JP3498291B2 - Sputtering cathode - Google Patents
Sputtering cathodeInfo
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Description
【０００３】[0003]
【産業上の利用分野】[Industrial applications]
【０００４】この発明は、ターゲット材を裏板ヘボンデ
ィングすることなく取付けたスパッタリングカソードに
関する。The present invention relates to a sputtering cathode having a target material attached to a back plate without bonding.
【０００５】従来、スパッタリングにより薄膜を形成す
る場合に使用するスパッタリングカソードは、図５に示
したように、冷却水で冷却される裏板（熱伝導の良い銅
板などで構成されている）２１の外側面に、スパッタを
受けるターゲット材２２を設けて構成されている。As shown in FIG. 5, a conventional sputtering cathode used for forming a thin film by sputtering is a back plate (made of a copper plate having good heat conductivity) 21 cooled by cooling water. A target material 22 that receives spatter is provided on the outer side surface.
【０００６】前記ターゲット材２２は、スパッタリング
時に流入するイオン電流による温度上昇を抑えるため
に、裏板２１に対して、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｎ、Ｐｂ
或いは合成樹脂等の伝熱材を用いたボンディング材２３
により固着していた。２４は夕−ゲットシールドであ
る。The target material 22 is formed of In, In-Sn, Sn, Pb with respect to the back plate 21 in order to suppress a temperature rise due to an ion current flowing during sputtering.
Alternatively, a bonding material 23 using a heat transfer material such as synthetic resin
It was stuck due to. 24 is an evening-get shield.
【０００７】ボンディングによってターゲット材を裏板
へ固着した従来のスパッタリングカソードは、スパッタ
リング時におけるターゲット材の過度の温度上昇を抑え
る目的を達成できるものであったが、ボンディングのた
めに時間を要し（通常１〜２週間を要している）、ま
た、ボンディングによるコストアップの問題があった。
更には、ボンディングの不良や、何らかのトラブルによ
る冷却水の停止、スパッタパワーの上げすぎによって、
ターゲット材の剥離が使用中に起る可能性があり、この
ような事故の発生によって、スパッタリング装置の運転
中止を招き、また、ターゲット材の交換、裏板の着脱の
ため、リークチェックも必要となるなど、量産装置の稼
働率を低下させる問題もあった。The conventional sputtering cathode in which the target material is fixed to the back plate by bonding can achieve the purpose of suppressing an excessive temperature rise of the target material during sputtering, but it takes time for bonding ( It usually takes 1 to 2 weeks), and there is a problem of cost increase due to bonding.
Furthermore, due to defective bonding, stop of cooling water due to some trouble, and increase of sputter power too much,
There is a possibility that the target material may come off during use, and the occurrence of such an accident will cause the operation of the sputtering equipment to be stopped.Also, a leak check is required to replace the target material and attach and detach the back plate. However, there is also a problem that the operation rate of mass production equipment is lowered.
【０００８】この発明は前記のような問題点に鑑みてな
されたもので、ボンディングを不要とした構造のスパッ
タリングカソードを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a sputtering cathode having a structure that does not require bonding.
