JPH093638A - Sputtering target and sputtering method - Google Patents

Sputtering target and sputtering method

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JPH093638A
JPH093638A JP15480695A JP15480695A JPH093638A JP H093638 A JPH093638 A JP H093638A JP 15480695 A JP15480695 A JP 15480695A JP 15480695 A JP15480695 A JP 15480695A JP H093638 A JPH093638 A JP H093638A
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JP
Japan
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target
sputtering
target material
insulating layer
backing plate
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JP15480695A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Nakagama
晋 中釜
Atsushi Hayashi
篤 林
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To form a sputtering film which is free from any generation of blackened projection phenomenon on the surface of a target, and stable and excellent in quality by joining the target through a conductive insulation layer whose heat transfer coefficient is specified. CONSTITUTION: A conductive insulation layer 3 whose heat transfer coefficient is 5.0-1250W/m<2> .K, and preferably whose coefficient of thermal conductivity is 2.5×10<-3> to 50W/mK is interposed between a target 1 and a packing plate 5, and fixed by adhesive layers 2, 4. The insulation layer 3 preferably contains the aggregates consisting of the solid substance to withstand the temperature rise, e.g. silicone resin, polyimide resin, fluororesin, metal or inorganic matter. The target 1 is preferably ITO, ZnO, metallic silicate, etc., and the sputtering is preferably achieved under the condition of 0.2-4.5W/cm<2> in current density.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスパッタリングターゲッ
ト(以下単にターゲットという)およびスパッタリング
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering target (hereinafter simply referred to as a target) and a sputtering method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ターゲットはターゲット材とバッキング
プレートとから構成され、従来、透明導電膜、薄膜磁気
ディスク、ガラスおよびフィルムの表面処理などのスパ
ッタリングによる薄膜製造の原料として広く用いられて
いる。
2. Description of the Related Art A target is composed of a target material and a backing plate, and has been widely used as a raw material for producing a thin film by sputtering such as a transparent conductive film, a thin film magnetic disk, a surface treatment of glass and a film.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらのターゲット、
特にITO(In23 −SnO2 )においては、近年
使用上の問題として、その使用時間が長くなるに従っ
て、1)ターゲット材表面が黒色化する、2)突起が発
生したりする林立黒化現象が発生する、3)上記現象に
伴い膜形成速度が低下する、4)アーキングやパーティ
クルが発生する、という問題が知られている。
[Problems to be Solved by the Invention] These targets,
In particular, ITO (In 2 O 3 —SnO 2 ) has a problem in use in recent years. 1) The surface of the target material becomes black as the usage time becomes longer, and 2) Protrusions are generated. It is known that a phenomenon occurs, 3) the film formation rate decreases with the above phenomenon, and 4) arcing and particles occur.

【0004】これらの現象により、従来のターゲットを
用いると、長時間の成膜にわたって安定した高品質のI
TO膜が得られないという問題が生じている。このた
め、ITO膜などのスパッタリング膜の成膜に際し、生
産性向上のために一定時間経過後にターゲット材表面の
黒色突起部を除去する必要がある。これと同様な問題
は、亜鉛酸化物や錫酸化物、特にシリサイド系のターゲ
ット材においても問題となりつつある。
Due to these phenomena, when a conventional target is used, a stable and high-quality I
There is a problem that a TO film cannot be obtained. Therefore, when forming a sputtering film such as an ITO film, it is necessary to remove the black protrusions on the surface of the target material after a certain period of time in order to improve productivity. A problem similar to this is becoming a problem also in zinc oxide and tin oxide, especially in a silicide-based target material.

【0005】量産機として使用するスパッタリング装置
においては、上記の黒色突起物の除去作業の頻度が生産
性に大きく影響している。従って、上記除去作業が少な
いか、あるいは全く必要としないで、連続的に安定して
高品質のITO膜が得られるような長寿命のターゲット
が望まれている。
In the sputtering apparatus used as a mass production machine, the frequency of the above-mentioned work of removing the black protrusions greatly affects the productivity. Therefore, there is a demand for a long-life target that can continuously and stably obtain a high-quality ITO film with little or no removal work.

【0006】これらのターゲットの長寿命化対策として
ターゲットの高密度化が挙げられるが、高密度ターゲッ
トにおいても林立黒化現象が生じることが知られてい
る。
[0006] As a measure for extending the life of these targets, increasing the density of the targets can be mentioned, but it is known that the phenomenon of forest blackening also occurs in the high density targets.

【0007】そこで、特開平5−345973号公報に
おいては、ITOターゲット材を用いるスパッタリング
法による透明導電膜の製造法において、該ターゲット材
表面を290〜600℃に加熱する透明導電膜の製造法
が提案されている。この製造法ではターゲット材表面の
加熱手段としてヒータ、ホットプレート、高周波誘導加
熱器、ランプ加熱、レーザービーム加熱などが例示され
ているが、これらの方法は現在一般的に使用されている
スパッタリング装置においては、汎用性やコスト面から
みても現実的でない。
In view of this, Japanese Patent Laid-Open No. 5-345973 discloses a method for producing a transparent conductive film by a sputtering method using an ITO target material, in which the surface of the target material is heated to 290 to 600 ° C. Proposed. In this manufacturing method, a heater, a hot plate, a high-frequency induction heater, a lamp heating, a laser beam heating, etc. are exemplified as the heating means for the surface of the target material, but these methods are used in the currently commonly used sputtering apparatus. Is not realistic in terms of versatility and cost.

