JP2009084657A - Sputtering target and target assembly - Google Patents
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Description
本発明は、スパッタリング装置で用いられるスパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットをバッキングプレートにボンディング材により固着してなるターゲット組み立て体に関する。 The present invention relates to a sputtering target used in a sputtering apparatus and a target assembly in which the sputtering target is fixed to a backing plate with a bonding material.
スパッタリング装置は、シリコンウエハ等の基板にCrやTi等の物質の薄膜を生成するためのものであり、真空中にArガス等の不活性ガスを導入しながら、基板と成膜材料となるCrやTi等の物質のターゲット部材との間に直流高電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲット部材に衝突させ、その衝突により弾き飛ばされたターゲット部材の構成物質を基板に堆積させて薄膜を生成するように構成されている。
上記ターゲット部材は、純銅あるいは銅合金等の金属製の部材からなるバッキングプレートに、インジウム等からなるボンディング材を用いて固定されている。そして、このバッキングプレートには、ターゲット部材の位置している側と反対側の面に冷却機構が設けられていて、スパッタリング時に発生するターゲット部材の熱を冷却できるように構成されている。
The sputtering apparatus is for generating a thin film of a substance such as Cr or Ti on a substrate such as a silicon wafer. While introducing an inert gas such as Ar gas into a vacuum, Cr becomes a substrate and a film forming material. A thin film is formed by applying a DC high voltage to a target member made of a substance such as Ti or Ti, causing the ionized inert gas to collide with the target member, and depositing the constituent material of the target member blown off by the collision on the substrate. Is configured to generate
The target member is fixed to a backing plate made of a metal member such as pure copper or a copper alloy by using a bonding material made of indium or the like. The backing plate is provided with a cooling mechanism on the surface opposite to the side where the target member is located, so that the heat of the target member generated during sputtering can be cooled.
ところで、近年、スパッタリング装置は、成膜される基板の大面積化に伴って大型化されてきており、使用されるスパッタリングターゲットも大面積化されてきている。このため、一枚のバッキングプレート上に複数枚のターゲット部材を継ぎ合わせた状態でボンディング材で固定して構成される分割型のスパッタリングターゲットが提案されている(特許文献1,2参照)。また、異種の金属を混合した成膜を基板上に生成する場合にも、一枚のバッキングプレートに材質の異なる複数枚のターゲット部材をボンディング材で固定して構成された分割型のスパッタリングターゲットが用いられている。
この分割型のスパッタリングターゲットは、ターゲット部材の側面どうしの継ぎ目からボンディング材が漏出しないように、その継ぎ目の裏側(バッキングプレートに対向する側)に高分子耐熱性シートや導電性シートからなる裏打ち部材が貼り付けられている。
This split type sputtering target is a backing member made of a polymer heat-resistant sheet or a conductive sheet on the back side of the seam (side facing the backing plate) so that the bonding material does not leak from the seam between the side surfaces of the target member. Is pasted.
しかしながら、上記従来の分割型のスパッタリングターゲットのうち、高分子耐熱性シートで裏打ちされたものは、高分子耐熱性シートの熱伝導性が劣るのでターゲット部材の冷却が損なわれる。また、導電性シートで裏打ちされた分割型のスパッタリングターゲットであっても、導電性シートの導電材の部分は高分子耐熱性シートよりも熱伝導性が優れているが、これを貼り付けるための接着剤が必要であり、この部分は高分子であるから熱伝達が損なわれることになる。また、この接着剤は絶縁材であるので、ターゲット部材どうしの隙間に侵入したイオン化不活性ガスに起因する、いわゆるアーキングの発生を完全には防止することができない。 However, among the above conventional split type sputtering targets, those lined with a polymer heat resistant sheet are inferior in thermal conductivity of the polymer heat resistant sheet, so that cooling of the target member is impaired. Moreover, even in the case of a split type sputtering target lined with a conductive sheet, the conductive material portion of the conductive sheet is superior in thermal conductivity to the polymer heat resistant sheet, Adhesive is required, and since this part is a polymer, heat transfer is impaired. Further, since this adhesive is an insulating material, it is not possible to completely prevent so-called arcing caused by ionized inert gas that has entered the gap between the target members.
