JPH11503793A - 機械的に取り付けられたスパッタリングターゲットとアダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、スパッタリング材料が支持板（２０）にはんだ付け或いは冶金接着されていないターゲット部材を提供する。詳しくは、ターゲット（３０）は、均一なスパッタリング材料からなり、（例えば雄ねじ（４５）により）、真空チャンバ（１０）に永続的に取り付けられているアダプタ（３２）に機械的に取り付けられる。これにより、支持板を取り外したり交換したりすることなく、ターゲットをチャンバから容易に取り外し、交換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 機械的に取り付けられたスパッタリングターゲットとアダプタ 技術分野 本発明は、プラズマスパッタリング装置のターゲットに関する。 背景技術 スパッタリング処理は、通常、真空チャンバ内で行われる。チャンバ内には、 例えばアルミニウムのような材料からなる、スパッタリング用のターゲットが配 設される。例えば集積回路を生産するための半導体ウェハ等の基板が、チャンバ 内に配設され、チャンバは真空にされる。チャンバが真空になると、チャンバ内 に反応ガスが低ガス圧で流入し、ターゲットに電圧が印加される。チャンバ内の ガスイオンは、ターゲットの電界によって加速される。イオンがターゲット上に 衝突すると、スパッタリング材料の原子が、ターゲットから放出される。放出さ れた原子は基板上に堆積し、これが繰り返されることにより、基板上にターゲッ ト材料の薄膜が形成される。 上述したスパッタリング処理により、徐々にターゲットの材料が摩耗し、最終 的にターゲットの交換が必要となる。通常この交換は、チャンバ内からターゲッ トを取り出し、チャンバ内に新しいターゲットを入れることにより行われる。 図１に、スパッタリング処理に用いられる標準的な真空のチャンバ１０と、こ のチャンバ１０内に配設されたターゲット部材１２の断面を示す。チャンバ１０ は通常、円筒状又は矩形状であり、ターゲット部材１２は、略円盤状で、チャン バ１０内の環状開口部１３に取り付けられている。ウェハ１４は、円盤状であり 、チャンバ１０内部に、略円盤状のアノード１６により支持されている。そして 、電力がアノード１６とチャンバ１０の他の部分との間に印加される。 図１に示すように、ターゲットは、通常、例えば銅からなる支持板２０とスパ ッタリング材料の前面２２を冶金溶接（例えば、はんだ付け）して形成される。 支持板２０は、取付ネジ２４により、チャンバカバー２３に取り付けられている 。チャンバカバー２３は、図には示していないが、チャンバ１０締着されており 、前面２２を、通常、ウェハ１４と反対になるように支持している。溝２６内に は、Ｏリングが挿入され、これにより、ターゲット部材１２のチャンバに接する 当接面からチャンバ１０内に空気が漏洩することを防止している。スパッタリン グ処理により、支持板２２はそのまま残るが、ターゲット部材からは、スパッタ 材料が放出され、ウェハ１４上に堆積される。 図１に示すような標準的なターゲットは、やがて摩耗し、スパッタリング材料 を交換する必要が生じる。このとき、チャンバカバー２３がチャンバ１０から取 り外され、ターゲット部材１２がチャンバカバー２３から引き離されて、取り除 かれる。続いて、新しいターゲット部材１２がチャンバカバー２３上に取り付け られ、チャンバカバー２３はチャンバ１０上に締着され、スパッタリング処理が 続行される。 支持板２０は、一般に高価な金属により製造されるので、通常、使用後に再利 用される。摩耗したターゲット部材１２がチャンバカバー２３から取り外される と、支持板２０と、支持板２０にはんだ付けされた残りのスパッタリング材料は 、製造業者に回収される。製造業者は、支持板２０から残りのスパッタリング材 料を取り外し、新しいスパッタリング材料の前面２２を支持板２０にはんだ付け する。再生された支持板２０と新しいスパッタリング材料とからなるターゲット 部材１２は、このようにして再販売される。製造業者は、スパッタリング処理業 者に使用済みターゲット部材を速やかに返却させるために、通常、保証金を含め た販売価格を設定している。この保証金は、使用済みターゲットが製造業者に返 却される際、払い戻される。 このような使用済みターゲットの再利用は、大きくて重いターゲットを製造業 者に定期的に送り返さなくてはならいという欠点がある。さらに、工場を常に稼 働させるために十分なターゲットの在庫が必要であり、半導体製造業者は、新し いターゲット部材１２を大量に、在庫として保有しなくてはならず、この在庫に 含まれる保証金を、事実上、永久に支払わなければならない。 発明の開示 本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、スパッタリング材料が支 持板にはんだ付け又は治金溶接されていない、ターゲット部材を提供することを 目的とする。本発明では、ターゲットは（例えば、雄ねじにより）チャンバに機 械的に取り付けられる。これにより、スパッタリング材料は、支持板の取り外し や交換をすることなく、チャンバから簡単に離脱され、交換される。 