KR20100114923A - 타겟 구조 및 타겟 구조의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 타겟과 백킹 플레이트와의 사이의 열전도성을 유지하면서, 타겟 구조를 보다 저비용으로 단시간에 제조한다.
(해결 수단) 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께 해당 타겟을 냉각하기 위한 백킹 플레이트를 가지는 타겟 구조에 있어서, 백킹 플레이트에는 냉각 유체가 흐르는 유체 유로(40)가 형성되고, 백킹 플레이트와 타겟은 유체 유로가 없는 위치에서 백킹 플레이트를 관통하는 나사에 의해 고정되고, 타겟의 일부는 유체 유로에 노출되어 있다.
(해결 수단) 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께 해당 타겟을 냉각하기 위한 백킹 플레이트를 가지는 타겟 구조에 있어서, 백킹 플레이트에는 냉각 유체가 흐르는 유체 유로(40)가 형성되고, 백킹 플레이트와 타겟은 유체 유로가 없는 위치에서 백킹 플레이트를 관통하는 나사에 의해 고정되고, 타겟의 일부는 유체 유로에 노출되어 있다.
Description
본 발명은, 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께 해당 타겟을 냉각하기 위한 냉각 플레이트를 가지는 타겟 구조, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들어 반도체 장치의 제조 프로세스 등에서는, 기판에 성막(成膜)을 실시하는 스퍼터링 장치가 이용되고 있다. 스퍼터링 장치는, 이온화한 가스 등의 충돌에 의해 소망하는 원자를 방출하는 스퍼터링용 타겟을 가지고 있다. 이 타겟(T)은, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 그 배면측이 백킹 플레이트(B)에 접합되어 있다. 스퍼터링 시에는, 이온의 충돌 등에 의해 타겟 표면의 온도가 상승하기 때문에, 타겟(T)을 냉각할 필요가 있다. 그러므로, 백킹 플레이트(B)의 내부에는, 통상 냉각수가 흐르는 냉각수 유로(A)가 형성되어 있다.
종래로부터, 타겟(T)과 백킹 플레이트(B)는, 예를 들어 냉각을 위한 열전도성을 향상시키기 위해, 이른바 본딩에 의해 접합되어 있다. 본딩은, 타겟(T)과 백킹 플레이트(B)의 접합면에 본딩재(C)를 개재하고, 타겟(T)과 백킹 플레이트(B)를 접합시킴으로써 행해지고 있다.
그렇지만, 상기 본딩은, 비교적 고가인 In, Sn 등의 본딩재를 사용하고, 또 타겟이나 백킹 플레이트의 위치 맞춤이나 접합면의 개질 처리, 본딩재의 도포, 가열 처리 등의 다수 공정이 필요하게 된다. 이 때문에, 본딩에는 비용과 시간이 걸린다. 한편, 본딩을 실시하지 않고 단순하게 다른 방법으로 고정하면, 타겟과 백킹 플레이트의 사이의 열전도성이 저하한다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 타겟과 백킹 플레이트 등의 고정 플레이트 사이의 열전도성을 유지하면서, 보다 저비용으로 단시간에 제조 가능한 타겟과 고정 플레이트를 가지는 타겟 구조, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께, 해당 타겟을 냉각시키기 위한 고정 플레이트를 가지는 타겟 구조로서, 상기 고정 플레이트에는, 냉각 유체가 흐르는 유체 유로가 형성되고, 해당 유체 유로는, 스퍼터링 시에 상기 타겟의 소비가 상대적으로 많은 부분에 대향하는 위치에 형성되고, 상기 고정 플레이트와 상기 타겟은, 상기 유체 유로가 없는 위치에서 상기 고정 플레이트를 관통하는 나사에 의해 고정되고, 상기 타겟의 일부는, 상기 유체 유로에 노출되어 있다.