【０００９】前記目的を達成するこの発明のスパッタリ
ングカソードは、磁界形成用マグネット上に配置され、
冷却水で冷却される裏板の外側面にターゲット材を設け
てなるマグネトロンスパッタリングにおけるスパッタリ
ングカソードにおいて、前記裏板は、外側面に断面が矩
形で内部に可撓性伝熱シート材が敷設されている環状の
凹部を備えていると共に、当該環状凹部より外周側にな
る周縁部に、当該環状凹部の外周縁段部より内周側に臨
むターゲット押さえを有する押さえリングを備えてお
り、前記ターゲット材は、前記裏板外側面に形成されて
いる環状凹部の外径より大きな外径を有し、前記磁界形
成用マグネットによる磁界が垂直になっているその中央
部において前記裏板外側面の中央部に止めネジによって
固定されていると共に、前記裏板の押さえリングのター
ゲット押さえによって、前記裏板の環状凹部の外周縁段
部と接する部分を支点として、前記裏板外側面の環状凹
部側に変形する力を受けるように締め付け固定され、前
記裏板外側面に対向する面を前記裏板外側面の環状凹部
に敷設されている可撓性伝熱シート材に当接させて当該
可撓性伝熱シート材を介して前記裏板外側面の環状凹部
に接触していることを特徴としている。また、前記にお
いて、押さえリングのターゲット押さえの内径をエロー
ジョンの最大径より大きくしたことを特徴としている。The sputtering cathode of the present invention for achieving the above object is arranged on a magnet for forming a magnetic field,
In a sputtering cathode in magnetron sputtering in which a target material is provided on the outer surface of a back plate cooled with cooling water, the back plate has a rectangular cross section on the outer surface and a flexible heat transfer sheet material is laid inside. The target material is provided with a ring-shaped concave portion, and a pressing ring having a target pressing portion that faces the inner peripheral side from the outer peripheral step of the annular concave portion at the outer peripheral side of the annular concave portion. Has a larger outer diameter than the outer diameter of the annular recess formed on the outer surface of the back plate, and the central portion of the outer surface of the back plate at the central portion where the magnetic field by the magnet for forming magnetic fields is vertical. Is fixed to the outer peripheral edge step of the annular recess of the back plate by the target pressing of the back plate pressing ring. As a flexible transmission, the outer surface of the back plate is clamped and fixed so as to be deformed toward the annular recess side, and the surface facing the outer surface of the back plate is laid in the annular recess of the outer surface of the back plate. It is characterized in that it is brought into contact with the heat sheet material and is in contact with the annular concave portion on the outer surface of the back plate through the flexible heat transfer sheet material. Further, in the above, the inner diameter of the target holder of the holding ring is set to be larger than the maximum diameter of the erosion.
【００１０】凹部の表面とターゲット材は、可能なかぎ
り広い面積で当接するのが望ましいのは言うまでもな
く、対向面間に隙間が生じないように、可撓性伝熱シー
ト材（例えばＩｎ、Ａ１等の熱伝導率の高い金属シート
または金属メッシュ、合成樹脂シート等）を介在させて
いる。ターゲット材に凹部側へ変形する力を与えるため
には、裏板の周縁部に設置した押えリング（ＳＵＳ、Ａ
１製等或いはターゲット材と同材料の）を介してターゲ
ット材を締付け固定することによって行うことができ
る。裏板の凹部における、ターゲット材と対向する面の
厚さは、冷却水の圧力（通常2〜４Kgf）を受けた時にタ
ーゲット材側にわずかに凸に変形できる厚さとするのが
望ましい。この厚さは、裏板の材質や大きさを考慮して
決定されるものであるが、銅製の裏板の場合、ターゲッ
ト材の直径の２〜４％程度の厚さにすることで変形可能
とすることができた。[0010] concave portion of the surface and the target material, is desirable to contact a large area as possible of course, so no gap between the facing surfaces, the flexible heat transfer sheet material (e.g. In, A1 or other metal sheet or metal mesh with high thermal conductivity, synthetic resin sheet, etc.)
