JP4382867B1 - ターゲット構造及びターゲット構造の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ターゲットとバッキングプレートなどの固定プレートとの間の熱伝導性を維持しつつ、より低コストで短時間で製造可能なターゲットと固定プレートを有するターゲット構造、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】スパッタリング用のターゲット１０と、当該ターゲット１０が固定されるとともに、当該ターゲット１０を冷却するためのバッキングプレート１１とを有するターゲット構造１において、バッキングプレート１１には、冷却流体が流れる流体流路４０が形成され、バッキングプレート１１とターゲット１０は、流体流路４０がない位置でバッキングプレート１１を貫通するネジ５０により固定され、ターゲット１０の一部は、流体流路４０に露出している。
【選択図】図１
【解決手段】スパッタリング用のターゲット１０と、当該ターゲット１０が固定されるとともに、当該ターゲット１０を冷却するためのバッキングプレート１１とを有するターゲット構造１において、バッキングプレート１１には、冷却流体が流れる流体流路４０が形成され、バッキングプレート１１とターゲット１０は、流体流路４０がない位置でバッキングプレート１１を貫通するネジ５０により固定され、ターゲット１０の一部は、流体流路４０に露出している。
【選択図】図１
Description
本発明は、スパッタリング用のターゲットと、当該ターゲットが固定されるとともに、当該ターゲットを冷却するための冷却プレートとを有するターゲット構造、及びその製造方法に関する。
例えば半導体装置の製造プロセス等では、基板に成膜を行うスパッタリング装置が用いられている。スパッタリング装置は、イオン化したガスなどの衝突により所望の原子を放出するスパッタリング用のターゲットを有している。このターゲットＴは、例えば図４に示すようにその背面側がバッキングプレートＢに接合されている。スパッタリング時には、イオンの衝突等によりターゲット表面の温度が上昇するため、ターゲットＴを冷却する必要がある。それ故、バッキングプレートＢの内部には、通常冷却水が流れる冷却水流路Ａが形成されている。
従来より、ターゲットＴとバッキングプレートＢは、例えば冷却のための熱伝導性を向上するため、いわゆるボンディングにより接合されている。ボンディングは、ターゲットＴとバッキングプレートＢの接合面にボンディング材Ｃを介在して、ターゲットＴとバッキングプレートＢを貼り合わせることにより行われている。
しかしながら、上記ボンディングは、比較的高価なＩｎ、Ｓｎなどのボンディング材を使用し、またターゲットやバッキングプレートの位置合わせや接合面の改質処理、ボンディング材の塗布、加熱処理などの多数工程が必要になる。このため、ボンディングには、コストと時間がかかる。一方、ボンディングを行わずに単純に他の方法で固定すると、ターゲットとバッキングプレートの間の熱伝導性が低下する。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ターゲットとバッキングプレートなどの固定プレートとの間の熱伝導性を維持しつつ、より低コストで短時間で製造可能なターゲットと固定プレートを有するターゲット構造、及びその製造方法を提供することをその目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、スパッタリング用のターゲットと、当該ターゲットが固定されるとともに、当該ターゲットを冷却するための固定プレートとを有するターゲット構造であって、前記固定プレートには、冷却流体が流れる流体流路が形成され、当該流体流路は、スパッタリング時に前記ターゲットの消費が相対的に多い部分に対向する位置に形成され、前記固定プレートと前記ターゲットは、前記流体流路がない位置で前記固定プレートを貫通するネジにより固定され、前記ターゲットの一部は、前記流体流路に露出していることを特徴とする。
本発明によれば、ターゲットと固定プレートをネジにより固定するので、ターゲット構造の製造工程を簡素化できる。これにより、ボンディングにより固定する場合に比べて製造コストを大幅に下げることができる。また、製造時間も大幅に短縮できる。さらに、ターゲットの一部が流体流路に露出しているので、ターゲットと固定プレートとの間の熱伝導性を確保できる。また、固定プレートの流体流路は、スパッタリング時にターゲットの消費が多く高温となる部分に設置される。それ故、本発明のように、ターゲットと固定プレートを、前記流体流路がない位置で前記固定プレートを貫通するネジにより固定することにより、ターゲットの消費が少ない位置、つまりターゲットの厚みが維持される部分でネジ留めできる。したがって、長時間の使用によりターゲットが消費されても、ターゲットと固定プレートとの固定を維持できる。
