JP2000265265A - 一体構造型スパッタリングターゲット - Google Patents
一体構造型スパッタリングターゲットInfo
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- JP2000265265A JP2000265265A JP11109885A JP10988599A JP2000265265A JP 2000265265 A JP2000265265 A JP 2000265265A JP 11109885 A JP11109885 A JP 11109885A JP 10988599 A JP10988599 A JP 10988599A JP 2000265265 A JP2000265265 A JP 2000265265A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｌ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ等のターゲッ
トは比較的に軟質で機械的強度が低い。したがって、こ
のような材料で一体構造型ターゲットを作成し、高出力
でのスパッタに供すると、冷却水の水圧によりターゲッ
ト全体の反りの発生に基づくスパッタリング装置のター
ゲット装着部での水もれや異常放電等の不具合が発生す
るが、これらの不具合を防止する。 【解決手段】 ターゲットとバッキングプレートをＡｌ
あるいはＡｌ系合金のような軟質金属材料で一体的に形
成した円盤状のバッキングプレート一体構造型ターゲッ
トにおいて、該ターゲットの底部の外周と硬質Ａｌ系合
金の円環状のツバ部の内周とを摩擦圧接法で接合する。
トは比較的に軟質で機械的強度が低い。したがって、こ
のような材料で一体構造型ターゲットを作成し、高出力
でのスパッタに供すると、冷却水の水圧によりターゲッ
ト全体の反りの発生に基づくスパッタリング装置のター
ゲット装着部での水もれや異常放電等の不具合が発生す
るが、これらの不具合を防止する。 【解決手段】 ターゲットとバッキングプレートをＡｌ
あるいはＡｌ系合金のような軟質金属材料で一体的に形
成した円盤状のバッキングプレート一体構造型ターゲッ
トにおいて、該ターゲットの底部の外周と硬質Ａｌ系合
金の円環状のツバ部の内周とを摩擦圧接法で接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成に用いる
スパッタリングターゲットに関する。さらに詳しくは、
一体構造型スパッタリングターゲットに関する。
スパッタリングターゲットに関する。さらに詳しくは、
一体構造型スパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング法は、真空中にＡｒガス
を導入し、陰極に負電圧を与えてグロー放電を発生させ
る。ここで生成したＡｒ＋イオンはターゲット（陰極）
に衝突し、ターゲットをスパッタし、被スパッタ粒子は
対向した陽極上の基板上に堆積し薄膜を形成する技術で
ある。
を導入し、陰極に負電圧を与えてグロー放電を発生させ
る。ここで生成したＡｒ＋イオンはターゲット（陰極）
に衝突し、ターゲットをスパッタし、被スパッタ粒子は
対向した陽極上の基板上に堆積し薄膜を形成する技術で
ある。
【０００３】一般的に、このスパッタリング法で用いら
れるターゲットはボンディング材でバッキングプレート
と接合して使用される。通常、バッキングプレートは純
銅あるいは銅系合金が使用され、ボンディング材はイン
ジウムのような低融点金属、半田のような低融点合金、
樹脂等が使用される。
れるターゲットはボンディング材でバッキングプレート
と接合して使用される。通常、バッキングプレートは純
銅あるいは銅系合金が使用され、ボンディング材はイン
ジウムのような低融点金属、半田のような低融点合金、
樹脂等が使用される。
【０００４】近年、スパッタリング装置はマグネトロン
スパッタリング装置のように、高スパッタレイトを得る
ために高出力でスパッタする装置が産業界の主流である
が、高出力でスパッタすると陰極の発熱量が多くなり、
高温のためボンディング材が溶けてターゲットがバッキ
ングプレートから剥離するという欠点がある。また、こ
の剥離はスパッタリング装置内において、バッキングプ
レートの冷却水による冷却不足でも起こる。