また、このスパッタリングターゲットをバッキングプレートと一体化した組み立て体の場合は、ターゲット部材とバッキングプレートとの間のボンディング材にムラが生じてボイドが介在すると、熱伝達が損なわれるおそれがある。特にターゲット部材の面積が大きくなればなるほど、ボイドを生じさせることなくボンディング材を介在させることが困難になる。この場合、ターゲット部材の裏面からバッキングプレート側に向けて裏打ち部材が突出して設けられることになるので、ターゲット部材とバッキングプレートとの隙間が一様でなく、ボイドを生じさせることなくボンディング材を密着させることが困難であった。 Further, in the case of an assembly in which the sputtering target is integrated with the backing plate, if the bonding material between the target member and the backing plate is uneven and voids are interposed, heat transfer may be impaired. In particular, the larger the area of the target member, the more difficult it is to interpose the bonding material without causing voids. In this case, since the backing member protrudes from the back surface of the target member toward the backing plate, the gap between the target member and the backing plate is not uniform, and the bonding material adheres without causing voids. It was difficult to make.
そこで、本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ターゲット部材の裏側に裏打ち部材が設けられていても、熱伝達を損なうことが少ないとともに、アーキングの発生を確実に防止することができるスパッタリングターゲットを提供し、また、そのようなスパッタリングターゲットとバッキングプレートとの間にボンディング材を密着させることができるターゲット組み立て体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is to reduce the occurrence of arcing while reducing heat transfer even when a backing member is provided on the back side of the target member. It is another object of the present invention to provide a sputtering target that can be prevented, and to provide a target assembly capable of bringing a bonding material into close contact between the sputtering target and a backing plate.
本発明に係るスパッタリングターゲットは、上記目的を達成するために、複数のターゲット部材の側面どうしを継ぎ合わせてなるスパッタリングターゲットにおいて、ターゲット部材の継ぎ目に裏打ち部材が設けられるとともに、該裏打ち部材は、前記継ぎ目を塞ぐ金属製テープと、該金属製テープの両側部をターゲット部材に固定する接着テープとから構成されていることを特徴としている。
このような構成としたスパッタリングターゲットでは、複数のターゲット部材の継ぎ目は金属製テープで塞がれており、接着テープはその金属製テープの両側部に設けられるため、ターゲット部材の継ぎ目に絶縁材が臨ませられることはなく、金属製テープのみが臨むことになる。
In order to achieve the above object, a sputtering target according to the present invention is a sputtering target formed by joining side surfaces of a plurality of target members, and a backing member is provided at the joint of the target members, It is characterized by comprising a metal tape that closes the seam and an adhesive tape that fixes both sides of the metal tape to the target member.
In the sputtering target having such a configuration, the seams of the plurality of target members are closed with metal tape, and the adhesive tape is provided on both sides of the metal tape. Only metal tapes will be exposed.
また、本発明のターゲット組み立て体は、そのようなスパッタリングターゲットの前記裏打ち部材が設けられている方の面がボンディング材によってバッキングプレートに固着されてなり、該バッキングプレートと裏打ち部材との間に前記ボンディング材が介在していることを特徴とする。
つまり、裏打ち部材の金属製テープにボンディング材が密着するため、熱伝達に優れる構造となる。
Further, the target assembly of the present invention is such that the surface of the sputtering target on which the backing member is provided is fixed to a backing plate by a bonding material, and the surface is interposed between the backing plate and the backing member. A bonding material is interposed.
That is, since the bonding material adheres to the metal tape of the backing member, the structure is excellent in heat transfer.
この場合、前記スパッタリングターゲットとバッキングプレートとの間に、前記裏打ち部材の厚さよりも大きい厚さのスペーサが介在している構成としてもよい。
このスペーサを設けた構成とすることにより、裏打ち部材とバッキングプレートとの間を離間させ、その間にボンディング材を確実に侵入させることができる。
また、前記バッキングプレートにおいて前記裏打ち部材に対向する位置に、該裏打ち部材に対応する凹条溝が形成されている構成としてもよい。
このような構成とすることにより、裏打ち部材とバッキングプレートとの間にボンディング材を介在させるための空間が確保される。
In this case, a spacer having a thickness larger than the thickness of the backing member may be interposed between the sputtering target and the backing plate.
By adopting a configuration in which this spacer is provided, the backing member and the backing plate can be separated from each other, and the bonding material can be reliably intruded therebetween.
Further, a concave groove corresponding to the backing member may be formed at a position facing the backing member in the backing plate.