前記固定プレートの前記ターゲットが固定される面には、前記冷却流体が流れる溝が形成され、前記ターゲットと前記固定プレートとが前記ネジにより固定されることによって、前記溝が前記ターゲットにより閉鎖されて前記流体流路が形成されていてもよい。かかる場合、例えば固定プレートに内部を貫通する流体流路が形成されている場合のように、例えば予め分割されて形成された半分の固定プレート同士を溶接等する必要がないので、固定プレートの加工を容易に行うことができる。また、ターゲットを取り外すと固定プレートの流体流路が露出するので、例えば長時間の使用により流体流路内に滞留する異物の点検や除去を行うことができる。これにより、固定プレートの製品寿命を延ばすことができる。
また、前記ターゲットの前記固定プレートに固定される面には、前記溝に嵌合され前記溝を閉鎖する凸部が形成されていてもよい。かかる場合、凸部の部分でターゲットの厚みが確保できるので、流体流路に高圧の冷却流体を流し冷却効率を上げてもターゲットの耐性が確保できる。また、溝に凸部が嵌合するので、流体流路の気密性が向上する。さらに、固定する際のターゲットと固定レートとの位置決めを容易に行うことができる。
別の観点による本発明は、スパッタリング用のターゲットと、当該ターゲットが固定されるとともに、当該ターゲットを冷却するための固定プレートと、を有するターゲット構造の製造方法であって、冷却流体が流れる流体流路を、前記固定プレートにおけるスパッタリング時に前記ターゲットの消費が相対的に多い部分に対向する位置に形成し、前記流体流路がない位置で前記固定プレートを貫通するネジにより前記固定プレートと前記ターゲットを固定するとともに、前記ターゲットの一部を前記流体流路に露出させることを特徴とする。
本発明によれば、ターゲットと固定プレートとの間の熱伝導性を維持しつつ、ターゲット構造をより低コストで短時間で製造できる。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるターゲット構造１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
ターゲット構造１は、スパッタリング用の板状のターゲット１０と、ターゲット１０が固定されるとともに、ターゲット１０を冷却する板状の固定プレートとしてのバッキングプレート１１とを有している。ターゲット１０の材質には、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＩＴＯ、Ｓｉ、ＡＺＯ等が用いられ、バッキングプレート１１の材質には、例えばＣｕやＡｌ、Ｔｉ、ステンレスなどが用いられる。
ターゲット１０の背面側が、バッキングプレート１１に貼り合わせられる。バッキングプレート１１のターゲット１０側の面には、ターゲット１０を冷却するための冷却流体が流れる溝２０が形成されている。溝２０は、例えばターゲット構造１が設置されるスパッタリング装置のマグネットＭの位置に対向するように、例えば図２に示すように平面から見て略Ｕ字型に配設されている。溝２０の加工は、例えば機械加工により行われる。なお、スパッタリング装置は、例えばマグネットＭにより磁界を生じさせ、当該磁界により例えばイオンを制御して、イオンをターゲット１０に衝突させる。
図１に示すようにターゲット１０の背面側には、溝２０に嵌合され溝２０を閉鎖する凸部３０が形成されている。凸部３０は、平面から見て溝２０と同じ略Ｕ字状に形成されている。凸部３０は、溝２０の深さより低く形成され、溝２０に凸部３０が嵌合されたときに、凸部３０が溝２０の開口部を閉鎖して流体流路４０が形成される。これにより、ターゲット１０の一部が流体流路４０に露出している。流体流路４０は、例えば両端に冷却流体である例えば冷却水の出入口が形成され、流体流路４０に冷却水を流すことによりバッキングプレート１１を低温に調整し、当該バッキングプレート１１によりターゲット１０を冷却できる。なお、ターゲット１０の凸部３０は、機械加工や押出成形により形成される。
バッキングプレート１１とターゲット１０は、複数のネジ５０により固定されている。ネジ５０は、例えば流体流路４０と干渉しない位置において、バッキングプレート１１の背面側からバッキングプレート１１を貫通するように設けられている。
また、バッキングプレート１１とターゲット１０との間の流体流路４０の外側には、リング状のシール６０が設けられている。
ターゲット構造１を製造する際には、溝２０に凸部３０を嵌合させた状態で、バッキングプレート１１とターゲット１０がネジ５０により固定される。このとき、ネジ５０は、流体流路４０のない位置に設けられる。この固定により、ターゲット１０の一部が流体流路４０に露出する。
