JP2002309369A - Sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[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、ターゲットを水冷プレートに接着するボンデ
ィング材に特徴がある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus, and is characterized by a bonding material for bonding a target to a water-cooled plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、スパッタリング装置は、半導体分
野を中心に液晶、光ディスク、電子部品デバイスなどの
薄膜形成工程で広く用いられている。この薄膜形成に必
要な材料であるターゲットは、非常に高価な材料である
ことが多いことから、有効かつ効果的に利用することが
求められている。2. Description of the Related Art In recent years, a sputtering apparatus has been widely used in a process of forming a thin film of a liquid crystal, an optical disk, an electronic component device and the like mainly in a semiconductor field. Since the target, which is a material necessary for forming the thin film, is often a very expensive material, it is required to use the target effectively and effectively.
【0003】一般にターゲットは、侵食が進行し、基板
へのスパッタだけに止まらず、水冷プレートや、ターゲ
ットと水冷プレートを接着するボンディング材などの他
部材にも影響を与える。[0003] Generally, erosion of the target progresses, affecting not only the sputter on the substrate but also other members such as a water-cooled plate and a bonding material for bonding the target and the water-cooled plate.
【0004】例えば、水冷プレートやボンディング材な
どの他部材にスパッタが進行すると、前記他部材の表面
積が広がり、それに応じて冷却熱が放出され、ターゲッ
トへの熱伝導が必然的に低下することなどの問題が生じ
ることになり、ターゲットの温度制御を十分に行うこと
が困難な状況になる。[0004] For example, as spattering proceeds on another member such as a water-cooled plate or a bonding material, the surface area of the other member increases, and accordingly, cooling heat is released, and heat conduction to the target necessarily decreases. Problem occurs, and it is difficult to sufficiently control the temperature of the target.
【0005】そのため、従来技術では、熱伝導率が高い
銅材を水冷プレートとし、接着後固体となるメタルのボ
ンディング材を用いてターゲットを接着させる方法が一
般的となっている。このことから、ターゲットは、一旦
水冷プレートと接着されると、この水冷プレートから剥
がせない状態になっている場合が多い。Therefore, in the prior art, a method of bonding a target using a copper material having a high thermal conductivity as a water-cooled plate and using a metal bonding material which becomes solid after bonding is generally used. For this reason, once the target is bonded to the water-cooled plate, it is often in a state where it cannot be peeled off from the water-cooled plate.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述す
る方法では、ターゲットは水冷プレートに固定されてい
るため、水冷プレートの土台となる部品をも取り外す必
要があり、新規のターゲットを本装置に再設置する場
合、前記土台となる部品の位置決め調整を行うことにな
り、ターゲットを交換するのに要する時間が過大に掛か
り、開発工程が一定期間停止するという問題を有するこ
とになる。However, in the above-described method, since the target is fixed to the water-cooled plate, it is necessary to remove a part serving as a base of the water-cooled plate, and a new target is reinstalled in the present apparatus. In such a case, the positioning adjustment of the base component is performed, so that the time required for replacing the target is excessively long, and there is a problem that the development process is stopped for a certain period.
【0007】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、ターゲットと水冷プレートを接着するボンディン
グ材をゲル状の材料とし、前記ターゲットと前記水冷プ
レートを着脱可能とすることで、ターゲットの交換時間
の短縮を可能とするスパッタリング装置を提供すること
を目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems. The bonding material for bonding the target and the water-cooled plate is made of a gel material, and the target and the water-cooled plate are made detachable so that the target can be detached. An object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of shortening an exchange time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1は、真空を維持することが可能な真空槽
と、前記真空槽内にあり、プラズマによって処理される
基板を載置する基板保持台と、前記基板と対向して設置
されたターゲットと水冷プレートとから構成されるカソ
ードと、前記カソードに高周波電力を印加する高周波電
源と、真空槽内にガスを供給しつつ排気するガス供排気
手段からなるスパッタリング装置において、前記ターゲ
ットと前記水冷プレートを接着するボンディング材とし
て、ゲル状の材料を用いることで構成される。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to mount a vacuum chamber capable of maintaining a vacuum and a substrate in the vacuum chamber to be processed by plasma. A substrate holding table, a cathode including a target and a water-cooled plate disposed opposite to the substrate, a high-frequency power supply for applying high-frequency power to the cathode, and exhaust while supplying gas into the vacuum chamber. In a sputtering apparatus including a gas supply / exhaust unit, a gel material is used as a bonding material for bonding the target and the water-cooled plate.
