JPH01263270A

JPH01263270A - ターゲットユニット

Info

Publication number: JPH01263270A
Application number: JP9305388A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ota; 賢司太田; Yoshiteru Murakami; 善照村上; Nobuyuki Takamori; 信之高森; Kenichi Hijikata; 土方　研一; Takayuki Shingyouchi; 新行内　隆之; Kazunari Takaishi; 和成高石
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp; Sharp Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp; Sharp Corp
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1989-10-19
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JP2635362B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明ハ、マグネトロンスパッタリング法等に使用され
るターゲットユニットに係わり、特にスパッタ物質から
なるエロージョン部材の交換・回収が容易なターゲット
ユニットに関する。

「従来の技術」第２４図および第２５図は、従来の一般的な角形ターゲ
ットユニット１を示す平面図および縦断面図である。

このターゲットユニット１は、銅またはステンレス族の
バッキングプレート２と、このバッキングプレート２上
に固定されたスパッタ物質からなるターゲット３とから
なり、これらは通常、ノ翫ンダやインジウム等のロウ材
により接合されている。

このターゲットユニット１は、例えば第２６図のように
して使用される。この図はマグネトロンスパッタリング
装置の概略構成を示し、図中符号４は真空チャンバー、
５は真空ポンプ、６は蒸着する基板Ｐを固定する基板ホ
ルダー、７はスパッタ電極を示している。このスパッタ
電極７は、第２７図に示すように、箱状のケーシング７
Ａ、角筒状に配置された磁石７Ｂ、ヨーク７Ｃとから構
成され、前記ケーシング７Ａの端面にターゲ・７トユニ
ツト１のバッキングプレート２が気密的にボルト等で固
定されるとともに、ケーシング７Ａ内に冷却水が供給さ
れ、ターゲットユニット１を裏面から冷却するようにな
っている。

そして、スパンクリング時には、ターゲット３の表面上
に長方形状に生じる磁界により、プラズマをターゲット
３の表面に集中させてスパッタ効率を高める構成となっ
ている。

「発明が解決しようとする課題」ところが、上記ターゲットユニットｌにおいては、ター
ゲット３の磁界の集中している部分のみが第２７図Ａの
ように集中的に消耗し、他の部分はスパッタに殆ど寄与
しないまま寿命が尽きてしまうという問題があった。

これは特に、近年研究が盛んである光磁気記録体用のタ
ーゲットユニットにおいて顕著である。

すなわち、この種のターゲットユニット１は、そのター
ゲット３がＴ　ｂ、Ｇ　ｄ、Ｄ　Ｙ等の希土類金属およ
びＦｅ、Ｃｏ等の遷移金属で形成され、強磁性を有して
いる。このため、ターゲット３に前記のような凹部Ａが
形成されると、この凹部Ａ内にプラズマを集中させる磁
界が生じ、凹部Ａの底面の消耗が一層促進されるのであ
る。

このように寿命の尽きたターゲット３は、安価な材質で
あれば破棄もできるが、前記光磁気記録体用のものは希
土類金属が極めて高価なので、ターゲットユニットから
消耗したターゲットのみを取り外して精製し、再び新た
なターゲットの製造に使用しなければならない。

しかし従来のターゲットユニット１では、ターゲツトユ
ニット１全体を電極から外したうえ、全体を加熱してロ
ウ材を溶かしてターゲット３を取り外さねばならず、手
間と時間がかかってコストが高いという問題があった。

「課題を解決するための手段」本発明は上記課題を解決するためになされたもので、タ
ーゲットとバッキングプレートとからなるターゲットユ
ニットにおいて、前記ターゲットはスパッタ物質からな
るエロージョン部材と、これとは別体の保持部材とから
構成され、この保持部材によって前Ｌエロージョン部材
をバッキングプレートに着脱可能に圧着固定したことを
特徴とする。

「実施例Ｊ以下、図面を参照しつつ、本発明を光磁気記録体用のタ
ーゲットユニットに適用した実施例を詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、この
ターゲットユニットは、銅またはステンレス等からなる
長方形のバッキングプレート１０の中央部に、長方形の
内周側保持部材１１を配置し、次いでその外周全周に沿
って板状のエロージョン部材１２．１３を配置し、さら
にこれらの外周に枠状に外周側保持部材１４．１５を配
置して複数のボルト１６でバッキングプレート１０に対
し着脱可能に固定したことを特徴としたもので、この状
態において、各エロージョン部材１２，１３がプラズマ
集中部（図中−点鎖線Ｂ）に沿って位置するよう設定さ
れている。なお、前記エロージョン部材１２．１３の裏
面とバッキングプレート１０との間には、Ｉｎ、Ｓｎ、
ＡＩ等の比較的柔軟な金属の厚さ０．１ｍｍ程度の薄板
が介装され、使用時の熱伝導性を高めるようになってい
る。これは以下全ての実施例にも共通する。