본 발명에 의하면, 타겟과 고정 플레이트를 나사에 의해 고정하므로, 타겟 구조의 제조 공정을 간소화할 수 있다. 이것에 의해, 본딩에 의해 고정하는 경우에 비해 제조 비용을 큰 폭으로 내릴 수가 있다. 또, 제조 시간도 큰 폭으로 단축할 수 있다. 게다가 타겟의 일부가 유체 유로에 노출되어 있으므로, 타겟과 고정 플레이트와의 사이의 열전도성을 확보할 수 있다. 또, 고정 플레이트의 유체 유로는, 스퍼터링 시에 타겟의 소비가 많아 고온으로 되는 부분에 설치된다. 그러므로, 본 발명과 같이, 타겟과 고정 플레이트를, 상기 유체 유로가 없는 위치에서 상기 고정 플레이트를 관통하는 나사에 의해 고정시킴으로써, 타겟의 소비가 적은 위치, 즉 타겟의 두께가 유지되는 부분에서 나사 고정할 수 있다. 따라서, 장시간의 사용에 의해 타겟이 소비되어도, 타겟과 고정 플레이트와의 고정을 유지할 수 있다.
상기 고정 플레이트의 상기 타겟이 고정되는 면에는, 상기 냉각 유체가 흐르는 홈이 형성되고, 상기 타겟과 상기 고정 플레이트가 상기 나사에 의해 고정됨으로써, 상기 홈이 상기 타겟에 의해 폐쇄되어 상기 유체 유로가 형성되어 있어도 좋다. 이러한 경우, 예를 들어 고정 플레이트에 내부를 관통하는 유체 유로가 형성되어 있는 경우와 같이, 예를 들어 미리 분할되어 형성된 절반의 고정 플레이트끼리를 용접 등 할 필요가 없으므로, 고정 플레이트의 가공을 용이하게 실시할 수가 있다. 또, 타겟을 떼어내면 고정 플레이트의 유체 유로가 노출되므로, 예를 들어 장시간의 사용에 의해 유체 유로 내에 체류하는 이물의 점검이나 제거를 실시할 수가 있다. 이것에 의해, 고정 플레이트의 제품 수명을 늘릴 수가 있다.
또, 상기 타겟의 상기 고정 플레이트에 고정되는 면에는, 상기 홈에 끼워맞춰져 상기 홈을 폐쇄하는 볼록부가 형성되어 있어도 좋다. 이러한 경우, 볼록부의 부분에서 타겟의 두께를 확보할 수 있으므로, 유체 유로에 고압의 냉각 유체를 흘려 냉각 효율을 높여도 타겟의 내성을 확보할 수 있다. 또, 홈에 볼록부가 끼워맞춰지므로, 유체 유로의 기밀성이 향상된다. 게다가 고정할 때의 타겟과 고정 플레이트와의 위치 결정을 용이하게 실시할 수가 있다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께, 해당 타겟을 냉각시키기 위한 고정 플레이트를 가지는 타겟 구조의 제조 방법으로서, 냉각 유체가 흐르는 유체 유로를, 상기 고정 플레이트에 있어서의 스퍼터링 시에 상기 타겟의 소비가 상대적으로 많은 부분에 대향하는 위치에 형성하고, 상기 유체 유로가 없는 위치에서 상기 고정 플레이트를 관통하는 나사에 의해 상기 고정 플레이트와 상기 타겟을 고정함과 함께, 상기 타겟의 일부를 상기 유체 유로에 노출시킨다.
본 발명에 의하면, 타겟과 고정 플레이트와의 사이의 열전도성을 유지하면서, 타겟 구조를 보다 저비용으로 단시간에 제조할 수 있다.
도 1은 타겟 구조의 구성을 나타내는 종단면의 설명도이다.
도 2는 타겟 구조를 평면으로부터 보았을 때의 설명도이다.
도 3은 스퍼터링에 의해 타겟이 소비된 상태를 나타내는 타겟 구조의 설명도이다.
도 4는 본딩을 이용한 타겟 구조의 구성을 나타내는 종단면의 설명도이다.
도 2는 타겟 구조를 평면으로부터 보았을 때의 설명도이다.
도 3은 스퍼터링에 의해 타겟이 소비된 상태를 나타내는 타겟 구조의 설명도이다.
도 4는 본딩을 이용한 타겟 구조의 구성을 나타내는 종단면의 설명도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 타겟 구조(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 종단면의 설명도이다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
타겟 구조(1)는, 스퍼터링용의 판 모양 타겟(10)과, 타겟(10)이 고정됨과 함께, 타겟(10)을 냉각하는 판 모양의 고정 플레이트로서의 백킹 플레이트(11)를 가지고 있다. 타겟(10)의 재질로는, 예를 들어 Al, Cu, Mo, ITO, Si, AZO 등이 이용되고, 백킹 플레이트(11)의 재질로는, 예를 들어 Cu나 Al, Ti, 스테인리스 등이 이용된다.
