JP4803716B2

JP4803716B2 - Backing plate and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4803716B2
Application number: JP2005356022A
Authority: JP
Inventors: 金之飯島; 好男伊藤; 隆治伊藤
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: JP2007162039A

Description

本発明は、例えば、スパッタリング装置で使用するカソ−ド用タ−ゲットの熱変形防止用冷却板に関する。 The present invention relates to a cooling plate for preventing thermal deformation of a cathode target used in, for example, a sputtering apparatus.

例えば、バッキングプレ−トは、スパッタリング装置で使用するカソ−ドを構成する部材で、カソ−ドの冷却を主要な目的としている。薄膜の形成方法の一つであるスパッタリング法では、基板とタ−ゲットを対向させておき、数Ｐａから数１０Ｐａ程度のＡｒガス雰囲気中でタ−ゲットに数ＫＶの負の高電圧を印加して放電させる。このとき、Ａｒガスは正イオンとなってタ−ゲットに衝突し、タ−ゲットの原子をたたき出す。前記原子は前記基板上に堆積し薄膜を形成する。さらに、タ−ゲット背面に磁石を置いて成膜速度を向上させるマグネトロンスパッタリング法が利用されている（図６参照）。図６のマグネトロンスパッタリング装置では、真空槽５６の内部にタ−ゲット５７とマグネット５８からなるマグネトロンカソ−ド５９を設け、タ−ゲット５７に対向したアノ−ド６０の上に基板６１を設けた。６２は排気管、６３はガス導入管である。マグネット５８が発生する磁界によって正イオンとなったＡｒガスを制御して、成膜速度を向上させる。 For example, a backing plate is a member constituting a cathode used in a sputtering apparatus, and its main purpose is cooling of the cathode. In sputtering, which is one of the methods for forming a thin film, a substrate and a target are made to face each other, and a negative high voltage of several KV is applied to the target in an Ar gas atmosphere of several Pa to several tens Pa. To discharge. At this time, Ar gas becomes positive ions and collides with the target, and knocks out the atoms of the target. The atoms are deposited on the substrate to form a thin film. Furthermore, a magnetron sputtering method is used in which a magnet is placed on the rear surface of the target to improve the film formation rate (see FIG. 6). In the magnetron sputtering apparatus of FIG. 6, a magnetron cathode 59 comprising a target 57 and a magnet 58 is provided inside a vacuum chamber 56, and a substrate 61 is provided on an anode 60 facing the target 57. . 62 is an exhaust pipe and 63 is a gas introduction pipe. The Ar gas converted to positive ions by the magnetic field generated by the magnet 58 is controlled to improve the film formation rate.

前記、スパッタリング装置においては、Ａｒガスが正イオンとなってタ−ゲットに衝突しタ−ゲットの原子をたたき出すので、タ−ゲットは高温となる。その熱対策として、タ−ゲットで発生する熱を速やかに逃がすためにロウ材を用いてバッキングプレ−トに貼り付けていた（特許文献１参照）。 In the sputtering apparatus, since the Ar gas becomes positive ions and collides with the target and knocks out atoms of the target, the target becomes high temperature. As a countermeasure against the heat, in order to quickly release the heat generated in the target, it was pasted on the backing plate using a brazing material (see Patent Document 1).

また、従来から、バッキングプレ−トは高温となるタ−ゲットを冷却するために水冷方式を取り入れていた。さらに、その冷却水の配管を有するバッキングプレ−トとタ−ゲットの接合にあり溝勘合を使う工夫がされていた（特許文献２参照）。 Conventionally, the backing plate has adopted a water-cooling method to cool the target that becomes high temperature. Furthermore, there has been a contrivance to use a groove fitting in joining the backing plate having the cooling water pipe and the target (see Patent Document 2).