There is. In order to apply a force to the target material to deform it toward the concave side, a holding ring (SUS, A
It can be performed by tightening and fixing the target material through one or the like or the same material as the target material). The thickness of the surface of the concave portion of the back plate facing the target material is preferably such that it can be slightly convexly deformed toward the target material when receiving the pressure of the cooling water (usually 2 to 4 Kgf). This thickness is determined in consideration of the material and size of the back plate, but in the case of a copper back plate, it can be deformed by making it 2 to 4% of the diameter of the target material. I was able to
【００１１】この発明のスパッタリングカソードによれ
ば、ボンディングによることなく、ターゲット材を裏板
に取付けることができる。更に、マグネトロンスパッタ
リングにおいて、スパッタリングを長時間行った際に、
ターゲット材の表面に環状のエロージョンプロファイル
が形成され、その結果、裏板の周縁部に設置されている
押さえリングの前記環状凹部の外周縁段部より内側に臨
むターゲット押さえによる、ターゲット材を裏板の環状
凹部の外周縁段部と接する部分を支点として裏板外側面
の環状凹部側に変形させようとする締め付け固定力が弱
くなっても、ターゲット材の中心部は裏板外側面の中央
部に固定されているので、伝熱効率が低下するおそれを
無くすることができる。According to the sputtering cathode of the present invention, the target material can be attached to the back plate without using bonding. Furthermore, in magnetron sputtering, when sputtering is performed for a long time,
An annular erosion profile is formed on the surface of the target material, and as a result, the target material is backed by the target pressing that faces inward from the outer peripheral step of the annular recess of the pressing ring installed at the peripheral edge of the back plate. Even if the tightening and fixing force for deforming the outer surface of the back plate toward the annular recess side with the portion in contact with the outer peripheral step of the annular recess as a fulcrum becomes weak, the center of the target material is the central portion of the outer surface of the back plate. Since it is fixed to, it is possible to eliminate the risk that the heat transfer efficiency will decrease.
【００１２】スパッタリングを実行し、ターゲット材が
イオン衝撃を受けて昇温すると、ターゲット材は熱膨脹
係数によって伸びを生じる。この伸びは、締付け固定に
よってターゲット材に与えた変形力を助長するように作
用するので、ターゲット材と裏板の面接触圧力が高ま
り、当接面における伝熱効率をさらに向上することがで
きる。裏板の凹部の、ターゲット材と対向する面の厚さ
を、冷却水の圧力を受けてターゲット材側へ変形可能の
厚さとした場合には、水圧を受けた変形によって、ター
ゲット材と裏板の面接触圧力をさらに高くすることがで
きるので、当接面の伝熱効率を一層向上することができ
る。When sputtering is performed and the temperature of the target material is increased by ion bombardment, the target material expands due to the coefficient of thermal expansion. This elongation acts to promote the deformation force applied to the target material by tightening and fixing, so that the surface contact pressure between the target material and the back plate is increased, and the heat transfer efficiency at the contact surface can be further improved. When the thickness of the surface of the concave part of the back plate facing the target material is set to a thickness that can be deformed toward the target material side by the pressure of cooling water, the target material and the back plate are deformed by the water pressure. Since the surface contact pressure can be further increased, the heat transfer efficiency of the contact surface can be further improved.
【００１３】以下、図３に示すこの発明のスパッタリン
グカソードを説明するため、まず、図１（ａ）、
（ｂ）、図２に示すスパッタリングカソードの参考例を
説明する。図1（a）、（b）に示す参考例では、図 1
（ a ）図示のように、６インチターゲット用のスパッタ
リングカソードが、銅製の円盤状の裏板１（例えば直径
２００ｍｍ、厚さ6mm）と、円盤状のターゲット材（例
えば、クロム、アルミニウム等、直径１７０ｍｍ、厚さ
8mm）2とで構成されている。裏板の形状を示す断面図で
ある図 1 （ｂ）図示のように、裏板１は、スパッタリン
グカソードを支持する基体３にネジ止めなどにより固着
されるもので、基体３側に構成した冷却水循環路４を流
れる冷却水で冷却されるようになっている。また、裏板
１の外側面１ａの中央部には、図１（b）に示したよう
に、断面を弧状に湾曲させた形状の凹部５（直径１６５
ｍｍ、深さMax 0.5mm）が形成してあると共に、凹部５
の外周縁段部６には、複数のネジ７、７を介して押えリ
ング８が設置してある。押えリング８はＳＵＳ、Ａ１等
或いはターゲット材と同材料で作られており、その内径
は６インチより多少大きい径となるようにしてある。Below3 of the present invention shown in FIG.
In order to explain the cathode, first, FIG.