特に、アダプタが、図１に示すような従来のターゲット部材と同様な取り付け 箇所を備え、これによりチャンバに永続的に取り付けられることは、本発明の特 徴の１つである。アダプタは、ターゲットを支持するために、中央に開口部を有 する。アダプタとターゲットに挿入する機械的な取り付け手段により、ターゲッ トは、アダプタに取り付けられる。ターゲットは均質なスパッタリング材料から なり、アダプタを取り外すことなく、チャンバに対して独立に着脱可能である。 これにより、アダプタを再生する必要なくターゲットを交換できる 本発明の実施の形態において、アダプタは、例えば銅からなり、略円筒状の形 状を有し、略円筒状の支持壁と、チャンバに嵌合する大きさの略放射状のフラン ジ部とを備え、従来のターゲット部材に代えてチャンバに取り付けられる。アダ プタの円筒状の支持壁に穿設された座ぐりには、例えば雄ねじのような機械的な 取り付け手段が挿入される。例えばアルミニウムや酸化アルミニウム等を機械加 工した金属片であるターゲットは、円盤状であり、アダプタの円筒状の支持壁に おける座ぐりに連結するように穿設されたネジ穴を外周面に備える。このターゲ ットのネジ穴には、雌ねじ部が形成されており、アダプタ内の座ぐりを貫通して 挿入された雄ねじが雌ねじ部に螺入し、これによってターゲットがアダプタに取 り付けられる。 ターゲットはさらに、円筒状の外周面から突出する位置決めピンを備える。こ の位置決めピンは、アダプタに穿設されたピン受け穴に嵌合する。位置決めピン とピン受け穴は、位置決めピンがピン受け穴に嵌合すると、ターゲットのネジ穴 とアダプタの座ぐりとが一直線に連結するように配設されている。 本発明のさらなる特徴をなすものは、上述したような特徴を有するターゲット である。 本発明の、上述及びさらなる目的及び効果は、添付の説明及び図面により明ら かとなる。 図面の簡単な説明 添付の図面は、説明の一部を構成するものであり、本発明の実施の形態を示し 、上述の発明の開示及び後述の発明の実施の形態とともに、本発明の原理を説明 するものである。 図１は、従来のスパッタリングターゲット部材及びチャンバを示す断面図であ る。 図２は、本発明に係るターゲット３０及びアダプタ３２を示す断面図である。 図３は、図２に示すスパッタリングターゲット部材のアダプタ３２とターゲッ ト３０との機械的な取り付け部を示す要部断面図である。 図４は、図２の線４−４における、アダプタ３２が取り除かれたターゲット３ ０を示す図である。 図５は、図２を線５−５における、ターゲット３０が取り除かれたアダプタ３ ２を示す図である。 図６Ａ及び６Ｂは、図２に示すアダプタ３２の溝４１の他の実施例を示す図で ある。 発明を実施するための最良の形態 本発明に係るターゲット部材は、図２から図５に示すように、例えばアルミニ ウム又は酸化アルミニウム等のスパッタリング材料からなるターゲット３０を備 える。このターゲット３０は、アダプタ３２に機械的に取り付けられている。タ ーゲット３０とアダプタ３２からなる部材は、図１に示すような従来のターゲッ ト部材１２と同様の形状を有している。 ターゲット３０は、アルミニウムや酸化アルミニウムのようなスパッタリング 材料からなる略円盤状の板である。アダプタ３２は、チャンバ１０内の真空圧に 対してターゲット３０を支持するのに適した金属からなる。現在ターゲット支持 板の材料として用いられている、例えば銅等の金属が、アダプタ３２の材料とし て好適である。 アダプタ３２は、図１に示すような従来のターゲットと同様に、ネジ穴３３に 取付ネジを螺入してチャンバ１０のチャンバカバー２３に取り付けられている。 ネジ穴３３は、図１に示すような従来のターゲットのネジ穴と同じ直径を有し、 また、同じ位置に穿設されている。さらに、アダプタ３２は、図１に示すような 従来のターゲット部材１２が備える溝２６と同じ位置に同じ大きさの溝３４を備 える。溝３４には、溝２６に挿入されるＯリングと同形状のＯリングが挿入され 、これにより、アダプタ３２のチャンバ１０に接する当接面からの空気の漏洩を 防止している。 ターゲット３０の外周面３５の直径は、約１１．５インチであり、アダプタ３ ２の内周面３９の直径は、これにほぼ等しく、これによりターゲット３０は、ア ダプタ３２に密着する。ターゲット３０の厚さは、約０．７４インチであり、タ ーゲット３０とアダプタ３２から構成される図２に示す部材の厚さは、約１．９ １インチである。これらの寸法は、図１に示す従来のターゲット部材１２と同様 であり、両者は互換性を有している。 ターゲット３０とアダプタ３２との機械的な取り付けの詳細を図３に示す。タ ーゲット３０の外周面３５は、ターゲット３０の中心軸に対して、約６度の角度 で傾斜しており、ターゲット３０の底面３７と外周面３５とによって形成される 角の角度は約９６度である。これに対応して、アダプタ３２の内周面３９は、ア ダプタ３２の中心軸に対して６度の角度で傾斜している。外周面３５及び内周面 ３９の直径は相対的に一致しており、ターゲット３０がアダプタ３２に挿入され たとき、ターゲット３０の外周面３５とアダプタ３２の内周面３９が密着する。 アダプタ３２の内周面３９には、２つのＯリング４３の形状にそれぞれ適合す る、幅約０．１２５インチの２つの溝４１を設けている。Ｏリング４３は、ター ゲット３０とアダプタ３２とを密閉し、ターゲット３０のアダプタ３２に接する 当接面からチャンバ内への空気の漏洩を防いでいる。