JPH0348267B2 - - Google Patents

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JPH0348267B2
JPH0348267B2 JP59226344A JP22634484A JPH0348267B2 JP H0348267 B2 JPH0348267 B2 JP H0348267B2 JP 59226344 A JP59226344 A JP 59226344A JP 22634484 A JP22634484 A JP 22634484A JP H0348267 B2 JPH0348267 B2 JP H0348267B2
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JP
Japan
Prior art keywords
target
metal
sputtering
plate electrode
cooling plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59226344A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61104073A (ja
Inventor
Yasuhiko Nakayama
Kunju Sumita
Ikuo Sakai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP22634484A priority Critical patent/JPS61104073A/ja
Publication of JPS61104073A publication Critical patent/JPS61104073A/ja
Publication of JPH0348267B2 publication Critical patent/JPH0348267B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属やセラミツクス等の薄膜を、耐
熱性の小さい高分子フイルム上に付着させて機能
材料を製造するスパツタリング装置のスパツタガ
ンに関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年スパツタリング法による薄膜形成技術が電
子材料、装飾、被膜等の分野で広く利用されるよ
うになり、大型のスパツタリング装置も稼動して
いる。また、生産性を高める為、マグネトロンや
対向ターゲツトなどの方式を工夫したり、電力を
多く投入して、薄膜の成長速度を高めている。こ
の場合、電力の投入と共にターゲツト面の表面温
度が上昇するので、その熱を除去する為に、ター
ゲツトを直接水冷したり、冷却板電極上にターゲ
ツトを設置していた。
ところで、直接水冷の場合は、スパツタリング
装置の真空槽内部と外部は直接ターゲツトで遮断
されているので、ターゲツトが消耗し、一部に穴
があいた時は外部の空気又は冷却水が真空を破
り、大きな事故を起こすことになる危険を有して
いた。
この問題を解決するのに、金属ターゲツト板の
場合には、水冷銅板の上に直接ハンダボンデイン
グを行つて設置できるが、ターゲツト交換の際、
甚だ手間がかかる。
一方、第1図に示す如く銅などの熱伝導性の良
い冷却板電極1上に、ターゲツト2を設置した通
常の傍熱冷却型のスパツタガンは、冷却板電極1
中に冷却水が通され(図では省略してある)、こ
の冷却板電極1はターゲツト2が消耗して一部に
穴があいても真空槽内の真空を保つ壁の役目を持
つており、ターゲツト2は圧着取付用のねじ3を
冷却板電極1のねじ穴3′にねじ込むことにより
圧着固定されている。従つて、ターゲツト2の交
換は至つて簡単である。
しかし、冷却板電極1やターゲツト2の表面は
微視的に見ると、図示の如く凹凸があり、ターゲ
ツト2と冷却板電極1とは接触点Pで接してい
て、圧着部は全体的に空隙4が大部分を占めてい
る。この為、ターゲツト2の熱は接触点Pを通じ
てのみ冷却板電極1に流れるので、熱伝導効率が
悪い。従つて、スパツタリング時の発熱を除去す
る効率が悪く、電力の投入と共に発熱量が増し、
スパツタリング率の変動をもたらしたり、被着基
板への加熱の害が出て、熱性の小さい基板への成
膜が不可能となるものであつた。ターゲツト2の
冷却効果を高める為には、冷却板電極1とターゲ
ツト2の圧着面を精度良く平坦に加工する必要が
あり、また冷却板電極1とターゲツト2との圧着
力を過大にする必要があつた。
発明の目的 本発明は、上記傍熱冷却型のスパツタガンの問
題を解消すべくなされたものであり、スパツタリ
ング時のターゲツトの発熱を急速に除去できて、
被着基板への悪影響を防止でき、大電力の投入を
可能にし、基板への成膜速度を高めることのでき
るスパツタリング装置のスパツタガンを提供する
ことを目的とするものである。
発明の構成 本発明のスパツタリング装置のスパツタガン
は、ターゲツトと冷却板電極との間に、金属及び
合金の細線を集めた金属綿を挾み込んで成るもの
である。
実施例の説明 本発明のスパツタリング装置のスパツタガンの
一実施例を第2図によつて説明すると、1は銅製
の冷却板電極で、内部に冷却水が通されている。
2は使用するターゲツトである。この冷却板電極
1とターゲツト2との間に、金属及び合金(本例
では銅ニツケル合金)の細線を集めた金属綿の薄
層5を挾み、圧着取付用のねじ3を冷却板電極1
のねじ穴3′にねじ込んで圧着している。
かかる構成のスパツタガンに於いて、金属綿の
薄層5は、熱の良導体である銅ニツケル合金が綿
状になつている為、締付圧力により冷却板電極1
やターゲツト2の凹凸に応じて容易に変形し、従
つて熱的には冷却板電極1とターゲツト2は密着
したことになり、スパツタリング中のターゲツト
2に発生する熱は金属綿の薄層5を通して冷却板
電極1に伝えられ、これより内部の冷却水に放熱
される。
その結果、被着基板への加熱害は除去でき、大
電力の投入が可能となつて成膜速度が高くなる。
但し、金属綿を金属製の網で構成することは、次
に説明する理由により好ましくない。即ち、金属
網ではターゲツトとバツキングプレートの間の接
点が少なくかつ等間隔となる。従つてシリコンの
ように金属に比較して抵抗が高い物質をターゲツ
トとした場合には、金属網では接点が少なくかつ
等間隔であるために、スパツタリングにムラが等
間隔に発生する。これに対して金属綿では、ター
ゲツトとバツキングプレートの間の接点が多くか
つランダムとなるので、このような障害はない。