(B), a reference example of the sputtering cathode shown in FIG.
explain.Figure 1 (a), (b)In the reference example shown in, 1
( a ) As shown, Sputter for 6 inch target
Ring cathodeBut, Copper disk-shaped back plate 1 (eg diameter
200 mm, thickness 6 mm) and disk-shaped target material (example
For example, chromium, aluminum, etc., diameter 170mm, thickness
8mm) 2 and.A cross-sectional view showing the shape of the back plate
A certain figure 1 (B) As shown,The back plate 1 is spatterin
Fastened to the base body 3 supporting the cathode by screwing etc.
Flow through the cooling water circulation path 4 configured on the base body 3 side.
It is designed to be cooled with cooling water. Also, the back plate
As shown in FIG. 1 (b), the central portion of the outer side surface 1a of FIG.
In addition, the concave portion 5 (diameter 165
mm, depth Max 0.5 mm) is formed and the recess 5
The outer peripheral stepped portion 6 of the
8 is installed. Presser ring 8 is SUS, A1 etc.
Alternatively, it is made of the same material as the target material, and its inner diameter
Has a diameter slightly larger than 6 inches.
【００１４】前記凹部５の径は、ターゲット材２の径よ
り小さい径としてあると共に、前記押えリング８のター
ゲット押え８ａは、前記外周縁段部６より内側に臨ませ
てあり、ネジ７、７を緊締することによって、ターゲッ
ト材２は、外周縁段部６と接する部分を支点として、タ
ーゲット材２の中心側が凹部５側に凹入変形する締付力
を受けて固定され、凹入変形によって、ターゲット材２
の下面２ａが凹部５の上面５ａと互いに当接している。The diameter of the recess 5 is smaller than the diameter of the target material 2, and the target retainer 8a of the retainer ring 8 faces the inside of the outer peripheral edge step 6, and the screws 7, 7 are provided. When the target material 2 is tightened, the target material 2 is fixed by receiving a tightening force that causes the center side of the target material 2 to be concavely deformed toward the concave portion 5 with the portion in contact with the outer peripheral edge step portion 6 as a fulcrum. , Target material 2
The lower surface 2a of the concave portion 5 and the upper surface 5a of the concave portion 5 are in contact with each other.
【００１５】図 1 （ a ）、（ b ）に示す参考例のスパッタ
リングカソードは、薄膜形成装置（スパッタリング装
置）の真空室内に、薄膜を形成すべき基板とターゲット
材２が対向するように設置して使用される。スパッタリ
ングを行うには、ターゲット材２側に直流（負）電圧を
印加したり、スパッタリングカソードと基板間に高周波
電力を投入して行い、この時、冷却水循環路４には冷却
水を循環させて、ターゲット材２を冷却する。スパッタ
リングカソードと基板間に放電が形成されて、イオンが
ターゲット材２に入射してスパッタリングが開始する
と、裏板１を介して冷却されているターゲット材は約３
０〜８０℃の温度で平衡状態となる。[0015] FIG. 1 (a), the sputtering cathode of reference example shown in (b) is a vacuum chamber of the film forming apparatus (sputtering apparatus), the substrate and the target material 2 to be formed thin film is placed so as to face Used. Sputtering is performed by applying a direct current (negative) voltage to the target material 2 side or by applying high-frequency power between the sputtering cathode and the substrate. At this time, cooling water is circulated in the cooling water circulation passage 4. Then, the target material 2 is cooled. When a discharge is formed between the sputtering cathode and the substrate and ions enter the target material 2 to start sputtering, the target material cooled through the back plate 1 is about 3
An equilibrium state is reached at a temperature of 0 to 80 ° C.
【００１６】ターゲット材２が前記のように昇温する
と、熱膨脹係数によって伸びを生じるが、ターゲット材
２は押えリング８で下向き（凹部５へ向けて）の力を受
けているので、凹部５側へ更に突出するように変形する
ことになり、凹部５の上面５ａとの当接圧力が増大し
て、ターゲット材２と裏板１の間の伝熱効率を向上す
る。When the temperature of the target material 2 rises as described above, it expands due to the coefficient of thermal expansion, but since the target material 2 receives the downward force (toward the concave portion 5) by the pressing ring 8, the concave portion 5 side The contact pressure with the upper surface 5a of the recess 5 increases, and the heat transfer efficiency between the target material 2 and the back plate 1 is improved.
