JPS6354070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は金属膜を高効率で形成できるように
したスパツタ用ターゲツトに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来より、電子部品、磁気記録媒体等における
高融点金属の薄膜形成にスパツタリングが利用さ
れている。スパツタリングは、陽極〜陰極間に数
百ボルトの電圧を印加してグロー放電を生じさ
せ、陰極周辺に配置させたターゲツト金属原子を
上記放電によつてを叩き出し、陰極付近に配置さ
れた基板上に上記金属原子を付着させるものであ
る。特にエレクトロンの動きを磁界と電界によつ
て拘束し基板に流入するエレクトロンを抑制する
ようにしたものにあつては、基板の温度上昇を抑
制できるという利点がある。 ところで、スパツタリングによる膜形成速度を
速めて生産性の向上化を図るためには電極間電圧
を高めれば良いが、この場合には基板の温度上昇
をもたらし、熱に弱い材料に適用することが困難
になるという問題がある。 そこで、基板の温度を上昇させず、しかもスパ
ツタリングの生産性を高めるため、スパツタリン
グ用ターゲツトを可能な限り大形にして一度に形
成可能な製品数を増加させることが考えられる。 しかしながら、スパツタリング用ターゲツトを
大形化するには次のような問題があつた。 すなわちターゲツト材は通常バツキングプレー
トに固定されるが、この固定方法として、一般に
ははんだ付けが使用されていた。その理由は、使
用済みターゲツト材を回収して再利用する場合の
回収がロー付けなどに比べて比較的容易であるこ
と、また、ターゲツト材とバツキングプレートと
の間の密着性を高めてターゲツト材の冷却効果を
高めるためである。ところが、例えばCo−Cr材
のように熱伝導の良くない金属を銅系バツキング
プレートに支障なくはんだ付けできるターゲツト
材の大きさには限度がある。すなわち、ターゲツ
ト材が500mm角以上になると、熱伝導と熱膨張係
数の差および加熱冷却方式に起因して、はんだ付
け後のバツキングプレートの反りが大きくなるか
らである。このようにバツキングプレートの反り
が大きくなると、プレートの修正加工をしないと
真空シールが困難になるうえ、修正加工時にはん
だが剥がれてしまうという問題があつた。つま
り、このような問題がスパツタリング用ターゲツ
トを大形化する上での障害となつていた。 また、はんだ付けによつてターゲツト材を固定
する作業は、極めて工数がかかり、しかもはんだ
強度の関係からスパツタリング装置への大電力投
入が困難となるなどの問題があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、このような従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、他に支
障を与えることなしにターゲツト材の大形化を図
ることができ、もつて生産性の向上化に寄与し得
るスパツタリング用ターゲツトを提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明は、一方の面に平面形状が長方形で底部
面積が開口部面積よりも広い凹部を備えたバツキ
ングプレートと、このバツキングプレートの前記
凹部に嵌合するとともに前記凹部底面に対向する
固定面を他方の面よりも広い面積となるように形
成してなる長方形の平板状ターゲツト材と、この
ターゲツト材と前記バツキングプレートとを機械
的に固定するスペーサと、前記バツキングプレー
トの凹部底面の周縁部でかつ上記凹部底面と前記
ターゲツト材の固定面との間に介装されたオイル
シールリングと、このオイルシールリングの内側
でかつ前記凹部底面と前記固定面との間に充填さ
れたフツ素系油とを具備してなることを特徴とし
ている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、ターゲツト材とバツキングプ
レートとをはんだ付けではなく、機械的に固定す
るようにしているので、ターゲツト材を大形化し
てもターゲツト材とバツキングプレートとを容易
に固定することできる。 ところで、このようにターゲツト材を機械的に
固定するとターゲツト材とバツキングプレートと
の間の密着性が低下することが考えられるが、本
発明によれば、両者の間にフツ素系油を充填して
いるので、両者の伝熱効果は大きい。したがつ
て、ターゲツト材の温度上昇も抑制できる。 また、この発明では蒸気圧の低いフツ素系油を
用い、しかもバツキングプレートの凹部底面の周
縁部にオイルシールリングを配置しているので、
フツ素系油が真空雰囲気に流入することもない。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照しながら本発明に一実施例に
