JP2002105634A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JP2002105634A JP2002105634A JP2000301534A JP2000301534A JP2002105634A JP 2002105634 A JP2002105634 A JP 2002105634A JP 2000301534 A JP2000301534 A JP 2000301534A JP 2000301534 A JP2000301534 A JP 2000301534A JP 2002105634 A JP2002105634 A JP 2002105634A
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Abstract
置のスパッタ源において、ターゲット1及びこれを支え
かつ冷却する目的のバッキングプレート2が、大電力供
給によるスパッタリングで一時的にバッキングプレート
の冷却能力を超えて、ターゲットと共に温度上昇して膨
張し、中央部分が反りかえって間隙6を作り、ターゲッ
トの冷却能力が更に低下するのを防ぐことを目的とす
る。 【解決手段】 スパッタリング装置のスパッタ源におい
て、ターゲットを支え、かつこれを冷却させる目的のバ
ッキングプレート2の外周部近傍に少なくとも1以上の
溝7を設けることで、熱膨張による伸びをこの溝7で吸
収し、バッキングプレート2のターゲット接触部5にお
ける反り(変形)を少なくする。
Description
スパッタ源において、ターゲットを支え、かつこのター
ゲットを冷却するバッキングプレートを備えたスパッタ
リング装置に関するものである。
用して薄膜を得るいわゆるスパッタリング装置におい
て、スパッタ源のターゲットは、アース電位の真空槽外
壁に対して負の高電圧を印加して放電させ、放電プラズ
マ中のイオンに叩かれてターゲット材が飛翔し、対向す
る位置に置かれた基材に堆積して薄膜を形成する。
いないと放電時にプラズマから受けるイオン衝撃で激し
く昇温し、やがて溶融する。ターゲットが溶融する程の
高温になると、ターゲット材自身が組成変化を起し、か
つ、スパッタ源およびこれをとりまく近傍の器壁が昇温
して不純物ガスを放出し放電が不安定になって、所期の
目的であるスパッタ膜を得ることが出来ないばかりでは
なく、スパッタ源及びスパッタリング装置自身の破損に
至ることになる。そこで、ターゲットは、スパッタリン
グ中のイオン衝撃にも耐えて、常に常温近くを保てるよ
うに、冷却されている。
ゲットに直接水を流す機構を設けて冷却する場合もある
が、水圧に耐えられない機械的強度のない材質を使う場
合もあり、通常は冷却機構を備えたあて板(バッキング
プレート)を使用する。
9、図10及び図11を用いて説明する。図9におい
て、ターゲット1はバッキングプレート2fとの接触面
5は、ハンダ・接着剤等で接合される場合もあるが、タ
ーゲット1はバッキングプレート2fにハンダ・接着剤
等で接合される場合もあるが、ターゲット1は消耗品で
あることから、その寿命が尽きたときに新しいターゲッ
トと交換し易いように、接触部分5には、可撓性伝熱シ
ート材(図示せず)を介在させてバッキングプレート2
に締付機構(図示せず)にて締付けられている。
fはターゲット1を冷却するために、水冷機構4で水冷
却されているが、アース電位の真空槽(図示せず)壁と
高電圧絶縁され、且つ狭いスペースという構造上の制約
から、放電プラズマに大電力を供給した場合には、ター
ゲット1がプラズマから受けるイオン衝撃エネルギーと
バランスするだけの熱交換される面積及び冷却水量を確
保出来ず、バッキングプレート2fの冷却能力を超え
て、バッキングプレート2f自体もターゲット1との接
触部分5を中心に昇温する場合がある。
2fの外端部3は常温固定されているので(固定機構は
図示せず)、図10及び図11に示すように、中央部か
ら熱膨張による変形が生じて、ターゲット1とバッキン
グプレート2fの接触部分には間隙6が出来、この間隙
6の間は真空中であることも加わって、ターゲット1は
さらに冷却され難くなる。
には、ターゲット表面10の上でマグネトロン放電を起
させるためのマグネット機構(図示せず)があり、安定
した放電を維持するために、このマグネット機構の磁極
とターゲット表面10との間隔を常に一定に保つ必要が
ある。上述のごとく、放電プラズマに大電力を供給し
て、バッキングプレート2fの冷却能力を超えてターゲ
ット1とともにバッキングプレート2fもそり返る場合
には、前記、マグネット機構の磁極とターゲット表面1
0との間隔も広がり、ターゲット表面10上に生じるマ
グネトロン磁界が弱くなり、放電不安定の要因になる。
プラズマへの大電力供給による一時的な熱冷却アンバラ
ンスによりバッキングプレート2の部分的熱膨張があっ
ても、これによるバッキングプレート2全体の反り変形
を抑えるために、ターゲット1に接触するバッキングプ
レート2の外周部近傍に少なくとも1以上の溝7を設け
てあるので、バッキングプレート2中央部の熱膨張によ
る反りを(図2)及び(図4)に示すごとく溝7の溝幅
で吸収してしまい、バッキングプレート2全体としては
反り難く、変形し難いようにして、ターゲット1との接
触部分5に間隙6を生じさせないことができる。
して説明する。図1乃至図4は、本発明の実施形態を示
すスパッタリング装置のターゲットとバッキングプレー
ト部のみを示す側断面図である。
は同状バッキングプレートでこの外周端3は絶縁層を介
してスパッタ源筐体及び真空槽壁に常温で固定されてい
る(固定機構は図示せず)。ターゲット1とバッキング
プレート2との接触面5には可撓性伝熱シート(図示せ
ず)を介して、ターゲット1を固定機構(図示せず)に
よりバッキングプレート2に固定する。7はバッキング
プレート2に設けられた溝で、この溝7の位置は、ター
ゲット1を固定しているターゲット外周端8の近傍に設
けている。9は大気側で、この大気側9には、真空側に
あるターゲット表面10上にマグネトロン放電を起こさ
せるためのマグネット機構(図示せず)が置かれてい
る。ターゲット外周部のバッキングプレート側8の近傍
に溝7が設けてある。4はバッキングプレートの水冷却
部である。
した場合、ターゲット1およびバッキングプレート2の