【００１７】実験で求めた冷却効率の一例を次に説明す
る。An example of the cooling efficiency obtained by the experiment will be described below.
【００１８】冷却水に逃げる熱量P2は、
Ｐ２＝４．２×（ｔ２−ｔ１）×Ｑ［Ｗ］ （１）
である。ｔｌは冷却水の入口側温度、ｔ２は冷却水の出
口側温度、Ｑは冷却水の流量である。The amount of heat P 2 that escapes to the cooling water is P 2 = 4.2 × (t 2 −t 1 ) × Q [W] (1). t 1 is the cooling water inlet side temperature, t 2 is the cooling water outlet side temperature, and Q is the cooling water flow rate.
【００１９】また、冷却効率Ｒは、
Ｒ＝Ｐ２／Ｐ１×１００［％］ （２）
である。Ｐ１は放電の為に投入した電力である。実験で
はＰ１＝１．８kw、Ｑ＝３．６l／min、ｔ１＝２３．２
℃、ｔ２＝２９．８℃であったので、これらを式
（1）、（2）に代入すると、Ｐ２＝１．６６３ＫＷ、Ｒ
＝９２．４％となり、ターゲット材２が十分冷却されて
いることが確認できた。従来のボンディングターゲット
ではターゲット材の温度は約６０℃であり、冷却効率は
前記とほぼ同等である。The cooling efficiency R is R = P 2 / P 1 × 100 [%] (2). P 1 is the power input for discharging. In the experiment, P 1 = 1.8 kw, Q = 3.6 l / min, t 1 = 23.2.
Since t 2 = 29.8 ° C., substituting these into equations (1) and (2), P 2 = 1.663 KW, R
= 92.4%, and it was confirmed that the target material 2 was sufficiently cooled. In the conventional bonding target, the temperature of the target material is about 60 ° C., and the cooling efficiency is almost the same as the above.
【００２０】図 1 （ a ）、（ b ）に示す前記の参考例にお
いて、裏板１の凹部５の底部、即ちターゲット材２と当
接する部分９を薄くし（およそターゲット材２の径の２
〜６％前後とする）、この部分９が冷却水の圧力で変形
可能とすれば、冷却水の循環によって前記部分９はター
ゲット材２側約０．１〜０．３ｍｍに突出するように変
形する力を受ける。従って、ターゲット材２と裏板１が
当接する圧力が更に増大し、伝熱効率を一層向上するこ
とができる。図２は図３に示すこの発明のスパッタリン
グカソードを説明するための他のスパッタリングカソー
ドの参考例である。裏板１およびターゲット材２は、図
１（ａ）、（ｂ）図示の参考例の場合と同様で、裏板１
の外側面に形成した凹部１０が断面矩形の凹部１０とし
た点で異なっている。凹部１０には、可撓性伝熱シート
材１１（インジウム、アルミニウム等のシートまたはメ
ッシュ、合成樹脂シート等が採用できる）が敷設してあ
り、押えリング８で締め付けられたターゲット材２が裏
板１に対して隙間無く当接できるようにしてある。In the above-mentioned reference example shown in FIGS. 1 ( a ) and 1 ( b ), the bottom portion of the recess 5 of the back plate 1, that is, the portion 9 in contact with the target material 2 is made thin (about the target). 2 of the diameter of material 2
If the portion 9 is deformable by the pressure of the cooling water, the portion 9 is deformed so as to project to about 0.1 to 0.3 mm on the target material 2 side by the circulation of the cooling water. Receive the power to do. Therefore, the pressure at which the target material 2 and the back plate 1 contact each other is further increased, and the heat transfer efficiency can be further improved. FIG. 2 shows the sputter phosphorus of the present invention shown in FIG.
Another sputtering causal for illustrating a cathode
It is a reference example of the code. Back plate 1 and the target material 2, FIG.
