JPS59170268A - スパツタ・タ−ゲツトの冷却方法 - Google Patents
スパツタ・タ−ゲツトの冷却方法Info
- Publication number
- JPS59170268A JPS59170268A JP4171583A JP4171583A JPS59170268A JP S59170268 A JPS59170268 A JP S59170268A JP 4171583 A JP4171583 A JP 4171583A JP 4171583 A JP4171583 A JP 4171583A JP S59170268 A JPS59170268 A JP S59170268A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- backing plate
- cooling
- gas
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｌａｌ 発明の技術分野
本発明は被処理基板への不純物汚染を減らし、またｌ−
ゲットの交換が容易なスバ、／１−４−ゲットの冷却方
法に関する。
ゲットの交換が容易なスバ、／１−４−ゲットの冷却方
法に関する。
（１〕）技術の背景
牛導体集積回路の製造に当ってその金属配線層などの形
成にスパシ７１７技術が使用されている。例えばシリコ
ン（Ｓｉ）ウェハを被処理基板として金属配線層を形成
する場合について言えば電流密度が高い場合でもエレク
トロマイグレーションを防ぎ配線鍔命を高めるためにア
ルミ・ンリコン（Ａ−ｔ°ＳｉＬアルミ・銅（Ａｔ−Ｃ
ｕ）、アルミ・シリコン剣司（Ａｔ−８Ｉ−Ｃｕ）など
の合金膜がｐｐ→）られているが、この形成にはスパッ
ｌ技術の使用が適している。すなわちスパッタはイオン
化した不活性又は活性ガス原子がｌ−ゲクト懺面に衝突
しターゲット表面の構成原子を弾じき飛ばす原理による
ためクーゲットと同一組成の合金膜を得ることができる
特徴がある。処理能力を増し、また抵抗率の低い導体薄
膜を形成するにはターゲットへの印加電力を増しスバ、
７７７時間を減らすことが必要である。すなわち装置の
チャンバに吸着されている不純物ガスの形成被膜への混
入量を減らして形成される簿膜の結晶粒を均一かつ太き
（することが形成薄膜の抵抗率を下げるためには必要で
そのためには印加電力を大とし、またスパッタ時間をな
るべく短くして必要とする膜厚までなるべく速に膜形成
することが必要である。然し印加電力の増大は陽極（接
地電位）および陰極として働らく被処理基板およびター
ゲットの温度を高めて脱ガス量を増しそのために生成薄
膜の品質が低下する。本発明はそのためのターゲットの
有効な冷却方法に関するものである。
成にスパシ７１７技術が使用されている。例えばシリコ
ン（Ｓｉ）ウェハを被処理基板として金属配線層を形成
する場合について言えば電流密度が高い場合でもエレク
トロマイグレーションを防ぎ配線鍔命を高めるためにア
ルミ・ンリコン（Ａ−ｔ°ＳｉＬアルミ・銅（Ａｔ−Ｃ
ｕ）、アルミ・シリコン剣司（Ａｔ−８Ｉ−Ｃｕ）など
の合金膜がｐｐ→）られているが、この形成にはスパッ
ｌ技術の使用が適している。すなわちスパッタはイオン
化した不活性又は活性ガス原子がｌ−ゲクト懺面に衝突
しターゲット表面の構成原子を弾じき飛ばす原理による
ためクーゲットと同一組成の合金膜を得ることができる
特徴がある。処理能力を増し、また抵抗率の低い導体薄
膜を形成するにはターゲットへの印加電力を増しスバ、
７７７時間を減らすことが必要である。すなわち装置の
チャンバに吸着されている不純物ガスの形成被膜への混
入量を減らして形成される簿膜の結晶粒を均一かつ太き
（することが形成薄膜の抵抗率を下げるためには必要で
そのためには印加電力を大とし、またスパッタ時間をな
るべく短くして必要とする膜厚までなるべく速に膜形成
することが必要である。然し印加電力の増大は陽極（接
地電位）および陰極として働らく被処理基板およびター
ゲットの温度を高めて脱ガス量を増しそのために生成薄
膜の品質が低下する。本発明はそのためのターゲットの
有効な冷却方法に関するものである。
（ｃｌ 従来技術の問題点
第１図は従来のスパッタ装置の構成図で装置のチャンバ
ｌの中は真空ポンプにより高真空に排気した後アルゴン
（Ａｒ ）ガスのような不活性ガスをガス導入口２より
マスフローメータなどを運上で連続的に僅かづつ供給し
一方排気口３より排気することによりチャンバ１の中の
真空度は一定に保たれる。次に陽極（接地電位）４には
被処理基板５がセットされており陽極４は被処理基板の
温度上昇を抑制するための水冷構造がとられている。次
にｌ−ゲット６はバッキングプレート７の上にハンダを
用いて溶着されており、このバッキングプレート７を水
冷することにより温度上昇を防ぐ方法がとられている。
ｌの中は真空ポンプにより高真空に排気した後アルゴン
（Ａｒ ）ガスのような不活性ガスをガス導入口２より