しかしながら、タ−ゲット材はいずれも線膨張率がバッキングプレ−トに使用される銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）に比べて、著しく小さく操業速度をあげると電力密度が大きくなり、温度上昇が激しくなってタ−ゲットとバッキングプレ−トのバイメタル作用で両者が剥離するという問題があった。また、タ−ゲットとバッキングプレ−トのロウ付けによる加熱後の冷却時にタ−ゲットが反り返り、正確な平面度が得られないという問題があった。 However, all of the target materials have a linear expansion coefficient that is significantly smaller than copper (Cu) and aluminum (Al) used in the backing plate, and the power density increases and the temperature rises when the operating speed is increased. There was a problem that both became exfoliated due to the bimetal action of the target and backing plate. Further, the target warps during cooling after heating by brazing of the target and the backing plate, and there is a problem that accurate flatness cannot be obtained.

そこで従来から、タ−ゲットとバッキングプレ−トの熱膨張率に差が生じないように、バッキングプレ−トを複数の熱膨張率の異なる板材を溶接または機械的固定によって張り合わせて製作する工夫をしていた（特許文献３参照）。例えば、図８に示すように、板材（モリブデン）７２−板材（チタン）７３−板材（モリブデン）７４の」順で異なる板材を張り合わせていた。 Therefore, in order to prevent a difference in thermal expansion coefficient between the target and the backing plate, conventionally, a device has been devised in which a plurality of plate materials having different thermal expansion coefficients are bonded together by welding or mechanical fixing. (See Patent Document 3). For example, as shown in FIG. 8, different plate materials are laminated in the order of “plate material (molybdenum) 72 -plate material (titanium) 73 -plate material (molybdenum) 74”.

また従来から、バッキングプレ−トを複数の熱膨張率の異なる板材を張り合わせる場合に、拡散接合を用いて、接合強度を高める工夫をしていた（特許文献４参照）。 Conventionally, when bonding backing plates to a plurality of plate materials having different coefficients of thermal expansion, a device has been devised to increase the bonding strength using diffusion bonding (see Patent Document 4).

特開昭６２−６７１６８号公報（第２頁）JP-A-62-67168 (page 2) 特許第２６１８９３５号（第２頁、図１）Japanese Patent No. 2618935 (2nd page, Fig. 1) 特開平８−２４６１４４号公報（第３頁、図１）JP-A-8-246144 (page 3, FIG. 1) 特開２００１−２９５０４０号公報（第４頁、図１）JP 2001-295040 A (page 4, FIG. 1)

従来からバッキングプレ−トには、さまざまな工夫がなされているが、タ−ゲット材とバッキングプレ−トの線膨張率に大きな差があるため、前記工夫だけでは対応しきれずに、スパッタリング装置の運転中に加熱変形して、タ−ゲットの破壊（割れ）、タ−ゲットの剥がれ、脱落等の事故が起こっていた。従来のバッキングプレ−ト（熱膨張率０．００００２３６／Ｋ）にタ−ゲット（熱膨張率０．０００００６０７／Ｋ）を貼付けてスパッタ装置で使用した場合、タ−ゲットの破壊、剥がれ脱落等の故障が頻繁（故障率５０％）に発生していた。 Conventionally, the backing plate has been devised in various ways, but since there is a large difference in the linear expansion coefficient between the target material and the backing plate, the above-mentioned contrivance alone cannot cope with it. There were accidents such as destruction (cracking) of the target, peeling of the target, and dropping off due to heat deformation during operation. When a target (thermal expansion coefficient 0.00000607 / K) is pasted on a conventional backing plate (thermal expansion coefficient 0.0000236 / K) and used in a sputtering apparatus, the target is destroyed, peeled off, etc. Failure occurred frequently (failure rate 50%).

