JPH0243361A - Target for sputtering - Google Patents

Target for sputtering

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Publication number
JPH0243361A
JPH0243361A JP19071488A JP19071488A JPH0243361A JP H0243361 A JPH0243361 A JP H0243361A JP 19071488 A JP19071488 A JP 19071488A JP 19071488 A JP19071488 A JP 19071488A JP H0243361 A JPH0243361 A JP H0243361A
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JP
Japan
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target
sputtering
materials
binder
molded
Prior art date
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Pending
Application number
JP19071488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Hirai
平井 敏雄
Takashi Goto
孝 後藤
Hiroshi Masumoto
博 増本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Riken Corp
Research Development Corp of Japan
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Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp, Research Development Corp of Japan filed Critical Riken Corp
Priority to JP19071488A priority Critical patent/JPH0243361A/en
Publication of JPH0243361A publication Critical patent/JPH0243361A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily form the target from hardly moldable materials by molding a powder material by using an org. binder, thereby molding the target for sputtering. CONSTITUTION:The materials to be sputtered are made into a powder state and are mixed with a proper ratio of the org. binder. The mixture is molded to the target having a suitable shape. An epoxy resin, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol, acrylic resin, etc., are usable for the org. binder. The mixing ratios thereof are not particularly required to be limited. Even the high melting point and high strength materials which are heretofore hardly usable or materials which cannot be sintered and molded are easily utilized as the target in this way and are adequate for use as the target particularly for ECR plasma sputtering.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はスパッタリング用ターゲット、即ち、粉末材料
を有機結合剤を用いて成型したターゲット及びその製造
法に関し、更に電子サイクロトロン共鳴(以下ECRと
記す)プラズマスパッタリングへの使用に好適なターゲ
ットに関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a sputtering target, that is, a target formed by molding a powder material using an organic binder, and a method for manufacturing the same. ) Targets suitable for use in plasma sputtering.

(従来の技術及び本発明が解決しようとする課題)最近
、金属その他の膜を基板に蒸着させるため種々のスパッ
タリング法が使用されている。スパッタリングは高真空
容器中で、スパッタリング現象により飛び出した金属そ
の他の物質を同容器内の基板上に薄膜として析出させる
ものであり、どんな材質の基板上にでも、又、どんな材
質の膜でも金属その他の物質を析出させることが可能で
ある。膜形成に使用される物質的ターケソ1−と云われ
、その形状は円板、四角形、球、円筒状などと、使用さ
れるスパッタリング装置に適したように加工され、その
ターゲット成形法は金属の場合、室温、高温下での圧延
、真空融解圧延又は鋳造などが、非金属の場合は、加圧
圧縮又は焼結成形などの方法が使用されている。金属粉
末を成形する方法も試みられているが、粉末が不純ガス
を吸着しており、表面が酸化している場合があるので、
純度が低下し好ましくないので、特殊な物質に使用され
ているにすぎない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Recently, various sputtering methods have been used to deposit metal and other films onto substrates. Sputtering is a process in which metals and other substances ejected by the sputtering phenomenon are deposited as a thin film on a substrate in a high-vacuum container on a substrate made of any material. It is possible to precipitate the following substances. The material used for film formation is called terquesol 1-, and its shape is processed into discs, squares, spheres, cylinders, etc., to suit the sputtering equipment used, and the target forming method is based on metal. In the case of non-metals, methods such as rolling at room temperature or high temperature, vacuum melt rolling, or casting are used, and in the case of non-metals, methods such as pressurization and sintering are used. A method of molding metal powder has also been attempted, but the powder adsorbs impure gases and the surface may be oxidized.
It is only used for special substances because it reduces purity and is undesirable.

このようにターゲットの成形法は、圧延、鋳造又は焼結
などの特殊な操作を必要としているので、機械加工可能
な材料しかターゲットとして用いることができず、その
加工に手間がかかり、ターケソトの組成を種々変化させ
たり、多種類のターゲットを製造することが困難で、タ
ーゲットが高価になるという問題を含んでいる。特にE
CRプラズマスパッタリング用ターゲットは円筒状であ
るため、機械加工可能な金属類又は焼結成形できる物質
しかクーゲットに使用できないという不利があった・ 本発明は従来のターゲット製造技術の有する欠点を除去
し、いかなる形状にも容易に成形されるので、いかなる
スパッタリング装置にも使用でき、いかなる物質でもタ
ーゲットとして利用できるターゲットの成形法を提供す
るものであり、簡単に円筒状に作成しえるので、特にE
CRプラズマスパッタリング用ターゲットとしての使用
に適したターゲットを提供するものである。
As described above, the target forming method requires special operations such as rolling, casting, or sintering, so only materials that can be machined can be used as targets, and the processing is time-consuming and the composition of It is difficult to vary the targets in various ways or to manufacture many types of targets, and the targets are expensive. Especially E
Since CR plasma sputtering targets are cylindrical, they have the disadvantage that only metals that can be machined or materials that can be sintered can be used for the target.The present invention eliminates the drawbacks of conventional target manufacturing techniques, and Since it can be easily molded into any shape, it can be used in any sputtering device, and it provides a target molding method that allows any material to be used as a target.Since it can be easily formed into a cylindrical shape, it is particularly suitable for E.
The present invention provides a target suitable for use as a target for CR plasma sputtering.