타겟(10)의 배면측은, 백킹 플레이트(11)에 접합될 수 있다. 백킹 플레이트(11)의 타겟(10)쪽 면에는, 타겟(10)을 냉각하기 위한 냉각 유체가 흐르는 홈(20)이 형성되어 있다. 홈(20)은, 예를 들어 타겟 구조(1)가 설치되는 스퍼터링 장치의 마그넷(M)의 위치에 대향하도록, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 평면에서 볼 때 대략 U자형으로 배열 설치되어 있다. 홈(20)의 가공은, 예를 들어 기계 가공에 의해 행해진다. 또한, 스퍼터링 장치는, 예를 들어 마그넷(M)에 의해 자계를 일으키게 하고, 해당 자계에 의해 예를 들어 이온을 제어하여, 이온을 타겟(10)에 충돌시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이 타겟(10)의 배면측에는, 홈(20)에 끼워맞춰져 홈(20)을 폐쇄하는 볼록부(30)가 형성되어 있다. 볼록부(30)는, 평면에서 볼 때 홈(20)과 동일한 대략 U자 모양으로 형성되어 있다. 볼록부(30)는, 홈(20)의 깊이보다 낮게 형성되어, 홈(20)에 볼록부(30)가 끼워맞춰졌을 때에, 볼록부(30)가 홈(20)의 개구부를 폐쇄하여 유체 유로(40)가 형성된다. 이것에 의해, 타겟(10)의 일부가 유체 유로(40)에 노출되어 있다. 유체 유로(40)는, 예를 들어 양단에 냉각 유체인 예를 들어 냉각수의 출입구가 형성되고, 유체 유로(40)에 냉각수를 흘림으로써 백킹 플레이트(11)을 저온으로 조정하고, 해당 백킹 플레이트(11)에 의해 타겟(10)을 냉각시킬 수 있다. 또한, 타겟(10)의 볼록부(30)는, 기계 가공이나 압출 성형에 의해 형성된다.
백킹 플레이트(11)와 타겟(10)은, 복수의 나사(50)에 의해 고정되어 있다. 나사(50)는, 예를 들어 유체 유로(40)와 간섭하지 않는 위치에 있고, 백킹 플레이트(11)의 배면측으로부터 백킹 플레이트(11)을 관통하도록 설치되어 있다.
또, 백킹 플레이트(11)와 타겟(10)과의 사이의 유체 유로(40)의 외측에는, 링 모양의 씰(60)이 설치되어 있다.
타겟 구조(1)을 제조하려면, 홈(20)에 볼록부(30)을 끼워맞춘 상태로, 백킹 플레이트(11)와 타겟(10)을 나사(50)에 의해 고정시킨다. 이때, 나사(50)는, 유체 유로(40)가 없는 위치에 설치된다. 이 고정에 의해, 타겟(10)의 일부가 유체 유로(40)에 노출된다.
이상의 실시의 형태에 의하면, 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)를 나사(50)에 의해 고정하므로, 타겟 구조(1)의 제조 공정을 간소화할 수 있다. 이것에 의해, 본딩에 의해 고정하는 경우에 비해 제조 코스트를 큰 폭으로 내릴 수가 있다. 또, 제조 시간도 큰 폭으로 단축할 수 있다. 게다가 타겟(10)의 일부가 유체 유로(40)에 노출되어 있으므로, 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)와의 사이의 열전도성을 확보할 수 있다. 또, 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)를, 유체 유로(40)가 없는 위치에서 백킹 플레이트(11)을 관통하는 나사(50)에 의해 고정하므로, 도 3에 도시된 바와 같이 스퍼터링 시에 마그넷(M)으로부터 멀고 타겟(10)의 소비(감소)가 적은 위치, 즉 타겟(10)의 두께가 유지되는 부분에서 나사를 고정할 수 있다. 따라서, 장시간의 사용에 의해 타겟(10)이 소비되어도, 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)와의 고정을 유지할 수 있다.
