JPH11189870A - スパッタリング用ターゲットおよびその冷却方法 - Google Patents
スパッタリング用ターゲットおよびその冷却方法Info
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- JPH11189870A JPH11189870A JP36625797A JP36625797A JPH11189870A JP H11189870 A JPH11189870 A JP H11189870A JP 36625797 A JP36625797 A JP 36625797A JP 36625797 A JP36625797 A JP 36625797A JP H11189870 A JPH11189870 A JP H11189870A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価でかつ容易な方法でスパッタリングター
ゲット冷却効果を向上させたスパッタリング用ターゲッ
トおよびその冷却方法を得る。 【解決手段】 スパッタリングターゲット材と冷却用バ
ッキングプレートの間に銅、アルミニウムまたはそれら
の合金を挟むことにより、ターゲットの熱冷却を効率的
にする。またこの効果は、銅、アルミニウムまたはそれ
らの合金がエンボス加工を施されたもので有る場合によ
り顕著である。また、ターゲットの単位面積あたりのス
パッタリング出力が１０Ｗ/ｃｍ２以上の高出力スパッ
タリングの場合にも特に有効である。
ゲット冷却効果を向上させたスパッタリング用ターゲッ
トおよびその冷却方法を得る。 【解決手段】 スパッタリングターゲット材と冷却用バ
ッキングプレートの間に銅、アルミニウムまたはそれら
の合金を挟むことにより、ターゲットの熱冷却を効率的
にする。またこの効果は、銅、アルミニウムまたはそれ
らの合金がエンボス加工を施されたもので有る場合によ
り顕著である。また、ターゲットの単位面積あたりのス
パッタリング出力が１０Ｗ/ｃｍ２以上の高出力スパッ
タリングの場合にも特に有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業的に用いられるス
パッタリング法において、安価でかつ容易な手段でター
ゲットを有効に冷却することができるスパッタリング用
ターゲットおよびその冷却方法に関する。
パッタリング法において、安価でかつ容易な手段でター
ゲットを有効に冷却することができるスパッタリング用
ターゲットおよびその冷却方法に関する。
【０００２】
【従来技術】スパッタリング法においては、ターゲット
材には冷却効率を上げるため、スパッタリング面と反対
側の面に熱伝導性に優れた銅といった金属をインジウム
等の低温ろう接材を用いてボンディングしている。スパ
ッタリング処理中に必要不可欠なターゲット冷却は、こ
の銅製ボンディング材の面を冷却水で冷却されているバ
ッキングプレートを固定するか、またはこの面をＯリン
グ等を介して真空または減圧中で直接水冷する方法が用
いられている。前記の場合には、ターゲット交換時に、
冷却水を抜くといった作業は不用になる代わりに、ター
ゲットにボンディングされた銅板とバッキングプレート
の間に、表面凹凸、寸法歪み、不十分な表面平滑性とい
った要因により冷却の不均一が発生する結果、ターゲッ
ト材の再結晶による組織変化、ターゲット材の熱歪みに
よる変形（そり）、スパッタリング効率の低下、ターゲ
ット溶融といった種々の悪影響をもたらすことが問題と
なる。これに対し後者では、冷却効率は優れているもの
の、ターゲット材の交換時には、毎回ターゲット背面の
冷却水を抜くといった作業を行わねばならず、製造能率
の低下をもたらしていた。
材には冷却効率を上げるため、スパッタリング面と反対
側の面に熱伝導性に優れた銅といった金属をインジウム
等の低温ろう接材を用いてボンディングしている。スパ
ッタリング処理中に必要不可欠なターゲット冷却は、こ
の銅製ボンディング材の面を冷却水で冷却されているバ
ッキングプレートを固定するか、またはこの面をＯリン
グ等を介して真空または減圧中で直接水冷する方法が用
いられている。前記の場合には、ターゲット交換時に、
冷却水を抜くといった作業は不用になる代わりに、ター
ゲットにボンディングされた銅板とバッキングプレート
の間に、表面凹凸、寸法歪み、不十分な表面平滑性とい
った要因により冷却の不均一が発生する結果、ターゲッ
ト材の再結晶による組織変化、ターゲット材の熱歪みに
よる変形（そり）、スパッタリング効率の低下、ターゲ
ット溶融といった種々の悪影響をもたらすことが問題と
