JPS61231171A - カソード・スパツタリング用ターゲツト保持装置 - Google Patents

カソード・スパツタリング用ターゲツト保持装置

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JPS61231171A
JPS61231171A JP7263686A JP7263686A JPS61231171A JP S61231171 A JPS61231171 A JP S61231171A JP 7263686 A JP7263686 A JP 7263686A JP 7263686 A JP7263686 A JP 7263686A JP S61231171 A JPS61231171 A JP S61231171A
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target
cooling
clip
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sputtering
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JP7263686A
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ウルス ベークマン
エドウアルト リレ
ピウス グリユーネンフエルダー
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Balzers AG
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)
    • 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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    • H01J37/3488Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/3497Temperature of target

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカソード・スパッタリング用ターゲットの保持
装置に係り、さらに詳しくはターゲットを冷却面に押圧
するためのクリップを備えたカソード・スパッタリング
用ターゲットの保持装置に関するものである。これは特
にマグネトロンスパッタリング源及び他の高速スパッタ
リング源で使用するものである。
以下余白 〔従来技術〕 マグネトロンスパッタリング源及び他の高速スパッタリ
ング源には、駆動出力が大きいので、スパッタリングす
べきターゲット材料を徹底的に冷却することが必要であ
る。スパッタリング速度が大きいことは、工程の質のた
めにも、この種の装置の経済性にとっても極めて重要で
ある。たとえば、半導体産業においてシリジウムの板に
アルミニウムをコーティングする場合に、コーテイング
室内の蒸気粒子密度と残留ガス粒子密度の比を最適に調
節することができるようにするために、高い蒸気密度な
いしは高いスパッタリング率が必要である。たとえば0
□などの望ましくない成分による汚染ないし不純化は、
スパッタリング速度を大きくすれば減少させることがで
きる。さらにスパッタリング装置では、層の成育速度が
大きいとコーティングすべき基台の通過量が大きくなり
、このことが経済性の向上に著しく役立つことができる
非常に大きなスパッタリング速度を得ることができるよ
うにするためには、それに応じて高い電気出力を使用し
なければならず、このことはターゲットを冷却する場合
に従来種々の問題をひき起こして来た。
冷却問題のよく使われる解決法は、直接水で冷却するこ
とである。この方法の場合には、冷却媒体である水が、
しばしば板として形成されるターゲットの裏側へ直接導
かれる。この場合にターゲットと冷却媒体との熱接触は
極めて良好であって、非常に良好な冷却能率がもたらさ
れる。しかし重大な欠点は、スパッタリング室の真空か
ら冷却媒体を分離するために、密封が必要なことである
このことは実際には漏れの危険によって駆動の不確実性
が生じ、かつ多数のねし止めが必要なことによってター
ゲットの取付けないし取外し時に作業労作が多くなって
しまう。
他の公知の方法では、閉鎖された水路を有する冷却板と
ターゲットとの間に特別な接触手段が使用される。特殊
な軟質半田合金を用いてターゲットを冷却された土台に
半田付けする方法も非常に広く行われている。しかしこ
の方法は高価でかつ煩雑である。大面積の清浄な半田付
けも簡単には行えない。時々は、接触手段として接着剤
あるいはペーストが使用される。しかしこれは多くの場
合に−ガスの放出のために一真空技術上受は入れられな
い。
第1図に示す公知でしばしば使用される他の方法はター
ゲットを冷却された土台に止めつけるものである。この
場合にターゲット1はクリップフランジ2を用いてボル
ト3によって冷却剤管路6を有する冷却板5に弾力に押
圧される。この方法の利点は、冷却された土台への固着
あるいは半田付けを省くことができることによって、そ
して冷却水とターゲットの真空との間に密封が必要でな
いので、この方法でターゲットを容易に取り付けかつ妥
当なコストで製造できることである。しかしこの方法に
は、ターゲットと冷却板との間の熱伝導が必然的に悪く
なることによって放出可能な熱量が著しく限定されてい
るという基本的な欠点がある。この熱伝達の悪い原因は
、2つの面を堅固に圧接する場合でも点状の接触箇所し
か生じないことにある。第1図に基づ〈実施例の場合に
はこの接触箇所は、ターゲットと冷却板の間の縁領域の
ねし止めゾーンに限定されている。したがってターゲッ
ト表面に生じる熱は、放出することを可能にするために
は、まずターゲツト板のこのねじ止めゾーンへ導かなけ
ればならない。第1図に示すように、すずのように軟質
で導電性の適当な物質からなる箔4をターゲットと冷却
板との間に挿入することによって接触面積を拡大する試
みがなされた。このことは冷却能率の見ざましい改良を
もたらしはしたが、箔の挿入は余裕がなくかつ入念に行
わなければならない。それなのに熱放出の量は激しい変
動にさらされ、かつ確実に再現できるものではない。
〔発明の解決しようとする問題点〕
