JPH05148641A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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JPH05148641A
JPH05148641A JP33435291A JP33435291A JPH05148641A JP H05148641 A JPH05148641 A JP H05148641A JP 33435291 A JP33435291 A JP 33435291A JP 33435291 A JP33435291 A JP 33435291A JP H05148641 A JPH05148641 A JP H05148641A
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target
cooling
cooling jacket
sputtering apparatus
base
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Shigetoshi Hosaka
重敏 保坂
Tadatoshi Suda
忠利 須田
Masamichi Hara
正道 原
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Abstract

PURPOSE:To improve the cooling effect of the sputtering device using an indirect cooling system for a target and to decrease the thermal distortion and deformation of the target. CONSTITUTION:A cooling jacket 18 has an inner peripheral surface 18b which receives the stepped outer peripheral surface 20c of the target 20 and a base 18c which receives the rear surface 20b of the target 20 as cooling surfaces. An annular projecting surface part 18g for enhancing the cooling effect on the rear surface of the target is provided in the central part in the radial direction of the base 18c. The rear surface of the target 20 comes into contact with the projecting surface part 18g of the base 18c of the cooling jacket 18 when the target 20 is mounted to the cooling jacket 18. The rear surface 20b of the target 20 is brought into tight contact with the projecting surface part 18g of the base 18c of the cooling jacket near the plasma ring by a large pressure at the time of the sputtering, by which the target 20 is effectively cooled from the rear side as well.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタ装置に係り、
より詳細にはターゲット冷却及び保持機構の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering device,
More specifically, it relates to improvements in target cooling and retention mechanisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリングは、陰極側のターゲット
(蒸着材料)の表面にプラズマのイオンを衝突させ、そ
こからはじき飛ばされた粒子を対向する陽極側の被処理
体上に堆積させて膜を形成する成膜技術である。スパッ
タリング時、ターゲットにはプラズマのイオンが衝突す
るため、ターゲット表面は相当な高温になる。ターゲッ
トを高温状態にしておくと、ターゲットが熱歪みで変形
し、スパッタ効率や成膜品質に影響するので、通常のス
パッタ装置にはターゲットを冷却する機構が設けられて
いる。
2. Description of the Related Art In sputtering, plasma ions are made to collide with the surface of a target (evaporation material) on the cathode side, and the particles repelled from there are deposited on the object to be processed on the opposite anode side to form a film. It is a film forming technology. During sputtering, plasma ions collide with the target, causing the target surface to have a considerably high temperature. If the target is kept in a high temperature state, the target is deformed due to thermal strain, which affects the sputtering efficiency and film formation quality. Therefore, a normal sputtering apparatus is provided with a mechanism for cooling the target.