マスフローメータなどを運上で連続的に僅かづつ供給し
一方排気口３より排気することによりチャンバ１の中の
真空度は一定に保たれる。次に陽極（接地電位）４には
被処理基板５がセットされており陽極４は被処理基板の
温度上昇を抑制するための水冷構造がとられている。次
にｌ−ゲット６はバッキングプレート７の上にハンダを
用いて溶着されており、このバッキングプレート７を水
冷することにより温度上昇を防ぐ方法がとられている。
こ＼でターゲット６は周囲を接地した防着板８で保護さ
れると共にターゲット６と陽極４はそれぞれ高圧電源９
の正極および負極へと接続されている。スパッタは以上
のような装置を用いて行われるが最近は膜形成速度の速
いマクネトロンスパッタ法が多く用いられている。
れると共にターゲット６と陽極４はそれぞれ高圧電源９
の正極および負極へと接続されている。スパッタは以上
のような装置を用いて行われるが最近は膜形成速度の速
いマクネトロンスパッタ法が多く用いられている。
第２図は平板マグネトロン電極の断面図で第１図の従来
構造においてｌ−ゲット６を備えたバッキングプレート
７に永久磁石１０を訓えた点が異っている。すなわちか
Ｎる構造をとる場合は電界と磁界とが直交するため放電
により生じた電子はターゲット６の上の直交する磁力線
分布内にスパイラル運動して閉じ込められる結果ガス分
子と衝突して電離させる回数が増し密度の高いプラズマ
が発生しスパッタ速度が増加する。−力抜処理基板５へ
の篭手の衝突が少くなるので被処理基板５の温度上昇も
抑制される。このような利点から薄膜の形成はマク不ト
ロンスパッｌ法を用いて行われているが高い電流密度で
スバ、５が行われているためターゲット６は水冷されて
いるに拘わらず力）かなりの温度上昇がありそのためバ
ンキングプレート７にｌ−ゲットらを接着しているハン
ダが溶は出す危険性があり、その場合ハンダ材料のスバ
ッータが起る可能性がある。またターゲット６はバッキ
ングプレート７と通常上記のようにハンダにより溶着し
一体化されているのでターゲット６が消耗して交換する
場合はバッキングプレート７も換える必要があり、その
際に装置からの取り外しと装着はこのものが水冷構造が
とられているため容易でなかった。
構造においてｌ−ゲット６を備えたバッキングプレート
７に永久磁石１０を訓えた点が異っている。すなわちか
Ｎる構造をとる場合は電界と磁界とが直交するため放電
により生じた電子はターゲット６の上の直交する磁力線
分布内にスパイラル運動して閉じ込められる結果ガス分
子と衝突して電離させる回数が増し密度の高いプラズマ
が発生しスパッタ速度が増加する。−力抜処理基板５へ
の篭手の衝突が少くなるので被処理基板５の温度上昇も
抑制される。このような利点から薄膜の形成はマク不ト
ロンスパッｌ法を用いて行われているが高い電流密度で
スバ、５が行われているためターゲット６は水冷されて
いるに拘わらず力）かなりの温度上昇がありそのためバ
ンキングプレート７にｌ−ゲットらを接着しているハン
ダが溶は出す危険性があり、その場合ハンダ材料のスバ
ッータが起る可能性がある。またターゲット６はバッキ
ングプレート７と通常上記のようにハンダにより溶着し
一体化されているのでターゲット６が消耗して交換する
場合はバッキングプレート７も換える必要があり、その
際に装置からの取り外しと装着はこのものが水冷構造が
とられているため容易でなかった。
（ｄｉ 発明の目的
本発明の目的はターゲットの冷却効果を高め且つその装
着の容易な冷却方法を提供するにある。
着の容易な冷却方法を提供するにある。
（ｅｌ 発明の構成
本発明の目的はｌ−ゲットをバッキングプレートに不、
ジ止めすると共にターゲットとバッキングプレート間に
設けた微少な隙間に減圧したガスを介在させて冷却する
方法をとることにより実現することができる。
ジ止めすると共にターゲットとバッキングプレート間に
設けた微少な隙間に減圧したガスを介在させて冷却する
方法をとることにより実現することができる。
ｉｆｆ 発明の実施例
本発明はハンダの代りに比熱が小さく熱体＄４の大きい
ガス例えば・＼リウム（Ｈｅ）を減圧して用いることに
より効果的にターゲットの冷却を行うものである。第３
図は本発明に係る々−ゲッ１−１１吉バッキングプレー
ト１２の断面図で両者の接合は従来のハンダに代ってネ
ジ１３によるネジ止めにより行なわれており、またター
ゲット１１の下には僅かの隙き間１４例えば１０（μｍ
〕程度があって減圧したヘリウムガスを流入するか或は
封じ込めている。すなわち第３図の実施例の場合ガスの
流入口１５と流出口１６を設けると共にｌ−ゲット１１
とバッキングプレート１２との間に真空シール１７を置
きネジ１３を用いて圧着し両者の間隔を一定に保つと共
に排気して中の真空度を一定値に保っている。こ＼でタ
ーゲラ１−１１の下の隙き間１４の間隔は使用するガス
の真空度と密接な関係があり、有効な熱交換を行うには