With such a configuration, a space for interposing the bonding material between the backing member and the backing plate is secured.
本発明に係るスパッタリングターゲットは、複数のターゲット部材の継ぎ目に設けられる裏打ち部材が、金属製テープとその両側部に配設される接着テープとからなり、その金属製テープで継ぎ目を塞ぐようにしたので、熱伝達を良好にすることができ、また、継ぎ目には金属製テープのみが臨むことになるので、いわゆるアーキングの発生も防止することができる。
また、本発明に係るターゲット組み立て体は、スパッタリングターゲットとバッキングプレートとの間のボンディング材が裏打ち部材の金属製テープに密着して、スパッタリングターゲットの熱を速やかにバッキングプレートに伝達することができる。
したがって、本発明においては、スパッタリングターゲットの温度上昇を有効に防止することができる。
In the sputtering target according to the present invention, the backing member provided at the joint of the plurality of target members is composed of a metal tape and an adhesive tape disposed on both sides thereof, and the seam is closed with the metal tape. Therefore, heat transfer can be improved, and only the metal tape faces the joint, so that so-called arcing can be prevented.
In the target assembly according to the present invention, the bonding material between the sputtering target and the backing plate is in close contact with the metal tape of the backing member, so that the heat of the sputtering target can be quickly transmitted to the backing plate.
Therefore, in this invention, the temperature rise of a sputtering target can be prevented effectively.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係るターゲット組み立て体の平面図、図2は、図1のA−A線に沿う拡大断面図である。
ターゲット組み立て体1は、スパッタリングターゲット2と、これを固定するバッキングプレート3とを備える構成とされている。
スパッタリングターゲット2は、図示例では4枚のターゲット部材4a〜4dによって構成されている。各ターゲット部材4a〜4dは、所定の厚さを有する平面形状が同じ長方形の板材からなり、その材質は、基板(図示略)に成膜される薄膜の組成に応じて決められる。例えば、その材質としては、シリコン系材料、クロム系材料、チタン系材料、あるいはアルミニウム系材料等が挙げられる。また、各々のターゲット部材4a〜4dは、同一の材料だけでなく、基板に成膜される薄膜の組成によっては互いに異なる材質のものが選択されることもある。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a target assembly according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG.
The target assembly 1 is configured to include a sputtering
The sputtering
バッキングプレート3は、上述の4枚のターゲット部材4a〜4dを前後左右に二枚ずつ並べて載置できる平面積を有する所定の厚さの板材で構成されている。その材質としては、周知のスパッタリングターゲットのバッキングプレートと同様に、銅系材料、チタン系材料、あるいはアルミニウム系材料等の導電性に優れ、かつ、熱伝導性に優れた材質で形成されている。なお、図示しないが、バッキングプレート3の背面側、すなわちターゲット部材4a〜4dが設けられる側と反対側には、冷却機構が設けられていて、バッキングプレート3を介してターゲット部材4a〜4dを間接的に冷却できるように構成されている。
The
そして、各ターゲット部材4a〜4dは、平面的に並べられた状態で裏打ち部材5によって相互に接続されている。この裏打ち部材5は、各ターゲット部材1a〜1dの側面どうしの継ぎ目Tのバッキングプレート3に向けられる方の面に、その継ぎ目Tを塞ぐように十文字状に設けられており、図2に示すように、その継ぎ目Tを塞ぐ金属製テープ11と、その金属製テープ11の両側部をターゲット部材4a〜4dに固定する接着テープ12とで構成されている。金属製テープ11は、導電性及び熱伝導性に優れた、例えば、銅あるいはアルミニウム製等の金属で構成されている。接着テープ12は、金属製テープ11を各ターゲット部材4a〜4dに確実に固定することができるもので、耐熱性に優れた、例えばポリイミド樹脂、フッ素系樹脂等の高分子材料で構成されている。
この場合、図に示されるように、金属製テープ11は継ぎ目Tに沿う帯状に形成されるとともに、接着テープ12は、金属製テープ11の幅方向の両側部に被せられるようにしてターゲット部材4a〜4dに固定されており、金属製テープ11の幅方向の中央部はスパッタリングターゲット2の外方に露出するように固定されている。
And each
In this case, as shown in the drawing, the