前記の内周側保持部材１１．および外周側保持部材１４
．１５としては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ等の希土類金属およ
びＦｅ、Ｃｏ等の遷移金属から構成されている場合、銅
またはステンレス等の金属板１７の表面に鉄薄板１８を
接合したものか、あるいは全体が鉄でできたものが使用
される。このように表面を鉄で構成するのは、表層部が
若干スパッタされても、光磁気記録膜の組成に影響を与
えないようにとの配慮である。同様に他の組成の二ロー
ション部材を用いる場合にも、その主組成物により各保
持部材の表面を構成しておくことが望ましい。

内周側保持部材１１の外周端面は、第２図に示すように
表面に対し一定鋭角をなす傾斜面とされ、同様に各外周
側保持部材１４．１５の内周端面も表面に対して鋭角を
なす傾斜面とされている。−方、これら傾斜した端面と
対応するエロージョン部材１２．１３の端面は、保持部
材１１，１４．１５の各端面と隙間なく当接しうる相補
的な傾斜面とされている。これら傾斜面の角度は、エロ
ージョン部材１２．１３がバッキングプレート１０から
脱落しない値に設定されている。またエロージョン部材
１２．１３は、スパッタによりそれらが昇温し熱膨張し
た際に、適度な応力を以てバッキングプレートｌＯおよ
び保持部材１１，１４．１５に圧接し、十分な冷却効果
の得られる構造となっている。

上記構成からなるターゲットユニットにおいては、エロ
ージョン部材１２．１３が消耗して寿命が尽きた場合に
、ボルトを外して外周側保持部材１４．１５を分解する
ことにより、バッキングプレート１０からエロージョン
部材１２．１３を容易に取り外すことができる。したが
って、従来品のようにロウ材で固定されたものに比べ、
エロージョン部材１２．１３を新品と交換する時間を著
しく短縮することができるうえ、その際にバッキングプ
レート１０をスパッタ電極から取り外さなくてよいため
、電極内部の冷却水（第２７図参照）を抜く必要がなく
、この点からも大幅に作業手間およびコストが低減でき
る。また、二ローション部材１２．１３がプラズマ集中
部に沿う位置にのみ配置されているので、従来品よりも
スパッタ材料の使用効率が高し゛という利点も有する。

ざらに、このターゲットユニットでは、エロージョン部
材１２．１３が熱膨張する程、このエロージョン部材１
２．１３が強く保持部材１１，１４．１５に圧接され、
保持部材１１，１４．１５を介してバッキングプレート
１０への熱伝導が増大するうえ、同時に、保持部材１１
，１４．１５の当接面に対して垂直な分力により、二ロ
ーション部材１２．１３がバッキングプレート１０に圧
接されるので、温度上昇に伴ってエロージョン部材１２
．１３の冷却効果が向上し、過熱防止効果が高い利点も
ある。

なお、上記実施例では、エロージョン部材および外周側
保持部材が複数の部材に分割されていたが、第３図およ
び第４図に示す第２実施例のように、これら２０．２１
をそれぞれ一体化してもよい。ただし、この場合には、
内周側保持部材１１をボルト２２・・・等でバッキング
プレート１０から着脱可能にする必要がある。

次に、第５図および第６図は本発明の第３実施例ヲ示し
、このターゲットユニットは、各保持部材２２．２３の
一端面に係合部２２Ａ、２３Ａを一体形成し、これら保
合部２２Ａ、２３Ａでエロージョン部材１２．１３を保
合固定したことを特徴とし、他の構成は第１実施例と同
様である。なお、これら保合部２２Ａ、２３Ａは、エロ
ージョン部材１２．１３を固定した状態で弾性応力がか
かり、エロージョン部材１２．１３が熱膨張した際にも
金属疲労を生じないように形状が設定されている。

