JPH0254761A - Sputtering target and its production - Google Patents
Sputtering target and its productionInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はスパッタ法によって薄膜を形成する時のスパッ
タ用ターゲット（以下、単にターゲットと称す、）及び
その製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a sputtering target (hereinafter simply referred to as target) for forming a thin film by sputtering and a method for manufacturing the same.
従来の技術
従来よりスパッタ法によって金属等のａ １１９を形成
する方法が公知である。この従来のターゲットの構造を
第６図に示す、第６図においてｌは円盤型あるいは角型
のターゲットで、形成しようとする薄膜と同一の材料か
らなっている、２はバッキングプレートで、ターゲット
１はバッキングプレート２にボンディングされている。2. Description of the Related Art Conventionally, a method of forming a 119 of metal or the like by sputtering is known. The structure of this conventional target is shown in Fig. 6. In Fig. 6, l is a disc-shaped or square-shaped target made of the same material as the thin film to be formed, 2 is a backing plate, and target 1 is bonded to the backing plate 2.
このような構造のターゲットを用いて金属等の薄膜を形
成するのが一般的である。このスパッタ法においてター
ゲットをいかに有効に使用するかが生産上の太きな！！
！！題である。すなわちターゲットの使用効率がコスト
に直接つながるからである。このクーデ・ントの使用効
率を上げるために、例えばマグネトロンスパッタ法の場
合、マグネットを回転させる等の工夫がなされているが
その使用効率は２０〜３０％程度が一般的である。また
一方では使用後のターゲットを再生して材料費を回収す
ることも行われている０例えばＡｕ、Ａｇ等の貴金属の
ように比較的高価な材料の場合は再生することによって
ターゲットの使用効率の悪さをある程度おぎなうことは
できるものである。It is common to use a target with such a structure to form a thin film of metal or the like. In this sputtering method, the key to production is how effectively to use the target! !
! ! That's the issue. In other words, the efficiency of target usage is directly linked to cost. In order to increase the usage efficiency of this coupon, for example, in the case of magnetron sputtering, measures such as rotating the magnet have been taken, but the usage efficiency is generally about 20 to 30%. On the other hand, it is also possible to recover material costs by recycling used targets. For example, in the case of relatively expensive materials such as precious metals such as Au and Ag, recycling can improve the efficiency of target usage. It is possible to make up for the badness to some extent.
発明が解決しようとする課題
しかしながら例えば書換え型光ディスクの記録膜材料と
して多く使用されるＧｅのように、材料そのものには貴
金属はどの価値は無くても材料の精製工程に手間を要す
るために価格が高い材料もある。このような材料の場合
、材料そのものにはそれほどの価値は無いものであるか
ら再生してしも材料費は回収できないものである。この
ためターゲットの使用効率がそのままコストにはねかえ
ってくるといった課題があった。Problems to be Solved by the Invention However, for example, precious metals such as Ge, which is often used as a recording film material for rewritable optical discs, have no value as a material themselves, but are expensive due to the labor-intensive process of refining the material. Some materials are expensive. In the case of such materials, the material itself does not have much value, so even if it is recycled, the cost of the material cannot be recovered. For this reason, there was a problem in that the efficiency of using the target directly affected the cost.
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明は円盤型あるいは角型
のターゲットの、スパッタされる面の外周からもう一方
の面の近くまでをスパッタ薄膜を形成するターゲット材
料で他の部分は熱伝導に優れた金属部材で構成し、この
金属部材をバッキングプレートにボンディングすること
によって、生産性、経済性に優れたターゲットを得よう
とするものである。Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the present invention uses a target material that forms a sputtered thin film from the outer periphery of the surface to be sputtered to the vicinity of the other surface of a disk-shaped or square-shaped target. The part is made of a metal member with excellent heat conduction, and by bonding this metal member to a backing plate, it is possible to obtain a target with excellent productivity and economic efficiency.
作用
すなわちターゲットのスパッタされる部分だけを薄膜を
形成するために必要な材料で構成し、他の部分は熱伝導
に優れた安価な金属部材で構成することによって、たと
えターゲットの使用効率が悪くてもその材料費を最小限
にすることができるものである。また金属部材をボンデ
ィングするものであるから、ターゲット材料にかがわら
ずそのボンディングは容易にできるものである。In other words, only the part of the target to be sputtered is made of the material necessary to form a thin film, and the other parts are made of inexpensive metal members with excellent heat conduction, so even if the target is used inefficiently, It is also possible to minimize the material cost. Furthermore, since metal members are bonded, the bonding can be easily performed regardless of the target material.