【0008】また、薄膜を形成するスパッタリングにお
いて、ターゲットを加熱する技術が特開平2−1633
68号公報に記載されている。この技術では、テルルの
ような酸化しやすい金属において、プラズマにおけるテ
ルルと酸素との反応による酸化物反応速度の変化を是正
すべく、この反応に加えてターゲットを加熱することに
よって、テルルと酸素との熱による酸化反応を併用した
もので、極めて特殊な手段によるものであった。
A technique for heating a target in sputtering for forming a thin film is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1633/1990.
No. 68 publication. In this technique, in an easily oxidizable metal such as tellurium, in order to correct the change in the oxide reaction rate due to the reaction between tellurium and oxygen in plasma, in addition to this reaction, tellurium and oxygen are heated by heating the target. It was also combined with the oxidation reaction by the heat of, and was by a very special means.

【0009】本発明の目的は、使用時間が長くなっても
ターゲット材表面が黒色化したり、突起が発生したりす
る林立黒化現象が発生せず、長時間の成膜にわたって安
定した高品質のスパッタリング膜の形成が可能で、低コ
ストで実用上用い得るターゲットと該ターゲットを用い
たスパッタリング方法を提供することである。
An object of the present invention is to prevent the blackening of forests such as blackening of the target material and the formation of protrusions even if the usage time is long, and to provide a stable and high-quality film over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a target which can form a sputtering film and can be practically used at low cost, and a sputtering method using the target.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、ターゲット材
とバッキングプレートとの間に、熱伝達係数が5.0〜
1250W/m2 ・Kである導電性断熱層を介在させた
ことを特徴とするスパッタリングターゲットと該ターゲ
ットを使用し、電力密度が0.2W/cm2 〜4.5W
/cm2 の条件で行うことを特徴とするスパッタリング
方法を提供する。
The present invention has a heat transfer coefficient of 5.0 to 5.0 between the target material and the backing plate.
A sputtering target characterized by interposing a conductive heat insulating layer of 1250 W / m 2 · K and the target, and a power density of 0.2 W / cm 2 to 4.5 W
Provided is a sputtering method, which is performed under the condition of / cm 2 .

【0011】[0011]

【作用】本発明におけるターゲットにおいては、ターゲ
ット材とバッキングプレートとの間の熱伝達係数を5.
0〜1250W/m2 ・Kの範囲とし、この範囲の中か
らスパッタリング時の電力密度などの条件に応じて適切
な熱伝達係数を選択する。
In the target of the present invention, the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate is set to 5.
The range is 0 to 1250 W / m 2 · K, and an appropriate heat transfer coefficient is selected from this range according to the conditions such as the power density during sputtering.

【0012】このようにすることによって、従来方法に
おけるターゲットと比べて、同一使用条件においてター
ゲットの温度をより上昇させることができるため、ター
ゲット使用時にアルゴンイオンによってたたき出された
ターゲット材物質のターゲット材へ再付着が抑制可能と
なり、再付着物などが原因と考えられるターゲット材の
表面黒化および突起物の生成を抑制することができる。
By doing so, the temperature of the target can be further raised under the same use condition as compared with the target in the conventional method, and therefore the target material of the target material knocked out by the argon ion when the target is used. It is possible to suppress redeposition, and it is possible to suppress surface blackening of the target material and formation of projections which are considered to be caused by redeposition.

【0013】また、上記現象に伴って生じる膜形成速度
の低下およびアーキングやパーティクルの発生を抑制あ
るいは消滅させることが可能である。
Further, it is possible to suppress or eliminate the decrease of the film forming rate and the generation of arcing and particles which are caused by the above phenomenon.

【0014】従って上記現象の解消により、長時間にわ
たって安定した高品質のスパッタリング膜を成膜するこ
とが可能となる。
Therefore, by eliminating the above phenomenon, it becomes possible to form a stable and high quality sputtering film for a long time.

【0015】通常のターゲットは、図8にその断面を示
すようにターゲット材1、接着層7およびバッキングプ
レート5から構成されている。これに対して本発明のタ
ーゲットは、図1(平面図)の断面図である図2に示す
ように、ターゲット材1とバッキングプレート5との間
に導電性断熱層3を形成し、該層を接着層2および4に
より固定した断面構造を有している。
A normal target is composed of a target material 1, an adhesive layer 7 and a backing plate 5, as shown in the cross section of FIG. On the other hand, in the target of the present invention, as shown in FIG. 2 which is a cross-sectional view of FIG. 1 (plan view), a conductive heat insulating layer 3 is formed between the target material 1 and the backing plate 5, and the layer is formed. Has a cross-sectional structure in which the adhesive layers 2 and 4 are fixed.

