JPH0254761A - Sputtering target and its production - Google Patents
Sputtering target and its productionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はスパッタ法によって薄膜を形成する時のスパッ
タ用ターゲット(以下、単にターゲットと称す、)及び
その製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a sputtering target (hereinafter simply referred to as target) for forming a thin film by sputtering and a method for manufacturing the same.
従来の技術
従来よりスパッタ法によって金属等のa 119を形成
する方法が公知である。この従来のターゲットの構造を
第6図に示す、第6図においてlは円盤型あるいは角型
のターゲットで、形成しようとする薄膜と同一の材料か
らなっている、2はバッキングプレートで、ターゲット
1はバッキングプレート2にボンディングされている。2. Description of the Related Art Conventionally, a method of forming a 119 of metal or the like by sputtering is known. The structure of this conventional target is shown in Fig. 6. In Fig. 6, l is a disc-shaped or square-shaped target made of the same material as the thin film to be formed, 2 is a backing plate, and target 1 is bonded to the backing plate 2.
このような構造のターゲットを用いて金属等の薄膜を形
成するのが一般的である。このスパッタ法においてター
ゲットをいかに有効に使用するかが生産上の太きな!!
!!題である。すなわちターゲットの使用効率がコスト
に直接つながるからである。このクーデ・ントの使用効
率を上げるために、例えばマグネトロンスパッタ法の場
合、マグネットを回転させる等の工夫がなされているが
その使用効率は20〜30%程度が一般的である。また
一方では使用後のターゲットを再生して材料費を回収す
ることも行われている0例えばAu、Ag等の貴金属の
ように比較的高価な材料の場合は再生することによって
ターゲットの使用効率の悪さをある程度おぎなうことは
できるものである。It is common to use a target with such a structure to form a thin film of metal or the like. In this sputtering method, the key to production is how effectively to use the target! !
! ! That's the issue. In other words, the efficiency of target usage is directly linked to cost. In order to increase the usage efficiency of this coupon, for example, in the case of magnetron sputtering, measures such as rotating the magnet have been taken, but the usage efficiency is generally about 20 to 30%. On the other hand, it is also possible to recover material costs by recycling used targets. For example, in the case of relatively expensive materials such as precious metals such as Au and Ag, recycling can improve the efficiency of target usage. It is possible to make up for the badness to some extent.
発明が解決しようとする課題
しかしながら例えば書換え型光ディスクの記録膜材料と
して多く使用されるGeのように、材料そのものには貴
金属はどの価値は無くても材料の精製工程に手間を要す
るために価格が高い材料もある。このような材料の場合
、材料そのものにはそれほどの価値は無いものであるか
ら再生してしも材料費は回収できないものである。この
ためターゲットの使用効率がそのままコストにはねかえ
ってくるといった課題があった。Problems to be Solved by the Invention However, for example, precious metals such as Ge, which is often used as a recording film material for rewritable optical discs, have no value as a material themselves, but are expensive due to the labor-intensive process of refining the material. Some materials are expensive. In the case of such materials, the material itself does not have much value, so even if it is recycled, the cost of the material cannot be recovered. For this reason, there was a problem in that the efficiency of using the target directly affected the cost.
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明は円盤型あるいは角型
のターゲットの、スパッタされる面の外周からもう一方
の面の近くまでをスパッタ薄膜を形成するターゲット材
料で他の部分は熱伝導に優れた金属部材で構成し、この
金属部材をバッキングプレートにボンディングすること
によって、生産性、経済性に優れたターゲットを得よう
とするものである。Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the present invention uses a target material that forms a sputtered thin film from the outer periphery of the surface to be sputtered to the vicinity of the other surface of a disk-shaped or square-shaped target. The part is made of a metal member with excellent heat conduction, and by bonding this metal member to a backing plate, it is possible to obtain a target with excellent productivity and economic efficiency.
作用
すなわちターゲットのスパッタされる部分だけを薄膜を
形成するために必要な材料で構成し、他の部分は熱伝導
に優れた安価な金属部材で構成することによって、たと
えターゲットの使用効率が悪くてもその材料費を最小限
にすることができるものである。また金属部材をボンデ
ィングするものであるから、ターゲット材料にかがわら
ずそのボンディングは容易にできるものである。In other words, only the part of the target to be sputtered is made of the material necessary to form a thin film, and the other parts are made of inexpensive metal members with excellent heat conduction, so even if the target is used inefficiently, It is also possible to minimize the material cost. Furthermore, since metal members are bonded, the bonding can be easily performed regardless of the target material.