【0003】この種の冷却機構には、直接冷却方式と間
接冷却方式とがある。直接冷却方式は、ターゲットの裏
側に熱伝導板を介して間近に冷却水を導く方式で、大き
な冷却効率が得られるが、冷却水が漏れやすい欠点があ
る。これに対して、間接冷却方式は、冷却ジャケットと
称されるターゲット保持及び冷却部材の中に冷却水を流
してこれを冷やし、この冷えた冷却ジャケットにターゲ
ットを接触させることでターゲットを冷却する方式であ
る。今日、多くのスパッタ装置が間接冷却方式を採用し
ている。冷却ジャケットは概してターゲットの外周面お
よび裏面を包むような冷却面を有し、この冷却面にター
ゲットが着脱可能に装着されるようになっている。
This type of cooling mechanism includes a direct cooling system and an indirect cooling system. The direct cooling method is a method in which cooling water is introduced close to the back side of the target via a heat conduction plate, and a large cooling efficiency can be obtained, but there is a drawback that the cooling water easily leaks. On the other hand, the indirect cooling method is a method in which cooling water is flowed through a target holding and cooling member called a cooling jacket to cool it, and the target is brought into contact with the cooled cooling jacket to cool the target. Is. Many sputter devices today employ an indirect cooling system. The cooling jacket generally has a cooling surface surrounding the outer peripheral surface and the back surface of the target, and the target is detachably mounted on the cooling surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタ装
置においては、処理容器内が高真空に排気され、ターゲ
ットと冷却ジャケットとの間に気体が介在しないため、
両者が密着しないと、良好な冷却効果が得られない。と
ころが、一般の冷却ジャケットは、ターゲットの外周面
および裏面を包むようにしてターゲットと接触するもの
の、外周側と裏側とで接触具合が同じではなく、ターゲ
ット外周側においては、ターゲットの熱膨張によってタ
ーゲット外周面が冷却ジャケットの内周面に圧接するの
で、接触具合が良く、冷却効果も大きいのに対して、タ
ーゲット裏側においては、ターゲットの表側と裏側の温
度差によってターゲット裏面が冷却ジャケットの底面に
押し付けられるような力が働くが、その接触圧が従来の
スパッタ装置では小さく、したがって冷却効果が小さか
った。
By the way, in the sputtering apparatus, the inside of the processing container is evacuated to a high vacuum, and no gas is present between the target and the cooling jacket.
If they do not adhere to each other, a good cooling effect cannot be obtained. However, the general cooling jacket contacts the target so as to wrap the outer peripheral surface and the back surface of the target, but the contact condition is not the same on the outer peripheral side and the back side, and on the outer peripheral side of the target, the target outer peripheral surface is generated due to the thermal expansion of the target. Contacts the inner peripheral surface of the cooling jacket, so the contact condition is good and the cooling effect is large, while on the back side of the target, the back surface of the target is pressed against the bottom surface of the cooling jacket by the temperature difference between the front side and the back side of the target. Although such a force acts, the contact pressure is small in the conventional sputtering apparatus, and thus the cooling effect is small.

【0005】このように、間接冷却方式を採る従来のス
パッタ装置においては、ターゲットの裏側からの冷却が
効かないために、ターゲットが変形しやすかった。
As described above, in the conventional sputtering apparatus which employs the indirect cooling method, the target is easily deformed because the cooling from the back side of the target does not work.

【0006】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、間接冷却方式によるターゲット冷却機能を向上
させて、ターゲットの熱歪み・変形を小さくするように
したスパッタ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus that improves the target cooling function by the indirect cooling method and reduces the thermal distortion / deformation of the target. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスパッタ装置は、ターゲットを保持しか
つ冷却するターゲット保持及び冷却手段を備えたスパッ
タ装置において、前記ターゲットの裏面と対向する前記
ターゲット冷却及び保持手段の冷却面に凸面部を設ける
構成とした。
In order to achieve the above object, the sputtering apparatus of the present invention is a sputtering apparatus provided with a target holding and cooling means for holding and cooling a target, facing the back surface of the target. The target cooling and holding means is provided with a convex portion on the cooling surface.

【0008】[0008]

【作用】ターゲットがターゲット冷却及び保持手段に装
着されると、ターゲットの裏面はターゲット冷却及び保
持手段の冷却面の凸面部と接触する。スパッタリング時
ターゲットは半径方向に熱膨張して、その外周面がター
ゲット冷却及び保持手段の内周面に圧接し密着するた
め、ターゲットは外周側から効果的に冷却される。ま
た、ターゲット表面側とターゲット裏側との温度差によ
ってターゲットには表側から裏側への圧力がかかり、タ
ーゲットの裏面がターゲット冷却及び保持手段の凸面部
に圧接する。凸面部の面積はターゲットと対向する冷却
面の全面積の一部であるから、ターゲットの裏面に対し
て外冷却面全体で接触するよりも凸面部だけでターゲッ
トの裏面と接触したほうが大きな密着圧力が得られ、ひ
いては大きな熱伝導性が得られる。このように、ターゲ
ットの裏面がターゲット冷却及び保持手段の凸面部と大
きな圧力で密着することにより、ターゲットは裏側から
も効果的に冷却される。
When the target is mounted on the target cooling and holding means, the back surface of the target comes into contact with the convex portion of the cooling surface of the target cooling and holding means. During sputtering, the target thermally expands in the radial direction, and the outer peripheral surface of the target is pressed against and closely adheres to the inner peripheral surface of the target cooling and holding means, so that the target is effectively cooled from the outer peripheral side. Further, a pressure from the front side to the back side is applied to the target due to the temperature difference between the target front surface side and the target back side, and the back surface of the target comes into pressure contact with the convex surface portion of the target cooling and holding means. Since the area of the convex surface is a part of the total area of the cooling surface facing the target, the contact pressure with the convex surface alone is larger than that with the entire outer cooling surface of the target. Is obtained, which in turn gives a large thermal conductivity. In this way, the back surface of the target is brought into close contact with the convex surface portion of the target cooling and holding means with a large pressure, so that the target is also effectively cooled from the back side.