スパッタリング装置のように、高スパッタレイトを得る
ために高出力でスパッタする装置が産業界の主流である
が、高出力でスパッタすると陰極の発熱量が多くなり、
高温のためボンディング材が溶けてターゲットがバッキ
ングプレートから剥離するという欠点がある。また、こ
の剥離はスパッタリング装置内において、バッキングプ
レートの冷却水による冷却不足でも起こる。
【０００５】以上のような欠点を克服するため、ターゲ
ットとバッキングプレートを一体化し、同一材質で製作
した一体構造型ターゲットが、実開昭６１−１２０７５
８号、実開昭６１−１２５１６９号等で開示されてい
る。この一体構造型ターゲットはバッキングプレートを
使用しないため、高出力でスパッタしてもバッキングプ
レートからターゲットが剥離するという欠点はない。ま
た、このターゲットはボンディングを行なわないため加
工コストが安価である利点がある。また、一般的なボン
ディング付きターゲットは、不注意でスパッタし過ぎる
とバッキングプレートまでスパッタするという不都合を
生じるが、この一体構造型ターゲットは、従来のバッキ
ングプレート相当部までスパッタすることができ、経済
的である利点がある。
ットとバッキングプレートを一体化し、同一材質で製作
した一体構造型ターゲットが、実開昭６１−１２０７５
８号、実開昭６１−１２５１６９号等で開示されてい
る。この一体構造型ターゲットはバッキングプレートを
使用しないため、高出力でスパッタしてもバッキングプ
レートからターゲットが剥離するという欠点はない。ま
た、このターゲットはボンディングを行なわないため加
工コストが安価である利点がある。また、一般的なボン
ディング付きターゲットは、不注意でスパッタし過ぎる
とバッキングプレートまでスパッタするという不都合を
生じるが、この一体構造型ターゲットは、従来のバッキ
ングプレート相当部までスパッタすることができ、経済
的である利点がある。
【０００６】この一体構造型ターゲットは、図２に示す
ように、ターゲットのツバ部１２も一体構造で製作さ
れ、そのツバ部にはボルト穴１３が多数設けられてお
り、スパッタリング装置のターゲット装着部に装着する
場合、ツバ部のボルト穴１３にボルトを締め込んで装着
される。
ように、ターゲットのツバ部１２も一体構造で製作さ
れ、そのツバ部にはボルト穴１３が多数設けられてお
り、スパッタリング装置のターゲット装着部に装着する
場合、ツバ部のボルト穴１３にボルトを締め込んで装着
される。
【０００７】この一体構造型ターゲットは、使い終わる
と使い捨てにされる。したがって、ターゲット材料は、
例えばアルミニウム系金属のような比較的材料コストの
安価なターゲットにのみ適用され、材料コストが高価な
ターゲットには適用されていないのが現状である。
と使い捨てにされる。したがって、ターゲット材料は、
例えばアルミニウム系金属のような比較的材料コストの
安価なターゲットにのみ適用され、材料コストが高価な
ターゲットには適用されていないのが現状である。
【０００８】しかし、この場合、Ａｌ系金属のような比
較的に機械的強度が低いターゲットは、バッキングプレ
ート相当部まで高出力でスパッタすると冷却水の水圧に
よるバッキングプレート全体の反りが発生し、スパッタ
リング装置のターゲット装着部で水もれや異常放電等の
不具合が発生し易い。
較的に機械的強度が低いターゲットは、バッキングプレ
ート相当部まで高出力でスパッタすると冷却水の水圧に
よるバッキングプレート全体の反りが発生し、スパッタ
リング装置のターゲット装着部で水もれや異常放電等の
不具合が発生し易い。
【０００９】近年、たとえばＣＤ、ＤＶＤの反射膜とし
てＡｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ等の薄膜が多用されている。
また、ＬＳＩの配線材料としてＡｌ薄膜が多用されてい
る。これらの薄膜はＡｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ等の
ターゲットをスパッタして得られる。一般に、このよう
なＡｌやＡｌ系合金ターゲットは、ブリネル硬度約２０
〜４０程度で比較的に軟質で機械的強度が低い。したが
って、このような材料で一体構造型ターゲットを作成
し、高出力でのスパッタに供すると、スパッタリング装
置のターゲット装着部に装着したバッキングプレート相