これに対して本発明は、冷却された土台とターゲツト板
を土台に押圧するためのクリップとを備えたカソード・
スパッタリング用ターゲツト板の保持装置を、ターゲッ
トからの熱の放出をより強くかつより均一にし、それに
よってより大きいスパッタリング出力が可能になるよう
に改良する、という課題を設定するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
冒頭に述べた種類の本発明に基づく保持装置は、クリッ
プが次のように、すなわちクリップ自体がスパッタリン
グ駆動の間にターゲットに生じる全熱量の少なくとも1
0%を放出するように形成されていることを特徴とする
ものである。−クリップがターゲットの縁に噛合してい
る装置の場合に、このクリップが直接冷却装置と結合さ
れていることによって、本発明を特に簡単に使用するこ
とができる。この種のクリップは好ましくは2つのリン
グ状の押圧フランジによって形成され、このフランジを
ターゲツト板の上側及び下側に押圧することができる。
フランジ自体に冷却手段を通過させるための中空室を設
けることができ、かつこのフランジは特にターゲットの
外周に設けられた特別な冷却翼あるいは冷”却舌片と噛
合する。
〔実施例〕
次に、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第2図の実施例に基づく保持部材は、図から明らかなよ
うに、冷却板5から形成されており、この冷却板上に板
状のターゲット1を載置することができ、このターゲッ
トの一方の側(図中上側)でスパッタリングが行われる
。ターゲツト板には肩部が設けられているので、外周に
沿って冷却舌片12が形成され、この冷却舌片はリング
状の冷却フランジ2によってボルト3を用いて土台に対
して押圧される。この場合に冷却フランジ2と冷却舌片
の上側との間に非常に良好な伝熱接触が生じる。第2図
にはさらに、冷却板5と冷却フランジ2に冷却剤管路6
が設けられていること、及びターゲツト板の中央にリン
グクリップ13を付加することによって別の冷却可能な
固定部分を設けることが可能であることが示されており
、このリングクリップは本明細書の意味ではクリップと
みなされるものである。さらにターゲツト板1と冷却土
台5の間には、冷却を強化するために、伝熱性の箔4あ
るいは他の接触手段を公知の方法で挿入することができ
る。
第3図の例は、第2図で使用したような冷却された土台
を用いずに、本発明に基づく保持部材によってターゲツ
ト板を保持する方法が示されている。第3図においては
、ターゲツト板の上側と下側にそれぞれその外周に沿っ
て肩部が形成されており、それによってここでもターゲ
ツト板を1周する冷却舌片12が形成され、この冷却舌
片に上からと下から保持部材のそれぞれ能動的に冷却さ
れる二重フランジ2がボルト3によって押圧される。こ
の場合にも第2図におけるのと同様に、ターゲツト板中
央の両側に別の冷却クリップ13が取り付けられていて
、この冷却クリンプとターゲツト板1は良好に伝熱接触
している。
第4図においては第3図とは異なってターゲツト板の外
周には2つの冷却舌片12が設けられているので合計で
4面の冷却面が存在し、これらに対して冷却フランジ2
の4つの対向面がボルト3によって押圧される。
第5図の実施例の場合には、ターゲツト板の外周の冷却
舌片は再び1つだけであって、第3図に示すものと同様
の保持装置をこの冷却舌片に対応させることができる。
さらにより小さい直径の他の冷却されるクリップリング
14が設けられていて、このクリップリングの冷却面は
ターゲットの最も強い熱負荷を受ける領域である下側、
すなわちより大きい熱放出が望まれるところに設けられ
た冷却リプ15に接している。
そして第6図は、すでに述べたように、いわゆる接着さ
れたターゲット、すなわち溶接あるいは半田付けによっ
て冷却舌片17を有する土台16と堅固に結合されてい
るターゲット1の場合を示すものである。
本発明によってもたらされる進歩は、たとえば第1図に
基づく公知の保持装置の駆動データと第2図に基づく本
発明装置と比較することによって明らかである。第1図
に基づく保持装置は、直径200mmで厚さ12mmの
Aj!−3tターゲツトを用いて6KWの出力を用いて
駆動することができた。この場合にターゲットは一下側
で測定して一200℃の温度に達した。これに対して第
2図に基づく保持装置に同じターゲットを装着した場合
に、IIKWの駆動出力が使用され、それによってスパ
ッタリング速度の著しい向上が得られた。
それにもかかわらず温度は200°以上に昇らなかった
。したがって冷却は劇的に改良されたことになる。
この説明の意味におけるスパッタリング速度とは、スパ
ッタリング源から単位時間当たりに放出されるターゲッ
ト材料の量をさしている。この量は専門文献ではしばし
ば“スパッタリング率”とも呼ばれる。
さらに“ターゲット”とは少なくとも他のボディ、いわ
ゆる基台上で堆積を行わせるために、その表面(あるい
は表面の一部)からスパッタリング工程によって物質が
運び去られるボディのことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知のターゲツト板保持装置を示す断面図、第
2図は本発明の簡単な、一実施例を示すもので、ターゲ
ツト板の外周に設けられた肩部とこの肩部に押圧され能
動的に冷却される保持フランジによってターゲツト板を
冷却する保持装置の断面図、第3図は他の実施例を示す
ものでターゲットの外周に2つの肩部によって、形成さ
れる1つの冷却舌片が設けられていて、この冷却舌片の
両側に冷却フランジが押圧されている保持装置の断面図
、第4図は外周に2つの冷却舌片を有するターゲツト板
用の保持装置の断面図、第5図は外、周に1つの冷却舌
片を有し、さらに冷却されたリングクリップを用いて下
側を冷却する手段を備えたターゲット用の保持装置の断
面図、そして第6図は、土台と半田付けされているいわ
ゆる「接着された」ターゲットでも本発明に基づく保持
装置を有利に使用できるように形成する手段を示す断面
図である。 l・・・ターゲット、  2・・・冷却フランジ、3゛
・・ボルト、   4・・・接触手段、5・・・冷却板
、   6・・・冷却剤管路、12・・・冷却舌片、 
 13・・・冷却クリップ、14・・・クリップリング
、 15・・・冷却リプ、 16・・・土台、17冷却舌片