【0009】また、プラズマ閉じ込め用磁界発生手段を
高速度たとえば100rpm以上で回転移動させて、タ
ーゲット表面上で高密度のプラズマを同速度で回転移動
させることにより、ターゲット内の熱歪みを均一化する
ことができるので、ターゲット冷却効果を一層高めるこ
とができ、さらにはターゲットの回転移動を防止するこ
とができる。
Further, the magnetic field generating means for plasma confinement is rotationally moved at a high speed, for example, 100 rpm or more, and the high-density plasma is rotationally moved on the target surface at the same speed, so that the thermal strain in the target is made uniform. Therefore, the target cooling effect can be further enhanced, and the rotational movement of the target can be prevented.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の一実施例による間接冷却方式
のプレーナ形マグネトロンスパッタ装置の構成を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of an indirect cooling type planar magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0011】このマグネトロンスパッタ装置において、
処理容器10の上面にスパッタガン12が下向き(内向
き)に取付され、スパッタガン12の下方に対向して配
設された加熱機構50の載置台上に被処理体として、た
とえば半導体ウエハ52が載置される。加熱機構50の
周囲の板54はカバー板である。スパッタガン12と半
導体ウエハ52との間にはシャッタ56が設けられ、こ
のシャッタ56はスパッタリング期間中はスパッタガン
12の前面(スパッタ面)から退避するようになってい
る。58はシャッタ駆動軸、60はシャッタ駆動モータ
である。
In this magnetron sputtering apparatus,
The sputter gun 12 is attached downward (inwardly) to the upper surface of the processing container 10, and a semiconductor wafer 52, for example, a semiconductor wafer 52 is provided as an object to be processed on a mounting table of the heating mechanism 50 that is disposed below and facing the sputter gun 12. Placed. A plate 54 around the heating mechanism 50 is a cover plate. A shutter 56 is provided between the sputter gun 12 and the semiconductor wafer 52, and the shutter 56 is retracted from the front surface (sputter surface) of the sputter gun 12 during the sputtering period. Reference numeral 58 is a shutter drive shaft, and 60 is a shutter drive motor.

【0012】スパッタガン12は円筒状のケーシング1
4を有する。このケーシング14の内側下端部にリング
状の絶縁材16を介して円盤状の冷却ジャケット18が
固定取付され、この冷却ジャケット18に皿状のターゲ
ット20がターゲット表面20aを下に向けてネジ22
により着脱可能に装着される。冷却ジャケット18内に
は冷却水を通すための水路18aが設けられている。
The sputter gun 12 is a cylindrical casing 1
Have four. A disc-shaped cooling jacket 18 is fixedly attached to the inner lower end portion of the casing 14 via a ring-shaped insulating material 16, and a dish-shaped target 20 is screwed to the cooling jacket 18 with the target surface 20a facing downward.
It is removably attached by. A water passage 18 a for passing cooling water is provided in the cooling jacket 18.

【0013】ケーシング14の上部には円盤状の絶縁基
板24がケーシング上端開口を閉塞するようにして取付
され、この絶縁基板24の中央部の下方に円筒部26が
冷却ジャケット18の肉厚中央部の裏側に固定されてい
る。この円筒部26内に給電棒28が冷却ジャケット1
8の肉厚中央部の裏面まで通されている。給電棒28は
800〜1000ボルト程度の負電圧電源(図示せず)
に接続されており、その負電圧がカソード電圧として給
電棒28および冷却ジャケット18内の導体を介してタ
ーゲット20に印加される。
A disc-shaped insulating substrate 24 is attached to the upper portion of the casing 14 so as to close the upper end opening of the casing, and a cylindrical portion 26 is provided below the central portion of the insulating substrate 24 at a central portion of the wall thickness of the cooling jacket 18. It is fixed on the back side of. Inside the cylindrical portion 26, the power feeding rod 28 is provided with the cooling jacket 1.
8 is also passed through to the back surface of the central portion of the wall thickness. The power supply rod 28 is a negative voltage power source (not shown) of about 800 to 1000 volts.
The negative voltage is applied to the target 20 as a cathode voltage via the power feed rod 28 and the conductor in the cooling jacket 18.