図中、符号13はスペーサを示しており、各ターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間にそれぞれ設けられている。このスペーサ13も、導電性及び熱伝導性に優れた、例えば、銅あるいはアルミニウム製等の金属製ワイヤで構成されており、各ターゲット部材4a〜4d毎に1本ずつリング状に丸められて配置されている。そして、このスペーサ13の厚さ、すなわち金属製ワイヤの太さは、裏打ち部材5の金属製テープ11及び接着テープ12の合計厚さよりも大きい寸法に設定されている。したがって、このスペーサ13がターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間に存在することにより、ターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間にほぼ一様な厚さの空間を形成するとともに、裏打ち部材5の裏面とバッキングプレート3との間を離間させることができるようになっている。
なお、図示の例では、スペーサ13はリング状に形成されているが、各ターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間に均一な間隔を形成することができるものであれば、スペーサ13の形状は他の形状であってもよい。
In the figure,
In the example shown in the figure, the
また、図中、符号14は、スパッタリングターゲット2とバッキングプレート3との間に形成された空間に充填されたボンディング材を示している。このボンディング材14としては、周知のスパッタリングターゲットのボンディング材と同様に、インジウム等の導電性及び熱伝導性に優れた材質のボンディング材を用いることができる。
In the figure,
このように構成されたターゲット組み立て体1は、裏打ち部材5として金属テープ11を使用し、その金属テープ11によってターゲット部材4a〜4dの継ぎ目Tを塞ぐようにしているとともに、この金属テープ11がボンディング材14に密着しているから、ターゲット部材4a〜4dに発生する熱を金属テープ11を介して速やかにボンディング材14に伝えて、バッキングプレート3に逃がすことができ、冷却性能に優れるものである。また、その金属テープ11がターゲット部材4a〜4dに密着して、継ぎ目Tを塞いでいるので、いわゆるアーキングの発生を効果的に防止することができる。加えて、スペーサ13がターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間に存在することにより、ターゲット部材4a〜4dとバッキングプレート3との間にほぼ一様な厚さの空間を形成することができるので、ボンディング材14内にボイドが発生するのを効果的に防止することができる。
The target assembly 1 configured as described above uses a
図3及び図4は、本発明の第二の実施の形態に係るターゲット組み立て体を示している。
この実施形態のターゲット組み立て体21は、そのバッキングプレート22においてスパッタリングターゲット2に対向する方の面に凹条溝23が形成されている点が、前記第一の実施形態のものと異なる点である。
この凹条溝23は、バッキングプレート22においてスパッタリングターゲット2と対向する方の面に、その裏打ち部材5に対応するように十文字状に設けられている。この場合、この凹条溝23は、その幅寸法が裏打ち部材5の全体の幅寸法よりも大きく形成されるとともに、深さ寸法も裏打ち部材5の厚さよりも大きく形成され、スパッタリングターゲット2とバッキングプレート3との間にボンディング材14が存在しないときには、裏打ち部材5が凹条溝23内に挿入できる大きさに設定されている。
3 and 4 show a target assembly according to the second embodiment of the present invention.
The
The
このような構成からなるターゲット組み立て体21は、スパッタリングターゲット2から突出して設けられている裏打ち部材5に対応してバッキングプレート3に凹条溝23が設けられているので、この凹条溝23に侵入したボンディング材14によって裏打ち部材5の背面部分に十分なボンディング材14を介在させることができ、ボンディング材14にボイドが生じるのを効果的に防止することができる。
この場合、裏打ち部材5の背面とバッキングプレート22との間に十分にボンディング材14を介在させることができるので、スパッタリングターゲット2とバッキングプレート22との間には必ずしもスペーサを設けなくともよいが、図1及び図2の第一の実施形態のように、スパッタリングターゲット2とバッキングプレート22との間にスペーサ13を介在させる構成としてもよく、そのような構成とすることにより、裏打ち部材5とバッキングプレート22との間により確実にボンディング材14を侵入させることができる。
Since the
In this case, since the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。例えば、上述の例では、バッキングプレート3上に4枚のターゲット部材4a〜4dを設けたが、ターゲット部材を2枚又は3枚、あるいは5枚以上とするようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change. For example, in the above-described example, the four
1 ターゲット組み立て体
2 スパッタリングターゲット
3 バッキングプレート
4a〜4d ターゲット部材
5 裏打ち部材
11 金属製テープ
12 接着テープ
13 スペーサ
14 ボンディング材
21 ターゲット組み立て体
22 バッキングプレート
23 凹条溝
T 継ぎ目
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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