【0016】本発明のターゲットにおいて使用されるタ
ーゲット材としては、たとえば、MoSi2 、WSiな
どの金属珪化物、In23 とSnO2 を主成分とする
ITO、ZnOなどが挙げられるが、これらのうちでは
In23 およびSnO2 を主成分とするITOまたは
金属珪化物からなるターゲット材が好ましく使用され
る。
Examples of the target material used in the target of the present invention include metal silicides such as MoSi 2 and WSi, and ITO and ZnO containing In 2 O 3 and SnO 2 as main components. Among them, a target material made of ITO or metal silicide containing In 2 O 3 and SnO 2 as main components is preferably used.

【0017】上記材料から構成されるターゲット材は、
たとえば、厚み6mm程度で直径が150mm程度の円
板状であるが、ターゲットの使用目的によってその形状
や厚みは任意に変化させることができる。
The target material composed of the above materials is
For example, although it has a disk shape with a thickness of about 6 mm and a diameter of about 150 mm, its shape and thickness can be arbitrarily changed depending on the purpose of use of the target.

【0018】また、本発明のターゲットにおいて使用さ
れるバッキングプレート材としては、たとえば、銅(C
u)やステンレスなどが挙げられるが、これらのうちで
はCuやCu合金、特に無酸素銅が好ましく使用され
る。
The backing plate material used in the target of the present invention is, for example, copper (C
u), stainless steel, and the like, of which Cu and Cu alloys, particularly oxygen-free copper, are preferably used.

【0019】また、上記材料から構成されるバッキング
プレートは、通常上記ターゲット材と相似形であり、た
とえば、厚み10mm程度で直径が200mm程度の円
板状であるが、ターゲットの使用目的によってその形状
や厚みは任意に変化させることができる。
The backing plate made of the above material is usually similar in shape to the target material, for example, a disk shape having a thickness of about 10 mm and a diameter of about 200 mm, but its shape depends on the purpose of use of the target. And the thickness can be arbitrarily changed.

【0020】また、以上のごときターゲットとバッキン
グプレートとの接着に使用する接着剤としては、たとえ
ば、黒鉛含有ペーストや、銀含有ペースト、インジウム
などが好ましく使用される。
As the adhesive used for adhering the target and the backing plate as described above, for example, graphite-containing paste, silver-containing paste, indium, etc. are preferably used.

【0021】本発明においては、図2に示すように、上
記のごとき各材料を使用して、ターゲット1とバッキン
グプレート5との間に特定の熱伝達係数を有する導電性
断熱層3を形成し、該層を接着層2および4により固定
しターゲットを形成する。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the conductive heat insulating layer 3 having a specific heat transfer coefficient is formed between the target 1 and the backing plate 5 by using each of the above materials. Then, the layer is fixed by the adhesive layers 2 and 4 to form a target.

【0022】ターゲット材の接着固定方法としては、図
2における接着層4の部分はIn系の低融点金属で接着
固定する方法が好ましい。この方法によれば、使用済み
ターゲット材の剥離が容易であるという利点がある。接
着層2の部分に関しては、この部分が150℃〜600
℃前後の温度となるため、In系の合金は好ましくな
く、その他の導電性の粉末などを含有した接着剤が好ま
しい。
As a method of adhering and fixing the target material, a method of adhering and fixing the portion of the adhesive layer 4 in FIG. 2 with an In-based low melting point metal is preferable. This method has an advantage that the used target material can be easily peeled off. Regarding the part of the adhesive layer 2, this part is 150 ° C. to 600 ° C.
In-based alloys are not preferable because the temperature is around 0 ° C., and adhesives containing other conductive powders are preferable.

【0023】本発明において解決しようとしている、従
来技術のターゲット材の林立黒化現象などのごとき成膜
時の種々の問題は、特に直流電流(DC)によるスパッ
タリング法において顕著である。DCによるスパッタリ
ング法ではターゲット材とバッキングプレートとの間が
導電性であることを要する。このため本発明のターゲッ
トにおける断熱層3は導電性を有する必要がある。
Various problems at the time of film formation such as the forest blackening phenomenon of the target material of the prior art, which is to be solved by the present invention, are remarkable particularly in the sputtering method using direct current (DC). The DC sputtering method requires that the space between the target material and the backing plate is electrically conductive. Therefore, the heat insulating layer 3 in the target of the present invention needs to have conductivity.

【0024】また、この導電性断熱層を形成する物質
は、気体、液体または固体のごとく物質の各状態におい
て使用可能ではあるが、真空中での使用および上記断熱
層の温度上昇があることから、固体物質を骨材としたも
のが適している。これらの固体物質としては樹脂、金属
または無機物などが挙げられる。本発明の目的を達成す
るためには、断熱層が部分的に150℃〜600℃の高
温となるため、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、弗素樹
脂などの耐熱性樹脂、金属または無機物からなる断熱層
が好ましい。
The substance forming the conductive heat insulating layer can be used in various states such as gas, liquid or solid, but since it is used in vacuum and the temperature of the heat insulating layer rises. It is suitable to use a solid substance as an aggregate. Examples of these solid substances include resins, metals and inorganic substances. In order to achieve the object of the present invention, since the heat insulating layer is partially heated to a high temperature of 150 ° C. to 600 ° C., a heat insulating layer made of a heat resistant resin such as a silicone resin, a polyimide resin, a fluorine resin, a metal or an inorganic substance is used. preferable.