溝４１は、図６Ａ及び６Ｂ に示すように、いわゆるほぞ溝であり、すなわち内壁面が内側に傾斜し、これに より溝の内側でＯリング４３を把持する。この溝４１の内壁面は、図６Ａに示す ように片側だけ傾斜させてもよく、図６Ｂに示すように、両側を傾斜させてもよ い。 ターゲット３０の外周面３５には、８−３２の雌ねじ部４２の形成に適した内 径のネジ穴４０が所定の間隔で穿設されている。アダプタ３２には、ターゲット ３０のネジ穴４０に対応する位置に、一定の間隔で座ぐり４４が設けられている 。この実施例では、図５に示すように、それぞれ１２個のネジ穴４０及び座ぐり ４４が、ターゲット３０の外周面３５及びアダプタ３２の内周面３９に、一定間 隔で放射状に設けられている。ネジ穴４０及び座ぐり４４は、溝４１、４１の間 に設けられており、ターゲット３０の外周面３５及びアダプタ３２の内周面３９ の表面に対して垂直に穿設されている。したがって、これらのネジ穴４０及び座 ぐり４４は、ターゲット３０及びアダプタ３２の中心軸と垂直な平面に対して６ 度傾斜している。 使用時においては、アダプタ３２は、図１を用いて説明したような手法でチャ ンバ１０のチャンバカバー２３に永続的に取り付けられている。ターゲット３０ は、アダプタ３２から取り外して交換することができる。ターゲット３０をアダ プタ３２に機械的に取り付けるために、ターゲット３０に設けられた各ネジ穴４ ０には、８−３２の雌ねじ部４２が形成されている。さらに、溝４１には、溝４ １に適合する形状のＯリング４１が挿入されている。さらに、ターゲット３０は 、ターゲット３０のネジ穴４０がアダプタ３２の座ぐり４４と連結するように、 アダプタ３２に挿入される。次に、適当な長さ、例えば０．５インチの８−３２ の雄ねじ４５は、ネジ穴４０に形成された雌ねじ部４２のねじ山とかみ合って、 座ぐり４４を介して、ネジ穴４０に螺入する。そして、雄ねじ４５は、ターゲッ ト３０とアダプタ３２が密着するまでねじ込まれる。 作業者によるターゲット３０とアダプタ３２の位置決めを容易にするため、タ ーゲット３０は、図４に示すように、外周面３５の１つ以上の位置に、直径０． ０８７インチのロールピン４７を備えており、このロールピン４７は、先端が外 周面３５から外側に放射状に突出するようにピン受け穴４８に挿入されている。 アダプタ３２は、図５に示すように、内周面３９にロールピン４７に適合する形 状の１又は複数のピン受け穴４９を備える。ロールピン４７とピン受け穴４９は 、ロールピン４７とピン受け穴４９が嵌合したとき、ターゲット３０及びアダプ タ３２のネジ穴４０及び座ぐり４４が連結するような位置に設けられている。こ のようにして、ロールピン４７は、ターゲット３０とアダプタ３２の位置決めを 容易にする。このような位置決めに他の手法を用いることもできる。例えば、ア ダプタ３２の内周面３９側に突起を設け、その突起をターゲット３０に設けたス ロットに嵌合させるようにしてもよい。 スパッタリング処理時においては、ターゲット３０は、アダプタ３２に挿入さ れ、ターゲット３０の表面５０がスパッタリングされ、やがてターゲット３０が 磨耗して交換が必要となる。このとき、雄ねじ４５が抜き取られ、ターゲット３ ０は、アダプタ３２から取り外される。次に、使用済みターゲット３０に換えて 、製造業者から納入された新しいターゲット３０が、アダプタ３２に取り付けら れる。 このような処理の利点は、使用済みターゲット３０を再利用のために製造業者 に返却する必要がなくなったことである。ターゲット材料は、処分されるか、又 はくず鉄として再利用される。したがって、本発明によれば、使用済みターゲッ トを、再利用のために製造業者に繰り返し返却する手間が省略される。さらに、 製造業者が、支持板を再生するために使用済みターゲットが速やかに返却される ように保証金を設定する必要もなくなる。 さらに、本発明は、ターゲットの寿命を永くするという利点を有する。ターゲ ットが使用に耐える磨耗の限界を判断する基準は２つある。 まず第１に、ターゲット３０は、それ自身で真空圧に耐えなくてはならない。 すなわち、ターゲット３０は、図１に示すような従来のターゲットのように、支 持板２０に支持されることなくチャンバ内の真空圧に耐えなくてはならない。ア ルミニウム又は酸化アルミニウムからなるターゲットは、少なくとも、ターゲッ トの中央部の厚さが、図１に示すような支持板２０の厚さと略等しくなる程度に 摩耗するまで、この真空圧に耐える十分な剛性を有することが必要とされる。 第２に、図３に詳細に示すように、ターゲット３０の外周面３５におけるスパ ッタ物質の、雄ねじ４５が螺入されるネジ穴４０とチャンバの内部にさらされた ターゲット３０の表面５０との間の厚さは、約０．３７５〜０．５インチである 。ターゲット３０のこの部分が摩耗することにより、雄ねじ４５とロールピン４ ７が露出することとなる。しかしながら、ターゲット３０の表面５０上のターゲ ットの摩耗率は、ターゲット３０の中心軸に近い部分で最も高いということが知 られている。ターゲット３０は、周辺部付近でも磨耗するが、中央部の磨耗が早 いため、ピン受け穴４９又はネジ穴４０が磨耗により露出する以前に、ターゲッ ト３０は、中央部の磨耗により交換される。 図２に示すようなターゲット３０は、図１に示すような従来のターゲットに比 べ、明らかに長期間使用できる。