1 (a), (b) is the same as the case of the reference example shown , the back plate 1
The difference is that the recess 10 formed on the outer side surface of is a recess 10 having a rectangular cross section. A flexible heat transfer sheet material 11 (a sheet or mesh of indium, aluminum or the like, a synthetic resin sheet or the like can be adopted) is laid in the concave portion 10, and the target material 2 tightened by the pressing ring 8 is a back plate. It can be brought into contact with 1 without any gap.
【００２１】この図２図示の参考例も図１（ａ）、
（ｂ）図示の参考例と同様で、イオンの入射によって、
ターゲット材２が温度上昇し、伸長するとターゲット材
２と裏板１の当接圧力が向上し、伝熱効率を向上するこ
とが可能である。 The reference example shown in FIG. 2 is also shown in FIG.
(B) Similar to the illustrated reference example , by the injection of ions,
When the temperature of the target material 2 rises and the target material 2 extends, the contact pressure between the target material 2 and the back plate 1 is improved, and the heat transfer efficiency can be improved.
【００２２】マグネトロンスパッタリングにおけるスパ
ッタリングカソードのように、ターゲット材の表面に形
成した磁界の影響を受けて、ターゲット材の表面に環状
のエロージョンプロファイルが形成されるものがある
（勿論、スパッタリングを長時間に亘って行った場合で
ある）。There are some types of magnetron sputtering, such as a sputtering cathode, in which an annular erosion profile is formed on the surface of a target material under the influence of a magnetic field formed on the surface of the target material. This is the case when the whole process is performed).
【００２３】このようなエロージョンプロファイルの形
成を考慮した本発明の実施例が図３のスパッタリングカ
ソードである。図中１２が裏板、１３がターゲット材、
１４がエロージョンプロファイル、１５が磁界形成用マ
グネットである。尚、エロージョンプロファイルは磁界
の印加状況によって、２重、３重の環状に変化するが、
図はこれらのエロージョンをまとめて、エロージョンの
傾向として示している。 An embodiment of the present invention in consideration of the formation of such an erosion profile is the sputtering cathode shown in FIG. In the figure, 12 is a back plate, 13 is a target material,
Reference numeral 14 is an erosion profile, and 15 is a magnet for forming a magnetic field. The erosion profile changes into a double or triple ring depending on the magnetic field application.
The figure summarizes these erosions and shows them as erosion trends.
【００２４】前記裏板１２の外側面１２ａには、断面矩
形とした凹部１６が環状に形成してあり、ターゲット材
１３は、中心部分が裏板１２に止めネジ１７で固定され
ていると共に、裏板１２の外周縁段部１８に設置した押
えリング１９を介して、締付け固定してあり、ターゲッ
ト材１３には凹部１６に凹入変形する力が与えてある。
また、凹部１６内には環状の可撓性伝熱シート材２０が
敷設してあり、ターゲット材１３と裏板１２間に隙間が
生じないようにしてある。尚、ターゲット材１３の中心
部分は磁界が垂直で、スパッタリングを受けず、スパッ
タ膜が堆積するので、止めネジ１７の設置が可能であ
る。また押えリング１９の内径は、エロージョンの最大
径より大きくする必要があり、ターゲット材１３は大き
な直径とする必要がある。On the outer surface 12a of the back plate 12, a recess 16 having a rectangular cross section is formed in an annular shape. The center portion of the target material 13 is fixed to the back plate 12 with a set screw 17, and The target material 13 is clamped and fixed via a holding ring 19 provided on the outer peripheral step portion 18 of the back plate 12, and the target material 13 is given a force to deform into the recess 16.
Further, an annular flexible heat transfer sheet material 20 is laid inside the concave portion 16 so that no gap is created between the target material 13 and the back plate 12. Since the magnetic field is vertical in the central portion of the target material 13 and the sputtered film is deposited without being subjected to sputtering, the set screw 17 can be installed. Further, the inner diameter of the pressing ring 19 needs to be larger than the maximum diameter of erosion, and the target material 13 needs to have a large diameter.