(課題を解決するための手段及び作用)従来より、金属
粉末を成形してターゲ・ノドとする方法が存在している
が、この方法は前記したような欠点を有しているので、
特殊な加工し難い材料に対してしか利用されていなかっ
た。本発明者らは、ターゲットとして粉末を利用するこ
とに着目し、種々検討した結果、スパッタリングずべき
物質を粉末状にし適量の有機系結合剤と混合し、適切な
形状に成形してターゲットとして使用することにより、
従来のターゲットのように特殊な加工を必要とせず、い
かなる物質でも、任意の形に成形されるので、組成を変
えた各種のターゲ・7トが容易にえられる上、そのター
ゲットを使用して生成させた薄膜は、従来えられている
薄膜と同様の性能を有することを知った。即ち本願はス
パッタリングすべき材料を粉末とし適量の有機結合剤を
混合し、目的の形状に成形したターゲットを提供するも
のであり、この方法により、従来使用しにくかった高融
点、高強度の物質又は焼結成型不可能な物質でも容易に
ターゲットとして利用でき、クーゲットの作成が簡単に
なり、ターゲットに使用される物質の範囲を拡大できる
。本方法に使用するターゲット物質の組成は、要求され
る膜組成により従来と同様に選択される。使用する粉末
はできるだけ微細で均質な粒度であることが望まれるが
、特に限定する必要はない。使用する有機系結合剤は、
エポキシ系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルブチレート、アクリル系樹脂、ポリウ
レタン、繊維素系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体な
どの粘着性樹脂及びアラビアゴム、トララント、グリセ
リンなど従来有機粘着剤として使用されている粘着剤で
スパンクリング用ガス中に適量の酸素ガスを混合するこ
とにより有機結合剤がガス状になり真空排気され、生成
する膜内に混入されないものであれば、いかなる有機結
合剤でも使用可能であるが、エポキシ系樹脂が好ましい
と云える。有機結合剤と粉末との混合比は、所定の形態
にターゲットを成形できる量であればよく、特に限定す
る必要はない。
(Means and effects for solving the problem) Conventionally, there has been a method of molding metal powder to form a target/nod, but this method has the drawbacks mentioned above.
It was only used for special and difficult-to-process materials. The present inventors focused on the use of powder as a target, and as a result of various studies, the material to be sputtered was made into powder, mixed with an appropriate amount of organic binder, molded into an appropriate shape, and used as a target. By doing so,
Unlike conventional targets, special processing is not required and any material can be molded into any shape, so it is easy to obtain various targets with different compositions, and it is It was found that the produced thin film had the same performance as conventional thin films. That is, the present application provides a target in which the material to be sputtered is powdered, mixed with an appropriate amount of organic binder, and molded into the desired shape.By this method, materials with high melting point and high strength, which have been difficult to use in the past, or Even materials that cannot be sintered can be easily used as targets, making it easier to create cougettes and expanding the range of materials that can be used as targets. The composition of the target material used in this method is selected in the conventional manner depending on the required film composition. Although it is desirable that the powder used be as fine and homogeneous in particle size as possible, it is not particularly limited. The organic binder used is
Adhesive resins such as epoxy resins, vinyl acetate resins, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyrate, acrylic resins, polyurethane, cellulose resins, ethylene vinyl acetate copolymers, and conventional organic adhesives such as gum arabic, tralant, and glycerin. In adhesives used as adhesives, the organic binder becomes gaseous by mixing an appropriate amount of oxygen gas with the spankling gas and is evacuated. Although epoxy resins can also be used, epoxy resins are preferred. The mixing ratio of the organic binder and the powder is not particularly limited as long as it can mold the target into a predetermined shape.

例えば結合剤としてエポキシ樹脂を使用する場合は一般
に粉末に対し0.2〜0.7程度、好ましくは約0.5
である。このように粉末と有機結合剤とを均一に混合し
、所定の形状に成形してターゲットとして使用する。こ
のためいかなる形状のターゲットも容易に成形され、加
えて結合剤は、スパンタ用ガス中に存在する適量の酸素
によりガス状になり真空排気されるため生成膜内に混入
することがないので生成膜は従来の方法によりえられた
ものと同一の性質を有している。
For example, when using an epoxy resin as a binder, it is generally about 0.2 to 0.7, preferably about 0.5 to the powder.
It is. In this way, the powder and organic binder are uniformly mixed, molded into a predetermined shape, and used as a target. For this reason, targets of any shape can be easily molded, and in addition, the binder becomes gaseous due to the appropriate amount of oxygen present in the spunter gas and is evacuated, so it does not get mixed into the formed film, so the formed film has the same properties as those obtained by conventional methods.

以下に実施例を示して具体的に本発明を説明する。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples.

実施例 第1図は本発明におけるターゲット製造法の1例である
Embodiment FIG. 1 is an example of a target manufacturing method according to the present invention.