隙き間１４にあるガスの平均自由行程が隙）き間１４の
間隔より長いと効果的である。例えば！リウムガスの真
空度が１ （ｌ［Ｔｏｒｒ〕の場合はこのガス分子の平
均自由行程は約１０Ｃμｍ］であるからこれと同等か或
はこれ以上の真空度の場合は有効な熱交換が行われるこ
とになる。また熱交換が行われる隙き間・１，１４の下
側とバッキングプレート１２との空間１８には冷却水を
通すことにより隙き間１４を冷却している。次に本発明
に係る構造に３いて々−ケント１１とバッキングプレー
ト１２とをネジ止めしているオシ１３の材料は４ンタル
（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）などスパングされにくい金属
で形成する必要があるが、第３図に示ずようにＩ−ゲノ
１−１１の周辺に段差をつけてこ＼にネジ１３を設けれ
ば第１図に示すように周囲には防着板８がありまた。
ガス例えば・＼リウム（Ｈｅ）を減圧して用いることに
より効果的にターゲットの冷却を行うものである。第３
図は本発明に係る々−ゲッ１−１１吉バッキングプレー
ト１２の断面図で両者の接合は従来のハンダに代ってネ
ジ１３によるネジ止めにより行なわれており、またター
ゲット１１の下には僅かの隙き間１４例えば１０（μｍ
〕程度があって減圧したヘリウムガスを流入するか或は
封じ込めている。すなわち第３図の実施例の場合ガスの
流入口１５と流出口１６を設けると共にｌ−ゲット１１
とバッキングプレート１２との間に真空シール１７を置
きネジ１３を用いて圧着し両者の間隔を一定に保つと共
に排気して中の真空度を一定値に保っている。こ＼でタ
ーゲラ１−１１の下の隙き間１４の間隔は使用するガス
の真空度と密接な関係があり、有効な熱交換を行うには
隙き間１４にあるガスの平均自由行程が隙）き間１４の
間隔より長いと効果的である。例えば！リウムガスの真
空度が１ （ｌ［Ｔｏｒｒ〕の場合はこのガス分子の平
均自由行程は約１０Ｃμｍ］であるからこれと同等か或
はこれ以上の真空度の場合は有効な熱交換が行われるこ
とになる。また熱交換が行われる隙き間・１，１４の下
側とバッキングプレート１２との空間１８には冷却水を
通すことにより隙き間１４を冷却している。次に本発明
に係る構造に３いて々−ケント１１とバッキングプレー
ト１２とをネジ止めしているオシ１３の材料は４ンタル
（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）などスパングされにくい金属
で形成する必要があるが、第３図に示ずようにＩ−ゲノ
１−１１の周辺に段差をつけてこ＼にネジ１３を設けれ
ば第１図に示すように周囲には防着板８がありまた。
−ｙ ／）−イトロンスバレタ法を用いるためこのネジ
１３の構成金属がスパクθされることはない。
１３の構成金属がスパクθされることはない。
ｔｇ１発明の効果
以上のようにターケラト１１と水冷したバッキングプレ
ート１２とを比熱が小さく熱体４率の大きい減圧ガスを
介してネジ止めすることにより、たとへｌ−ゲット１１
の温度が２００（℃〕程度まで上昇しても接着剤の容解
のような事故は起らずまた従来は４−ゲット１１はバッ
キングプレートと一体化しておりその下部が水冷されて
いるためη−ゲットの交換は容易でなの）つたが、本発
明に係る方法を用いる場合はネジ１３による接着のため
ｌ−デッドの父侯が容易でまた効率のよい冷却がｉｊＪ
能と１４゛る。
ート１２とを比熱が小さく熱体４率の大きい減圧ガスを
介してネジ止めすることにより、たとへｌ−ゲット１１
の温度が２００（℃〕程度まで上昇しても接着剤の容解
のような事故は起らずまた従来は４−ゲット１１はバッ
キングプレートと一体化しておりその下部が水冷されて
いるためη−ゲットの交換は容易でなの）つたが、本発
明に係る方法を用いる場合はネジ１３による接着のため
ｌ−デッドの父侯が容易でまた効率のよい冷却がｉｊＪ
能と１４゛る。
第１図はスパッタ装置の構成図、第２図は平板マダイ、
トロン電極の断面図、第３図は本発明に係るグーケラト
とバッキングプレートとの接合の断面図である。 図において１はチャンバー、２はガス導入口、３は排気
口、４は陽極、５は被処理基板、’６．１１はターゲッ
ト、７，１２４：ｊバッキングプレート、８は防着板、
９は高圧電源、１０は永久磁石、１３はネジ、１４は隙
き間、１５はガス流入口１．１６はカス流出口、１７は
真空ソール、１８は冷却水の流れる空間。
トロン電極の断面図、第３図は本発明に係るグーケラト
とバッキングプレートとの接合の断面図である。 図において１はチャンバー、２はガス導入口、３は排気
口、４は陽極、５は被処理基板、’６．１１はターゲッ
ト、７，１２４：ｊバッキングプレート、８は防着板、
９は高圧電源、１０は永久磁石、１３はネジ、１４は隙
き間、１５はガス流入口１．１６はカス流出口、１７は
真空ソール、１８は冷却水の流れる空間。
Claims (1)
- スパッタ装置のチャンバ内に被処理基板に対向して配設