当部の機械的強度が不足するので、上記のような不具合
が発生する。
てＡｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ等の薄膜が多用されている。
また、ＬＳＩの配線材料としてＡｌ薄膜が多用されてい
る。これらの薄膜はＡｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ等の
ターゲットをスパッタして得られる。一般に、このよう
なＡｌやＡｌ系合金ターゲットは、ブリネル硬度約２０
〜４０程度で比較的に軟質で機械的強度が低い。したが
って、このような材料で一体構造型ターゲットを作成
し、高出力でのスパッタに供すると、スパッタリング装
置のターゲット装着部に装着したバッキングプレート相
当部の機械的強度が不足するので、上記のような不具合
が発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、このよう
な不具合が発生しないターゲットとして、このような軟
質のターゲットとブリネル硬度約７０〜１００程度の硬
質の機械的強度が大きい硬質Ａｌ系合金、たとえばＪＩ
Ｓ５０５２のＡｌ系合金のバッキングプレートとを摩擦
圧接法で接合したスパッタリングターゲットを先に特許
出願した（特願平１０−２７４２１０号）。また、本発
明者は、ターゲットとバッキングプレートを同一材料で
一体的に形成した円盤状のバッキングプレート一体構造
型ターゲットにおいて、底部外周に螺旋状のネジを切っ
た該ターゲットと内周に螺旋状のネジを切った円環状の
ツバ部とを、各ネジ合わせによって接合した一体構造型
スパッタリングターゲットを先に特許出願した（特願平
１０−３０３１７１号）。本発明は、これらの特許出願
の別の応用と改良に関する。
な不具合が発生しないターゲットとして、このような軟
質のターゲットとブリネル硬度約７０〜１００程度の硬
質の機械的強度が大きい硬質Ａｌ系合金、たとえばＪＩ
Ｓ５０５２のＡｌ系合金のバッキングプレートとを摩擦
圧接法で接合したスパッタリングターゲットを先に特許
出願した（特願平１０−２７４２１０号）。また、本発
明者は、ターゲットとバッキングプレートを同一材料で
一体的に形成した円盤状のバッキングプレート一体構造
型ターゲットにおいて、底部外周に螺旋状のネジを切っ
た該ターゲットと内周に螺旋状のネジを切った円環状の
ツバ部とを、各ネジ合わせによって接合した一体構造型
スパッタリングターゲットを先に特許出願した（特願平
１０−３０３１７１号）。本発明は、これらの特許出願
の別の応用と改良に関する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ターゲットと
バッキングプレートをＡｌあるいはＡｌ系合金のような
軟質金属材料で一体的に形成した円盤状のバッキングプ
レート一体構造型ターゲットにおいて、該ターゲットの
底部の外周と硬質Ａｌ系合金の円環状のツバ部の内周と
を摩擦圧接法で接合した一体構造型スパッタリングター
ゲットである。
バッキングプレートをＡｌあるいはＡｌ系合金のような
軟質金属材料で一体的に形成した円盤状のバッキングプ
レート一体構造型ターゲットにおいて、該ターゲットの
底部の外周と硬質Ａｌ系合金の円環状のツバ部の内周と
を摩擦圧接法で接合した一体構造型スパッタリングター
ゲットである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１に基づいて本発明を説
明する。図１は本発明になるターゲットの断面図であ
る。図中、１はターゲットである。２はスパッタリング
装置のターゲット装着部に装着するに必要な円環状のツ
バ部であり、複数のボルト穴３が開けてある。円盤状の
ターゲットと円環状のツバ部は摩擦圧接法で接合されて
いる。４はその接合部である。
明する。図１は本発明になるターゲットの断面図であ
る。図中、１はターゲットである。２はスパッタリング
装置のターゲット装着部に装着するに必要な円環状のツ
バ部であり、複数のボルト穴３が開けてある。円盤状の
ターゲットと円環状のツバ部は摩擦圧接法で接合されて
いる。４はその接合部である。
【００１３】ターゲット１の材質は、Ａｌ、Ａｌ−Ｔ
ｉ、Ａｌ−Ｃｒ等のブリネル硬度約２０〜４０程度の軟
質Ａｌ系金属である。円環状のツバ部２は、ＪＩＳ５０