なる。これに対し後者では、冷却効率は優れているもの
の、ターゲット材の交換時には、毎回ターゲット背面の
冷却水を抜くといった作業を行わねばならず、製造能率
の低下をもたらしていた。
【０００３】さらに、上記の銅製冷却部をボンディング
したターゲットは何もボンディングしていないターゲッ
トに比べて、材料費および加工費が極めて高くなる。こ
れに対し、ターゲット費を安価にするためには、銅製冷
却板をボンディングしていないターゲット材を用い、こ
れを冷却された銅製バッキングプレートに直接固定する
ことが一般的である。
したターゲットは何もボンディングしていないターゲッ
トに比べて、材料費および加工費が極めて高くなる。こ
れに対し、ターゲット費を安価にするためには、銅製冷
却板をボンディングしていないターゲット材を用い、こ
れを冷却された銅製バッキングプレートに直接固定する
ことが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、そのような
ターゲットを用いた場合には、製造性を向上させるため
に高出力でスパッタリングすると、ターゲット表面の凹
凸やターゲット材の寸法歪み、不十分な表面平滑性等に
よる冷却の不均一が発生し、局所的にターゲット温度が
異常に上昇する。そのため、上記にも示したターゲット
材の再結晶による組織変化、ターゲット材の熱歪みによ
る変形（そり）、スパッタリング効率の低下、ターゲッ
ト溶融といった種々の悪影響をもたらすことが問題とな
っており、低出力でのスパッタリングを行う等の対応を
取らざるを得ない状況になっている。
ターゲットを用いた場合には、製造性を向上させるため
に高出力でスパッタリングすると、ターゲット表面の凹
凸やターゲット材の寸法歪み、不十分な表面平滑性等に
よる冷却の不均一が発生し、局所的にターゲット温度が
異常に上昇する。そのため、上記にも示したターゲット
材の再結晶による組織変化、ターゲット材の熱歪みによ
る変形（そり）、スパッタリング効率の低下、ターゲッ
ト溶融といった種々の悪影響をもたらすことが問題とな
っており、低出力でのスパッタリングを行う等の対応を
取らざるを得ない状況になっている。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、上記のよう
な問題点を解決すべく案出されたものであり、銅製冷却
板のボンディングの有無に関わらず、請求項１あるいは
２に示すように、銅、アルミニウムまたはそれらの合金
をターゲット材とバッキングプレートの間に挟んで固定
することにより、冷却能率を向上させることができるこ
とを見いだした。このような効果は、ターゲットの単位
面積あたりのスパッタリング出力が１０Ｗ/ｃｍ２以上
で特に顕著に認められる。この発明の結果、例えばター
ゲット材に銅製冷却板をボンディングしていないものを
使用する場合、ターゲットコストを飛躍的に低減させる
ことができる他、ターゲット交換時の作業能率を向上さ
せることができる。加えて、使用済みターゲットの廃却
とリサイクルも容易になり、環境問題の観点からも極め
て有用である。
な問題点を解決すべく案出されたものであり、銅製冷却
板のボンディングの有無に関わらず、請求項１あるいは
２に示すように、銅、アルミニウムまたはそれらの合金
をターゲット材とバッキングプレートの間に挟んで固定
することにより、冷却能率を向上させることができるこ
とを見いだした。このような効果は、ターゲットの単位
面積あたりのスパッタリング出力が１０Ｗ/ｃｍ２以上
で特に顕著に認められる。この発明の結果、例えばター
ゲット材に銅製冷却板をボンディングしていないものを
使用する場合、ターゲットコストを飛躍的に低減させる
ことができる他、ターゲット交換時の作業能率を向上さ
せることができる。加えて、使用済みターゲットの廃却
とリサイクルも容易になり、環境問題の観点からも極め
て有用である。
【０００６】
【作用】本発明にある銅、アルミニウムおよびそれらの
合金は、薄い板状、または箔状で効果を発揮する。本発
明は、このような高い熱伝導性を有し、かつ安価な金
属、合金の板、箔を挟んで固定することによってターゲ
ットとバッキングプレートの熱伝導を容易にする効果を
生み出すが、さらにこのような金属、合金の内、銅やア
ルミニウムの純金属は特に、その硬度が低く、容易に変
形するためにねじ止めあるいはボルト止めといったこと
により、ターゲットとバッキングプレートの間を隙間無
く埋めて、熱伝達の不均一性を極めて低減させることが
可能である。上記の目的から、より冷却効果を高めるた
めには、焼き鈍し等によって軟化させた材料を用いるこ