実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。Example Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第１図において１１は薄膜を形成するためのターゲット
材料、１２は熱伝導に優れた金属材料からなる部材でこ
の実施例では銅を使用している。１３は銅材料からなる
バッキングプレートである。ターゲット材料１１として
は書換え型光ディスクに多く使用されるＴｅ及びＧｅを
主成分とした材料からなっており、ターゲット材料Ｉ■
と金属部材１２を一体的に構成する方法としては後述す
るホットプレス法によって形成している。In FIG. 1, numeral 11 is a target material for forming a thin film, and numeral 12 is a member made of a metal material with excellent thermal conductivity, and copper is used in this embodiment. 13 is a backing plate made of copper material. The target material 11 is made of a material mainly composed of Te and Ge, which is often used in rewritable optical discs, and the target material I
The method for integrally forming the metal member 12 and the metal member 12 is a hot pressing method which will be described later.
金属部材１２はバッキングプレート１３にボンディング
されている。このボンディングは金属と金属を接着する
ものであるから、−ａ的に行われているＩｎ−３ｎ等の
メタルボンディングが容易にできるものである０例えば
ターゲツト材ｔ４１１がＳｉＯ□、ＺｎＳ等のＫｍ体の
ような場合メタルボンディングが困難であるため、ボン
ディング面にＣｕ等の金属材料をスパッタする等の前処
理を行ってメタルボンディングを行うのが一般的である
が、このような前処理が不要になって生産的に大きな効
果があるものである。第２図は本発明の他の実施例によ
るターゲットで、構成は第１図で説明したものと同様で
あり、金属部材１２のターゲット材料１１と接する部分
をテーパ状にしてクーゲット材料１１の体積をより小さ
くしようとするものである。第１図、第２図のような構
成のターゲットを用いて実際にスパッタ法で薄膜を形成
する方法を第３図で説明する。第３図において１４はカ
ソード本体、１５はマグネットで、バッキングプレート
１３はカソード本体１４に固定され密閉されている。こ
のカソード本体１４とバッキングプレート１３で構成さ
れる空間１６にはスパッタ時冷却水を流してターゲット
材料１２、金属部材１３の冷却を行うものである。１７
はシールド本体で真空チャンバ１Ｂに固定されている。The metal member 12 is bonded to the backing plate 13. Since this bonding is to bond metal to metal, metal bonding such as In-3n, which is performed in -a, can be easily performed.For example, if the target material t411 is a Km body such as SiO□ or ZnS In such cases, metal bonding is difficult, so it is common to conduct metal bonding by performing pretreatment such as sputtering a metal material such as Cu on the bonding surface, but such pretreatment is no longer necessary. This has a great effect on productivity. FIG. 2 shows a target according to another embodiment of the present invention, the structure of which is the same as that explained in FIG. The idea is to make it smaller. A method of actually forming a thin film by sputtering using a target configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be explained with reference to FIG. In FIG. 3, 14 is a cathode body, 15 is a magnet, and the backing plate 13 is fixed to the cathode body 14 and hermetically sealed. Cooling water is flowed into the space 16 formed by the cathode body 14 and the backing plate 13 during sputtering to cool the target material 12 and the metal member 13. 17
is fixed to the vacuum chamber 1B with a shield body.
１９はシールドカバーでシールド１７に固定されており
、このシールド本体１７．真空チャンバ１８゜シールド
カバー１９はそれぞれ金属材料で構成されアースされて
いる。シールドカバー１９の中央部にはターゲット１１
．ｉ２の形状に合わせたテ−パ状の開孔部２０を有して
おり、開孔部２０の最も小さい所はターゲット材料１１
よりもわずかに小さくしている。この時ターゲット材料
１１とシールドカバー１９との距離を２閣程度にするこ
とによって、シールドカバー１９の開孔部２０より外側
の領域はスパッタされないものである。２１は真空チャ
ンバ１８とカソード本体１４を！ｔ！！縁し、かつ真空
を保持するためのシールド機能を有した絶ｔ（体である
。第３図のような構成で真空チャンバ１８で形成された
真空系（図示せず、）にＡｒガスを流して１〜５０ｍＴ
ｏｒｒに圧力を調整し、カソード本体１４に高周波ある
いは直流電圧を印加することによって、Ａｒが加速され
ターゲット材料１１がスパッタされて矢印２２の方向に
ターゲット材料１１の分子が飛び出して矢印２２の方向
にある基板等に′ｉＲ膜を形成するものである。第３図
で説明したようにスパッタを行っていった場合、−ｉ的
に第４図に示したようにターゲット材料１１が消耗して
寿命となるものである。この時ターゲット材料１１の消
耗している寸法Ａは第３図で説明したシールドカバー１
９の開孔部２０の寸法とほぼ一致している。また消耗状
態が均一にならない理由はマグネット１５の磁束による
ものである０次にターゲット材料１１と金属部材１２を
一体的に構成する一実施例を第５図で説明する。19 is fixed to the shield 17 with a shield cover, and this shield body 17. The vacuum chamber 18° shield cover 19 is each made of a metal material and is grounded. The target 11 is located in the center of the shield cover 19.