５２のブリネル硬度約７０〜１００程度の硬質Ａｌ系合
金である。本発明ではブリネル硬度の大きい硬質Ａｌ系
合金を使用したので、高出力でスパッタしターゲットが
薄くなっても、ツバ部の機械的強度が大きいため、冷却
水の水圧によるターゲットの反りは発生せず、スパッタ
リング装置のターゲット装着部での水もれは発生しない
特徴がある。
ｉ、Ａｌ−Ｃｒ等のブリネル硬度約２０〜４０程度の軟
質Ａｌ系金属である。円環状のツバ部２は、ＪＩＳ５０
５２のブリネル硬度約７０〜１００程度の硬質Ａｌ系合
金である。本発明ではブリネル硬度の大きい硬質Ａｌ系
合金を使用したので、高出力でスパッタしターゲットが
薄くなっても、ツバ部の機械的強度が大きいため、冷却
水の水圧によるターゲットの反りは発生せず、スパッタ
リング装置のターゲット装着部での水もれは発生しない
特徴がある。
【００１４】本発明で用いる摩擦圧接法は、ターゲット
または円環状のツバ部のいずれか一方を回転体の爪部に
はさんで高速で回転させ、他方を固定して両方を接触さ
せ、回転の摩擦熱で両方を接合させる方法である。
または円環状のツバ部のいずれか一方を回転体の爪部に
はさんで高速で回転させ、他方を固定して両方を接触さ
せ、回転の摩擦熱で両方を接合させる方法である。
【００１５】
【実施例】２０１ｍφ×２０ｍｔのＡｌ−Ｔｉ合金（Ｔ
ｉ１．５ｗｔ％）のターゲット１を作成した。次に、外
径２４５ｍφ、内径２０１ｍφ、厚さ２０ｍｍの円環状
のＪＩＳ５０５２Ａｌ合金のツバ部２を作成し、８ケ所
にボルト穴３を開けた。この時、各材料の外周、内周は
鏡面仕上げをした。ツバ部２を摩擦圧接機で１０００回
転で回転させ、ターゲット１と図１に示すように摩擦圧
接させた。圧接後、Ｘ線透過装置および超音波探傷装置
により接合面を観察した結果、接合面は良好に接合され
ていた。
ｉ１．５ｗｔ％）のターゲット１を作成した。次に、外
径２４５ｍφ、内径２０１ｍφ、厚さ２０ｍｍの円環状
のＪＩＳ５０５２Ａｌ合金のツバ部２を作成し、８ケ所
にボルト穴３を開けた。この時、各材料の外周、内周は
鏡面仕上げをした。ツバ部２を摩擦圧接機で１０００回
転で回転させ、ターゲット１と図１に示すように摩擦圧
接させた。圧接後、Ｘ線透過装置および超音波探傷装置
により接合面を観察した結果、接合面は良好に接合され
ていた。
【００１６】観察後、ターゲット部を２００ｍφ×１０
ｍｔに、ツバ部を２４０ｍφ×６ｍｔに仕上げ加工し、
本発明のスパッタリングターゲットを作成した。このタ
ーゲットをマグネトロンスパッタリング装置の装着部に
装着し、スパッタした。出力６ｋｗ、スパッタレイト２
００オンク゛ストローム／ｓｅｃ、水圧４ｋｇ／ｃ
ｍ２、３００ｋｗＨでスパッタしたが、スパッタリング
ターゲットの反りは観察されず、ターゲット装着部から
の水もれもなかった。
ｍｔに、ツバ部を２４０ｍφ×６ｍｔに仕上げ加工し、
本発明のスパッタリングターゲットを作成した。このタ
ーゲットをマグネトロンスパッタリング装置の装着部に
装着し、スパッタした。出力６ｋｗ、スパッタレイト２
００オンク゛ストローム／ｓｅｃ、水圧４ｋｇ／ｃ
ｍ２、３００ｋｗＨでスパッタしたが、スパッタリング
ターゲットの反りは観察されず、ターゲット装着部から
の水もれもなかった。
【００１７】
【比較例】実施例と同形状のＡｌ−Ｔｉ合金（Ｔｉ１．
５ｗｔ％）のターゲットバッキングプレート一体構造型
スパッタリングターゲット（図２）を作成した。このタ
ーゲットを同じスパッタリング装置の装着部に装着し、
実施例と同一スパッタ条件でスパッタした結果、２ｍｍ
のターゲットの反りが観察され、ターゲットの異常放電
が発生し使用できなくなった。
５ｗｔ％）のターゲットバッキングプレート一体構造型
スパッタリングターゲット（図２）を作成した。このタ
ーゲットを同じスパッタリング装置の装着部に装着し、
実施例と同一スパッタ条件でスパッタした結果、２ｍｍ
のターゲットの反りが観察され、ターゲットの異常放電
が発生し使用できなくなった。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ターゲットのツバ部の
機械的強度が高いため、高水圧、高出力でスパッタして
もターゲットの反り、装着部での水もれ、異常放電等の
不具合を生じることはない効果がある。また、ターゲッ
トを使い捨てにできるため、バッキングプレートの移
動、管理の必要がない利点がある。