図１に示すような従来のターゲットにおいては 、ターゲットがはんだが露出するまで磨耗すると、スパッタ物質にはんだの材料 が混入するという望ましくない結果が生じる。実際には、誤差を考慮して、はん だが露出するいくらか手前でターゲットの使用を中止する。一方、図２に示すよ うなターゲット３０においては、許容できる摩耗の量は、はんだの露出を考慮す る必要はなく、ターゲットの真空圧に対する耐性の限界により決定される。ター ゲット３０は、図１に示すようなターゲットであれば、はんだが露出するであろ う程度まで磨耗しても、真空圧に対する耐性を有する。したがって、本発明は、 図１に示すような従来のターゲット部材に比べ、長期間使用できる。 本発明を様々な実施の形態で示し、それら実施の形態を細部に渡って説明した が、出願人は、以上の説明によって、添付の請求の範囲を縮減或いは何らかの限 定を加えることを意図するものではない。当業者にとってこの実施例を変形して 本発明の効果を得ることは容易である。故に、本発明はここに示した詳細、すな わち上述の装置、方法及び実施例に限定されるものではない。本発明の技術の範 囲内において、それら詳細を様々に変更することができる。 請求の範囲は以下の通りである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月１２日 【補正内容】 イオンがターゲット上に衝突すると、スパッタリング材料の原子が、ターゲット から放出される。放出された原子は基板上に堆積し、これが繰り返されることに より、基板上にターゲット材料の薄膜が形成される。 上述したスパッタリング処理により、徐々にターゲットの材料が摩耗し、最終 的にターゲットの交換が必要となる。通常この交換は、チャンバ内からターゲッ トを取り出し、チャンバ内に新しいターゲットを入れることにより行われる。 日本国特許公開番号昭和５５第８９４７１号には、内壁にフランジとともに形 成されたＯリングにより、カソード本体に対向して支持されたターゲットを備え るスパッタリング装置が開示されている。 また、米国特許番号５２６９４０３号には、スペーシングリング内にターゲッ トが取り付けられたターゲット機構が開示されている。さらに、スペーシングリ ングはターゲットホルダに取り付けられており、ターゲットホルダは、カソード にはめ込まれている。 図１に、スパッタリング処理に用いられる標準的な真空のチャンバ１０と、こ のチャンバ１０内に配設されたターゲット部材１２の断面を示す。チャンバ１０ は通常、円筒状又は矩形状であり、ターゲット部材１２は、略円盤状で、チャン バ１０内の環状開口部１３に取り付けられている。ウェハ１４は、円盤状であり 、チャンバ１０内部に、略円盤状のアノード１６により支持されている。そして 、電力がアノード１６とチャンバ１０の他の部分との間に印加される。 図１に示すように、ターゲットは、通常、例えば銅からなる支持板２０とスパ ッタリング材料の前面２２を冶金溶接（例えば、はんだ付け）して形成される。 支持板２０は、 図１は、従来のスパッタリングターゲット部材及びチャンバを示す断面図であ る。 図２は、本発明に係るターゲット３０及びアダプタ３２を示す断面図である。 図３は、図２に示すスパッタリングターゲット部材のアダプタ３２とターゲッ ト３０との機械的な取り付け部を示す要部断面図である。 図４は、図２の線４−４における、アダプタ３２が取り除かれたターゲット３ ０を示す図である。 図５は、図２を線５−５における、ターゲット３０が取り除かれたアダプタ３ ２を示す図である。 溝３４には、溝２６に挿入されるＯリングと同形状のＯリングが挿入され、これ により、アダプタ３２のチャンバ１０に接する当接面からの空気の漏洩を防止し ている。 ターゲット３０の外周面３５の直径は、約２９．２ｃｍ（１１．５インチ）で あり、アダプタ３２の内周面３９の直径は、これにほぼ等しく、これによりター ゲット３０は、アダプタ３２に密着する。ターゲット３０の厚さは、約１．９ｃ ｍ（０．７４インチ）であり、ターゲット３０とアダプタ３２から構成される図 ２に示す部材の厚さは、約４．８５ｃｍ（１．９１インチ）である。これらの寸 法は、図１に示す従来のターゲット部材１２と同様であり、両者は互換性を有し ている。 ターゲット３０とアダプタ３２との機械的な取り付けの詳細を図３に示す。タ ーゲット３０の外周面３５は、ターゲット３０の中心軸に対して、約６度の角度 で傾斜しており、ターゲット３０の底面３７と外周面３５とによって形成される 角の角度は約９６度である。これに対応して、アダプタ３２の内周面３９は、ア ダプタ３２の中心軸に対して６度の角度で傾斜している。 外周面３５及び内周面３９の直径は相対的に一致しており、ターゲット３０がア ダプタ３２に挿入されたとき、ターゲット３０の外周面３５とアダプタ３２の内 周面３９が密着する。 アダプタ３２の内周面３９には、２つのＯリング４３の形状にそれぞれ適合す る、幅約０．３１８ｃｍ（０．１２５インチ）の２つの溝４１を設けている。Ｏ リング４３は、ターゲット３０とアダプタ３２とを密閉し、ターゲット３０のア ダプタ３２に接する当接面からチャンバ内への空気の漏洩を防いでいる。溝４１ は、図６Ａ及び６Ｂに示すように、いわゆるほぞ溝であり、すなわち内壁面が内 側に傾斜し、これにより溝の内側でＯリング４３を把持する。