【0025】一般的に、熱伝導率の低いもの、たとえ
ば、酸化物セラミックスは一般的に絶縁材料である。こ
れらの材料を断熱層として使用する場合には、これらの
材料中に導電性のある物質を混入させたり、あるいはタ
ーゲット端部などを利用して導通をとる必要がある。
Generally, one having a low thermal conductivity, for example, oxide ceramics is generally an insulating material. When these materials are used as the heat insulating layer, it is necessary to mix a conductive substance into these materials or use the end portion of the target or the like to establish conduction.

【0026】また、ターゲットを特に低電力密度で使用
する場合、本発明の目的を達成するためには、ターゲッ
ト材は低熱伝導率であることが必要となり、従って、断
熱層の骨材は多孔質もしくは断熱層自体を多層構造にす
ることが好ましい。
When the target is used at a particularly low power density, the target material needs to have a low thermal conductivity in order to achieve the object of the present invention. Therefore, the aggregate of the heat insulation layer is porous. Alternatively, it is preferable that the heat insulating layer itself has a multilayer structure.

【0027】また、上記断熱層あるいはターゲット材と
バッキングプレートとの間の間隔が大きくなるほど、タ
ーゲット材からバッキングプレートへの熱伝達が悪くな
るため、使用できる断熱材料が多岐にわたり選択可能と
なるが、スパッタリング装置の構造上、ターゲット材と
断熱層との間あるいは断熱層とバッキングプレートとの
間の間隔は、現実的には0mm以上20mm以下の範囲
である。これ以上の間隔を持たせるとすると装置の改造
などが必要となり現実的でない。
Further, the larger the distance between the heat insulating layer or the target material and the backing plate, the worse the heat transfer from the target material to the backing plate, so that a wide variety of heat insulating materials can be selected. Due to the structure of the sputtering device, the distance between the target material and the heat insulating layer or between the heat insulating layer and the backing plate is practically in the range of 0 mm to 20 mm. If the space is longer than this, it is not realistic because the device needs to be modified.

【0028】導電性断熱層3の熱伝導率は、2.5×1
-3〜50W/m・Kであることが好ましく、熱伝導率
が2.5×10-3W/m・K上記範囲未満であると、ス
パッタリング時のターゲット温度が、通常のスパッタリ
ング条件では上昇しすぎて、それによるターゲット材の
割れや幅射熱による基板への影響が避けられないなどの
理由で好ましくない。一方、熱伝導率が50W/m・K
を超えるとスパッタリング時に、スパッタリングが効率
的に行われる温度範囲までターゲットの温度が上昇しな
いので好ましくない。
The thermal conductivity of the conductive heat insulating layer 3 is 2.5 × 1.
0 -3 to 50 W / m · K is preferable, and when the thermal conductivity is less than 2.5 × 10 -3 W / m · K, the target temperature at the time of sputtering is under normal sputtering conditions. It is not preferable because it rises too much and the target material is cracked and the influence of the radiant heat on the substrate cannot be avoided. On the other hand, the thermal conductivity is 50 W / mK
When it exceeds, the temperature of the target does not rise to a temperature range in which sputtering is efficiently performed during sputtering, which is not preferable.

【0029】また、上記断熱層と、その両面に配置され
る接着層とのトータルとして、ターゲット材とバッキン
グプレートとの間の熱伝達係数を5.0〜1250W/
2・Kとするのが好ましい。上記熱伝達係数が5.0
W/m2 ・K未満であると、スパッタリング時のターゲ
ット温度が通常のスパッタリング条件では上昇しすぎ
て、ターゲット材の割れや幅射熱による基板への影響が
避けられないなどの理由で好ましくない。一方、熱伝達
係数が1250W/m2 ・Kを超えると、スパッタリン
グ時にスパッタリングが有効に行われる温度範囲までタ
ーゲットの温度が上昇しないので好ましくない。
Further, the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate is 5.0 to 1250 W / total as a total of the heat insulating layer and the adhesive layers arranged on both surfaces thereof.
It is preferably m 2 · K. The heat transfer coefficient is 5.0
When it is less than W / m 2 · K, the target temperature during sputtering rises excessively under normal sputtering conditions, which is not preferable because the target material is cracked and the effect of radiant heat on the substrate cannot be avoided. . On the other hand, if the heat transfer coefficient exceeds 1250 W / m 2 · K, the temperature of the target does not rise to a temperature range in which sputtering is effectively performed during sputtering, which is not preferable.