【0009】請求項2は、請求項1におけるスパッタリ
ング装置において、ボンディング材料として、インジウ
ムガリウムを用いることで構成される。According to a second aspect of the present invention, in the sputtering apparatus of the first aspect, indium gallium is used as a bonding material.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明のスパッタリング装
置について、図1及び図2を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sputtering apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0011】図1は本発明のターゲットを有したスパッ
タリング装置であり、1は真空槽、2は後述するターゲ
ット21と水冷プレート22とから構成されるカソー
ド、3はカソード2と対向して設置された基板保持台で
あり、基板保持台3のカソード2側に基板4が設置され
ている。また、5はカソード2に高周波電力を印加さ
せ、カソード2表面でプラズマを発生させる高周波電
源、6は真空槽1内を減圧雰囲気にするための真空排気
ポンプ、7は真空槽1内に反応ガスを供給するためのガ
ス供給弁、8は真空槽1内の真空圧を調圧する調圧弁で
ある。図2は、本発明におけるカソード2の断面図であ
り、21は成膜材料であるターゲット、22はターゲッ
ト21を冷却する銅材などの水冷プレート、23はター
ゲット21と水冷プレート22を接着するゲル状のボン
ディング材である。FIG. 1 shows a sputtering apparatus having a target according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a vacuum chamber, 2 denotes a cathode composed of a target 21 and a water-cooled plate 22, which will be described later, and 3 denotes a cathode facing the cathode 2. The substrate 4 is installed on the cathode 2 side of the substrate holding table 3. Reference numeral 5 denotes a high-frequency power supply for applying high-frequency power to the cathode 2 to generate plasma on the surface of the cathode 2; 6, an evacuation pump for bringing the inside of the vacuum chamber 1 into a reduced-pressure atmosphere; A gas supply valve 8 for supplying pressure, and a pressure regulating valve 8 for regulating the vacuum pressure in the vacuum chamber 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cathode 2 according to the present invention. Reference numeral 21 denotes a target which is a film-forming material, reference numeral 22 denotes a water-cooled plate such as a copper material for cooling the target 21, and reference numeral 23 denotes a gel for bonding the target 21 and the water-cooled plate 22. Bonding material.
【0012】以上のように構成されたスパッタリング装
置を用いて、基板4の表面を成膜する方法を、以下に説
明する。A method for forming a film on the surface of the substrate 4 using the sputtering apparatus configured as described above will be described below.
【0013】まず、真空槽1内を真空排気ポンプ6で1
0-3Pa程度の真空度まで真空排気し、ガス供給弁7を
調整し、調圧弁8を制御することで0.67Pa程度の
真空度に調圧し、アルゴンガスを封入する。At first, the inside of the vacuum chamber 1 is
Evacuation is performed to a degree of vacuum of about 0 -3 Pa, the pressure is adjusted to about 0.67 Pa by controlling the gas supply valve 7 and the pressure regulating valve 8, and argon gas is sealed.
【0014】このような状態において、高周波電源5で
電極間に数kVの高電圧を印加すると、前記アルゴンは
プラズマ状態になり、正イオン化される。プラズマ中の
アルゴン正イオンは、カソード2近傍の陰極電位降下で
加速され、カソード2表面に衝突し、ターゲット21表
面をスパッタ蒸発させる。スパッタ粒子は、陽極上に配
置された基板4上に沈着して、ターゲット21からなる
薄膜が形成される。In this state, when a high voltage of several kV is applied between the electrodes by the high-frequency power supply 5, the argon is in a plasma state and is positively ionized. The argon positive ions in the plasma are accelerated by the cathode potential drop near the cathode 2, collide with the surface of the cathode 2, and sputter vaporize the surface of the target 21. The sputtered particles are deposited on the substrate 4 disposed on the anode, and a thin film composed of the target 21 is formed.
【0015】このとき、図2のターゲット21は、スパ
ッタリング回数が嵩むにつれ、次第に侵食され、ターゲ
ット21中の原子が、ボンディング材23や水冷プレー
ト22にも及ぶことから、ターゲット21への熱伝導率
が低下するという問題が生じる。このため、ターゲット
21の侵食度合いに応じて、適切な時期にターゲット2
1の交換が必要となる。At this time, the target 21 in FIG. 2 is gradually eroded as the number of sputtering increases, and the atoms in the target 21 reach the bonding material 23 and the water-cooled plate 22. Is reduced. Therefore, depending on the degree of erosion of the target 21, the target 2
1 needs to be replaced.