以上の実施の形態によれば、ターゲット１０とバッキングプレート１１をネジ５０により固定するので、ターゲット構造１の製造工程を簡素化できる。これにより、ボンディングにより固定する場合に比べて製造コストを大幅に下げることができる。また、製造時間も大幅に短縮できる。さらに、ターゲット１０の一部が流体流路４０に露出しているので、ターゲット１０とバッキングプレート１１との間の熱伝導性を確保できる。また、ターゲット１０とバッキングプレート１１を、流体流路４０がない位置でバッキングプレート１１を貫通するネジ５０により固定するので、図３に示すようにスパッタリング時にマグネットＭから遠くターゲット１０の消費（減少）が少ない位置、つまりターゲット１０の厚みが維持される部分でネジ留めできる。したがって、長時間の使用によりターゲット１０が消費されても、ターゲット１０とバッキングプレート１１との固定を維持できる。
さらに、ボンディングを行わないため、ボンディング材がターゲット１０に付着することがなく、使用済みのターゲット１０をバッキングプレート１１から外してターゲット原料として再利用できる。また、スパッタリング中にボンディング材にイオンが衝突してボンディング材から放出される物質により処理基板が汚染されることを防止できる。さらに、製造時にボンディングのように熱を使わないので、例えばバッキングプレート１１に熱による反りが生じることがなく、バッキングプレート１１の反りの修正が必要なく、またバッキングプレート１１自体の劣化も防止できる。
また、上記実施の形態では、バッキングプレート１１のターゲット１０が固定される面には、溝２０が形成され、ターゲット１０とバッキングプレート１１とがネジ留めにより固定されることによって、溝２０がターゲット１０により閉鎖されて流体流路４０が形成されている。かかる場合、例えばバッキングプレート１１に内部を貫通する流体流路が形成されている場合のように、例えば予め分割して形成された半分のバッキングプレート同士を溶接等する必要がないので、バッキングプレート１１の加工を容易に行うことができる。また、ターゲット１０を取り外すとバッキングプレート１１の流体流路４０が露出するので、例えば長時間の使用により流体流路４０内に滞留する異物の点検や除去を行うことができる。これにより、バッキングプレート１１の製品寿命を延ばすことができる。
また、上記実施の形態では、ターゲット１０のバッキングプレート１１に固定される面には、溝２０に嵌合され溝２０を閉鎖する凸部３０が形成されている。このため、凸部３０の部分でターゲット１０の厚みが確保できるので、流体流路４０に高圧の冷却流体を流して冷却効率を上げてもターゲット１０の耐性が確保される。また、溝２０に凸部３０が嵌合するので、流体流路４０の気密性が向上する。さらに、固定する際のターゲット１０とバッキングレート１１との位置決めを容易に行うことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ ターゲット構造
１０ ターゲット
１１ バッキングプレート
２０ 溝
３０ 凸部
４０ 流体流路
５０ ネジ
１０ ターゲット
１１ バッキングプレート
２０ 溝
３０ 凸部
４０ 流体流路
５０ ネジ
Claims (4)
- スパッタリング用のターゲットと、当該ターゲットが固定されるとともに、当該ターゲットを冷却するための固定プレートとを有するターゲット構造であって、
前記固定プレートには、冷却流体が流れる流体流路が形成され、当該流体流路は、スパッタリング時に前記ターゲットの消費が相対的に多い部分に対向する位置に形成され、
前記固定プレートと前記ターゲットは、前記流体流路がない位置で前記固定プレートを貫通するネジにより固定され、
前記ターゲットの一部は、前記流体流路に露出していることを特徴とする、ターゲット構造。 - 前記固定プレートの前記ターゲットが固定される面には、前記冷却流体が流れる溝が形成され、
前記ターゲットと前記固定プレートとが前記ネジにより固定されることによって、前記溝が前記ターゲットにより閉鎖されて前記流体流路が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のターゲット構造。 - 前記ターゲットの前記固定プレートに固定される面には、前記溝に嵌合され前記溝を閉鎖する凸部が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のターゲット構造。
- スパッタリング用のターゲットと、当該ターゲットが固定されるとともに、当該ターゲットを冷却するための固定プレートと、を有するターゲット構造の製造方法であって、
冷却流体が流れる流体流路を、前記固定プレートにおけるスパッタリング時に前記ターゲットの消費が相対的に多い部分に対向する位置に形成し、前記流体流路がない位置で前記固定プレートを貫通するネジにより前記固定プレートと前記ターゲットを固定するとともに、前記ターゲットの一部を前記流体流路に露出させることを特徴とする、ターゲット構造の製造方法。
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