この溝４１の内壁 面は、図６Ａに示すように片側だけ傾斜させてもよく、図６Ｂに示すように、両 側を傾斜させてもよい。 ターゲット３０の外周面３５には、８−３２の雌ねじ部４２の形成に適した内 径のネジ穴４０が所定の間隔で穿設されている。アダプタ３２には、ターゲット ３０のネジ穴４０に対応する位置に、一定の間隔で座ぐり４４が設けられている 。この実施例では、図５に示すように、それぞれ１２個のネジ穴４０及び座ぐり ４４が、ターゲット３０の外周面３５及びアダプタ３２の内周面３９に、一定間 隔で放射状に設けられている。 ネジ穴４０及び座ぐり４４は、溝４１、４１の間に設けられており、ターゲット ３０の外周面３５及びアダプタ３２の内周面３９の表面に対して垂直に穿設され ている。したがって、これらのネジ穴４０及び座ぐり４４は、ターゲット３０及 びアダプタ３２の中心軸と垂直な平面に対して６度傾斜している。 使用時においては、アダプタ３２は、図１を用いて説明したような手法でチャ ンバ１０のチャンバカバー２３に永続的に取り付けられている。ターゲット３０ は、アダプタ３２から取り外して交換することができる。ターゲット３０をアダ プタ３２に機械的に取り付けるために、ターゲット３０に設けられた各ネジ穴４ ０には、８−３２の雌ねじ部４２が形成されている。さらに、溝４１には、溝４ １に適合する形状のＯリング４１が挿入されている。さらに、ターゲット３０は 、ターゲット３０のネジ穴４０がアダプタ３２の座ぐり４４と連結するように、 アダプタ３２に挿入される。次に、適当な長さ、例えば１．３ｃｍ（０．５イン チ）の８−３２の雄ねじ４５は、ネジ穴４０に形成された雌ねじ部４２のねじ山 とかみ合って、座ぐり４４を介して、ネジ穴４０に螺入する。そして、雄ねじ４ ５は、ターゲット３０とアダプタ３２が密着するまでねじ込まれる。 作業者によるターゲット３０とアダプタ３２の位置決めを容易にするため、タ ーゲット３０は、 図４に示すように、外周面３５の１つ以上の位置に、直径０．２２ｃｍ（０．０ ８７インチ）のロールピン４７を備えており、このロールピン４７は、先端が外 周面３５から外側に放射状に突出するようにピン受け穴４８に挿入されている。 アダプタ３２は、図５に示すように、内周面３９にロールピン４７に適合する形 状の１又は複数のピン受け穴４９を備える。ロールピン４７とピン受け穴４９は 、ロールピン４７とピン受け穴４９が嵌合したとき、ターゲット３０及びアダプ タ３２のネジ穴４０及び座ぐり４４が連結するような位置に設けられている。こ のようにして、ロールピン４７は、ターゲット３０とアダプタ３２の位置決めを 容易にする。このような位置決めに他の手法を用いることもできる。例えば、ア ダプタ３２の内周面３９側に突起を設け、その突起をターゲット３０に設けたス ロットに嵌合させるようにしてもよい。 スパッタリング処理時においては、ターゲット３０は、アダプタ３２に挿入さ れ、ターゲット３０の表面５０がスパッタリングされ、やがてターゲット３０が 磨耗して交換が必要となる。このとき、雄ねじ４５が抜き取られ、ターゲット３ ０は、アダプタ３２から取り外される。次に、使用済みターゲット３０に換えて 、製造業者から納入された新しいターゲット３０が、アダプタ３２に取り付けら れる。 図１に示すような支持板２０の厚さと略等しくなる程度に摩耗するまで、この真 空圧に耐える十分な剛性を有することが必要とされる。 第２に、図３に詳細に示すように、ターゲット３０の外周面３５におけるスパ ッタ物質の、雄ねじ４５が螺入されるネジ穴４０とチャンバの内部にさらされた ターゲット３０の表面５０との間の厚さは、約０．９５〜１．３ｃｍ（０．３７ ５〜０．５インチの）である。ターゲット３０のこの部分が摩耗することにより 、雄ねじ４５とロールピン４７が露出することとなる。しかしながら、ターゲッ ト３０の表面５０上のターゲットの摩耗率は、ターゲット３０の中心軸に近い部 分で最も高いということが知られている。ターゲット３０は、周辺部付近でも磨 耗するが、中央部の磨耗が早いため、ピン受け穴４９又はネジ穴４０が磨耗によ り露出する以前に、ターゲット３０は、中央部の磨耗により交換される。 図２に示すようなターゲット３０は、図１に示すような従来のターゲットに比 べ、明らかに長期間使用できる。図１に示すような従来のターゲットにおいては 、ターゲットがはんだが露出するまで磨耗すると、スパッタ物質にはんだの材料 が混入するという望ましくない結果が生じる。実際には、誤差を考慮して、はん だが露出するいくらか手前でターゲットの使用を中止する。 一方、図２に示すようなターゲット３０においては、許容できる摩耗の量は、は んだの露出を考慮する必要はなく、ターゲットの真空圧に対する耐性の限界によ り決定される。ターゲット３０は、図１に示すようなターゲットであれば、はん だが露出するであろう程度まで磨耗しても、真空圧に対する耐性を有する。した がって、本発明は、図１に示すような従来のターゲット部材に比べ、長期間使用 できる。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月２０日 【補正内容】 （例えば、雄ねじにより）チャンバに機械的に取り付けられる。これにより、ス パッタリング材料は、支持板の取り外しや交換をすることなく、チャンバから簡 単に離脱され、交換される。 