機械的強度が高いため、高水圧、高出力でスパッタして
もターゲットの反り、装着部での水もれ、異常放電等の
不具合を生じることはない効果がある。また、ターゲッ
トを使い捨てにできるため、バッキングプレートの移
動、管理の必要がない利点がある。
【図１】本発明になる一体構造型スパッタリングターゲ
ットの断面図である。
ットの断面図である。
【図２】従来の一体構造型スパッタリングターゲットの
断面図である。
断面図である。
１、１１、 ターゲット ２、１２、 ツバ部 ３、１３、 ボルト穴 ４、 摩擦圧接法による接合部
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月１２日（２０００．５．１
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】しかし、この場合、Ａｌ系金属のような比
較的に機械的強度が低いターゲットは、バッキングプレ
ート相当部まで高出力でスパッタすると冷却水の水圧に
よるターゲット全体の反りが発生し、スパッタリング装
置のターゲット装着部で水もれや異常放電等の不具合が
発生し易い。
較的に機械的強度が低いターゲットは、バッキングプレ
ート相当部まで高出力でスパッタすると冷却水の水圧に
よるターゲット全体の反りが発生し、スパッタリング装
置のターゲット装着部で水もれや異常放電等の不具合が
発生し易い。
Claims (1)
- 【請求項１】 ターゲットとバッキングプレートをＡｌ
あるいはＡｌ系合金のような軟質金属材料で一体的に形
成した円盤状のバッキングプレート一体構造型ターゲッ
トにおいて、該ターゲットの底部の外周と硬質Ａｌ系合
金の円環状のツバ部の内周とを摩擦圧接法で接合したこ
とを特徴とする一体構造型スパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11109885A JP2000265265A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 一体構造型スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11109885A JP2000265265A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 一体構造型スパッタリングターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000265265A true JP2000265265A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=14521641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11109885A Pending JP2000265265A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 一体構造型スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000265265A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7901552B2 (en) | 2007-10-05 | 2011-03-08 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target with grooves and intersecting channels |
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| CN114959618A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 浙江最成半导体科技有限公司 | 一种溅射靶材及其制备方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11109885A patent/JP2000265265A/ja active Pending
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