係るスパツタリング用ターゲツトについて説明す
る。 第１図は本実施例に係るスパツタリング用ター
ゲツトを組込んだスパツタ源を示す縦断面図であ
り、第２図は同横断面図、第３図ａはバツキング
プレートの平面図、同図ｂは側面図をである。 第１図において１はスパツタリング用の真空容
器である。スパツタ源２は、この真空容器１に設
けられた窓３を密封する如く固定される。 スパツタ源２は、次のように構成されている。
すなわち、ベースプレート１０上には、スタンド
１１が固定されている。このスタンド１１は、前
記真空容器１の窓３の周縁部に対向配置された角
形環状の支持枠１２と、この支持枠１２をベース
プレート１０上で支持する脚１３と、上記支持枠
１２とベースプレート１０との間の位置に固定さ
れた固定板１４とからなるものである。 支持枠１２と真空容器１とは取付け枠１５を介
して固定される。この取付け枠１５は、支持枠１
２の外周部にねじ１６によつて固定され、前記真
空容器１との間および支持枠１２との間にそれぞ
れパツキング１７，１８を介在させて両者の間の
真空シールを施すようにしている。 一方、支持枠１２の内周部には、角形環状の絶
縁スペーサ２０を介して平板状の冷却板２１が載
置されている。冷却板２１は、その上面に冷却水
を通流させるための溝２２を有したものであり、
この溝２２には冷却水Ｐの導入管２３および排出
管２４が接続されている。冷却板２１と前記絶縁
スペーサ２０との間および支持枠１２と絶縁スペ
ーサ２０との間は、冷却板２１に装着されたパツ
キング２５および支持枠１２に装着されたパツキ
ング２６によつてシールされている。 そして、上記冷却板２１の上には本実施例に係
るターゲツト２７が載置されている。このターゲ
ツト２７は、バツキングプレート２８と、ターゲ
ツト材２９と、両者を固定するスペーサ３０と、
バツキングプレート２８とターゲツト材２９との
間に充填された図示しないフツ素系油と、オイル
シールリング３１，３２とで構成されている。 バツキングプレート３１は、カソードとなるも
のであり、長方形の鋼板で形成され、長方形の凹
部Ｑを備えたものとなつている。上記長方形の凹
部Ｑは、第３図に示すように、横断面形状の両側
面部が逆テーパ状となるように形成されている。
このバツキングプレート２８は冷却板２１にねじ
３３によつて固定されている。バツキングプレー
ト２８と冷却板２１との間のシールは、冷却板２
１の外周部に並列に埋め込まれた２つのパツキン
グ３４，３５によつて施されている。これら２つ
のパツキング３４，３５の間は孔３６を介して大
気解放されている。このため冷却水Ｐと真空雰囲
気とを確実に分離することができる。 ターゲツト材２９は、例えば長さが500mm程度
の大形長方形のCo−Cr合金からなるものであり、
前記バツキングプレート２８の凹部Ｑに嵌合し得
るように、横断面形状の側面部がテーパ状に形成
され、かつ横幅が前記凹部Ｑよりも狭く形成され
たものとなつている。したがつて、このターゲツ
ト材２９を凹部Ｑに収納し、ターゲツト材２９を
幅方向の一方の側に寄せると、ターゲツト材の一
方の側面部と凹部Ｑの一方の側面部とが嵌合す
る。このとき、ターゲツト材の他方の側面部と凹
部Ｑの他方の側面部との間にスペースを生じる
が、このスペースには、スペーサ３０が装着さ
れ、これによつてターゲツト材２９は、バツキン
グプレート２８に固定されることになる。 また、オイルシールリング３１，３２は、凹部
Ｑの底面周縁部に並列に埋め込まれており、上記
凹部Ｑの底面とターゲツト材２９の固定面との間
に充填されたフツ素系油を内部に密封する機能を
有する。フツ素系油としては、例えばフオンプリ
ン（商標名；モンテジソン社製）が好適である。 冷却板２１の外周部には角形環状の絶縁スペー
サ４１を介してやはり角形環状のフランジ４２が
載置されている。そして、このフランジ４２と支
持枠１２とをねじ４３で固定することによつて両
者の間に存在する絶縁スペーサ２０，４１および
冷却板２１が挟持固定される。そして上記フラン
ジ４１の上面には環状のアノード４４が固着され
ている。 一方、前述した固定板１４の上部には可動板５
０が配置されている。この可動板５０と固定板１
４とは複数の偏心軸５１および軸受５２を介して
連結されている。これら偏心軸５１の１つ、例え
ば中心部に位置したものにはモータ５３が連結さ
れている。可動板５０の上面には、絶縁部材５４
を介して磁石支持板５５が固定されている。この
磁石支持板５５の上面には環状の磁石５６が、ま
たこの磁石５６の中心部には平板状の磁石５７が
それぞれ固定されている。これら各磁石５６，５
７は、それぞれ第１図中上下方向に着磁されてお
り、磁石支持板５５ともに磁気ループを形成し、
バツキングプレート２８に平行な方向の磁束を供
給する。これら磁石５６，５７は、冷却板２１の
下面に対して僅かの隙間を介して配置される。な
お、図中５８は、金属膜を形成される図示しない