【００２５】図３図示の実施例の本発明のスパッタリン
グカソードによれば、ターゲット材１３が昇温して膨脹
すると、凹部１６側に凹入変形する力が増大し、裏板１
２との当接圧力が増すので、伝熱効率を向上することが
できる。スパッタリングによるターゲット材１３の表面
に形成されるエロージョンが進行すると、押えリング１
９の締付力による、ターゲット材１３の中心部を押える
力が弱くなるが、中心部は止めネジ１７で裏板１２の中
心部に固定した構造であるので、伝熱効率が低下するお
それを無くすることができる。 Sputtering of the invention of the embodiment shown in FIG .
According to the cathode, when the target material 13 rises in temperature and expands, the force of deformation into the concave portion 16 increases, and the back plate 1
Since the contact pressure with 2 increases, the heat transfer efficiency can be improved. When the erosion formed on the surface of the target material 13 by sputtering progresses, the pressing ring 1
Although the force of pressing the central portion of the target material 13 due to the tightening force of 9 becomes weak, the central portion has a structure in which it is fixed to the central portion of the back plate 12 by the set screw 17, so that there is no fear that the heat transfer efficiency will decrease. can do.
【００２６】図４は図３に示した実施例における各種の
データで、（a）はエロージョンプロファイル、（b）は
積算電力とエロージョン深さの関係のグラフである。FIG. 4 shows various data in the embodiment shown in FIG. 3, where (a) is an erosion profile and (b) is a graph showing the relationship between integrated power and erosion depth.
【００２７】以上、実施例について説明したが、種々の
径のターゲット材（例えば３〜１２インチ）や矩形のタ
ーゲット材に同様に実施することができる。Although the embodiments have been described above, the same can be applied to target materials having various diameters (for example, 3 to 12 inches) and rectangular target materials.
【００２８】以上に説明したように、この発明によれ
ば、ターゲット材のボンディングを不要としたスパッタ
リングカソードを提供できる効果がある。従来必要とし
ていたボンディングの為の時間と費用を節約できる効果
がある。また、ターゲット材は、裏板と独立に交換する
ことが可能であるので、スパッタリング装置の保守管理
を容易にできると共に、裏板の着脱が不要なので、装置
内への水もれを無くし、かつリークテストを不要とでき
るなどの効果がある。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sputtering cathode that does not require bonding of a target material. This has the effect of saving the time and cost required for bonding, which was conventionally required. Further, since the target material can be replaced independently of the back plate, the maintenance and management of the sputtering device can be facilitated, and since the back plate is not required to be attached / detached, water leakage into the device is eliminated, and This has the effect of eliminating the need for a leak test.
【００２９】更に、マグネトロンスパッタリングにおい
て、スパッタリングを長時間行った際に、ターゲット材
の表面に環状のエロージョンプロファイルが形成され、
その結果、裏板の周縁部に設置されている押さえリング
の前記環状凹部の外周縁段部より内側に臨むターゲット
押さえによる、ターゲット材を裏板の環状凹部の外周縁
段部と接する部分を支点として裏板外側面の環状凹部側
に変形させようとする締め付け固定力が弱くなっても、
ターゲット材の中心部は裏板外側面の中央部に固定され
ているので、伝熱効率が低下するおそれを無くすること
ができる。Furthermore, in magnetron sputtering, when sputtering is performed for a long time, an annular erosion profile is formed on the surface of the target material,
As a result, the retaining ring installed on the periphery of the back plate
Target facing inward from the outer peripheral step of the annular recess
According to the pressing, even weak fastening force to try to deform in the annular concave side of the back plate outer surface portion contacting the target material and the outer peripheral Endan portion of the annular recess of the back plate as a fulcrum,
Since the central portion of the target material is fixed to the central portion of the outer surface of the back plate, it is possible to eliminate the possibility of lowering the heat transfer efficiency.
【００３０】[0030]
【図１】この発明のスパッタリングカソードを説明する
ためのスパッタリングカソードについての参考例を表す
図で、（a）は要部断面図、（b）は裏板の形状を示す断
面図である。FIG. 1 illustrates a sputtering cathode of the present invention.
3A and 3B are views showing a reference example of a sputtering cathode for use in the manufacturing method, in which FIG.