【0030】スパッタリングにおいては、ターゲットの
温度、特にエロージョン領域の温度は、スパッタリング
時に投入される電力密度、ターゲット材、接着層(層数
=n層)、バッキングプレートの各々の熱伝導率、ター
ゲット材と接着層との間、接着層とバッキングプレート
との間、バッキングプレートと冷却水との間の各々の熱
伝達係数および冷却水の温度によって大きく支配される
ので、これらの要因に基づいて上記ターゲット材とバッ
キングプレートとの間の熱伝達係数(または断熱層の熱
伝導率)を上記範囲内において種々変更することが好ま
しい。上記各要因の関係は(1)式によって簡易的に表
される。
In sputtering, the temperature of the target, particularly the temperature of the erosion region, is the power density applied during sputtering, the target material, the adhesive layer (the number of layers = n layers), the thermal conductivity of each of the backing plates, and the target material. And the adhesive layer, between the adhesive layer and the backing plate, and between the backing plate and the cooling water, the heat transfer coefficient and the temperature of the cooling water largely control the target. It is preferable that the heat transfer coefficient (or the thermal conductivity of the heat insulating layer) between the material and the backing plate is variously changed within the above range. The relationship between the above factors is simply expressed by the equation (1).

【0031】[0031]

【化1】 Embedded image

【0032】ここで、Qは電力密度(W/m2 =104
W/cm2 )、hwは冷却水とバッキングプレートとの
間の熱伝達係数(W/m2 ・K)、h0はターゲット材
とバッキングプレートとの間の熱伝達係数(W/m2
K)、xiはターゲット材、接着層、バッキングプレー
トなど、ターゲットを構成する各構成材の厚さ(m=1
3 mm)、λi は各構成材の熱伝導率(W/m・
K)、Tsはターゲット材の表面温度(K)、Twは冷
却水のバッキングプレート界面の温度(K)である。
(1)式を移衡すると、(2)式となり、ターゲット材
の温度がターゲットの構成材の熱伝達係数および/また
は熱伝導率、電力密度、冷却水の温度により制御できる
ことが明らかである。
Here, Q is the power density (W / m 2 = 10 4
W / cm 2), hw is the heat transfer coefficient between the coolant and the backing plate (W / m 2 · K) , h0 is the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate (W / m 2 ·
K) and xi are the thicknesses (m = 1) of the target materials, adhesive layers, backing plates, and other constituent materials that make up the target.
0 3 mm), λi is the thermal conductivity (W / m ·
K) and Ts are the surface temperature (K) of the target material, and Tw is the temperature (K) of the cooling water at the interface of the backing plate.
By transposing equation (1) into equation (2), it is clear that the temperature of the target material can be controlled by the heat transfer coefficient and / or the thermal conductivity of the constituent material of the target, the power density, and the temperature of the cooling water.

【0033】[0033]

【化2】 Embedded image

【0034】ここで、電力密度はターゲット材の材質お
よびスパッタリングにより、目的物すなわち基板上に形
成される膜の使用目的および用途により決定される。ま
た、冷却水の温度は、それに起因するターゲット材の割
れや脱落などの制約により、通常20℃前後の循環水を
使用しているため、ターゲット材および電力密度がわか
れば、容易に接着層の熱伝達係数などを制御した接着層
が特定できる。
Here, the power density is determined by the material of the target material and the sputtering, depending on the purpose of use of the object, that is, the film formed on the substrate. In addition, the temperature of the cooling water is usually 20 ° C. because of the restriction such as cracking and dropping of the target material caused by the cooling water. Therefore, if the target material and the power density are known, the temperature of the adhesive layer can be easily adjusted. The adhesive layer whose heat transfer coefficient is controlled can be specified.

【0035】冷却水の温度を著しく高くすると、本発明
の条件を逸脱する。しかし、それに起因するターゲット
材の割れや、脱落、基板の輻射熱による影響が大きくな
るなどの理由から冷却水温度の上限は制約される。ま
た、冷却液温を著しく低くする、たとえば、液体窒素の
ようなものを用いれば、本発明の条件を逸脱するが、こ
れは現実的ではない。
If the temperature of the cooling water is made extremely high, the condition of the present invention is deviated. However, the upper limit of the cooling water temperature is limited because of the cracking of the target material, the falling of the target material, and the large influence of the radiant heat of the substrate. Further, if the cooling liquid temperature is remarkably lowered, for example, liquid nitrogen is used, the condition of the present invention is deviated, but this is not practical.

【0036】従って、たとえば、スパッタリング時の電
力密度が0.2W/cm2 以上0.6W/cm2 未満に
おいては、本発明のターゲットのターゲット材とバッキ
ングプレートとの間の熱伝達係数は5.0W/m2 ・K
以上37.5W/m2 ・K以下が好ましい。
[0036] Thus, for example, in a 0.6 W / cm less than 2 power density 0.2 W / cm 2 or more during sputtering, the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate of the target of the present invention is 5. 0 W / m 2 · K
It is preferably 37.5 W / m 2 · K or less.