基体を冷却しながら導くローラである。 いま、真空容器１の内部を10^-3〜10^-4Torr程
度の真空状態にし、ローラ５８に密着するように
例えば700mm幅の高分子フイルムからなる基板を
移動させ、アノード４４〜バツキングプレート
（カソード）２８間に、上記基板が溶融しない程
度の数百Ｖの電圧を印加すると、両電極間に放電
が生じる。磁石５６，５７から発生した磁界と両
電極間に生じた電界とが直交する部分では、放電
によつて電離した電子がマグネトロン運動を起こ
し、高密度プラズマが発生する。これによつて、
例えばCo−Cr合金からなるターゲツト材２９か
らスパツタ原子が叩き出され、このターゲツト材
２８の近傍に配置された基板上に付着する。かく
して基板上に金属薄膜が形成されていく。この場
合、ターゲツト材２９はスパツタ原子の叩き出さ
れた部分とそうでない部分とで消耗の程度が異な
るため、可動板５０をモータ５３で駆動して、磁
石５６，５７とターゲツト材２９との相対位置を
変化させ、消耗箇所の均一化を図るようにしてい
る。 そして、この場合には、ターゲツト材２９をバ
ツキングプレート２８に対し、はんだ付けではな
く機械的な固定方法によつて固定するようにして
いるので、ターゲツト材２９を大形にしても、何
等固定上の不都合は生じない。このため、ターゲ
ツト材２９を大形にすることによつて、一度にス
パツタリングされる面積を増加させることがで
き、生産性の向上化を図ることができる。 また、本実施例によれば、バツキングプレート
２８とターゲツト材２９との間にフツ素系油を充
填しているため、両者の間の熱伝達も良好であ
り、ターゲツト材２９を効率良く冷却することが
できる。 なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではない。 例えば、第４図に示すように、ターゲツト材６
０の固定面側を凸とするように湾曲させるととも
に、バツキングプレート６１の凹部Ｑの底面部を
上記凸面と嵌合するように湾曲させるようにして
もよい。この場合には、スパツタリングによる温
度上昇でターゲツト材６０が、バツキングプレー
ト６１に対して接触面圧を増加させるように変形
するので、より冷却効果を高めることができる。 この他、ターゲツト材の材質などは、上述した
実施例のものに限定される訳ではなく、各種のタ
ーゲツトに適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスパツタリン
グ用ターゲツトを組込んだスパツタ源の縦断面
図、第２図は同スパツタ源の概略的な横断面図、
第３図ａは同スパツタ源におけるバツキングプレ
ートの平面図、同図ｂは同横断面図、第４図は本
発明の他の実施例に係るスパツタリング用ターゲ
ツトの一部を示す縦断面図である。 １……真空容器、２……スパツタ源、３……
窓、１０……ベースプレート、１１……スタン
ド、１２……支持枠、１４……固定板、１５……
取付け枠、１７，１８，２５，２６，３４，３５
……パツキング、２０，４１……絶縁スペーサ、
２１……冷却板、２２……溝、２３……導入管、
２４……排出管、２７……ターゲツト、２８，６
１……バツキングプレート（カソード）、２９，
６０……ターゲツト材、３０……スペーサ、３
１，３２……オイルシールリング、４２……フラ
ンジ、４４……アノード、５０……可動板、５１
……偏心軸、５３……モータ、５４……絶縁部
材、５５……磁石支持板、５６，５７……磁石、
５８……ローラ、Ｐ……冷却水、Ｑ……凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の面に平面形状が長方形で底部面積が開
   口部面積よりも広い凹部を備えたバツキングプレ
   ートと、このバツキングプレートの前記凹部に嵌
   合するとともに前記凹部底面に対向する固定面を
   他方の面よりも広い面積となるように形成してな
   る長方形の平板状ターゲツト材と、このターゲツ
   ト材と前記バツキングプレートとを機械的に固定
   するスペーサと、前記バツキングプレートの凹部
   底面の周縁部でかつ上記凹部底面と前記ターゲツ
   ト材の固定面との間に介装されたオイルシールリ
   ングと、このオイルシールリングの内側でかつ前
   記凹部底面と前記固定面との間に充填されたフツ
   素系油とを具備してなることを特徴とするスパツ
   タリング用ターゲツト。 ２ 前記ターゲツト材は、前記固定面側を凸とす
   るように湾曲させたものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のスパツタリング用タ
   ーゲツト。 ３ 前記ターゲツト材はCo−Cr合金からなるも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスパツタリング用ターゲツト。