【0016】そこで、ターゲット21は、常温でゲル状
の熱伝導率の高い材料、例えば、InGa(インジウム
ガリウム/In24.5wt%,Ga75.5wt%)
をボンディング材23として、水冷プレート22に接着
される。上述した組成のInGaは、常温でゲル状では
あるが、粘度が高いために、水冷プレート22に振動や
重力などで位置ずれが生じない程度に接着される。Therefore, the target 21 is made of a gel-like material having a high thermal conductivity at room temperature, for example, InGa (indium gallium / In 24.5 wt%, Ga 75.5 wt%).
Is bonded to the water cooling plate 22 as a bonding material 23. InGa having the above-described composition is in a gel state at room temperature, but has a high viscosity and is thus adhered to the water-cooled plate 22 to such an extent that displacement does not occur due to vibration or gravity.
【0017】そして、ターゲット21を交換する必要が
生じた場合には、水冷プレート22をスパッタリング装
置に固定したまま、ターゲット21のみをボンディング
材料23から取り外し、新しいターゲット21と交換す
ることができる。If it becomes necessary to replace the target 21, the target 21 alone can be removed from the bonding material 23 while the water-cooled plate 22 is fixed to the sputtering device, and replaced with a new target 21.
【0018】以上のように、ボンディング材として、常
温でゲル状の材料を用いることで、ターゲットのみを交
換することが可能となり、前記ターゲットの交換に要す
る時間を短縮することが可能となる。具体的には、専門
業者が介在せず、容易にターゲットが交換可能となるこ
とで、これまで2時間程度要していた作業を、3分程度
で完了できるようになった。As described above, by using a gel material at room temperature as the bonding material, only the target can be replaced, and the time required for replacing the target can be reduced. Specifically, the target can be easily exchanged without the intervention of a specialized trader, so that the work that previously required about two hours can be completed in about three minutes.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、常温でゲル状の材料を
ボンディング材として用いることで、ターゲットが侵食
され、前記ターゲットの交換が必要になった場合、水冷
プレートから前記ターゲットのみを交換すれば良く、交
換に要する作業時間を短縮させることが可能となる。According to the present invention, when a target is eroded by using a gel material at room temperature as a bonding material, and the target needs to be replaced, only the target is replaced from the water-cooled plate. As a result, the work time required for replacement can be reduced.
【図1】本発明の実施例及び従来例のスパッタリング装
置の基本構成図FIG. 1 is a basic configuration diagram of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention and a conventional example.
【図2】本発明の実施例におけるターゲットの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a target according to an embodiment of the present invention.
1 真空槽 2 カソード 3 基板保持台 4 基板 5 高周波電源 6 真空排気ポンプ 7 ガス供給弁 8 調圧弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum tank 2 Cathode 3 Substrate holder 4 Substrate 5 High frequency power supply 6 Vacuum exhaust pump 7 Gas supply valve 8 Pressure regulating valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 DC24 DC25 DC35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4K029 DC24 DC25 DC35
Claims (2)
前記真空槽内にあり、プラズマによって処理される基板
を載置する基板保持台と、前記基板と対向して設置され
たターゲットと水冷プレートとから構成されるカソード
と、前記カソードに高周波電力を印加する高周波電源
と、真空槽内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手
段からなるスパッタリング装置において、 前記ターゲットと前記水冷プレートを接着するボンディ
ング材として、ゲル状の材料を用いることを特徴とする
スパッタリング装置。A vacuum chamber capable of maintaining a vacuum;
A substrate holding table in which the substrate to be processed by plasma is placed in the vacuum chamber, a cathode including a target and a water-cooled plate installed opposite to the substrate, and high-frequency power is applied to the cathode. A sputtering device comprising a high-frequency power supply to be applied and a gas supply / exhaust means for exhausting gas while supplying gas into the vacuum chamber, wherein a gel material is used as a bonding material for bonding the target and the water-cooled plate. Sputtering equipment.
おいて、ボンディング材として、インジウムガリウムを
用いることを特徴とするスパッタリング装置。2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein indium gallium is used as a bonding material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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JP2007043058A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Avms Corp Ltd | Metal catalyst doping device for low temperature silicon crystallization and doping method utilizing the same |
-
2001
- 2001-04-11 JP JP2001112318A patent/JP2002309369A/en active Pending
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JP4546405B2 (en) * | 2005-08-04 | 2010-09-15 | 株式会社ディエムエス | Doping method using metal catalyst doping equipment for low temperature silicon crystallization |
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