また、ターゲツトとバツキングプレートとの間隙
が大きい場合に、金属網では厚さが不足してター
ゲツト全面とバツキングプレートの全面の双方の
面に同時に接触することができない。これに対し
て金属綿では、厚さを大きくすることは容易であ
り、ターゲツトとバツキングプレートとの間隙が
大きい場合にも、ターゲツト全面とバツキングプ
レートの全面の双方に同時に接触する。
また金属綿は、油や有機物と異なり蒸気圧が殆
ど無視できるので、真空槽中に拡散することが無
く、また空気にさらした時の酸素や窒素の金属綿
への吸着も少ないので、真空槽の高真空への到達
時間が長くなることがない。
さらに金属綿の材料として、Ni−Tiから構成
される形状記憶合金を使用すると、別の効果があ
る。即ち、通常の金属綿をねじ3などで強く締付
けると、冷却板電極1やターゲツト2の表面どお
りに変形し、原状への回復が少ないので、2、3
回使用する間に熱伝導効率が下がり、またねじ3
の締めを強くしなければならない。然るに、形状
記憶合金を用いると、一度変形し、綿としての効
果が薄れた場合でも、僅かの再加熱で原状に復元
するので、何度でも効率の良い使用が可能とな
る。特にスパツタリングを行う際、電力を印加し
過ぎると、ターゲツト2の温度が上がり、その時
形状記憶合金は復元しようとするから再び冷却板
電極1やターゲツト2との密着が良くなり、自動
的に温度上昇が防止され、金属綿としての寿命も
長くなる。
第3図に示す他の実施例は、銅ニツケル合金の
細線を集めた金属綿を厚さ2mmになして、この金
属綿板5aを銅製の冷却板電極1上に溶接して接
合し、その上に使用するターゲツト2を載せて圧
着したもので、これによるとスパツタガンは上向
きでも下向きでも金属綿板5aが冷却板電極1に
固定されているので、ターゲツト2の交換を楽に
行える。
第4図に示す他の実施例は、銅ニツケル合金の
細線を固めて厚さ3mmの板状になした金属綿板5
bをターゲツト2と同じサイズの形状になすと共
に取付用のねじ穴3″を冷却板電極1のねじ穴
3′と同じ位置に加工し、この金属綿板5bを数
多く用意し、使用時に冷却板電極1とターゲツト
2との間に挾んで使用するもので、これによると
熱伝導効果が無くなつた時の交換が容易である。
第5図a,bは、第3図及び第4図に示した実
施例に於ける金属綿板5a,5bの表面に、深さ
1〜2mm、幅5mmの溝6を、横向きに中央に1
本、縦向きに左右に2本設け、各溝6の終端が真
空槽と直接連がるようにしたものである。このよ
うな金属綿板5a′,5b′を、冷却板電極1とター
ゲツト2との間に挾んで使用すると、真空槽の真
空度を上げて最終到達真空度に至る迄の時間が溝
無しの金属綿板5a,5bに比べて早くなり、約
1/2に短縮できた。尚、溝6の形状、幅、深さは、
使用するターゲツト材料、成膜率、温度上昇許容
度に応じて最適なものにすれば良いのは言うまで
もない。
発明の効果 以上のように本発明によるスパツタリング装置
のスパツタガンは、金属及び合金の細線を集めた
金属綿を、ターゲツトと冷却板電極との間に挾み
込んで成るものであるから、スパツタ時のターゲ
ツトの発熱を急速に冷却でき、従つて被着基板の
熱損傷を防止でき、大電力の投入が可能となつ
て、基板への成膜速度を著しく高めることができ
るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスパツタリング装置のスパツタ
ガンの要部を微視的に示した断面図、第2図は本
発明のスパツタリング装置のスパツタガンの一実
施例の要部を微視的に示した断面図、第3図及び
第4図は夫々他の実施例を示した断面図、第5図
a,bは第3図及び第4図のスパツタガンに於け
る金属綿板の変形例を示す平面図及び断面図であ
る。 1……冷却板電極、2……ターゲツト、3……
ねじ、3′,3″……ねじ穴、5……金属綿の薄
層、5a,5b……金属綿板、6……溝。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ターゲツトと冷却板電極との間に、金属及び
    合金の細線を集めた金属綿を挾み込んで成るスパ
    ツタリング装置のスパツタガン。 2 冷却板電極の面上に、直接金属綿が取付けら
    れている特許請求の範囲第1項記載のスパツタリ
    ング装置のスパツタガン。 3 金属綿が、平板状に成形され且つターゲツト
    の外形と同一になされたものである特許請求の範
    囲第1項記載のスパツタリング装置のスパツタガ
    ン。 4 金属綿を構成する金属及び合金が、形状記憶
    合金である特許請求の範囲第1項乃至第3項のい
    ずれかに記載のスパツタリング装置のスパツタガ
    ン。 5 金属綿の面上に、縦及び横に数本のスリツト
    状の金属綿の無い部分が設けられている特許請求
    の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載のスパ
    ツタリング装置のスパツタガン。
JP22634484A 1984-10-26 1984-10-26 スパツタリング装置のスパツタガン Granted JPS61104073A (ja)

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JPS61104073A JPS61104073A (ja) 1986-05-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2680799B1 (fr) * 1991-09-03 1993-10-29 Elf Aquitaine Ste Nale Element de cible pour pulverisation cathodique, procede de preparation dudit element et cibles, notamment de grande surface, realisees a partir de cet element.
JP4877156B2 (ja) * 2007-08-28 2012-02-15 住友金属鉱山株式会社 スパッタリングカソード及び成膜方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60135572A (ja) * 1983-12-26 1985-07-18 Hitachi Ltd スパツタリング方法

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