また、スパッタリング装置の保守作業に室温に戻す必要がある。スパッタリング装置の使用中は、タ−ゲットの表面にアルゴン（Ａｒ）のプラスイオンが常時衝突するため、表面に凹凸や荒れが生じやすく、定期的に補修交換が必要になる。従来は、このときにもタ−ゲットの割れが発生しやすいという問題があった。これらの事故を防止するため、１０時間程度かけてゆるやかに冷却を行っていたが、それでも割れることがあった。その割合は、２個のうち１個は割れるという具合であった。しかしながら、同バッキングプレ−トはスパッタリング装置固有の形状寸法が決められており、剛性を持たせるために極端に板厚を厚くすることや、大幅な構造変更を伴うような補強をすることはできない。 Moreover, it is necessary to return to room temperature for the maintenance work of a sputtering device. During use of the sputtering apparatus, positive ions of argon (Ar) always collide with the surface of the target, so that irregularities and roughness are likely to occur on the surface, and periodic repair and replacement are necessary. Conventionally, there has been a problem that the target is liable to crack at this time. In order to prevent these accidents, the cooling was performed slowly over about 10 hours, but it was still broken. The ratio was such that one of the two pieces would break. However, the backing plate has a specific shape and dimension unique to the sputtering apparatus, so that it cannot be made extremely thick in order to give rigidity, or cannot be reinforced with a significant structural change. .

また、冷却、加熱に時間がかかると保守作業毎のダウンタイムが長くなり、装置の運転効率が悪くなるという問題があった。故障による停止の場合、不生産による損失が著しい。そのため、タ−ゲットの破壊、剥がれ脱落等を防止するために、例えばスパッタ電力を下げるなど、運転効率の引き下げが行なわれていた。 In addition, if cooling and heating take time, there is a problem that the downtime for each maintenance work becomes long and the operation efficiency of the apparatus is deteriorated. In the case of a stop due to a failure, loss due to non-production is significant. Therefore, in order to prevent the target from being destroyed, peeled off, etc., the operation efficiency has been reduced, for example, by reducing the sputtering power.

また、バッキングプレ−トに求められる性質は、電気伝導性及び熱伝導性の双方が良好であること。特に、マグネトロンスパッタリング装置の場合には、前記電気伝導性及び熱伝導性に加えて、磁力線の透過が良好であることを求められる。そのため、使用できる材料は限定される。 The properties required for the backing plate are both good electrical conductivity and thermal conductivity. In particular, in the case of a magnetron sputtering apparatus, in addition to the electrical conductivity and thermal conductivity, it is required that the transmission of magnetic field lines is good. Therefore, materials that can be used are limited.

また、変形を防止するために剛性が高い材質でバッキングプレ−トを作成し、使用すると、重量が重いために、取り扱いが困難となるという問題があった。 In addition, when a backing plate is made of a material having high rigidity to prevent deformation and used, there is a problem that handling becomes difficult due to its heavy weight.

また、従来の方法にサンドイッチ構造がある（特許文献３、４参照）。サンドイッチ構造ではバッキングプレ−トを構成する各層の線膨張率の違いから、どうしても反りや歪が解消できないという問題があった。また、各層の線膨張率の違いを吸収するように調整するにはどうしても厚みが必要であり薄くするには限界があった。 In addition, there is a sandwich structure in the conventional method (see Patent Documents 3 and 4). In the sandwich structure, there is a problem that warpage and distortion cannot be eliminated due to the difference in linear expansion coefficient of each layer constituting the backing plate. Moreover, in order to adjust so that the difference in the linear expansion coefficient of each layer may be absorbed, thickness was inevitably required and there was a limit to making it thin.

さらに、かかる状況において、スル−プットの向上要求、あるいは製品の大面積化のため、スパッタリング装置のカソ−ドの大型化が進行し、それに伴ってスパッタリングタ−ゲットの大型化も進んでいる。 Further, in such a situation, in order to increase the throughput or to increase the product area, the cathode of the sputtering apparatus has been increased in size, and the sputtering target has been increased in size accordingly.

前述のように、バッキングプレ−トとタ−ゲットは磁力線を透過させる必要があるため厚さは限定されており、かつ大型化により取り扱いが困難であることから、故障を少なくして交換等の保守作業を少なくすることが望まれている。従来からさまざまな工夫がされているが完全に解決するには至ってなかった。 As described above, since the backing plate and the target need to transmit the magnetic field lines, the thickness is limited and the handling is difficult due to the increase in size. It is desired to reduce maintenance work. Various ideas have been made so far, but they have not been completely solved.