【0037】電力密度が0.6W/cm2 以上1.4W
/cm2 未満においては、本発明のターゲットのターゲ
ット材とバッキングプレートとの間の熱伝達係数が1
2.5W/m2 ・K以上75.0W/m2 ・K以下が好
ましい。
Power density of 0.6 W / cm 2 or more and 1.4 W
When it is less than / cm 2 , the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate of the target of the present invention is 1
2.5W / m 2 · K or more 75.0W / m 2 · K or less.

【0038】電力密度が1.4W/cm2 以上2.0W
/cm2 未満においては、本発明のターゲットのターゲ
ット材とバッキングプレートとの間の熱伝達係数が25
W/m2 ・K以上125W/m2 ・K以下が好ましい。
Power density is 1.4 W / cm 2 or more and 2.0 W
When it is less than / cm 2 , the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate of the target of the present invention is 25.
W / m 2 · K or more 125W / m 2 · K or less.

【0039】電力密度が2.0W/cm2 以上4.5W
/cm2 未満においては、本発明のターゲットのターゲ
ット材とバッキングプレートとの間の熱伝達係数が3
7.5W/m2 ・K以上1250W/m2 ・K以下が好
ましい。
Power density of 2.0 W / cm 2 or more and 4.5 W
If it is less than / cm 2 , the heat transfer coefficient between the target material and the backing plate of the target of the present invention is 3 or less.
7.5W / m 2 · K or more 1250W / m 2 · K or less.

【0040】なお、スパッタリングの他の条件は従来技
術と同様であり特に限定されることはない。
The other conditions for sputtering are the same as in the prior art and are not particularly limited.

【0041】[0041]

【実施例】【Example】

[実施例1]In23 にSnO2 を10重量%添加し
た密度95%のITOターゲット材1を用い、図2のよ
うに、熱伝導率が25W/m・Kで厚さ1mmの金属T
iを断熱層3として介在させ、上記断熱層3とITOタ
ーゲット材1との間は、シリカとアルミニウムを基材と
する接着剤2で接着し、かつ断熱層3とCu製バッキン
グプレート5との間は0.2mmの厚みのInを用いて
接着して本発明のターゲットとした。このターゲット材
1とバッキングプレート5との間の熱伝達係数は70W
/m2 ・Kであった。
[Example 1] Using an ITO target material 1 having a density of 95% obtained by adding 10% by weight of SnO 2 to In 2 O 3 , a metal having a thermal conductivity of 25 W / m · K and a thickness of 1 mm as shown in FIG. T
i is interposed as a heat insulating layer 3, and the heat insulating layer 3 and the ITO target material 1 are bonded to each other with an adhesive 2 having silica and aluminum as a base material, and the heat insulating layer 3 and the Cu backing plate 5 are joined together. In the space, 0.2 mm-thick In was used for adhesion to form the target of the present invention. The heat transfer coefficient between the target material 1 and the backing plate 5 is 70 W.
/ M 2 · K.

【0042】上記ターゲットを用いて、電力密度1.0
W/cm2 およびスパッタ圧力5mmtorrでスパッ
タリングを行った。40時間連続使用後のターゲット材
1表面を評価し、そのエロージョン部分の模式図を図3
に示す。図3から明らかなように、エロージョン付近の
突起は、比較例1の結果を示す図7と比較して低減して
いた。
Using the above target, a power density of 1.0
Sputtering was performed at W / cm 2 and a sputtering pressure of 5 mmtorr. The surface of the target material 1 after continuous use for 40 hours was evaluated, and a schematic diagram of the erosion part thereof is shown in FIG.
Shown in As is apparent from FIG. 3, the protrusions near the erosion were reduced as compared with FIG. 7 showing the result of Comparative Example 1.

【0043】[実施例2]実施例1と同様のITOター
ゲット材1を用い、熱伝導率が5.0W/m・Kで厚さ
3mmの黒鉛ペーストを塗布したSiO2 とAl23
系のセラミックスを断熱層3として介在させた以外は、
実施例1と同様にして本発明のターゲットとした。この
ターゲット材1とバッキングプレート5との間の熱伝達
係数は25W/m2 ・Kであった。それ以外の条件は実
施例1と同様とした。実施例1と同様に40時間連続使
用後のターゲット材1表面を評価し、そのエロージョン
部分の模式図を図4に示す。図4から明らかなように、
エロージョン付近の突起の発生は確認できなかった。
Example 2 Using the same ITO target material 1 as in Example 1, SiO 2 and Al 2 O 3 coated with a graphite paste having a thermal conductivity of 5.0 W / m · K and a thickness of 3 mm.
Except that the system ceramics is interposed as the heat insulating layer 3.
A target of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1. The heat transfer coefficient between the target material 1 and the backing plate 5 was 25 W / m 2 · K. The other conditions were the same as in Example 1. The surface of the target material 1 after continuous use for 40 hours was evaluated in the same manner as in Example 1, and a schematic diagram of the erosion portion thereof is shown in FIG. As is clear from FIG.
No generation of protrusions near the erosion could be confirmed.