とが有効である。また請求項２に記載するように、これ
らの材料にエンボス加工をして、よりターゲットの密着
効果を上げることによって、作用を向上させることがで
きる。
合金は、薄い板状、または箔状で効果を発揮する。本発
明は、このような高い熱伝導性を有し、かつ安価な金
属、合金の板、箔を挟んで固定することによってターゲ
ットとバッキングプレートの熱伝導を容易にする効果を
生み出すが、さらにこのような金属、合金の内、銅やア
ルミニウムの純金属は特に、その硬度が低く、容易に変
形するためにねじ止めあるいはボルト止めといったこと
により、ターゲットとバッキングプレートの間を隙間無
く埋めて、熱伝達の不均一性を極めて低減させることが
可能である。上記の目的から、より冷却効果を高めるた
めには、焼き鈍し等によって軟化させた材料を用いるこ
とが有効である。また請求項２に記載するように、これ
らの材料にエンボス加工をして、よりターゲットの密着
効果を上げることによって、作用を向上させることがで
きる。
【０００７】このような銅、アルミニウムまたはそれら
の合金材は特にその形状を限定するものではないが、冷
却効率を向上させるためにはターゲット面積の７０％以
上の面積を有することが望ましい。またその厚みは、タ
ーゲットの固定方法や固定時の締めつけ寸法にも左右さ
れるが、厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲であ
れば、ターゲット固定に悪影響を与えることなく、十分
な冷却効果を発揮できる。またこの冷却効果は、ターゲ
ットの単位面積あたりのスパッタリング出力が１０Ｗ/
ｃｍ２以上の高出力スパッタリングで特に顕著に認めら
れる。この値よりも低い場合には、条件や被覆物質等に
よってターゲットの温度上昇がそれほど起こらない場合
もあるので、本発明の効果が顕著に現れないおそれもあ
るが、長時間のスパッタリング時間を有するあるいは被
覆物質（ターゲット）の熱伝導性が悪いといった場合に
は明確な効果を発揮する。いずれにしても、ターゲット
冷却能は高いほど良いので、本発明は極めて有益である
とみなすことができる。
の合金材は特にその形状を限定するものではないが、冷
却効率を向上させるためにはターゲット面積の７０％以
上の面積を有することが望ましい。またその厚みは、タ
ーゲットの固定方法や固定時の締めつけ寸法にも左右さ
れるが、厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲であ
れば、ターゲット固定に悪影響を与えることなく、十分
な冷却効果を発揮できる。またこの冷却効果は、ターゲ
ットの単位面積あたりのスパッタリング出力が１０Ｗ/
ｃｍ２以上の高出力スパッタリングで特に顕著に認めら
れる。この値よりも低い場合には、条件や被覆物質等に
よってターゲットの温度上昇がそれほど起こらない場合
もあるので、本発明の効果が顕著に現れないおそれもあ
るが、長時間のスパッタリング時間を有するあるいは被
覆物質（ターゲット）の熱伝導性が悪いといった場合に
は明確な効果を発揮する。いずれにしても、ターゲット
冷却能は高いほど良いので、本発明は極めて有益である
とみなすことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本方法による被覆対象は、板、粉
末等特に制限されない。またスパッタリングによる粒子
（粉末）への被覆方法としては、例えば発明者らが既に
出願した特開平２−１５３０６８号公報によれば可能で
ある。詳しくは、回転するバレルに所定の粉末を入れ、
攪拌しながらスパッタされた粒子を当てればコーティン
グできる。また酸化物、窒化物あるいは炭化物等を被覆
する目的で、反応性スパッタリング法を用いた場合にも
本発明は有効である。また、本発明による銅、アルミニ
ウムまたはそれらの合金はスパッタリング後も繰り返し
利用（再利用）が可能である。このような方法は、冷却
方法も安価でかつ容易であり、その効果は、ターゲット
費の低減だけにとどまらず、製造プロセスの効率化、装
置メンテナンスの向上、製品品質の向上、使用済みター
ゲットのリサイクル性の向上等、工業的に極めて大きい
ものがある。
末等特に制限されない。またスパッタリングによる粒子
（粉末）への被覆方法としては、例えば発明者らが既に
出願した特開平２−１５３０６８号公報によれば可能で
ある。詳しくは、回転するバレルに所定の粉末を入れ、
攪拌しながらスパッタされた粒子を当てればコーティン
グできる。また酸化物、窒化物あるいは炭化物等を被覆
する目的で、反応性スパッタリング法を用いた場合にも