この第３実施例と、前記第１実施例を比較すると、第１
実施例のユニットでは、エロージョン部材１２．１３と
保持部材１１，１４．１５の端面同士の当接圧力を最適
に保つことが重要であるのに対して、この第３実施例で
は、二ローション部材１２．１３を係合部２２Ａ、２３
Ａで上から押さえる構成なので、二ローション部材１２
．１３と保持部材２２．２３との間の空隙を比較的大き
くとることができ、エロージョン部材１２．１３が若干
過熱して所定以上に熱膨張した場合にも、これにかかる
水平方向の応力が小さくて済み、反り返りが生じるおそ
れが一層少ない利点を有する。

なお、上記のように保持部材２２．２３の保合部２２Ａ
、２３Ａを二ローション部材１２．１３の表面から突出
させる代わりに、第７図および第８図に示す第４実施例
のように、保持部材２２，２３の係合部２２Ａ、２３Ａ
に対して相補的な段部１２Ａ、１３Ａをエロージョン部
材１２．１３に形成し、これらの段差をなくした構成と
してもよい。

こうすれば、前記第３実施例に比して、保持部材２２．
２３がスパッタされる量を低減できる。

次に、第９図および第ｉｏ図は本発明の第５実施例を示
し、このターゲットユニットは、エロージョン部材２４
を成分の異なる複数種の部材２４Ａ・・・により構成し
、これらを適宜分散配置して保持部材１１，１４．１５
で固定したことを特徴とする。このユニットによれば、
部材２４Ａ・・・の配置や個数、種類を変更することに
より、スパッタリングで形成される膜の組成を任意に変
更できる利点がある。

次に、第１１図および第１２図は本発明の第６実施例を
示し、このターゲットユニットでは、エロージョン部材
２５．２６の裏面に銅等の熱伝導性の高い金属２７を予
め一体に接合し、また二ローション部材２５．２６の表
面部を保持部材１４゜１５の表面よりも若干突出させた
ことを特徴とする。前記金属２７は、エロージョン部材
２５，２６を真空プレス成形する際に、その下層に金属
粉を充填して一体成形するか、あるいは別体の金属板を
拡散接合またはロウ付は固定すればよい。他の構成は第
１実施例と同様である。

この第６実施例では、前記金属裏打ち２７によりエロー
ジョン部材２５．２６の剛性が向上するため、加熱時に
エロージョン部材２５．２６がバッキングプレートｌＯ
から剥離して過熱するおそれを一層低減できる。また、
保持部材１１，１４゜１５がエロージョン部材２５．２
６よりも後退しているので、保持部材１１，１４．１５
がスパッタされる割合が小さいという利点もある。

次に、第１３図は本発明の第７実施例を示し、このター
ゲットユニットでは、予め平板状の二ローション部材３
１を、バッキングプレート１０に接合させる面が凸とな
るように若干反り返らせておき、これを保持部材３２．
３３によって弾性変形させた状態でバッキングプレート
１０に圧接固定したことを特徴とする。

この第７実施例によれば、エロージョン部材３１の中央
部が弾性力により重点的にバッキングプレート１０に圧
接されるので、特に発熱量の大きい中央部がバッキング
プレート１０かも剥離して過熱するおそれが少ない。

なお、エロージョン部材を上記のように反り返らせる代
わりに、第１４図に示す第８実施例のように、バッキン
グプレート１０の表面に、エロージョン部材３４の長手
方向に延びる緩やかな凸部３５を形成しても同様の効果
が得られる。

また、第１５図に示す第９実施例のように、二ローショ
ン部材３６のバッキングプレート１０に当接する面に、
長手方向に延びる断面山形または円弧状の凸部３６Ａを
形成し、この凸部３６Ａをバッキングプレート１０に当
接させ、二ローション部材３６の両側部を保持部材３２
．３３で押さえ付け、これを弾性的に撓ませる構成とし
てもよい。この場合、前記同様の効果が得られるだけで
なく、エロージョン部材３６の主に消耗される中央部が
厚肉になっているので、エロージョン部材３６の使用効
率を高めることができる。なおこの場合、第１６図に示
す第１０実施例のように、バッキングプレートｌＯに前
記二ローション部材の凸部３６Ａよりも角度の浅い７字
状の凹部３７を形成し、さらにこの凹部３７の底面中央
にガス抜き用の溝３８を形成した構成としてもよい。

次に、第１７図は第１１実施例を示し、このターゲット
ユニットは、エロージョン部材３９の表面に、長手方向
に延びる細い溝４０を形成したことを特徴とする。この
溝４０を形成することにより、エロージョン部材３９の
熱膨張は、表面側で小さく裏面側で大きくなり、昇温す
るとエロージョン部材３９は裏面側に凸に変形しようと
する力が加わるため、バッキングプレート１０からの剥
離を効果的に防ぐことができる。