【図２】この発明のスパッタリングカソードを説明する
ためのスパッタリングカソードについての他の参考例の
要部断面図である。FIG. 2 illustrates a sputtering cathode of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of another reference example of a sputtering cathode for the purpose .
【図３】この発明の実施例の要部断面図である。Figure 3 is a fragmentary cross-sectional view of the solid施例of the present invention.
【図４】図３図示の実施例のランニングデータを示すグ
ラフで、（a）はエロージョンプロファイル、（b）は積
算電力とエロージョン深さの関係のグラフである。4A and 4B are graphs showing running data of the embodiment shown in FIG . 3, in which FIG . 4A is a graph showing an erosion profile, and FIG. 4B is a graph showing a relationship between integrated power and erosion depth.
【図５】従来のスパッタリングカソードの要部断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view of a main part of a conventional sputtering cathode.
【００３１】 １、１２、２１ 裏板 ２、１３、２２ ターゲット材 ４ 冷却水循環路 ５、１０、１６ 凹部 ６、１８ 外周縁段部 ８、１９ 押えリング ２３ ボンディング材 ２４ ターゲットシールド[0031] 1, 12, 21 Back plate 2,13,22 Target material 4 Cooling water circuit 5, 10, 16 recess 6, 18 outer edge step 8, 19 Presser ring 23 Bonding material 24 target shield
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58
Claims (2)
水で冷却される裏板の外側面にターゲット材を設けてな
るマグネトロンスパッタリングにおけるスパッタリング
カソードにおいて、 前記裏板は、外側面に断面が矩形で内部に可撓性伝熱シ
ート材が敷設されている環状の凹部を備えていると共
に、当該環状凹部より外周側になる周縁部に、当該環状
凹部の外周縁段部より内周側に臨むターゲット押さえを
有する押さえリングを備えており、 前記ターゲット材は、前記裏板外側面に形成されている
環状凹部の外径より大きな外径を有し、前記磁界形成用
マグネットによる磁界が垂直になっているその中央部に
おいて前記裏板外側面の中央部に止めネジによって固定
されていると共に、前記裏板の押さえリングのターゲッ
ト押さえによって、前記裏板の環状凹部の外周縁段部と
接する部分を支点として、前記裏板外側面の環状凹部側
に変形する力を受けるように締め付け固定され、前記裏
板外側面に対向する面を前記裏板外側面の環状凹部に敷
設されている可撓性伝熱シート材に当接させて当該可撓
性伝熱シート材を介して前記裏板外側面の環状凹部に接
触していることを特徴とするスパッタリングカソード。1. A sputtering cathode in magnetron sputtering, wherein a target material is provided on an outer surface of a back plate which is placed on a magnet for forming a magnetic field and is cooled by cooling water. It has an annular recess with a rectangular cross section in which a flexible heat transfer sheet material is laid, and at the peripheral portion on the outer peripheral side of the annular recess, the inner periphery from the outer peripheral step of the annular recess. The target material has a pressing ring having a target pressing surface facing the side, the target material has an outer diameter larger than the outer diameter of the annular recess formed in the outer surface of the back plate, and the magnetic field generated by the magnetic field forming magnet is The vertical central part is fixed to the central part of the outer surface of the back plate with a set screw, and the target pressing of the pressing ring of the back plate is performed. With this, the portion of the back plate that contacts the outer peripheral edge step of the annular recess is a fulcrum, and is clamped and fixed so as to receive a force that deforms toward the annular recess side of the outer surface of the back plate, and faces the outer surface of the back plate. The surface is brought into contact with the flexible heat transfer sheet material laid in the annular recess on the outer surface of the back plate, and contacted with the annular recess on the outer surface of the back plate through the flexible heat transfer sheet material. A sputtering cathode characterized in that
をエロージョンの最大径より大きくしたことを特徴とす
る請求項１記載のスパッタリングカソード。2. The sputtering cathode according to claim 1, wherein the inner diameter of the target holder of the holding ring is larger than the maximum diameter of the erosion.
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