本発明は、カソ−ドの構成品のうちのバッキングプレ−トの改良により故障の防止を行なうことを課題としている。 An object of the present invention is to prevent failure by improving the backing plate of the components of the cathode.

本発明は、炭素、酸化物、金属のいずれかを心材とし、その周囲を冷却板としての金属材料で包むことにより電気伝導性及び熱伝導性を損なわず、かつ心材の剛性により心材を包み込んでいる冷却板の変形を防止するものである。このような方法をとることにより、従来材料で、装置制約（特にマグネトロンスパッタリング装置については、磁力線が透過する磁性材料の厚さ）がある場合の、タ−ゲット破壊、剥がれ、脱落に対する安全設計が可能になる。 In the present invention, any one of carbon, oxide, and metal is used as a core material, and its surroundings are wrapped in a metal material as a cooling plate, so that the electrical conductivity and thermal conductivity are not impaired, and the core material is wrapped by the rigidity of the core material. This prevents deformation of the cooling plate. By adopting such a method, the safety design for target destruction, peeling, and drop-off can be achieved in the case of conventional materials that have equipment limitations (especially for magnetron sputtering equipment, the thickness of the magnetic material through which the magnetic lines of force pass). It becomes possible.

バッキングプレ−トの材質は、電気伝導性と熱伝導性の特性の使用実績から、従来の材料を使用することが安全設計のため望ましい。より好ましくは、アルミニウム及びアルミニウム合金を使用する。銅及び銅合金、マグネシウム及びマグネシウム合金も使用できる。 As the material of the backing plate, it is desirable for safety design to use a conventional material from the record of use of the characteristics of electrical conductivity and thermal conductivity. More preferably, aluminum and an aluminum alloy are used. Copper and copper alloys, magnesium and magnesium alloys can also be used.

また、心材として炭素、酸化物、金属のいずれかを選択することにより、剛性と電気伝導性、熱伝導性を目的の設計値にすることができる。炭素の形態としては、板及びその繊維及びその海綿状（スポンジ状）のもの。セラミックス（アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ等）の形態としては、板及びその繊維及びその海綿状（スポンジ状）のもの。金属（鉄、銅、アルミニウム、チタン等）の形態としては、板及びその繊維のもの。発泡金属もしくは海綿状（スポンジ状）のもの。 Further, by selecting any one of carbon, oxide, and metal as the core material, the desired design values can be obtained for rigidity, electrical conductivity, and thermal conductivity. As a form of carbon, a board and its fiber and its sponge form (sponge form). As a form of ceramics (alumina, magnesia, zirconia, silica, etc.), a plate and its fiber and its sponge-like (sponge-like) form. The form of metal (iron, copper, aluminum, titanium, etc.) is that of a plate and its fiber. Metal foam or spongy (sponge).

従来と同一のスパッタリング装置においても本発明のバッキングプレ−トを使用したところ、故障が発生しなくなった。そのため運転効率が著しく改善された。そりや剥がれのないバッキングプレ−トが得られた。大型のカソ−ドにも対応できる。 When the backing plate of the present invention was used in the same sputtering apparatus as before, no failure occurred. As a result, the operating efficiency was significantly improved. A backing plate without warping or peeling was obtained. It can also handle large-sized cathodes.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図１に本発明の実施の形態のバッキングプレ−ト１を示す。バッキングプレ−ト１は心材２の周囲を板材３で包んだ構造をしている。 FIG. 1 shows a backing plate 1 according to an embodiment of the present invention. The backing plate 1 has a structure in which a core material 2 is surrounded by a plate material 3.