実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。Example Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第1図において11は薄膜を形成するためのターゲット
材料、12は熱伝導に優れた金属材料からなる部材でこ
の実施例では銅を使用している。13は銅材料からなる
バッキングプレートである。ターゲット材料11として
は書換え型光ディスクに多く使用されるTe及びGeを
主成分とした材料からなっており、ターゲット材料I■
と金属部材12を一体的に構成する方法としては後述す
るホットプレス法によって形成している。In FIG. 1, numeral 11 is a target material for forming a thin film, and numeral 12 is a member made of a metal material with excellent thermal conductivity, and copper is used in this embodiment. 13 is a backing plate made of copper material. The target material 11 is made of a material mainly composed of Te and Ge, which is often used in rewritable optical discs, and the target material I
The method for integrally forming the metal member 12 and the metal member 12 is a hot pressing method which will be described later.
金属部材12はバッキングプレート13にボンディング
されている。このボンディングは金属と金属を接着する
ものであるから、−a的に行われているIn−3n等の
メタルボンディングが容易にできるものである0例えば
ターゲツト材t411がSiO□、ZnS等のKm体の
ような場合メタルボンディングが困難であるため、ボン
ディング面にCu等の金属材料をスパッタする等の前処
理を行ってメタルボンディングを行うのが一般的である
が、このような前処理が不要になって生産的に大きな効
果があるものである。第2図は本発明の他の実施例によ
るターゲットで、構成は第1図で説明したものと同様で
あり、金属部材12のターゲット材料11と接する部分
をテーパ状にしてクーゲット材料11の体積をより小さ
くしようとするものである。第1図、第2図のような構
成のターゲットを用いて実際にスパッタ法で薄膜を形成
する方法を第3図で説明する。第3図において14はカ
ソード本体、15はマグネットで、バッキングプレート
13はカソード本体14に固定され密閉されている。こ
のカソード本体14とバッキングプレート13で構成さ
れる空間16にはスパッタ時冷却水を流してターゲット
材料12、金属部材13の冷却を行うものである。17
はシールド本体で真空チャンバ1Bに固定されている。The metal member 12 is bonded to the backing plate 13. Since this bonding is to bond metal to metal, metal bonding such as In-3n, which is performed in -a, can be easily performed.For example, if the target material t411 is a Km body such as SiO□ or ZnS In such cases, metal bonding is difficult, so it is common to conduct metal bonding by performing pretreatment such as sputtering a metal material such as Cu on the bonding surface, but such pretreatment is no longer necessary. This has a great effect on productivity. FIG. 2 shows a target according to another embodiment of the present invention, the structure of which is the same as that explained in FIG. The idea is to make it smaller. A method of actually forming a thin film by sputtering using a target configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be explained with reference to FIG. In FIG. 3, 14 is a cathode body, 15 is a magnet, and the backing plate 13 is fixed to the cathode body 14 and hermetically sealed. Cooling water is flowed into the space 16 formed by the cathode body 14 and the backing plate 13 during sputtering to cool the target material 12 and the metal member 13. 17
is fixed to the vacuum chamber 1B with a shield body.
19はシールドカバーでシールド17に固定されており
、このシールド本体17.真空チャンバ18゜シールド
カバー19はそれぞれ金属材料で構成されアースされて
いる。シールドカバー19の中央部にはターゲット11
.i2の形状に合わせたテ−パ状の開孔部20を有して
おり、開孔部20の最も小さい所はターゲット材料11
よりもわずかに小さくしている。この時ターゲット材料
11とシールドカバー19との距離を2閣程度にするこ
とによって、シールドカバー19の開孔部20より外側
の領域はスパッタされないものである。21は真空チャ
ンバ18とカソード本体14を!t!!縁し、かつ真空
を保持するためのシールド機能を有した絶t(体である
。第3図のような構成で真空チャンバ18で形成された
真空系(図示せず、)にArガスを流して1〜50mT
orrに圧力を調整し、カソード本体14に高周波ある
いは直流電圧を印加することによって、Arが加速され
ターゲット材料11がスパッタされて矢印22の方向に
ターゲット材料11の分子が飛び出して矢印22の方向
にある基板等に′iR膜を形成するものである。第3図
で説明したようにスパッタを行っていった場合、−i的
に第4図に示したようにターゲット材料11が消耗して
寿命となるものである。この時ターゲット材料11の消
耗している寸法Aは第3図で説明したシールドカバー1
9の開孔部20の寸法とほぼ一致している。また消耗状
態が均一にならない理由はマグネット15の磁束による
ものである0次にターゲット材料11と金属部材12を
一体的に構成する一実施例を第5図で説明する。19 is fixed to the shield 17 with a shield cover, and this shield body 17. The vacuum chamber 18° shield cover 19 is each made of a metal material and is grounded. The target 11 is located in the center of the shield cover 19.