【0014】円筒部26の外周側には軸受30を介して
ドライブリング32が回転可能に取付されている。ドラ
イブリング32の上部の歯車34は駆動モータ36の出
力軸に結合された歯車38と歯合しており、駆動モータ
36の回転駆動力によってドライブリング32が円筒部
26を中心軸として一定の回転速度で回転するようにな
っている。ドライブリング32の下部の円盤状の支持板
40には、支持棒42を介して磁石ユニット44が取付
されている。
A drive ring 32 is rotatably attached to the outer peripheral side of the cylindrical portion 26 via a bearing 30. The gear 34 on the upper part of the drive ring 32 meshes with the gear 38 connected to the output shaft of the drive motor 36, and the drive ring 32 is rotated by the rotation driving force of the drive motor 36 about the cylindrical portion 26 as a central axis. It is designed to rotate at speed. A magnet unit 44 is attached to a disk-shaped support plate 40 below the drive ring 32 via a support rod 42.

【0015】処理容器10には、気体たとえば不活性ガ
スを導入するためのガス供給系100、および処理容器
10内を所定の圧力に減圧するための排気系110が接
続されている。
A gas supply system 100 for introducing a gas such as an inert gas and an exhaust system 110 for reducing the pressure inside the processing container 10 to a predetermined pressure are connected to the processing container 10.

【0016】図2に示すように、磁石ユニット44は、
磁性体からなるリング状のポールピース44aの内周面
にほぼ90゜間隔で4個の永久磁石片44bを固着した
ものである。この磁石ユニット44から出る磁束によっ
て、ターゲット20の表面上には、ターゲット閉じ込め
用磁界Bが与えられる。カソード電極であるターゲット
20の表面付近にはほぼ垂直方向に電界Eが印加されて
おり、この電界Eと磁界Bとのベクトル積E×Bがルー
プ状に閉じる場所に高密度のプラズマが閉じ込められ、
図3に示すような、いわゆるプラズマリングRが形成さ
れる。このプラズマリングRは、磁石ユニット44の回
転移動に伴って、ターゲット表面をなぞるようにして矢
印方向に一定速度で回転移動する。これによって、ター
ゲット20の表面(スパッタ面)に高密度プラズマが均
等に作用し、スパッタ面が均等にスパッタされるように
なっている。
As shown in FIG. 2, the magnet unit 44 is
Four permanent magnet pieces 44b are fixed to the inner peripheral surface of a ring-shaped pole piece 44a made of a magnetic material at intervals of approximately 90 °. A magnetic field B for confining the target is provided on the surface of the target 20 by the magnetic flux emitted from the magnet unit 44. An electric field E is applied in a substantially vertical direction near the surface of the target 20 which is a cathode electrode, and high-density plasma is confined in a place where the vector product E × B of the electric field E and the magnetic field B is closed in a loop. ,
A so-called plasma ring R as shown in FIG. 3 is formed. As the magnet unit 44 rotates, the plasma ring R traces the surface of the target and rotates in the direction of the arrow at a constant speed. As a result, the high-density plasma acts evenly on the surface (sputtering surface) of the target 20, and the sputtering surface is evenly sputtered.