バッキングプレ−ト１は、図２に示すように、ロウ材４を用いてタ−ゲット材５を貼り付け、背面にバックプレ−ト６を付けた状態で使用する。バッキングプレ−トとバックプレ−トの間には冷却水を通すように間隙ｓが形成されている。これらで、カソ−ド１０を構成する。バッキングプレ−ト１は、タ−ゲット材５の交換のためにバックプレ−ト６から取り外せるようにすることが望ましい。その一方で、冷却水の水圧に耐えるように、バックプレ−ト６と強固に接続されている必要がある。本実施例では、ボルトによる締結を行っているが、ロウ付けによって接続しても良い。 As shown in FIG. 2, the backing plate 1 is used with a target material 5 attached using a brazing material 4 and a back plate 6 attached to the back surface. A gap s is formed between the backing plate and the back plate so that cooling water can pass therethrough. These constitute the cathode 10. It is desirable that the backing plate 1 be removable from the back plate 6 for replacement of the target material 5. On the other hand, it is necessary to be firmly connected to the back plate 6 so as to withstand the water pressure of the cooling water. In this embodiment, the bolt is fastened, but it may be connected by brazing.

図３は、本発明の他の実施形態のバッキングプレ−ト１１を使用した場合を示す。バッキングプレ−ト１１の背面側には冷却効果を高める目的で表面積を増やすための溝ｍが形成されている。 FIG. 3 shows a case where a backing plate 11 according to another embodiment of the present invention is used. Grooves m for increasing the surface area are formed on the back side of the backing plate 11 for the purpose of enhancing the cooling effect.

本実施の形態では、バッキングプレ−ト１は溶湯鍛造法によって製造される。ここで、溶湯鍛造法について説明する。溶湯鍛造法は簡単にいえば、溶けた金属（溶湯）を金型に入れ、高い圧力を加えて凝固させる（成形するあるいは鍛える）方法である。特長としては、溶湯を短時間で凝固させるため合金組織が緻密で鋳巣の無い鋳造物をつくることが可能である。そのため、鋳造品は他の鋳造法に比べてはるかに良い性質（引張り強度、伸び、耐力）示し、展伸材（押出材、圧延材、鍛造材）に匹敵するほどである。 In the present embodiment, the backing plate 1 is manufactured by a molten metal forging method. Here, the molten metal forging method will be described. In simple terms, the molten metal forging method is a method in which molten metal (molten metal) is placed in a mold and solidified (formed or forged) by applying high pressure. As a feature, since the molten metal is solidified in a short time, it is possible to produce a casting having a dense alloy structure and no casting hole. For this reason, cast products exhibit much better properties (tensile strength, elongation, proof strength) than other casting methods, and are comparable to wrought materials (extruded materials, rolled materials, forged materials).

図４に直接加圧方式の溶湯鍛造法を、図５に間接加圧方式の溶湯鍛造法を示す。直接加圧方式では、金型は型（下型）２１とノックアウト２２により構成され、型２１の開口がパンチ２３と勘合するようになっている。パンチ２３を型２１の開口に押し込むことにより、溶湯３３を直接的に加圧するようになっている。溶湯３３が凝固した後、ノックアウト２２を下から押すことにより、金属複合材料３１が型２１から取り出せるようになっている。間接加圧方式では、金型は、上型２５、下型２６及びノックアウト２７により構成され、上型２５の開口がパンチ２８と勘合するようになっている。パンチ２８を上型２５の開口に押し込むことにより、溶湯３３を間接的に加圧するようになっている。溶湯３３が凝固した後、上型２５を取り外した後、ノックアウト２２を下から押すことにより、金属複合材料３１が下型２６から取り出せるようになっている。 FIG. 4 shows a direct pressurization type melt forging method, and FIG. 5 shows an indirect pressurization type melt forging method. In the direct pressurization method, the mold is composed of a mold (lower mold) 21 and a knockout 22, and the opening of the mold 21 is engaged with the punch 23. By pressing the punch 23 into the opening of the mold 21, the molten metal 33 is directly pressurized. After the molten metal 33 is solidified, the metal composite material 31 can be removed from the mold 21 by pushing the knockout 22 from below. In the indirect pressurization method, the mold is composed of an upper mold 25, a lower mold 26 and a knockout 27, and the opening of the upper mold 25 is engaged with the punch 28. The molten metal 33 is indirectly pressurized by pushing the punch 28 into the opening of the upper mold 25. After the molten metal 33 is solidified, the metal mold 31 can be taken out from the lower mold 26 by removing the upper mold 25 and then pushing the knockout 22 from below.

