JPS60135572A - スパツタリング方法 - Google Patents

スパツタリング方法

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JPS60135572A
JPS60135572A JP24384383A JP24384383A JPS60135572A JP S60135572 A JPS60135572 A JP S60135572A JP 24384383 A JP24384383 A JP 24384383A JP 24384383 A JP24384383 A JP 24384383A JP S60135572 A JPS60135572 A JP S60135572A
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JP
Japan
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sputtering
target
sputtering target
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Application number
JP24384383A
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English (en)
Inventor
Katsuo Abe
勝男 阿部
Hide Kobayashi
秀 小林
Masao Sakata
坂田 正雄
Osamu Kasahara
修 笠原
Hideji Ogishi
大岸 秀次
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019840008168A priority patent/KR890002746B1/ko
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414Targets
    • H01J37/3426Material
    • H01J37/3429Plural materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
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    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
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    • HELECTRICITY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はスパッタリング方法に関するものである、−。
〔発明の背景〕
第1図は一般的なスパッタ電極と、スパッタリングター
ゲットの構造を説明するための概略断面を示したもので
ある。スパッタリングターゲット101のスパッタリン
グに曝される第1の主面102は、スパッタリングガス
、通常はアルゴンガスのイオンの衝撃に曝されるので、
かなりの高温となる。アルミ等の比較的融点の低い金属
では第1の主面102が、この熱により溶融し正常なス
パッタリング全行えないことがある。
また高温に耐える物質であっても、金属酸化物の焼結体
等の脆弱な物質であれば、第1の主面102とスパッタ
リングに曝されぬ第2の主面104間の熱ストレスによ
り、スパッタリングターゲット101が割れてしまうこ
とがある。なお110 は冷却水の導入口、111は冷
却水の排出口112はアノードを示す。
以上の理由から、スパッタリングターゲット全冷却する
ことが一般的に行われている。すなわち第1図の従来例
について説明すれば、通常バッキングプレートと呼ばれ
る冷却部材103に何らの方法により、スパッタリング
ターゲット101ヲ当接させ、バッキングプレート1O
3のスパッタリングターゲットと当接せぬ反対の面を水
冷することが一般的である。もちろんこのバッキングプ
レートにはスパッタリンクのための負の高電圧を印加す
るようにする。
バッキングプレー)103は、熱伝導の点から銅が好ん
で用いられる。しかし、スパッタリングターゲットの2
g2の主面104が、よくバッキングプレート106に
密着されていなければ冷却の効果も十分でない。このた
めに通常金属材をスパッタリングターゲットとして用い
る時にはメタルボンディングと呼ばれる多くはインジウ
ム合金ハンダを用いたロウづけにより、スパッタリンゲ
タ−ゲット101とバッキングプレート103を当接さ
せる。
この方法は、冷却効率ががなりよいと考えられるが、以
下に示す欠点をもつ。第1の欠点はこのメタルボンディ
ング自体の費用であり、第2はスパッタリングターゲッ
ト101が消耗して新品と交換する際に、バッキングプ
レート106とともに交換する必要があることである。
この交換作業は、バッキングプレートの裏面を水冷して
いるために、交換作業中にスパッタリング装置の真空槽
内に冷却水を飛散まだは滴下させる危険性がある。真空
槽内に水があれば真空ポンプにて所定の真空度にまで真
空槽を排気するのに長時間を要するばかりでなく、冷却
水により真空槽内が汚染されることもある。したがって
、スパッタリングターゲットの消耗にともなう交換は従
来から、パッキングプレートラともなわぬ形で行うこと
が望まれていた。
第2図は、上記した欠点全解決するために試みられた一
例を示すものである。この例では、スパッタリングター
ゲット101′は、その周辺の押え治具201によりバ
ッキングプレート1O3に押えつけられ固定されている
。この固定方法で・ 5 ・ あれば、スパッタリングターゲラ) 101’はバッキ
ングプレート106をスパッタ電極から取り外すことな
く、交換を行うことができる。しかしこの方法も以下に
述べる欠点をもつ。すなわちバッキングプレート106
と、スパッタリングターゲラ) 101’は広い面積で
は接触していないため、やはりスパッタリングターゲッ
トの温度が過度に上昇することが生じた。