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ターゲットを冷却面へ押圧するためのクリップを備
    えたカソード・スパッタリング用ターゲット保持装置に
    おいて、クリップが次のように、すなわちクリップ自体
    がスパッタリング駆動の間にターゲットに生じる全熱量
    の少なくとも10%を運び去るように形成されているこ
    とを特徴とするカソード・スパッタリング用ターゲット
    保持装置。 2、クリップが冷却装置と結合されていて、かつターゲ
    ットの縁に噛合していることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の保持装置。 3、クリップにそれぞれ2つのリング状の押圧フランジ
    が設けられていて、これら押圧フランジがターゲットの
    上側と下側に押圧されることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の保持装置。 4、押圧フランジに冷却手段を通過させるための中空室
    が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の保持装置。 5、クリップが、多数の冷却翼を有するターゲットを収
    容するために形成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の保持装置。 6、クリップが、その外周に少なくとも2つの冷却舌片
    を有するターゲットを収容するために形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の保持装置
JP7263686A 1985-04-03 1986-04-01 カソード・スパツタリング用ターゲツト保持装置 Pending JPS61231171A (ja)

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CH144685A CH664303A5 (de) 1985-04-03 1985-04-03 Haltevorrichtung fuer targets fuer kathodenzerstaeubung.
CH01446/85-8 1985-04-03

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