本発明は有効である。また、本発明による銅、アルミニ
ウムまたはそれらの合金はスパッタリング後も繰り返し
利用（再利用）が可能である。このような方法は、冷却
方法も安価でかつ容易であり、その効果は、ターゲット
費の低減だけにとどまらず、製造プロセスの効率化、装
置メンテナンスの向上、製品品質の向上、使用済みター
ゲットのリサイクル性の向上等、工業的に極めて大きい
ものがある。
【０００９】
【実施例】実施例１ 種々の条件でスパッタリング法による被覆を行い、この
時ターゲットあたりの累積スパッタリング電力量が５ｋ
Ｗｈになった時点で、ターゲットの変質状況を評価し
た。なおターゲット寸法は、長さ１５０×幅６０×厚さ
１０ｍｍである。この時、請求項１または２記載の金属
および合金ターゲットとバッキングプレートの間に挟ん
だ場合とそうでない場合を比較した。その結果を表１に
まとめている。なおターゲットの変質評価は、ターゲッ
トが加熱され再結晶による粒の粗大化をしているかどう
かとターゲットの熱変形の２点で評価した。評価基準は
再結晶または熱変形が認められた場合を×、認められな
い場合を○とした。また裏面（冷却面）のみに再結晶に
よる粒の粗大化が認められた場合も冷却不良として×と
した。さらに○の評価の内、累積電力量が１０ｋＷｈの
場合でも再結晶あるいは変形が確認されなかったものを
◎とした。また表中のターゲット入熱とは請求項３にあ
るターゲット単位面積あたりのスパッタリング電力であ
る。これらの結果から本請求範囲にある材料をターゲッ
トとバッキングプレートの間に挟むとターゲット冷却が
促進され、変質等が起こりにくくなっていることがわか
る。またターゲットにエンボス加工した場合の方が冷却
効果が優れていることがわかる。
時ターゲットあたりの累積スパッタリング電力量が５ｋ
Ｗｈになった時点で、ターゲットの変質状況を評価し
た。なおターゲット寸法は、長さ１５０×幅６０×厚さ
１０ｍｍである。この時、請求項１または２記載の金属
および合金ターゲットとバッキングプレートの間に挟ん
だ場合とそうでない場合を比較した。その結果を表１に
まとめている。なおターゲットの変質評価は、ターゲッ
トが加熱され再結晶による粒の粗大化をしているかどう
かとターゲットの熱変形の２点で評価した。評価基準は
再結晶または熱変形が認められた場合を×、認められな
い場合を○とした。また裏面（冷却面）のみに再結晶に
よる粒の粗大化が認められた場合も冷却不良として×と
した。さらに○の評価の内、累積電力量が１０ｋＷｈの
場合でも再結晶あるいは変形が確認されなかったものを
◎とした。また表中のターゲット入熱とは請求項３にあ
るターゲット単位面積あたりのスパッタリング電力であ
る。これらの結果から本請求範囲にある材料をターゲッ
トとバッキングプレートの間に挟むとターゲット冷却が
促進され、変質等が起こりにくくなっていることがわか
る。またターゲットにエンボス加工した場合の方が冷却
効果が優れていることがわかる。
【００１０】実施例２ ターゲット材質をＴｉ、Ａｌ、Ａｇの３種についてター
ゲット面積と同じ面積の厚さ０．２ｍｍのＡｌ箔（エン
ボス加工あり）をバッキングプレートとの間に挟み、実
施例１と同じく、５ｋＷｈの累積スパッタリング電力量
になるまでスパッタリングを行ない、ターゲット変質を
調べた。この時、ターゲット単位面積あたりの電力（タ
ーゲット入熱）を変化させた。その結果を図１に示す。
なお評価は実施例１と同じである。これらの結果から本
請求範囲の方法によればターゲット単位面積あたりの電
力（ターゲット入熱）が１０Ｗ/ｃｍ２以上で特に顕著
な冷却効果が認められる。
ゲット面積と同じ面積の厚さ０．２ｍｍのＡｌ箔（エン
ボス加工あり）をバッキングプレートとの間に挟み、実
施例１と同じく、５ｋＷｈの累積スパッタリング電力量
になるまでスパッタリングを行ない、ターゲット変質を
調べた。この時、ターゲット単位面積あたりの電力（タ
ーゲット入熱）を変化させた。その結果を図１に示す。
なお評価は実施例１と同じである。これらの結果から本
請求範囲の方法によればターゲット単位面積あたりの電
力（ターゲット入熱）が１０Ｗ/ｃｍ２以上で特に顕著
な冷却効果が認められる。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、本発明は安価にかつ容易
に有効なターゲット冷却を行うことができ、またそれに
よって、ターゲットコストの減少、作業効率の向上、製
造装置の保守管理の簡便化、製品品質の向上、使用済み
ターゲットのリサイクル性向上といった多くの利点を有
し、工業的な寄与は極めて大きい。