Y2O3,Bad、 Cu2Oの混合粉体をY:Ba:
Cu=1:2:3のモル比になるように調合し、粉体と
エポキシ系樹脂を2:1の割合で充分に混合して中空筒
体状の銅製のバックアップリングlの内壁に塗布して層
2を作る。ハックアップリング1の材質を銅としたのは
、熱伝導度が大きいため、ターゲットがプラズマによっ
て加熱されても、ターゲットホルダーを水冷すれば容易
に冷却されることと、ターゲット中の成分元素の1つと
して銅を含んでいるため、膜中にそれが不純物として混
入しても何ら問題を生じないためである。上記の方法に
より製造したターゲットを用いて、ターゲットバイアス
用RFパワー700W、真空度1.4X10−’Tor
r、 Ar90%−〇210%混合ガス(流量5QcJ
/分)でスパッタリングを行った。特に加熱しない基板
(Y安定化Zr0z)上に堆積した薄膜は非晶質であっ
た。この非晶質薄膜のY : Ba : Cu化学組成
比は、ターゲット中の各成分の組成比とほぼ一致するこ
とが、エネルギー分散型X線分光器による分析結果から
確認された。さらに、この非晶質膜を900°C110
分間酸素気流中で熱処理することによって、斜方晶YB
azCu307−xがえられた。
Mixed powder of Y2O3, Bad, and Cu2O was converted into Y:Ba:
Mix Cu so that the molar ratio is 1:2:3, thoroughly mix the powder and epoxy resin at a ratio of 2:1, and apply it to the inner wall of a hollow cylindrical copper backup ring l. to make layer 2. The reason why the hack up ring 1 is made of copper is because it has high thermal conductivity, so even if the target is heated by plasma, it can be easily cooled down by water cooling the target holder. This is because copper is included as an impurity in the film, so even if it is mixed into the film as an impurity, no problem will occur. Using the target manufactured by the above method, RF power for target bias was 700 W, vacuum degree was 1.4 x 10-'Tor.
r, Ar90%-〇210% mixed gas (flow rate 5QcJ
/min). In particular, the thin film deposited on the unheated substrate (Y-stabilized Zr0z) was amorphous. It was confirmed from the analysis results using an energy dispersive X-ray spectrometer that the Y:Ba:Cu chemical composition ratio of this amorphous thin film almost matched the composition ratio of each component in the target. Furthermore, this amorphous film was heated to 900°C110
Orthorhombic YB
azCu307-x was obtained.

この結晶化した薄膜は90にで超伝導の開始が認められ
、30にで完全に超伝導状態になった。
This crystallized thin film was observed to start superconducting at 90 years of age, and became completely superconductive at 30 years of age.

(効 果) 本発明の方法により、ターゲットを作成しにくかった物
質でも容易にターゲットに成形され、又組成の僅かに変
化した物質でも容易に多種類のターゲットを作ることが
できる。このためスパッタリングの使用範囲が拡がると
ともに、本性によりえられたターゲットを使用してえら
れる薄膜の性質は、従来のターゲットを使用したものと
変わらない。
(Effects) According to the method of the present invention, even substances that are difficult to form into targets can be easily formed into targets, and even substances whose compositions have slightly changed can be easily formed into many types of targets. This expands the scope of use of sputtering, and the properties of thin films obtained using the target obtained by this method are the same as those obtained using conventional targets.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本願実施例に使用したバンクアンプリングの図
である。 1−−−−−−−銅製バックアップリング、2−−−−
−−−ターゲット(Y2O2,BaO,Cu、O混合体
+エポキシ樹脂) 代理人 弁理士  桑 原 英 明
FIG. 1 is a diagram of a bank amplifier used in the embodiment of the present application. 1---------Copper backup ring, 2------
---Target (Y2O2, BaO, Cu, O mixture + epoxy resin) Agent: Hideaki Kuwahara, patent attorney

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粉末材料を有機結合剤を用いて成型したことを特
徴とするスパッタリング用ターゲット及びその製造法。
(1) A sputtering target and a method for producing the same, characterized in that a powder material is molded using an organic binder.
(2)スパッタリングが電子サイクロトロン共鳴プラズ
マスパッタリングである請求項(1)記載のターゲット
(2) The target according to claim 1, wherein the sputtering is electron cyclotron resonance plasma sputtering.
JP19071488A 1988-08-01 1988-08-01 Target for sputtering Pending JPH0243361A (en)

Priority Applications (1)

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JP19071488A JPH0243361A (en) 1988-08-01 1988-08-01 Target for sputtering

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JP19071488A JPH0243361A (en) 1988-08-01 1988-08-01 Target for sputtering

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JPH0243361A true JPH0243361A (en) 1990-02-13

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ID=16262605

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JP19071488A Pending JPH0243361A (en) 1988-08-01 1988-08-01 Target for sputtering

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JP (1) JPH0243361A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458424A (en) * 1992-09-30 1995-10-17 Citizen Watch Co., Ltd. Serial dot printer device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458424A (en) * 1992-09-30 1995-10-17 Citizen Watch Co., Ltd. Serial dot printer device

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