バッキングプレ−ト１を溶湯鍛造法によって製造した場合、板材３となる溶湯３３を加圧して心材２をくるむので板材３と心材２の界面は密着性がよく堅固になる。また、心材２に中空部分があると、溶湯３３が入り込んで一体化して固化するため、溶接等に比べて接合強度が飛躍的に高い。 When the backing plate 1 is manufactured by the molten metal forging method, the molten material 33 to be the plate material 3 is pressurized to wrap the core material 2, so that the interface between the plate material 3 and the core material 2 has good adhesion and becomes firm. Further, when the core material 2 has a hollow portion, the molten metal 33 enters and is integrated and solidified, so that the bonding strength is remarkably higher than that of welding or the like.

板材３としては、従来からアルミニウム合金Ａｌ６０６１を使用している。本実施の形態においても、バッキングプレ−ト１の板材３となる溶湯３３にアルミニウム合金Ａｌ６０６１を使用した。心材２ととしては、発泡カ−ボン材を使用した。前記、溶湯鍛造法により得られた金属基複合材料３１を所定の形状に加工することにより、バッキングプレ−トを得ることができる。 Conventionally, an aluminum alloy Al6061 is used as the plate material 3. Also in the present embodiment, aluminum alloy Al6061 is used for the molten metal 33 that becomes the plate 3 of the backing plate 1. As the core material 2, a foamed carbon material was used. A backing plate can be obtained by processing the metal matrix composite 31 obtained by the molten metal forging method into a predetermined shape.

板材３のアルミニウム合金Ａｌ６０６１の線膨張係数は２２〜２３×１０^-6Ｋであった。本発明の実施の形態では、カ−ボン材（発泡）を心材２として使用したことにより、バッキングプレ−ト１として線膨張係数４×１０^-6Ｋを実現した。これは、タングステンや酸化珪素と同等の線膨張率となったことを示している。 The linear expansion coefficient of the aluminum alloy Al6061 of the plate material 3 was 22 to 23 × 10 ⁻⁶ K. In the embodiment of the present invention, by using a carbon material (foam) as the core material 2, a linear expansion coefficient of 4 × 10 ⁻⁶ K was realized as the backing plate 1. This indicates that the linear expansion coefficient is equal to that of tungsten or silicon oxide.

本発明の実施の形態によるバッキングプレ−ト１（図７）は、溶湯鍛造法によるもので心材２を板材３で包み込んだ後、削り出しを行なって所望する形状、厚さに加工する。
今回実験に使用したものは、タ−ゲットの寸法 Φ３８０ｍｍ×６ｍｍ
バッキングプレ−トの寸法 Φ５２０ｍｍ×２０ｍｍ（Ｈ２）
心材の寸法 Φ３７０ｍｍ×１０ｍｍ（Ｈ３）
今回実験に使用したしたものでは、削出し後の板材３（Ａｌ６０６１）の厚さ（ｔ）は５ｍｍであった（図７）。 A backing plate 1 (FIG. 7) according to an embodiment of the present invention is formed by a molten metal forging method. After a core material 2 is wrapped with a plate material 3, it is cut out and processed into a desired shape and thickness.
The one used in this experiment is the target size Φ380mm × 6mm
Backing plate dimensions Φ520mm × 20mm (H2)
Dimension of core material Φ370mm × 10mm (H3)
In what was used for this experiment, the thickness (t) of the plate material 3 (Al6061) after cutting was 5 mm (FIG. 7).