本発明に係るターゲット部材は、真空チャンバの壁部に設けられた開口部に着 脱可能に取り付けられ、スパッタ物質を基板上に放出して基板をスパッタ処理す るターゲット部材あり、スパッタ物質からなるターゲットと、開口部を形成する 内周面を有するアダプタと、アダプタ及び上記ターゲットに挿入されて、ターゲ ットを上記アダプタの内周面に機械的に取り付ける機械的取付手段とを備える。 アダプタは、開口部に適合する形状であり、ターゲットの外周面は、開口部に挿 入されてアダプタの内周面に密着する大きさ及び形状を有し、機械的な結合手段 がアダプタ及びターゲットに挿入されて、ターゲットがアダプタの内周面に機械 的に取り付けられている。 また、本発明に係るターゲットは、真空チャンバ内に配設され、スパッタ物質 を基板上に放出して基板をスパッタ処理し、均質なスパッタ物質からなり、外周 面を有する円盤状部を備え、円盤状部は、外周面のみにおい真空チャンバ内に支 持された状態で、真空チャンバが真空にされ、円盤状部の一方の面は真空に晒さ れ、他方の面は減圧されない空気に晒されることにより生ずる応力に対する強度 を有し、ターゲットを真空チャンバに機械的に取り付ける機械的取付手段を挿入 するネジ穴を外周面に備える。 さらに、本発明に係る基板処理装置は、ターゲットから放出されるスパッタ物 質を基板上に堆積させて基板を処理する基板処理装置であって、真空チャンバと 、スパッタ物質からなるターゲットと、基板を上記ターゲットに略対向させて支 持するアノードとを備える。この基板処理装置では、真空チャンバは、開口部を 形成する内周面を有し、ターゲットの外周面は、開口部に嵌合する大きさ及び形 状を有し、ターゲットは、外周面のみにおいて真空チャンバに当接し、機械的取 付手段が真空チャンバ及びターゲットに挿入されて、外周面を開口部に機械的に 取り付ける。 特に、アダプタが、図１に示すような従来のターゲット部材と同様な取り付け 箇所を備え、これによりチャンバに永続的に取り付けられることは、本発明の特 徴の１つである。アダプタは、ターゲットを支持するために、中央に開口部を有 する。アダプタとターゲットに挿入する機械的な取り付け手段により、ターゲッ トは、アダプタに取り付けられる。ターゲットは均質なスパッタリング材料から なり、アダプタを取り外すことなく、チャンバに対して独立に着脱可能である。 これにより、アダプタを再生する必要なくターゲットを交換できる。 本発明の実施の形態において、アダプタは、例えば銅からなり、略円筒状の形 状を有し、略円筒状の支持壁と、チャンバに嵌合する大きさの略放射状のフラン ジ部とを備え、従来のターゲット部材に代えてチャンバに取り付けられる。アダ プタの円筒状の支持壁に穿設された座ぐりには、例えば雄ねじのような機械的な 取り付け手段が挿入される。例えばアルミニウムや酸化アルミニウム等を機械加 工した金属片であるターゲットは、円盤状であり、アダプタの円筒状の支持壁に おける座ぐりに連結するように穿設されたネジ穴を外周面に備える。このターゲ ットのネジ穴には、雌ねじ部が形成されており、アダプタ内の座ぐりを貫通して 挿入された雄ねじが雌ねじ部に螺入し、これによってターゲットがアダプタに取 り付けられる。 ターゲットはさらに、円筒状の外周面から突出する位置決めピンを備える。こ の位置決めピンは、アダプタに穿設されたピン受け穴に嵌合する。位置決めピン とピン受け穴は、位置決めピンがピン受け穴に嵌合すると、ターゲットのネジ穴 とアダプタの座ぐりとが一直線に連結するように配設されている。 本発明のさらなる特徴をなすものは、上述したような特徴を有するターゲット である。 本発明の実施の形態を、実施例を用い、添付の図面を参照して以下に詳細に説 明する。 請求の範囲 １． 真空チャンバ（１０）の壁部に設けられた開口部（１３）に着脱可能に取 り付けられ、スパッタ物質を基板（１４）上に放出して上記基板をスパッタ処理 するターゲット部材であって、 上記スパッタ物質からなるターゲット（３０）と、 上記開口部を形成する内周面（３９）を有するアダプタ（３２）と、 上記アダプタ（３２）及び上記ターゲット（３０）に挿入されて、上記ターゲ ット（３０）を上記アダプタ（３２）の内周面（３９）に機械的に取り付ける機 械的取付手段（４２、４５）と、 を備え、 上記アダプタ（３２）は、上記開口部（１３）に適合する形状であり、 上記ターゲット（３０）の外周面（３５）は、上記開口部に挿入されて上記ア ダプタ（３２）の内周面（３９）に密着する大きさ及び形状を有し、 機械的な結合手段（４２、４５）が上記アダプタ（３２）及び上記ターゲット （３０）に挿入されて、上記ターゲットが上記アダプタの内周面（３９）に機械 的に取り付けられている、 ターゲット部材。 ２． 上記アダプタ（３２）は、略円筒状の形状を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のターゲット部材。 ３． 上記アダプタ（３２）は、上記真空チャンバ（１０）に取り付けるための 略放射状のフランジ部を有し、機械的取付手段（４２、４５）を挿入する座ぐり （４４）が設けられた略円筒状の支持壁を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第２項記載のターゲット部材。 ４． 