【0044】[実施例3]実施例1と同様のITOター
ゲット材1を、図2のように、比抵抗0.1Ω/cmの
導電性を付与した厚さ1mmのPTFE(ポリテトラフ
ルオロエチレン)を断熱層3として介在させ、上記断熱
層3とITOターゲット材1との間は、炭素を基材とす
る接着剤を接着層2として0.2mm、上記断熱層3と
バッキングプレート5との間は接着層4としてIn
0.2mm使用してそれぞれ接着して本発明のターゲッ
トとした。このターゲット材1とバッキングプレート5
との間の熱伝達係数は1000W/m2 ・Kであった。
[Example 3] The same ITO target material 1 as in Example 1 was used, as shown in Fig. 2, to which a 1 mm-thick PTFE (polytetrafluoroethylene) having a specific resistance of 0.1 Ω / cm was provided. Between the heat insulating layer 3 and the ITO target material 1 using a carbon-based adhesive as the adhesive layer 2 between the heat insulating layer 3 and the ITO target material 1, and between the heat insulating layer 3 and the backing plate 5. As the adhesive layer 4 is In
Using 0.2 mm, they were adhered to each other to obtain a target of the present invention. This target material 1 and backing plate 5
The heat transfer coefficient between and was 1000 W / m 2 · K.

【0045】また、電力密度を4.0W/cm2 とした
以外は、実施例1と同様にしてスパッタリングを行っ
た。40時間連続使用後のターゲット材1表面を評価
し、そのエロージョン部分の模式図を図5に示す。図5
から明らかなように、エロージョン付近の突起は、図7
と比較して低減していた。
Sputtering was performed in the same manner as in Example 1 except that the power density was 4.0 W / cm 2 . The surface of the target material 1 after continuous use for 40 hours was evaluated, and a schematic view of the erosion portion thereof is shown in FIG. FIG.
As is clear from Fig. 7, the protrusions near the erosion are shown in Fig. 7.
It was reduced compared to.

【0046】[実施例4]WSi2 ターゲット材を用
い、熱伝導率が5.0W/m・Kで厚さ3mmの黒鉛ペ
ーストを塗布したSiO2 とAl23 系のセラミック
スを断熱層3として介在させた以外は実施例1と同様に
して本発明のターゲットとした。このターゲット材1と
バッキングプレート5との間の熱伝達係数は25W/m
2 ・Kであった。それ以外の条件は実施例1と同様にし
てスパッタリングを行った。40時間連続使用後のター
ゲット表面を評価し、そのエロージョン部分の模式図を
図6に示す。図6から明らかなように、エロージョン付
近の突起の発生は確認できなかった。
Example 4 Using a WSi 2 target material, a graphite paste having a thermal conductivity of 5.0 W / m · K and a thickness of 3 mm was applied to the SiO 2 and Al 2 O 3 -based ceramics as a heat insulating layer 3 A target of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the target was used as the target. The heat transfer coefficient between the target material 1 and the backing plate 5 is 25 W / m.
It was 2 · K. Other conditions were the same as in Example 1, and sputtering was performed. The target surface after continuous use for 40 hours was evaluated, and a schematic diagram of the erosion portion thereof is shown in FIG. As is clear from FIG. 6, the generation of protrusions near the erosion could not be confirmed.

【0047】[比較例1]実施例1と同様のITOター
ゲット材を、図8のように断熱層3を介在させず、バッ
キングプレート5に接着させた。このターゲットを用い
てスパッタリングを行い基板上にITO膜を成膜した。
このターゲット材1とバッキングプレート5との間の熱
伝達係数は12500W/m2 ・Kであった。また、ス
パッタリング時の電力密度は2.5W/cm2 で、スパ
ッタ圧力は5mmtorrである。40時間連続使用後
のターゲット材1表面を評価し、そのエロージョン部分
の模式を図7に示す。図7から明らかなように、エロー
ジョン付近に多数の突起が発生し、林立黒化が発生して
いた。
[Comparative Example 1] The same ITO target material as in Example 1 was adhered to the backing plate 5 without interposing the heat insulating layer 3 as shown in FIG. Sputtering was performed using this target to form an ITO film on the substrate.
The heat transfer coefficient between the target material 1 and the backing plate 5 was 12500 W / m 2 · K. The power density during sputtering is 2.5 W / cm 2 , and the sputtering pressure is 5 mmtorr. The surface of the target material 1 after continuous use for 40 hours was evaluated, and the erosion part thereof is schematically shown in FIG. 7. As is clear from FIG. 7, many projections were generated in the vicinity of erosion, and forest blackening had occurred.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、従来のITOターゲッ
トなどのスパッタリング時に発生する黒色突起物の発生
に起因する膜形成速度の低下を防止することができ、ま
た、アーキングやパーティクを防止および抑制すること
ができる。従って本発明によれば、ターゲットをクリー
ニングすることなしに、良好な一定の特性を有する薄膜
を連続的に製造できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in the film formation rate due to the generation of black protrusions generated during the sputtering of a conventional ITO target, and to prevent arcing and cracking. Can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to continuously manufacture a thin film having good and constant characteristics without cleaning the target.