.. It has a tapered opening 20 that matches the shape of i2, and the smallest part of the opening 20 is located at the target material 11.
It is slightly smaller than the . At this time, by setting the distance between the target material 11 and the shield cover 19 to about 2 cm, the area outside the opening 20 of the shield cover 19 is not sputtered. 21 is the vacuum chamber 18 and the cathode body 14! T! ! Ar gas is flowed into the vacuum system (not shown) formed in the vacuum chamber 18 with the configuration shown in Fig. 3. 1~50mT
By adjusting the pressure to orr and applying high frequency or DC voltage to the cathode body 14, Ar is accelerated and the target material 11 is sputtered, and the molecules of the target material 11 fly out in the direction of the arrow 22. An iR film is formed on a certain substrate or the like. When sputtering is carried out as explained in FIG. 3, the target material 11 is consumed and its life span is reached as shown in FIG. 4 in terms of -i. At this time, the consumed dimension A of the target material 11 is the shield cover 1 explained in FIG.
The dimensions of the opening 20 of No. 9 are approximately the same. Further, the reason why the state of wear is not uniform is due to the magnetic flux of the magnet 15. An embodiment in which the zero-order target material 11 and the metal member 12 are integrated will be described with reference to FIG.
第5図において23は下型、24は上型、25は円筒型
でターゲット11と金属部材12を構成する方法は、ま
ず下型23の上に金属部材12を置いて円筒型25を下
型23に乗せる。この状態で粉状のターゲット材料11
を金属部材12の上に充填させる。この後、上型24を
上にのせた状態で加り、す・加圧すなわちホットプレス
することによってターゲット材料11と金属部材12を
一体的に構成するものである。このようにしてホットプ
レスを1千った場合、金属部材12の上面、外周面26
の」二にもターゲット材料11が乗る状態になるが、こ
れはそのまま使用してもよいし、金属部材12に合わせ
てホントブレスされたり:ケント11の上面を削っても
よいものである。また金属部材12のターゲット材料1
1と接する面の面粗さをあらくすることによってターゲ
ット材料11と金属部材12の固着力をより強固にでき
るものである。具体的には面粗さRa10μm以上にす
ることによって効果が認められた。この面を粗くする方
法としては例えばサンドブラスト等によって容易にでき
るものである。このように構成したターゲラ!−を用い
て高周波マグネトロンスパッタを行った結果、6インチ
、厚さ7閣のターゲットに1.5kw以上の印加パワー
を加えた場合、ターゲットの温度上昇によってクーゲン
ト材料11と金属部材12の間ではがれるという現象も
発生したが、それ以下の印加パワーでは何ら問題はなか
った。In FIG. 5, 23 is a lower mold, 24 is an upper mold, and 25 is a cylindrical mold.The method of constructing the target 11 and the metal member 12 is to first place the metal member 12 on the lower mold 23, and then place the cylindrical mold 25 on the lower mold. Put it on 23. In this state, the powdered target material 11
is filled onto the metal member 12. Thereafter, the target material 11 and the metal member 12 are integrally formed by applying pressure, that is, hot pressing, with the upper die 24 placed thereon. If 1,000 hot presses are performed in this way, the upper surface of the metal member 12, the outer peripheral surface 26
The target material 11 is placed on the second part of the target material, and this may be used as is, or may be pressed to match the metal member 12, or the top surface of the Kent material 11 may be shaved. Also, the target material 1 of the metal member 12
By making the surface roughness of the surface in contact with the target material 11 rougher, the adhesion force between the target material 11 and the metal member 12 can be made stronger. Specifically, the effect was observed by setting the surface roughness Ra to 10 μm or more. This surface can be easily roughened by, for example, sandblasting. Targera configured like this! - As a result of performing high-frequency magnetron sputtering using However, there was no problem with applied power below that level.