게다가 본딩을 실시하지 않기 때문에, 본딩재가 타겟(10)에 부착되지 않고, 사용이 끝난 타겟(10)을 백킹 플레이트(11)로부터 떼어내 타겟 원료로서 재이용할 수 있다. 또, 스퍼터링 중에 본딩재에 이온이 충돌하여 본딩재로부터 방출되는 물질에 의해 처리 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 게다가 제조시에 본딩과 같이 열을 사용하지 않으므로, 예를 들어 백킹 플레이트(11)에 열에 의한 휘어진 상태가 생기지 않게 되어, 백킹 플레이트(11)의 휘어진 상태의 수정이 필요 없고, 또 백킹 플레이트(11) 자체의 열화도 방지할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 백킹 플레이트(11)의 타겟(10)이 고정되는 면에는, 홈(20)이 형성되어 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)가 나사 고정에 의해 고정됨으로써, 홈(20)이 타겟(10)에 의해 폐쇄되고 유체 유로(40)이 형성되고 있다. 이러한 경우, 예를 들어 백킹 플레이트(11)에 내부를 관통하는 유체 유로가 형성되어 있는 경우와 같이, 예를 들어 미리 분할하여 형성된 절반의 백킹 플레이트끼리를 용접 등 할 필요가 없으므로, 백킹 플레이트(11)의 가공을 용이하게 실시할 수가 있다. 또, 타겟(10)을 떼어내면 백킹 플레이트(11)의 유체 유로(40)가 노출되므로, 예를 들어 장시간의 사용에 의해 유체 유로(40) 내에 체류하는 이물의 점검이나 제거를 실시할 수가 있다. 이것에 의해, 백킹 플레이트(11)의 제품 수명을 늘릴 수가 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 타겟(10)의 백킹 플레이트(11)에 고정되는 면에는, 홈(20)에 끼워맞춰져 홈(20)을 폐쇄하는 볼록부(30)가 형성되어 있다. 이 때문에, 볼록부(30)의 부분에서 타겟(10)의 두께를 확보할 수 있으므로, 유체 유로(40)에 고압의 냉각 유체를 흘려 냉각 효율을 올려도 타겟(10)의 내성이 확보된다. 또, 홈(20)에 볼록부(30)가 끼워맞춰지므로, 유체 유로(40)의 기밀성이 향상된다. 게다가 고정할 때의 타겟(10)과 백킹 플레이트(11)와의 위치 결정을 용이하게 실시할 수가 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예를 생각해 낼 있을 것은 분명하고, 그것들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해될 수 있다.
1: 타겟 구조
10: 타겟
11: 백킹 플레이트
20: 구
30: 볼록부
40: 유체 유로
50: 나사
10: 타겟
11: 백킹 플레이트
20: 구
30: 볼록부
40: 유체 유로
50: 나사
Claims (4)
- 스퍼터링용 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께 해당 타겟을 냉각하기 위한 고정 플레이트를 가지는 타겟 구조로서,
상기 고정 플레이트에는 냉각 유체가 흐르는 유체 유로가 형성되고, 해당 유체 유로는 스퍼터링 시에 상기 타겟의 소비가 상대적으로 많은 부분에 대향하는 위치에 형성되고,
상기 고정 플레이트와 상기 타겟은 상기 유체 유로가 없는 위치에서 상기 고정 플레이트를 관통하는 나사에 의해 고정되고,
상기 타겟의 일부는 상기 유체 유로에 노출되어 있는 타겟 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 고정 플레이트의 상기 타겟이 고정되는 면에는 상기 냉각 유체가 흐르는 홈이 형성되고,
상기 타겟과 상기 고정 플레이트가 상기 나사에 의해 고정됨으로써 상기 홈이 상기 타겟에 의해 폐쇄되어 상기 유체 유로가 형성되고 있는 타겟 구조. - 청구항 2에 있어서,
상기 타겟의 상기 고정 플레이트에 고정되는 면에는, 상기 홈에 끼워맞춰져 상기 홈을 폐쇄하는 볼록부가 형성되어 있는 타겟 구조. - 스퍼터링용의 타겟과, 해당 타겟이 고정됨과 함께 해당 타겟을 냉각하기 위한 고정 플레이트를 가지는 타겟 구조의 제조 방법으로서,
냉각 유체가 흐르는 유체 유로를, 상기 고정 플레이트에 있어서의 스퍼터링 시에 상기 타겟의 소비가 상대적으로 많은 부분에 대향하는 위치에 형성하고, 상기 유체 유로가 없는 위치에서 상기 고정 플레이트를 관통하는 나사에 의해 상기 고정 플레이트와 상기 타겟을 고정함과 함께, 상기 타겟의 일부를 상기 유체 유로에 노출시키는 타겟 구조의 제조 방법.
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