JPH0721760U - カソードの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カソードの構造において電極部分の厚みを薄
くする。 【構成】 ターゲット５が取り付けられる第１部材１ａ
と、第２部材１ｂとを結合して形成される電極１を含
み、第１部材と第２部材との間の結合部分に冷却媒体を
流通させる通路６が形成されるカソードにおいて、第１
部材１ａを熱伝導率の良い材料で形成し、第２部材１ｂ
を相対的に剛性の高い材料で形成するように構成され
る。例えば、ターゲット取付け面側の第１部材の材料を
銅材とし、マグネット側の第２部材の材料をステンレス
材とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はカソードの構造に関し、特に、例えば薄膜作製用スパッタリング装置 に適したカソードの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えばスパッタリング装置の従来のカソードの構造では、板状の電極を有し、 この電極の片側の面にターゲットが取り付けられ、その反対側に得られる空間に 磁場生成用マグネットが配置される。カソードにおける電極とターゲットの部分 は、加熱で温度が高くなった基板からの輻射熱やスパッタで発生する熱などを受 け、その温度が上昇する。温度が上昇すると、電極とターゲットの部分で反りが 生じたり、ターゲットの取付け部で剥がれが生じるという不具合が生じる。そこ で、カソードでは、従来、基板側部分の温度上昇を防ぐ目的で冷却を行うための 構造を備えている。冷却構造を有するカソードとしては、一般的に、図２に示す ような構造が知られている。

【０００３】 図２に示したカソードの構造では、ターゲット２１が取り付けられた板状の電 極２２が、２枚の板材２３，２４を結合して構成され、一方の板材２３の接合面 に冷却媒体（例えば冷却水、ブライン）を通すための溝２５が形成される。溝２ ５は、板材２３，２４を張合わせて結合し電極２２を形成したとき、冷却媒体を 通すための通路となる。また従来のカソードの構造では、ターゲット２１に使用 される脆性材料の割れを防止するため、およびターゲット２１の表面とマグネッ ト２６の表面との距離（Ｌ）を一定に保ってターゲット２１の表面での磁束密度 を均一にするため、真空排気時における電極２２の撓みの発生、あるいは自重に 起因する電極２２の撓みの発生を防止する必要があり、そのために電極２２は所 要の厚みを有するように形成されていた。なお図２において、２７は処理対象で ある基板、２８は真空容器の壁部である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来のカソードの構造によれば、次の問題を有する。電極２２の材料と して銅板など剛性の低い材料が使われているが、その結果、上記撓みの発生を防 止する所要の剛性を得るため板状の電極２２の厚みが厚くなる傾向にあり、この ことが、磁力密度を高める目的でターゲット表面とマグネット表面の距離（Ｌ） を短くすることの制約となっていた。

【０００５】 本考案の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極部分の厚みを薄 くできるカソードの構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るカソードの構造は、ターゲットが取り付けられる第１部材と、第 ２部材とを結合して形成される電極を含み、第１部材と第２部材との間の結合部 分に冷却媒体を流通させる通路が形成されるカソードにおいて、第１部材を熱伝 導率の良い材料で形成し、第２部材を相対的に剛性の高い材料で形成するように 構成される。例えば、ターゲット取付け面側の第１部材の材料を銅材とし、マグ ネット側の第２部材の材料をステンレス材とする。

【０００７】

【作用】

本考案によるカソードの構造では、ターゲット取付け面側の第１部材の材料を 熱伝導率の良い例えば銅材として真空側部品の冷却効果を生じさせ、マグネット 側の第２部材を剛性の高い例えばステンレス材として電極の撓みの発生を極力押 さえるようにしている。

【０００８】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【０００９】 図１は、カソードの要部断面図である。図１において、１は例えば板状の電極 （以下、電極板という）であり、電極板１は基板側の板材１ａとマグネット側の 板材１ｂとから構成される。板材１ａと板材１ｂを例えば張り合わせる等の結合 手段によって一体化することによって、電極板１は形成される。板材１ａは真空 室側Ａに配置され、板材１ｂは大気側Ｂに配置される。また、２は真空室側Ａの 空間（真空室）に配置される基板であり、３は大気側Ｂの空間に配置されるマグ ネットである。基板ホルダやマグネットホルダの図示は、説明の便宜上、省略し ている。４は、真空室側Ａと大気側Ｂとを区画する容器の壁部を示す。電極板１ は、壁部４に形成された孔４ａの箇所に、リング形状の中間部材８を介し高いシ ール性を保って取り付けられる。孔４ａを通して、電極板１の板材１ａの下面が 真空室に臨んでいる。板材１ａの下面は基板２の処理表面に対向している。そし て、板材１の当該下面にターゲット５がボンディング等によって取り付けられて いる。

【００１０】 電極板１を構成する２つの板材１ａ，１ｂの結合部分に、冷却水のような冷却 媒体（例えば冷却水やブライン）を流通させる通路６が形成される。この通路６ は、本実施例では、例えば板材１ａの接合面に予め溝を形成し、板材１ａの接合 面を板材１ｂに張合わせて結合することにより、形成される。図１では複数の通 路６が示されるが、これらの通路はつながっている。通路６の平面形態は、蛇行 状態に形成される等、任意である。また図１において、６ａは入口ポート、６ｂ は出口ポートである。さらに７は配管の端部を示す。

【００１１】 上記の構成において、板材１ａは例えば銅のような熱伝導率の良い材料で形成 され、板材１ｂは例えばステンレスのような相対的に剛性の高い材料で形成され る。これらの材料で形成された板材１ａ，１ｂは、例えばニッケルろう付けで結 合される。

【００１２】 ターゲット５が設けられた板材１ａは、熱伝導率の良い材料で形成されている ため、基板２からの輻射熱やスパッタによる発熱が与えられたとしても、通路６ を流れる冷却媒体によって熱を効率良く逃がすことができ、温度上昇を防ぐこと ができる。従って電極板１において反りが発生しにくくなり、かつ板材１ａとタ ーゲット５の張合わせ部での剥がれの発生を防止することができる。さらにマグ ネット３側の板材１ｂは剛性の高い材料で形成されいるため、撓みを生じること なく、板材１ｂの厚みを薄くすることができる。この結果、図１に示すマグネッ ト３の下面とターゲット５の下面との距離Ｌを小さくすることができ、ターゲッ ト５のスパッタされる下面において、安定した強い磁場を作ることができる。

【００１３】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように本考案によれば、冷却機構を設けるため貼合わせ 構造とした２つの電極板材のそれぞれの材料をその用途に応じて最適なものにし たため、電極の厚みを極力薄くすることができ、これによってターゲットとマグ ネット間の距離を短くすることができ、安定した強い磁場をターゲットのスパッ タ面に作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るカソードの構造を示す要部断面図
である。

【図２】従来のカソードの構造を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 板状の電極（電極板） ２ 基板 ３ マグネット ４ 容器の壁部 ５ ターゲット ６ 冷却媒体用通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターゲットが取り付けられる第１部材
   と、第２部材とを結合して形成される電極を含み、前記
   第１部材と前記第２部材との間の結合部分に冷却媒体を
   流通させる通路が形成されるカソードにおいて、前記第
   １部材を熱伝導率の良い材料で形成し、前記第２部材を
   相対的に剛性の高い材料で形成したことを特徴とするカ
   ソードの構造。