発明の効果
本発明はターゲットのスパッタされる部分だけを薄膜を
形成するために必要な材料で構成し、他の部分は熱伝動
に優れた安価な金属部材で一体的にターゲットを構成す
ることによって、たとえターゲットの使用効率が悪くて
もその材料費を最小限にすることができるものである。Effects of the Invention The present invention consists of only the part of the target to be sputtered made of the material necessary for forming a thin film, and the other parts integrally made of inexpensive metal members with excellent heat conduction. Even if the target usage efficiency is poor, the material cost can be minimized.
また金属部材をバンキングプレー1−にボンディングす
るものであるから誘電体材料のようにメタルボンディン
グが困難なターゲット材料であっても容易にボンディン
グができるといった効果があり、その工業的価値は大き
なものである。In addition, since it is used to bond metal members to the banking plate 1-, it has the effect of easily bonding even target materials that are difficult to metal bond, such as dielectric materials, and its industrial value is great. be.
第1図は本発明の一実施例におけるスパッタ用ターゲッ
トの断面図、第2図は本発明の他の発明に実施例におけ
るスパッタ用ターゲットの断面図、第3図は本発明によ
るスパッタ用ターゲットを用いたスパッタ用カソードの
断面図、第4図は本発明によるスパッタ用ターゲットの
消耗状態を示す断面図、第5図は本発明によるスパッタ
用ターゲットの製造方法を示す断面図、第6図は従来の
スパッタ用クーゲットの構造を示す断面図である。
11・・・・・・ターゲット材料、12・・・・・・金
属部材。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名味
少←
へ)
法
メ
も
<公
\D
訣FIG. 1 is a cross-sectional view of a sputtering target according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a sputtering target according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a sputtering target according to another embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view showing the state of wear of the sputtering target according to the present invention; FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the sputtering target according to the present invention; and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the sputtering target according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a couget for sputtering. 11...Target material, 12...Metal member. Name of agent Patent attorney Shigetaka Awano
Claims (5)
って、ターゲットのスパッタされる面の外周からもう一
方の面の近くまでがスパッタ薄膜を形成するターゲット
材料で他の部分は金属部材で構成され、前記金属部材を
バッキングプレートにボンディングして構成したことを
特徴とするスパッタ用ターゲット。(1) A disk-shaped or square-shaped sputtering target, in which the area from the outer periphery of the surface to be sputtered to the vicinity of the other surface is made of target material that forms a sputtered thin film, and the other parts are made of metal members. . A sputtering target, characterized in that the metal member is bonded to a backing plate.
までのターゲット材料に接する凹部がテーパ状に構成さ
たことを特徴とする請求項(1)記載のスパッタ用ター
ゲット。(2) The sputtering target according to claim (1), wherein the concave portion of the metal member that contacts the target material from the sputtering surface to near the other surface is tapered.
たことを特徴とする請求項(1)または(2)のいずれ
かに記載のスパッタ用ターゲット。(3) The sputtering target according to any one of claims (1) and (2), wherein the concave portion of the metal member has a surface roughness of Ra 10 μm or more.
らなることを特徴とした請求項(1)、(2)または(
3)のいずれかに記載のスパッタ用ターゲット。(4) Claim (1), (2) or (4) characterized in that the metal member is made of a copper-based or aluminum-based material.
The sputtering target according to any one of 3).
し、加熱・加圧することを特徴とするスパッタ用ターゲ
ットの製造方法。(5) A method for producing a sputtering target, which comprises placing a powdered target on a concave portion of a metal member, and heating and pressurizing the target.
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JP20703188A JPH0254761A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Sputtering target and its production |
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JPH0254761A true JPH0254761A (en) | 1990-02-23 |
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JP20703188A Pending JPH0254761A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Sputtering target and its production |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0254761A (en) |
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-
1988
- 1988-08-19 JP JP20703188A patent/JPH0254761A/en active Pending
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