッタリングターゲット材料の簡易接合可能なスパッタリング装置 Pending JP2001059169A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100771434B1 (ko) 2005-03-17 2007-10-30 미츠이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟의 제조방법 및 스퍼터링 타겟
WO2008047900A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Showa Denko K.K. Appareil de pulvérisation formant un film et plaque de support pour cet appareil
JP2008260974A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Showa Denko Kk Gaスパッタターゲットの製造方法

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