【0017】次に、図4の部分拡大断面図および図5の
斜視図につき本実施例における冷却ジャケット18の構
成と作用を詳細に説明する。冷却ジャケット18は、熱
伝導率が高くかつ真空中でアウトガスの少ない無酸素銅
等の銅合金からなり、ターゲット20の段状外周面20
cを受ける内周面18bと、ターゲット20の裏面20
bを受ける底面18cとを冷却面として有する。そし
て、底面18cの中心部にターゲット取付用の凹部18
dが設けられ、この凹部18dの底の中心位置にネジ穴
18eが形成され、その両側にターゲット回転防止用の
一対のピン18fが突設されている。以上のジャケット
各部は従来のものと共通した部分であるが本実施例で
は、底面18cの半径方向中央部に、ターゲット裏側の
冷却効果を高めるためのリング状凸面部18gが設けら
れている。ターゲット20が冷却ジャケット18に装着
されると、ターゲット20の裏面は冷却ジャケット18
の底面18cの凸面部18gと接触する。
Next, the construction and operation of the cooling jacket 18 in this embodiment will be described in detail with reference to the partially enlarged sectional view of FIG. 4 and the perspective view of FIG. The cooling jacket 18 is made of a copper alloy such as oxygen-free copper that has a high thermal conductivity and a low outgas in a vacuum, and has a stepped outer peripheral surface 20 of the target 20.
inner peripheral surface 18b receiving c and the back surface 20 of the target 20
It has a bottom surface 18c for receiving b as a cooling surface. Then, the recess 18 for mounting the target is formed in the center of the bottom surface 18c.
d is provided, a screw hole 18e is formed at the center of the bottom of the recess 18d, and a pair of pins 18f for preventing target rotation are provided on both sides of the screw hole 18e so as to project. Although the above-mentioned respective parts of the jacket are common to those of the conventional one, in the present embodiment, a ring-shaped convex surface part 18g for enhancing the cooling effect on the back side of the target is provided at the center part of the bottom surface 18c in the radial direction. When the target 20 is mounted on the cooling jacket 18, the back surface of the target 20 is cooled by the cooling jacket 18.
Contacts the convex surface portion 18g of the bottom surface 18c.

【0018】スパッタリング時、ターゲット20が半径
方向に熱膨張して、その外周面20cが冷却ジャケット
18の内周面18bに圧接し密着するため、ターゲット
20は外周側から冷却ジャケット18によって効果的に
冷却される。
At the time of sputtering, the target 20 thermally expands in the radial direction, and the outer peripheral surface 20c of the target 20 is brought into pressure contact with the inner peripheral surface 18b of the cooling jacket 18 so as to be in close contact therewith. To be cooled.

【0019】また、スパッタリング時、プラズマの存在
するターゲット表面側と冷却ジャケット18が存在する
ターゲット裏側との間には大きな温度差があるため、タ
ーゲット20には冷却ジャケット18側へ押し付けるよ
うな圧力がかかり、ターゲット20の裏面20bが冷却
ジャケット18の底面18cの凸面部18gに圧接す
る。凸面部18gの面積は底面18cの全面積のほぼ1
/3程度であるから、ターゲット20の裏面20bに対
して底面18c全体で接触するよりも凸面部18gだけ
でターゲット20の裏面20bと接触したほうが大きな
(約3倍の)密着圧力が得られ、ひいては大きな熱伝導
性が得られる。また、プラズマの最も近いところで冷却
されており、冷却効果は大きい。このように、ターゲッ
ト20の裏面20bがプラズマの近くで、かつ冷却ジャ
ケット底面18cの凸面部18gと大きな圧力で密着す
ることにより、ターゲット20は裏側からも冷却ジャケ
ット18によって効果的に冷却される。
Further, during sputtering, there is a large temperature difference between the target surface side where the plasma exists and the back side of the target where the cooling jacket 18 exists, so that the target 20 is under a pressure to press it toward the cooling jacket 18 side. Thus, the back surface 20b of the target 20 is brought into pressure contact with the convex surface portion 18g of the bottom surface 18c of the cooling jacket 18. The area of the convex portion 18g is approximately 1 of the total area of the bottom surface 18c.
Since it is about / 3, a larger (about three times) contact pressure is obtained when the back surface 20b of the target 20 is in contact with the back surface 20b of the target 20 only by the convex surface portion 18g than in the entire bottom surface 18c. As a result, large thermal conductivity can be obtained. In addition, it is cooled at the closest point to the plasma, and the cooling effect is great. In this manner, the back surface 20b of the target 20 is close to the plasma and is brought into close contact with the convex portion 18g of the cooling jacket bottom surface 18c with a large pressure, so that the target 20 is effectively cooled by the cooling jacket 18 from the back side as well.