本発明の実施形態によるバッキングプレ−ト１は、測定の結果、線膨張率がアルミニウム（Ａｌ６０６１）の２０％の線膨張係数４×１０^-6Ｋとなった。タ−ゲット材との熱線膨張率６×１０^-6に大幅に近づけることが出来た。その結果、従来、１０時間かけていた冷却時間を、大幅に短縮して１時間としても、タ−ゲット材５の割れは生じなくなった。実施後１月が経つが故障は発生していない。 As a result of measurement, the backing plate 1 according to the embodiment of the present invention has a linear expansion coefficient of 4 × 10 ⁻⁶ K, which is 20% of aluminum (Al6061). The coefficient of thermal expansion with the target material can be made very close to 6 × 10 ⁻⁶ . As a result, cracking of the target material 5 did not occur even if the cooling time, which conventionally took 10 hours, was greatly reduced to 1 hour. One month has passed since the implementation, but no failure has occurred.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

バッキングプレ−ト以外に、大型装置の基板ホルダ−、基板キャリヤ−など装置構成部品に適用できる。基板ホルダ−と基板キャリア−は、いずれもスパッタリング装置の成膜対象となるガラス基板を載置して、スパッタリング装置内部でのガラス基板の保持、移動に使用される装置構成部品である。ガラス基板の外縁部分の一周を支持する方形枠部分を有する。スパッタリング成膜中、ガラス基板は、ガラス基板の表面に積層される薄膜材料が放出する熱等によって加熱される。ガラス基板の熱によって、ガラス基板の外縁部分の一周を支持する方形枠部分が変形するとガラス基板に応力がかかり、破損させる恐れがある。従って、ガラス基板と線膨張係数の差の少ないものが望まれる。勿論、スパッタリング装置だけでなく、例えば、真空蒸着装置、化学蒸着（ＣＶＤ）装置、イオンプレ−ティング装置などの他の真空成膜装置の装置構成部品にも適用することができる。 In addition to the backing plate, the present invention can be applied to apparatus component parts such as a substrate holder and a substrate carrier of a large apparatus. Each of the substrate holder and the substrate carrier is an apparatus component used to place and hold a glass substrate to be formed by the sputtering apparatus and to hold and move the glass substrate inside the sputtering apparatus. It has a rectangular frame portion that supports one round of the outer edge portion of the glass substrate. During sputtering film formation, the glass substrate is heated by heat released from a thin film material laminated on the surface of the glass substrate. If the rectangular frame portion that supports the circumference of the outer edge portion of the glass substrate is deformed by the heat of the glass substrate, the glass substrate is stressed and may be damaged. Accordingly, a glass substrate having a small difference in linear expansion coefficient is desired. Of course, the present invention can be applied not only to a sputtering apparatus but also to other apparatus components of a vacuum deposition apparatus such as a vacuum deposition apparatus, a chemical vapor deposition (CVD) apparatus, and an ion plating apparatus.

図１は、本発明のバッキングプレ−トの実施形態を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a backing plate of the present invention. 図２は、本発明のバッキングプレ−トの使用方法を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a method of using the backing plate of the present invention. 図３は、本発明のバッキングプレ−トの他の実施形態の例の使用方法を示した説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing how to use another embodiment of the backing plate of the present invention. 図４は、本発明に使用した溶湯鍛造法（直接加圧方式）の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the molten metal forging method (direct pressure method) used in the present invention. 図５は、本発明に使用した溶湯鍛造法（間接加圧方式）の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the molten metal forging method (indirect pressurization method) used in the present invention. 図６は、マグネトロンスパッタリング装置の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a magnetron sputtering apparatus. 図７は、本発明のバッキングプレ−トの実験に使用したものの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the one used in the experiment of the backing plate of the present invention. 図８は、従来のバッキングプレ−トの例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a conventional backing plate.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・バッキングプレ−ト、２・・・心材、３・・・板材、４・・・ロウ材、５・・・タ−ゲット材、６・・・バックプレ−ト、１０・・・カソ−ド、１１・・・バッキングプレ−ト、１２・・・心材、１３・・・心材、２１・・・型（下型）、２２・・・ノックアウト、２３・・・パンチ、２５・・・上型、２６・・・下型、２７・・・ノックアウト、２８・・・パンチ、３１・・・金属基複合材料（ＭＭＣ）、３２・・・プリフォ−ム（心材）、３３・・・溶湯（板材）
５６・・・真空槽、５７・・・タ−ゲット材、５８・・・マグネット、５９・・・マグネトロンカソ−ド、６０・・・アノ−ド、６１・・・基板、６２・・・排気管、６３・・・ガス導入管、６４・・・透明導電膜、６５・・・基板ホルダ−
７１・・・バッキングプレ−ト、７２・・・板材（モリブデン）、７３・・・板材（チタン）、７４・・・板材（モリブデン）、７５・・・タ−ゲット材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Backing plate, 2 ... Core material, 3 ... Plate material, 4 ... Brazing material, 5 ... Target material, 6 ... Back plate, 10 ... Cathode, 11 ... backing plate, 12 ... core material, 13 ... core material, 21 ... mold (lower mold), 22 ... knockout, 23 ... punch, 25 ... Upper mold, 26 ... lower mold, 27 ... knockout, 28 ... punch, 31 ... metal matrix composite (MMC), 32 ... preform (core), 33 ... Molten metal (plate material)
56 ... Vacuum chamber, 57 ... Target material, 58 ... Magnet, 59 ... Magnetron cathode, 60 ... Anod, 61 ... Substrate, 62 ... Exhaust Pipe 63, Gas introduction pipe 64, Transparent conductive film 65, Substrate holder
71 ... backing plate, 72 ... plate material (molybdenum), 73 ... plate material (titanium), 74 ... plate material (molybdenum), 75 ... target material