されているｌ−ゲットを該ターゲットとバッキングプレ
ート間に設けた微少な隙間に減圧ガスを介在させること
により冷却することを特徴とするスパンｌ−ターゲット
の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171583A JPS59170268A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | スパツタ・タ−ゲツトの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171583A JPS59170268A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | スパツタ・タ−ゲツトの冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170268A true JPS59170268A (ja) | 1984-09-26 |
Family
ID=12616114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4171583A Pending JPS59170268A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | スパツタ・タ−ゲツトの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170268A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62166471A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 画像デ−タ並列処理方式 |
| JPH02243760A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-09-27 | Tokyo Electron Ltd | 電極構造体 |
| EP0467390B1 (en) * | 1990-07-20 | 1998-04-01 | Tokyo Electron Limited | Support table for plate-like body and processing apparatus using the table |
| KR100536580B1 (ko) * | 1998-09-23 | 2006-03-09 | 삼성전자주식회사 | 스퍼터링 시스템의 타켓 냉각장치 |
| JP2009052094A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スパッタリングカソード及び成膜方法 |
| CN106399953A (zh) * | 2016-06-21 | 2017-02-15 | 乔宪武 | 一种溅射靶材自循环冷却装置 |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4171583A patent/JPS59170268A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62166471A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 画像デ−タ並列処理方式 |
| JPH02243760A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-09-27 | Tokyo Electron Ltd | 電極構造体 |
| EP0467390B1 (en) * | 1990-07-20 | 1998-04-01 | Tokyo Electron Limited | Support table for plate-like body and processing apparatus using the table |
| KR100536580B1 (ko) * | 1998-09-23 | 2006-03-09 | 삼성전자주식회사 | 스퍼터링 시스템의 타켓 냉각장치 |
| JP2009052094A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スパッタリングカソード及び成膜方法 |
| CN106399953A (zh) * | 2016-06-21 | 2017-02-15 | 乔宪武 | 一种溅射靶材自循环冷却装置 |
| CN106399953B (zh) * | 2016-06-21 | 2018-12-18 | 杭州联芳科技有限公司 | 一种溅射靶材自循环冷却装置 |
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