【0020】このように、ターゲット20は、外周側か
らだけでなく裏側からも冷却ジャケット18によってし
っかり冷却されるので、熱歪みの発生が少なく、変形し
にくくなる。なお、この実施例では、1つのリング状凸
面部18gを設けたが、この形態に限らず、凸面部を任
意の形状、配置構成とすることが可能であり、たとえば
図6に示すように多数の小さな凸面部18hを離散的に
配置したようなものでもよい。
As described above, the target 20 is firmly cooled by the cooling jacket 18 not only from the outer peripheral side but also from the back side, so that the heat distortion is less likely to occur and the target 20 is less likely to be deformed. In addition, in this embodiment, one ring-shaped convex surface portion 18g is provided, but the present invention is not limited to this form, and the convex surface portion can have an arbitrary shape and arrangement configuration. For example, as shown in FIG. The small convex surface portions 18h may be arranged discretely.

【0021】上述したように、本実施例によれば、ター
ゲット保持及び冷却機構の改善によってターゲット冷却
効果を向上させ、ターゲットの熱歪み・変形を抑制する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the target cooling effect by improving the target holding and cooling mechanism and suppress the thermal strain / deformation of the target.

【0022】ところで、本実施例のように、ターゲット
20の表面上でプラズマリングRを回転移動させる場
合、従来のマグネトロンスパッタ装置では、ターゲット
20に強い回転力が作用し、回転防止ピン18fが曲が
ったり破損することがあった。このターゲット20に作
用する回転力は、プラズマリングRの回転によってター
ゲット20内で熱歪みが不均一になり回転方向の応力が
発生するためのものと考えられる。上述したような本実
施例の冷却ジャケット18によれば、ターゲット20内
の熱歪みを小さくできるので、回転応力を小さくするこ
とができる。
By the way, when rotating the plasma ring R on the surface of the target 20 as in the present embodiment, in the conventional magnetron sputtering apparatus, a strong rotational force acts on the target 20 and the anti-rotation pin 18f is bent. It may have been damaged. It is considered that the rotational force acting on the target 20 is due to the non-uniform thermal strain in the target 20 due to the rotation of the plasma ring R and the generation of the stress in the rotational direction. According to the cooling jacket 18 of the present embodiment as described above, the thermal strain in the target 20 can be reduced, so that the rotational stress can be reduced.

【0023】しかし、本発明者は、別の効果的なターゲ
ット回転防止方法を見い出した。それは、プラズマ閉じ
込め用磁界発生手段(磁石ユニット)を高速度で回転移
動させる方法である。従来のこの種マグネトロンスパッ
タ装置では磁石ユニットを30rpm程度の速度で回転
移動させていた。これに対して、本実施例のマグネトロ
ンスパッタ装置では、磁石ユニット44を従来速度の数
倍の回転速度、好ましくは100rpm以上の回転速度
で回転させる。このような高速度で磁石ユニット44ひ
いてはプラズマリングRを回転移動させると、ターゲッ
ト20内で熱歪みが均一化され、回転方向の応力が発生
しなくなることが判明した。
However, the present inventor has found another effective method for preventing target rotation. It is a method of rotating and moving the plasma confining magnetic field generating means (magnet unit) at a high speed. In the conventional magnetron sputtering apparatus of this type, the magnet unit is rotationally moved at a speed of about 30 rpm. On the other hand, in the magnetron sputtering apparatus of this embodiment, the magnet unit 44 is rotated at a rotational speed several times higher than the conventional speed, preferably 100 rpm or more. It has been found that when the magnet unit 44, and thus the plasma ring R, is rotationally moved at such a high speed, the thermal strain is made uniform in the target 20, and no stress in the rotational direction is generated.

【0024】図7のグラフは、磁石ユニットの回転速度
に対するターゲットの回転移動量を示す実験結果の一例
である。この実験は、通常のマグネトロンスパッタ装置
において、ターゲットを回転可能な状態にして、磁石ユ
ニットの回転速度を変化させたものである。この図から
判るように、磁石ユニットの回転速度を100rpm程
度まで上げると、ターゲットには回転力がほとんど作用
しなくなる。
The graph of FIG. 7 is an example of an experimental result showing the rotational movement amount of the target with respect to the rotational speed of the magnet unit. In this experiment, the target was made rotatable and the rotation speed of the magnet unit was changed in an ordinary magnetron sputtering apparatus. As can be seen from this figure, when the rotation speed of the magnet unit is increased to about 100 rpm, almost no rotational force acts on the target.