以上述べたことヲマとめると、バッキングプレートと、
スパッタリングターゲットの当接の方法トして、単にス
パッタリングターゲットをバッキングプレートに押えつ
け固定するだけでは、 (1)熱的接触 (2)特に抵抗率の高いStなどの材料をスパッタリン
グターゲットとして用いる場合には電気的な均一の接触 に難点がある、 〔発明の目的〕 本発明の目的は上記した従来技術の欠点を解・ 4 ・ 決し、特にStなどの如き抵抗率の高い材料のスパッタ
リングを大電力で行うことのできるスパッタリング方法
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明はスパッタリングターゲラトラ、バッキングプレ
ートと多点で接触させ、電気的接続と熱伝導とを良好に
した状態でスパッタリングすることを特徴とするスパッ
タリング方法である。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図にもとすいて、具体的に説明す
る。
第6図は、スパッタリング材料として使用する物質がア
ルミの如く比較的軟かいものである場合の本発明に係る
第1の実施例である。スパッタリングターゲット601
のスパッタリングを受ける第1の主面302とは反対の
第2の主面305ハ、バッキングプレート103と押え
治具604により当接している。従来技術についての説
明で述べたように、単に平面同士を当接させたのでは何
点からの点接触が得られるだけで、熱的には良好な接触
であるといλない。しかるに本発明では第5図に示すよ
うに、スパッタリングターゲットの301第2の主面M
13に、機械加工等で、その詳細金第4図(A)に示す
如く、細い凸凹を設け、これらの凸の部分が、バッキン
グプレート103とスパッタリングターゲット301の
第2の主面303全体に均一をこ接触されるようにした
。発明者らの実験によねば、凸部の高さはi ”rm程
度、凸部の形状は三角形、また凹凸のピッチは1〜5r
・m程度であった時に良好な結果を旬ろことができた。
上記した第1の実施例はアルミ等の比較的軟かい金属に
ついてであっテ、凸部がスパッタリングターゲットの押
え治具304により押えられ、ややつぶれて多点での接
触が得られる。
第4図(B)は逆にバッキングブレー) 105の方に
凹凸を与えるようにした例であり、第4図(A)と同様
な効果が、子〕る。、 第5図(A)は上記(〜た凹凸と同様な効果が得られる
本発明係わる第2の実施例である。例えばシリコンの如
く脆弱な材料では、第1の実施例で述べた如く、スパッ
タリングターゲット裏面の凹凸の加工を行うことは困難
である。このためにバッキングプレート103と、スパ
ッタリングターゲット601間に金属性の網501を配
置した。この金属の網501はスパッタリングターゲッ
トと、バッキングプレート間の電気的接触と熱的接触と
を同時満足させるものである。発明者らの実験によれば
銅製の細線を編んだ網が、軟かさと熱伝導率の点から良
好であった。この時の網目のピッチは1〜6 TINで
大きな差はみとめられなかった。
第5図(I3)は金属性の網の代りに、トタン屋根の如
く、細く折り返えされたハク502ヲ用いた例であり、
第5図(A)と同様な効果を得ることができる。
第6.7図は本発明に係わる第6の実施例を示したもの
である。例えば合金の薄膜をスパッタリングによって得
るためには、スパッタリングターゲットを複数種類の物
質で構成させることがよく行われる。第6図はモリブデ
ンと、シリコンとの合金膜を得るだめに1つの円形のス
パッタリングターゲット601を、モリブデンとシリコ
ン;それぞれの単一材料のターゲット部材を組み合せた
ものである。このスパッタリングターゲットについては
発明者らの先願(特願昭56−113660 、または
特願昭57−81457)を参照されたい。第6図中6
02はシリコン、6o5はモリブデンのターゲット部材
である。第6図に示ススバッタリングターゲットの断面
構造を第7図に示す。
第7図に示すようにスパッタリングターゲット601は
、シリコンの環状ターゲット部材602と、これが埋め
込まれる溝を第1の主面にもつ円形のモリブデンのター
ゲット部材603から構成されている6、 このようなスパッタリングターゲット構造の場合に最も
問題となるのは、シリコンターゲット部材602と、モ
リブデンターゲット部材6os・ 8 ・ との電気的接触である。シリコンは半導体物質であるた
めに、たとえ多くの不純物をドーピングしても、純金属
と比較すると抵抗が高い。例えば第6図中のA、B、C
の3点のみで、シリコンターゲット部材602とモリブ
デンターゲット部材606とが接触していると、シリコ
ンのターゲット部材の抵抗が高いために4点9M点。
0点附近のシリコンターゲット部材がより多くスパッタ
リングを受け、熱的な集中、不均一なターゲツト材の消
耗が発生し好しくない1、もしシリコンの環状ターゲッ
ト部材602がアルミであった彦ら、熱的な問題はとも
かく電気的にはアルミの比抵抗が十分に小さいので、ス
パッタリングのムラは発生しない。
以上述べた不都合を解決するのが、第7図に示す如く、
シリコンのターゲット部材602と、モリブデンのター
ゲット部材606との間に配置された金属性の網604
であり、電気的な接触を良好に保つことができる。
発明者らは第6.7図のスパッタリングターゲットによ
り、モリブデンシリサイド膜を作成したが、金属性の網
604を用いないと、成膜対象基板上で得られる膜のモ
リブデンとシリコンとの比(組成)が実験毎に大きく変
動した。これは、実験中にシリコンのターゲット部材6
02が膨張し、モリブデンのターゲット部材603との
接触点が実験毎にその場所1個数を変えるためであり、
第7図に示す金属性の網604を用いることによりきわ
めてよい実験の再現性が得られた。更に、この金属性の
網604を用を用いることにより、シリコンのターゲッ
ト部材602が大電力のスパッタリングを行っても割れ
が発生することがなくなった。金属性の網604ヲ用い
ぬ場合には約600Wの電気的入力以上では環状シリコ
ンターゲット部材602に割れがはいり、破損して使用