Claims

スパッタリング装置用のバッキングプレートであって、
炭素、酸化物、金属のいずれかで構成された繊維状又は海綿状（スポンジ状）の心材と、
前記心材と一体化され前記心材を包み込む板材と
を具備するバッキングプレート。 A backing plate for a sputtering apparatus ,
A fibrous or spongy (sponge-like) core made of carbon, oxide, or metal;
A plate material integrated with the core material and enclosing the core material;
A backing plate comprising:

前記心材が、セラミックス又はアルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のバッキングプレ−ト。 2. The backing plate according to claim 1 , wherein the core material is ceramic, alumina, magnesia, zirconia, or silica.

前記心材が、鉄、銅、アルミニウム、チタンのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のバッキングプレ−ト。 2. The backing plate according to claim 1 , wherein the core material is iron, copper, aluminum, or titanium.

前記板材が、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、マグネシウム及びマグネシウム合金のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバッキングプレ−ト。 The backing plate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plate material is any one of aluminum and an aluminum alloy, copper and a copper alloy, magnesium and a magnesium alloy.

スパッタリング装置用のバッキングプレートの製造方法であって、
炭素、酸化物、金属のいずれかで構成された繊維状又は海綿状（スポンジ状）の心材を準備し、前記心材を板材で包み込むバッキングプレートの製造方法。 A method of manufacturing a backing plate for a sputtering apparatus ,
A method for manufacturing a backing plate in which a fibrous or sponge-like (sponge-like) core material made of carbon, oxide, or metal is prepared, and the core material is wrapped with a plate material .

前記心材を前記板材で包むのに溶湯鍛造法を用いることを特徴とする請求項５に記載のバッキングプレートの製造方法。 6. The method of manufacturing a backing plate according to claim 5 , wherein a molten metal forging method is used to wrap the core material with the plate material.

前記心材が、セラミックス又はアルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のバッキングプレートの製造方法 6. The method of manufacturing a backing plate according to claim 5 , wherein the core material is ceramic, alumina, magnesia, zirconia, or silica.

前記心材が、鉄、銅、アルミニウム、チタンのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のバッキングプレートの製造方法。 The said core material is iron, copper, aluminum, or titanium, The manufacturing method of the backing plate of Claim 5 characterized by the above-mentioned.

前記板材がアルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、マグネシウム及びマグネシウム合金であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のバッキングプレートの製造方法。 The method for manufacturing a backing plate according to any one of claims 5 to 8 , wherein the plate material is aluminum and an aluminum alloy, copper and a copper alloy, magnesium and a magnesium alloy.