【0025】このように、磁石ユニット44を高速回転
させることにより、ターゲット20の回転ずれを効果的
に防止することができるので、冷却ジャケット18のタ
ーゲット回転防止ピン18fが曲がったり破損するおそ
れはない。さらに、磁石ユニット44の高速回転によっ
てターゲット20内の熱歪みを均一化することができる
ので、冷却ジャケット18による冷却効果を一層高める
ことができる。
As described above, by rotating the magnet unit 44 at a high speed, the rotational deviation of the target 20 can be effectively prevented, so that the target rotation prevention pin 18f of the cooling jacket 18 is not likely to be bent or damaged. .. Further, since the thermal distortion in the target 20 can be made uniform by the high speed rotation of the magnet unit 44, the cooling effect by the cooling jacket 18 can be further enhanced.

【0026】なお、上述した実施例のスパッタ装置は、
直流バイアスをかけるプレーナ式のマグネトロンスパッ
タ装置であったが、本発明は他の方式のスパッタ装置に
も適用可能である。
The sputtering apparatus of the above-mentioned embodiment is
Although the planar type magnetron sputtering apparatus applies a DC bias, the present invention is also applicable to other types of sputtering apparatuses.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスパッタ
装置によれば、ターゲットの裏面と対向するターゲット
冷却及び保持手段の冷却面に凸面部を設けることによ
り、ターゲットの裏側からの冷却効果を高め、ターゲッ
トの熱歪み、変形を少なくすることができる。
As described above, according to the sputtering apparatus of the present invention, the cooling effect from the back side of the target is provided by providing the convex surface portion on the cooling surface of the target cooling and holding means facing the back surface of the target. It is possible to increase the temperature and reduce the thermal distortion and deformation of the target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるプレーナ形マグネトロ
ンスパッタ装置の構成を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing the configuration of a planar magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例のスパッタ装置におけるプラズマ閉じ込
め用磁界発生手段としての磁石ユニットの構成を示す斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a magnet unit as a plasma confining magnetic field generating means in the sputtering apparatus of the embodiment.

【図3】実施例のスパッタ装置におけるターゲット表面
上のプラズマリングを示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a plasma ring on a target surface in the sputtering apparatus of the embodiment.

【図4】実施例のスパッタ装置における冷却ジャケット
の構成を示す部分拡大断面図である。
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing the configuration of a cooling jacket in the sputtering apparatus of the embodiment.

【図5】実施例のスパッタ装置における冷却ジャケット
の構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a cooling jacket in the sputtering apparatus of the embodiment.

【図6】実施例のスパッタ装置における冷却ジャケット
の一変形例の構成を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a modified example of the cooling jacket in the sputtering apparatus of the embodiment.

【図7】磁石ユニットの回転速度に対するターゲット回
転移動量を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a target rotation movement amount with respect to a rotation speed of a magnet unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 スパッタガン 18 冷却ジャケット 18c 冷却ジャケット底面 18g 凸面部 18f ターゲット回転防止ピン 20 ターゲット 44 磁石ユニット 12 Sputter gun 18 Cooling jacket 18c Cooling jacket bottom 18g Convex surface 18f Target rotation prevention pin 20 Target 44 Magnet unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットを保持しかつ冷却するターゲ
ット保持及び冷却手段を備えたスパッタ装置において、 前記ターゲットの裏面と対向する前記ターゲット保持及
び冷却手段の冷却面に凸面部を設けたことを特徴とする
スパッタ装置。
1. A sputtering apparatus comprising a target holding and cooling means for holding and cooling a target, wherein a convex surface portion is provided on a cooling surface of the target holding and cooling means facing the back surface of the target. Sputtering equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013525609A (en) * 2010-04-28 2013-06-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Physical vapor deposition chamber with rotating magnet assembly and RF power supplied to the center

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