できなくなることがあったが、この金属性の網604ヲ
用いることにより、1.+SKWのスパッタリング電力
でも、環状シリコンターゲット部材602に破損を生じ
ないことを確認した。これは、モリブデンターゲット部
材603とシリコンターゲット部材602との熱的接触
が改善された結果である。
上述した如くして構成したスパッタリングターゲット構
造体601ヲパツキングプレート106に固定ネジ60
5でもって固定するわけであるが例えば、いくつかの欠
点はあるが従来技術であるボンディングによっても、ま
だ第8図に示す如く、補助バッキングプレート801上
に一度スバッタリングターゲット構造体601ヲ組み立
て更にこれをバッキングプレート103上に、本発明に
よる方法、すなわち、例えば金属性の鋼802を更に用
いて固定することもできる。
以上の述べたように本発明の要点は、ターゲットとバッ
キングプレートまたはターゲットを構成するターゲット
部材間、更にはバッキングプレートと、補助バッキング
プレート間に全体にわたって均一に多くの点接触が行わ
れるようにし、電気的接触と、熱的接触とを、良好に保
つことである。
上記した多点接触を行うためには、当接する面のいづれ
か一方又は両方に、例えば機械加工エツチング、また何
らの手段による凹凸面をもつ膜の形成を行えばよく、こ
れらはいづれも本発明の技術思想に含まれるものである
〔発明の効果〕
本発明により、スパッタリングターゲツト材とバッキン
グプレート、スパッタリングターゲット部材間同士、バ
ッキングプレートと補助バッキングプレート間の電気的
、熱的接触の改善をはかることができ、このためにバッ
キングプレートをともなわガいスパッタリングターゲッ
トの容易な交換、スパッタリングのプラズマのターゲッ
ト上のでの均一な発生、天竜カスバッタリング(従来6
oowtでの最大投入電力が1600W以上に改善され
、より高速な成膜ができた)等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術であるスパッタ電極と、スパッタリン
グターゲットの断面構造を示した図第2図は従来技術で
あるパッキングプレートラ・ 12・ ともなわぬスパッタリングターゲットの交換が可能なス
パッタリングターゲット構造体の断面を示した図、第3
図は本発明にかかわる第2の主面に凹凸をもつスパッタ
リングターゲットの断面構造を示した図、第4図は第6
図の詳細図、第5図(A) 、 (B)は第3図のその
他の実施例を示す図、第6図は複数ターゲット部材を用
いた場合の本発明にかかわるスパッタリングターゲット
の上面図、第7図は第6図の断面構造を示した図、第8
図は補助バッキングプレートを用いた本発明にかかわる
他の実施例を示した図である。 103・・・バッキングプレート 301・・・スパッタリングターゲット304・・・押
え治具 501 、604 、802・・・金属性の鋼502・
・・バク ロ01・・・複数ターゲット部材 801・・・補助バッキングプレート 代理人弁理士 高 橋 明 夫 第1図 第2図 U5 第3図 雫4図 0j CB) 劉5図 (A) (B) It)5 晰6図 ■7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、スパッタリングターゲラトラ冷却部材と多点で接触
    させてスパッタリングすることを特徴とするスパッタリ
    ング方法。 2、上記スパッタリングターゲットは2つ以上のターゲ
    ット部材から構成されることを特徴とする特許請求範囲
    第1項記載のスパッタリング方法。 3、上記手段は金属製の網であることを特徴とする特許
    請求範囲第1項または第2項記載のスパッタリング方法
    。 4、上記複数のターゲット部材のうち少なくとも1つは
    他の残りのターゲット部のうち少なくとも1つは多点で
    接触することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    スパッタリング方法。
JP24384383A 1983-12-21 1983-12-26 スパツタリング方法 Pending JPS60135572A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24384383A JPS60135572A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 スパツタリング方法
US06/682,998 US4606802A (en) 1983-12-21 1984-12-18 Planar magnetron sputtering with modified field configuration
EP84115772A EP0148470B1 (en) 1983-12-21 1984-12-19 Planar magnetron sputtering with modified field configuration
DE8484115772T DE3479269D1 (en) 1983-12-21 1984-12-19 Planar magnetron sputtering with modified field configuration
KR1019840008168A KR890002746B1 (ko) 1983-12-21 1984-12-20 수정된 필드 구성을 갖는 플레이너 마그네트론 스퍼터링 방법 및 그 장치

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61104073A (ja) * 1984-10-26 1986-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパツタリング装置のスパツタガン
JP2017002355A (ja) * 2015-06-09 2017-01-05 株式会社高純度化学研究所 スパッタリングターゲット組立体

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