上記ターゲット（３０）は、円盤状であり、上記アダプタ（３２）の内周 面（３９）に設けられた上記座ぐり（４４）に連結するように配設されたネジ穴 （４０）を円筒状の上記外周面（３５）に備える、 ことを特徴とする請求の範囲第３項記載のターゲット部材。 ５． 上記機械的取付手段（４２、４５）は、 上記ターゲット（３０）に穿設されたネジ穴（４０）に形成された雌ねじ部（ ４２）と、上記アダプタ（３２）に穿設された座ぐり（４４）を介して上記雌ね じ部（４２）に螺入する雄ねじ部（４５）とを備える、 ことを特徴とする請求項６記載のターゲット部材。 ６． 上記ターゲット（３０）の外周面（３５）又は上記アダプタ（３２）の内 周面（３９）の何れか一方に位置決め用の突部（４７）を備え、 上記ターゲット（３０）の外周面（３５）又は上記アダプタ（３２）の内周面 の他方に、上記位置決め用の突部（４７）に嵌合する凹部（４９）を備え、 上記突部（４７）及び上記凹部（４９）は、上記突部（４７）が上記凹部（４ ９）に嵌合すると、上記ターゲットのネジ穴（４０）と上記アダプタ（３２）の 座ぐり（４４）とが連結する位置に設けられている、 ことを特徴とする請求の範囲第５項記載のターゲット部材。 ７． 真空チャンバ（１０）内に配設され、スパッタ物質を基板上（１４）に放 出して上記基板（１４）をスパッタ処理するターゲット（３０）であって、 均質な上記スパッタ物質からなり、外周面（３５）を有する円盤状部を備え、 上記円盤状部は、上記外周面（３５）のみにおい上記真空チャンバ（１０）内 に支持された状態で、上記真空チャンバ（１０）が真空にされ、当該円盤状部の 一方の面は真空に晒され、他方の面は減圧されない空気に晒されることにより生 ずる応力に対する強度を有し、ターゲット（３０）を上記真空チャンバ（１０） に機械的に取り付ける機械的取付手段（４２、４５）を挿入するネジ穴（４０） を上記外周面（３５）に備える、 ターゲット（３０）。 ８． 上記機械的取付手段は、上記ネジ穴（４０）に形成された雌ねじ部（４２ ）を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第７項記載のターゲット（３０）。 ９． 上記外周面（３５）は、位置決め用突部（４７）を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第７項及び第８項記載のターゲット（３０）。 １０． ターゲット（３０）から放出されるスパッタ物質を基板（１４）上に堆 積させて上記基板（１４）を処理する基板処理装置であって、 真空チャンバ（１０）と、 上記スパッタ物質からなるターゲット（３０）と、 上記基板（１４）を上記ターゲット（３０）に略対向させて支持するアノード （１６）とを備え、 上記真空チャンバ（１０）は、開口部（１３）を形成する内周面（３９）を有 し、 上記ターゲット（３０）の外周面（３５）は、上記開口部（１３）に嵌合する 大きさ及び形状を有し、 上記ターゲット（３０）は、上記外周面（３５）のみにおいて上記真空チャン バ（１０）に当接し、 機械的取付手段（４２、４５）が上記真空チャンバ（１０）及び上記ターゲッ ト（３０）に挿入されて、上記外周面（３５）を上記開口部（１３）に機械的に 取り付ける、 ことを特徴とする基板処理装置。 １１． 上記真空チャンバ（１０）は、内周面に、機械的取付手段（４２、４５ ）が挿入される座ぐりを備える、 ことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の基板処理装置。 １２． 上記ターゲット（３０）は、円盤状の形状を有し、外周面（３５）に上 記真空チャンバ（１０）の内周面に設けられた座ぐりに連結するネジ穴（４０） を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の基板処理装置。 １３． 上記機械的取付手段（４２、４５）は、上記ターゲット（３０）に設け られたネジ穴（４０）に螺設された雌ねじ部（４２）と、上記真空チャンバ（１ ０）の内周面に設けられた座ぐりに挿入され、上記雌ねじ部（４２）に螺入され た雄ねじ（４５）を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の基板処理装置。 １４． 上記ターゲット（３０）又は上記真空チャンバ（１０）の内周面の何れ か一方に位置決め用突部（４７）が突設され、 上記ターゲット（３０）又は上記真空チャンバ（１０）の内周面の他方に上記 位置決め用突部に嵌合する凹部（４９）が穿設されている、 ことを特徴とする請求の範囲第１２項又は第１３項記載の基板処理装置。 １５． 上記スパッタリング物質が金属である、 ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１４項何れか１記載のターゲット部 材、基板処理装置又はターゲット（３０）。 １６． 