中央部が熱膨張しても、溝7でこれを吸収し、バッキン
グプレート2全体としてはそりが抑えられている例を示
すスパッタ源のターゲットとバッキングプレート部のみ
を示す側断面図である。
キングプレート2との外周端締付部分8より内側に設け
られた例である。図4は図3で放電プラズマに大電力を
供給した場合、ターゲット1及びバッキングプレート2
aの中央部が熱膨張しても、溝7でこれを吸収し、バッ
キングプレート2a全体としては反りが抑えられている
例を示すスパッタ源のターゲットとバッキングプレート
部のみを示す側断面図である。
を説明する。今、外径266mm、厚さ33.5mmの
銅製バッキングプレートの中央部に、外径180mmの
アルミニュウムターゲットを、可撓性伝熱シートを介し
て締付具で固定し、10kwの電力でスパッタリングし
たとき、溝なしの場合のターゲット外周付近の温度は1
50°Cに達した。この時の中央部での歪量は0.5m
mであった。 バッキングプレートの外周部に2mm幅
で深さ25mmの溝を設けた場合、同一条件で、ターゲ
ット外周付近の温度は、40℃であった。このときの中
央部での歪量は0.05mmで、溝なしに比し約10分
の1になった。この程度の歪量は、可撓性伝熱シートで
吸収でき、大電力供給時もターゲットが十分冷却されて
いることが証明された。
トが熱応力で半径方向に延びる寸法以上にするととも
に、溝の深さをバッキングプレートが熱応力で容易に延
び、かつ弾性変形領域内で、温度が室温に戻った時に元
に復元される寸法にすることが最良であることが判明し
た。
乃至図7等の形状が考えられる。又、溝の数について
は、これも図1のように1本に限定されるものではなく
て、図8に示すように、バッキングプレートの上下に設
けても良いことは自明である。
ば、バッキングプレートの外周部近傍に溝を設けた構成
にすることにより、この溝でスパッタリング時のバッキ
ングプレートの反りを吸収させるとともにターゲットの
温度上昇を抑えることができるで、放電が不安定になっ
たり、スパッタリング装置の破損に至る危険を回避する
ことができるとともに、所期の目的であるスパッタ膜を
得ることができる等、その効果は大である。
源のターゲットとバッキングプレート部のみを示す側断
面図である。
ッタ源のターゲットとバッキングプレート部のみを示す
側断面図である。
例
を受けた例
ート 3 バッキングプレートの固定されている外周 4 水冷機構 5 ターゲットとバッキングプレートとの接触部分 6 熱変形歪による間隙 7 溝 8 ターゲット外周部でバッキングプレートとの固定部
分) 9 バッキングプレートの大気側 10 ターゲットのイオン衝撃を受ける表面(真空側)
Claims (1)
- 【請求項1】 スパッタリング装置のスパッタ源におい
て、ターゲットを支え、かつこのターゲットを冷却させ
る目的のバッキングプレートの外周部近傍に少なくとも
1以上の溝を設けたことを特徴とするターゲット用バッ
キングプレートを備えたスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000301534A JP2002105634A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000301534A JP2002105634A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002105634A true JP2002105634A (ja) | 2002-04-10 |
JP2002105634A5 JP2002105634A5 (ja) | 2007-11-01 |
Family
ID=18783059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000301534A Pending JP2002105634A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002105634A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005007924A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-27 | Honeywell International Inc. | Sputtering target constructions |
JP2006526073A (ja) * | 2003-05-23 | 2006-11-16 | アプライド フィルムス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | マグネトロンスパッタカソード電極 |
US7850829B2 (en) | 2005-01-12 | 2010-12-14 | Tosoh Smd, Inc. | Sputter targets with expansion grooves for reduced separation |
JP2011219824A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 成膜装置およびターゲット装置 |
CN102965627A (zh) * | 2011-09-01 | 2013-03-13 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置及靶装置 |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000301534A patent/JP2002105634A/ja active Pending
Cited By (6)
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JP2006526073A (ja) * | 2003-05-23 | 2006-11-16 | アプライド フィルムス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | マグネトロンスパッタカソード電極 |
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