に有効なターゲット冷却を行うことができ、またそれに
よって、ターゲットコストの減少、作業効率の向上、製
造装置の保守管理の簡便化、製品品質の向上、使用済み
ターゲットのリサイクル性向上といった多くの利点を有
し、工業的な寄与は極めて大きい。
【図１】 実施例２の結果をまとめたものである。
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 庸介 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 竹島 鋭機 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 スパッタリングターゲット材と冷却用バ
ッキングプレートの間に銅、アルミニウムまたはそれら
の合金を挟んで構成したことを特徴とするスパッタリン
グ用ターゲット。 - 【請求項２】 銅、アルミニウムまたはそれらの合金材
がエンボス加工を施されていることを特徴とする請求項
１記載のスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のスパッタリン
グ用ターゲットを用い、ターゲットの単位面積あたりの
スパッタリング出力を１０Ｗ/ｃｍ２以上とすることを
特徴とするスパッタリング用ターゲットの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36625797A JPH11189870A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | スパッタリング用ターゲットおよびその冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36625797A JPH11189870A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | スパッタリング用ターゲットおよびその冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11189870A true JPH11189870A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18486326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36625797A Pending JPH11189870A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | スパッタリング用ターゲットおよびその冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11189870A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074872A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Advanced Material Technology Co. Ltd. | スパッタリングターゲット構造体 |
| WO2008001547A1 (en) | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Sputtering target/backing plate conjunction element |
| WO2012057106A1 (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スパッタリングターゲット－バッキングプレート接合体及びその製造方法 |
| KR101266200B1 (ko) * | 2010-07-13 | 2013-05-21 | 플란제 에스이 | 엔캡 방식의 스퍼터링용 로터리 타겟 |
| WO2014007151A1 (ja) | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スパッタリングターゲット |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP36625797A patent/JPH11189870A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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