【0049】以上により、スパッタリング製膜にかかる
ランニングコストを大幅に低減でき、しかも、その効果
がターゲット側の改良により可能となるため、装置の改
良、改造などのコストも必要なく、スパッタリング薄膜
を安価に供給することができる。
As described above, the running cost required for sputtering film formation can be significantly reduced, and the effect can be obtained by improving the target side. Therefore, there is no need to improve or modify the equipment, and the sputtering thin film can be manufactured at a low cost. Can be supplied to.

【0050】また、ターゲット材と断熱層との接合を室
温で行うことも可能であるため、接合に要する費用も初
回以降は大幅に低減することができる、すなわち、ター
ゲットコストの上昇を抑制できるばかりか、ターゲット
のコストダウンが可能となる。
Since it is possible to bond the target material and the heat insulating layer at room temperature, the cost required for bonding can be greatly reduced after the first time, that is, the increase in target cost can be suppressed. Or the cost of the target can be reduced.

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

【図1】実施例1のターゲットの平面図FIG. 1 is a plan view of a target of Example 1.

【図2】実施例1のターゲットの断面図FIG. 2 is a sectional view of the target of Example 1.

【図3】実施例1の40時間使用後のターゲット表面の
模式図
FIG. 3 is a schematic diagram of a target surface after 40 hours of use in Example 1.

【図4】実施例2の40時間使用後のターゲット表面の
模式図
FIG. 4 is a schematic view of a target surface after 40 hours of use in Example 2.

【図5】実施例3の40時間使用後のターゲット表面の
模式図
FIG. 5 is a schematic view of the target surface of Example 3 after 40 hours of use.

【図6】実施例4の40時間使用後のターゲット表面の
模式図
FIG. 6 is a schematic view of a target surface after 40 hours of use in Example 4.

【図7】比較例1の40時間使用後のターゲット表面の
模式図
FIG. 7 is a schematic view of a target surface after 40 hours of use of Comparative Example 1.

【図8】従来例のターゲットの断面図FIG. 8 is a sectional view of a conventional target.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ターゲット材 2:ターゲット材と断熱層間の接着層 3:断熱層 4:断熱層とバッキングプレート間の接着層 5:バッキングプレート 6:黒色突起物(ノジュール) 7:ターゲット材とバッキングプレート間の接着層 1: Target material 2: Adhesive layer between target material and heat insulating layer 3: Heat insulating layer 4: Adhesive layer between heat insulating layer and backing plate 5: Backing plate 6: Black protrusion (nodule) 7: Between target material and backing plate Adhesive layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ターゲット材とバッキングプレートとの間
に、熱伝達係数が5.0〜1250W/m2 ・Kである
導電性断熱層を介在させたことを特徴とするスパッタリ
ングターゲット。
1. A sputtering target, wherein a conductive heat insulating layer having a heat transfer coefficient of 5.0 to 1250 W / m 2 · K is interposed between the target material and the backing plate.
【請求項2】導電性断熱層の熱伝導率が2.5×10-3
W/m・K以上50W/m・K以下である請求項1に記
載のスパッタリングターゲット。
2. The thermal conductivity of the conductive heat insulating layer is 2.5 × 10 −3.
The sputtering target according to claim 1, having a W / m · K or more and 50 W / m · K or less.
【請求項3】導電性断熱層が、シリコン樹脂、ポリイミ
ド樹脂、弗素樹脂、金属および無機物からなる群から選
ばれる少なくとも1種を骨材として含有している請求項
1または2に記載のスパッタリングターゲット。
3. The sputtering target according to claim 1, wherein the conductive heat insulating layer contains at least one selected from the group consisting of silicon resin, polyimide resin, fluororesin, metal and inorganic material as an aggregate. .
【請求項4】ターゲット材が、In23 とSnO2
主成分とするITO(In23 −SnO2 )、ZnO
および金属珪化物からなる群から選ばれる少なくとも1
種の材料で構成されている請求項1〜3のいずれか1項
に記載のスパッタリングターゲット。
4. A target material is ITO (In 2 O 3 —SnO 2 ) containing In 2 O 3 and SnO 2 as main components, and ZnO.
And at least one selected from the group consisting of metal silicides
The sputtering target according to any one of claims 1 to 3, which is composed of one kind of material.
【請求項5】請求項1〜4のいずれか1項に記載のスパ
ッタリングターゲットを使用し、電力密度が0.2W/
cm2 〜4.5W/cm2 の条件でスパッタリングを行
うことを特徴とするスパッタリング方法。
5. The sputtering target according to claim 1, which has a power density of 0.2 W /
A sputtering method, characterized in that sputtering is performed under the condition of cm 2 to 4.5 W / cm 2 .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013253295A (en) * 2012-06-07 2013-12-19 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Sputtering apparatus for high speed deposition
WO2014104292A1 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 株式会社Pat Fluororesin sheet and method for producing same

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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