次に、第１８図は第１２実施例を示し、このターゲット
ユニットは、バッキングプレート１０に、エロージョン
部材４１の中心線に沿って延びるあり溝４２を形成する
とともに、各エロージョン部材４１の裏面には、前記各
あり溝４２と相補的な形状の突条４３を形成し、この突
条４３を前記あり溝４２に側方から挿入し、保持部材３
２．３３で固定したことを特徴とする。このユニットに
よれば、あり溝４２によりエロージョン部材４１の中央
部はバッキングプレート１０から剥離できず、冷却に対
する信頼性が高いうえ、熱膨張により突条４３があり溝
４２内に圧接され、突条４３を介してエロージョン部材
４１が効果的に冷却されるという利点も有する。

次に、第１９図は第１３実施例を示し、このターゲット
ユニットは、エロージョン部材４２の中央部の近傍を、
バッキングプレート１０の裏面側から貫入したボルト４
３でネジ止めしたことを特徴とする。なお、ボルト４３
とバッキングプレート１０との間にはＯリング等のレー
ル材４４が介装され気密性が保たれている。またポルト
４３の長さおよび固定位置は、図中二点鎖線に示すよう
に、エロージョン部材４２の消耗時においても表面に露
出しないように設定されている。

この実施例では、エロージョン部材４２の交換時にバッ
キングプレートｌＯを電極本体から取り外す必要がある
が、エロージョン部材４２の固定が強固に行なえるうえ
、ポルト４４を介して熱が逃げる分、冷却性が高い利点
を有する。

なお、以上述べてきた実施例は、いずれもプラズマ集中
位置に沿って長方形状にエロージョン部材を配置したも
゛のであったが、第２０図および第２１図に示す第１４
実施例のように、エロージョン部材４５を一枚の長方板
状とした構成も可能である。また、第２２図および第２
３図に示す第１５実施例のように、エロージョン部材４
５を複数種の部材４５Ａ・・・で構成してもよい。さら
に、以上述べたきた各実施例の構成を適宜組み合わせた
構成としてもよいし、角形以外の例えば円板型等のター
ゲットユニットにも本発明は適用できる。

「発明の効果」本発明に係わるターゲットユニットは、保持部材によっ
てエロージョン部材をバッキングプレートに着脱可能に
圧着固定したものなので、エロージョン部材が消耗して
寿命が尽きた場合には、保持部材によるエロージョン部
材の固定を解除して、バッキングプレートからエロージ
ョン部材を容易に取り外すことができ、従来品のように
ロウ材で固定された場合に比べ、エロージョン部材を新
品と交換する時間およびコス］・を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わるターゲットユニッ
トの第１実施例を示す平面図および縦断面図、第３図お
よび第４図は第２実施例を示す平面図および縦断面図、
第５図および第６図は第３実施例を示す平面図および縦
断面図、第７図および第８図は第４実施例を示す平面図
および縦断面図、第９図および第１０図は第５実施例を
示す平面図および縦断面図、第１１図および第１２図は
第６実施例を示す平面図および縦断面図、第１３図ない
し第１９図はそれぞれ第７ないし第１３実施例を示す縦
断面図、第２０図および第２１図は第１４実施例の平面
図および縦断面図、第２２図および第２３図は第１５実
施例の平面図および縦断面図である。一方、第２４図お
よび第２５図は従来のターゲットユニットを示す平面図
および縦断面図、第２６図は一般的なマグネトロンスパ
ッタリング装置の概略構成図、第２７図は従来のターゲ
ットユニットをスパッタ電極に固定した状態を示す縦断
面図である。１０・・・バッキングプレート、１１．１４，１５，２１，２２，２３，３２．３３・・
・保持部材（ターゲットの一部）、１２．１３，２０，
２４，２５，２６，３１．３４，３６゜３９．４１．４
２・・・エロージョン部材（ターゲットの一部）。

Claims

【特許請求の範囲】

ターゲットと、バッキングプレートとからなるターゲッ
トユニットにおいて、前記ターゲットはスパッタ物質か
らなるエロージョン部材と、これとは別体の保持部材と
から構成され、この保持部材によって前記エロージョン
部材をバッキングプレートに着脱可能に圧着固定したこ
とを特徴とするターゲットユニット。