上記スパッタリング物質がアルミニウム又は酸化アルミニウムである、 ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１４項何れか１記載のターゲット部 材、基板処理装置又はターゲット（３０）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ポール エス ギルマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10901 サファーン マーゲット アン レーン ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 真空チャンバの壁部に設けられた開口部に着脱可能に取り付けられ、スパ ッタ物質を基板上に放出して上記基板をスパッタ処理するターゲット部材であっ て、 上記チャンバの開口部に嵌合する大きさであり、開口部を形成する内周面を有 するアダプタと、 上記スパッタ物質からなり、上記開口部に挿入されて上記アダプタの内周面 に密着する大きさ及び形状の外周面を有するターゲットと、 上記アダプタ及び上記ターゲットに挿入され、上記ターゲットを上記アダプタ の内周面に取り付ける機械的取付手段と、 を備えるターゲット部材。 ２． 上記アダプタは、略円筒状の形状を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のターゲット部材。 ３． 上記アダプタは、上記真空チャンバに取り付けるための略放射状のフラン ジ部を有し、機械的取付手段を挿入する座ぐりが設けられた略円筒状の支持壁を 備える、 ことを特徴とする請求の範囲第２項記載のターゲット部材。 ４． 上記ターゲットは、円盤状であり、上記アダプタの内周面に設けられた上 記座ぐりに連結するように配設されたネジ穴を円筒状の上記外周面に備える、 ことを特徴とする請求の範囲第３項記載のターゲット部材。 ５． 上記機械的取付手段は、上記ターゲットに穿設されたネジ穴に形成された 雌ねじ部と、上記アダプタに穿設された座ぐりを介して上記雌ねじ部に螺入する 雄ねじ部とを備える、 ことを特徴とする請求項４記載のターゲット部材。 ６． 上記ターゲットの外周面又は上記アダプタの内周面の何れか一方に位置決 め用の突部を備え、 上記ターゲットの外周面又は上記アダプタの内周面の他方に、上記位置決め用 の突部に嵌合する凹部を備え、 上記突部及び上記凹部は、上記突部が上記凹部に嵌合すると、上記ターゲット のネジ穴と上記アダプタの座ぐりとが連結する位置に設けられている、 ことを特徴とする請求の範囲第４項記載のターゲット部材。 ７． 上記スパッタリング物質が金属である、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のターゲット部材。 ８． 上記スパッタリング物質がアルミニウム又は酸化アルミニウムである、 ことを特徴とする請求の範囲第７項記載のターゲット部材。 ９． 真空チャンバ内に配設され、スパッタ物質を基板上に放出して上記基板を スパッタ処理するターゲットであって、 均質な上記スパッタ物質からなり、外周面を有する円盤状部を備え、 上記円盤上部は、上記ターゲットを上記アダプタに機械的に取り付ける機械的 取付手段を挿入するネジ穴を上記外周面に有する、 ことを特徴とするターゲット。 １０． 上記ネジ穴に形成された雌ねじ部を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第９項記載のターゲット。 １１． 上記外周面に、位置決め用突部を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第９項記載のターゲット。 １２． 上記スパッタリング物質が金属である、 ことを特徴とする請求の範囲第９項記載のターゲット部材。 １３． 上記スパッタリング物質がアルミニウム又は酸化アルミニウムである、 ことを特徴とする請求の範囲第１２項記載のターゲット部材。 １４． ターゲットから放出されるスパッタ物質を基板上に堆積させて上記基板 を処理する基板処理装置であって、 ターゲットを挿入するための開口部を形成する内周面と、上記基板を上記ター ゲットに略対向させて支持するカソードとを有する真空チャンバと、 上記スパッタ物質からなり、アダプタに挿入されて上記アダプタの内周面に密 着する外周面を有するターゲットと、 上記チャンバ及び上記ターゲットに挿入されて上記ターゲットを上記開口部の 内周面に機械的に取り付ける機械的取付手段とを備える、 基板処理装置。 １５． 上記真空チャンバの内周面は、機械的取付手段が挿入される座ぐりを有 する、 ことを特徴とする請求の範囲第１４項記載の基板処理装置。 １６． 上記ターゲットは、円盤状の形状を有し、外周面に上記真空チャンバの 内周面に設けられた座ぐりに連結するネジ穴を備える、 ことを特徴とする請求の範囲第１５項記載の基板処理装置。 １７． 上記機械的取付手段は、上記ターゲットに設けられたネジ穴に螺設され た雌ねじ部と、上記真空チャンバの内周面に設けられた座ぐりに挿入され、上記 雌ねじ部に螺入された雄ねじを備える、 ことを特徴とする請求の範囲第１６項記載の基板処理装置。 １８． 上記ターゲット又は上記真空チャンバの内周面の何れか一方に位置決め 用突部が突設され、 上記ターゲット又は上記真空チャンバの内周面の他方に上記位置決め用突部に 嵌合する凹部が穿設されている、 ことを特徴とする請求の範囲第１６項記載の基板処理装置。 １９． 上記スパッタリング物質が金属である、 ことを特徴とする請求の範囲第１４項記載の基板処理装置。 ２０． 上記スパッタリング物質がアルミニウム又は酸化アルミニウムである、 ことを特徴とする請求の範囲第１９項記載の基板処理装置。