．． It has a tapered opening 20 that matches the shape of i2, and the smallest part of the opening 20 is located at the target material 11.
It is slightly smaller than the . At this time, by setting the distance between the target material 11 and the shield cover 19 to about 2 cm, the area outside the opening 20 of the shield cover 19 is not sputtered. 21 is the vacuum chamber 18 and the cathode body 14! T! ! Ar gas is flowed into the vacuum system (not shown) formed in the vacuum chamber 18 with the configuration shown in Fig. 3. 1~50mT
By adjusting the pressure to orr and applying high frequency or DC voltage to the cathode body 14, Ar is accelerated and the target material 11 is sputtered, and the molecules of the target material 11 fly out in the direction of the arrow 22. An iR film is formed on a certain substrate or the like. When sputtering is carried out as explained in FIG. 3, the target material 11 is consumed and its life span is reached as shown in FIG. 4 in terms of -i. At this time, the consumed dimension A of the target material 11 is the shield cover 1 explained in FIG.
The dimensions of the opening 20 of No. 9 are approximately the same. Further, the reason why the state of wear is not uniform is due to the magnetic flux of the magnet 15. An embodiment in which the zero-order target material 11 and the metal member 12 are integrated will be described with reference to FIG.
第５図において２３は下型、２４は上型、２５は円筒型
でターゲット１１と金属部材１２を構成する方法は、ま
ず下型２３の上に金属部材１２を置いて円筒型２５を下
型２３に乗せる。この状態で粉状のターゲット材料１１
を金属部材１２の上に充填させる。この後、上型２４を
上にのせた状態で加り、す・加圧すなわちホットプレス
することによってターゲット材料１１と金属部材１２を
一体的に構成するものである。このようにしてホットプ
レスを１千った場合、金属部材１２の上面、外周面２６
の」二にもターゲット材料１１が乗る状態になるが、こ
れはそのまま使用してもよいし、金属部材１２に合わせ
てホントブレスされたり：ケント１１の上面を削っても
よいものである。また金属部材１２のターゲット材料１
１と接する面の面粗さをあらくすることによってターゲ
ット材料１１と金属部材１２の固着力をより強固にでき
るものである。具体的には面粗さＲａ１０μｍ以上にす
ることによって効果が認められた。この面を粗くする方
法としては例えばサンドブラスト等によって容易にでき
るものである。このように構成したターゲラ！−を用い
て高周波マグネトロンスパッタを行った結果、６インチ
、厚さ７閣のターゲットに１．５ｋｗ以上の印加パワー
を加えた場合、ターゲットの温度上昇によってクーゲン
ト材料１１と金属部材１２の間ではがれるという現象も
発生したが、それ以下の印加パワーでは何ら問題はなか
った。In FIG. 5, 23 is a lower mold, 24 is an upper mold, and 25 is a cylindrical mold.The method of constructing the target 11 and the metal member 12 is to first place the metal member 12 on the lower mold 23, and then place the cylindrical mold 25 on the lower mold. Put it on 23. In this state, the powdered target material 11
is filled onto the metal member 12. Thereafter, the target material 11 and the metal member 12 are integrally formed by applying pressure, that is, hot pressing, with the upper die 24 placed thereon. If 1,000 hot presses are performed in this way, the upper surface of the metal member 12, the outer peripheral surface 26
The target material 11 is placed on the second part of the target material, and this may be used as is, or may be pressed to match the metal member 12, or the top surface of the Kent material 11 may be shaved. Also, the target material 1 of the metal member 12
By making the surface roughness of the surface in contact with the target material 11 rougher, the adhesion force between the target material 11 and the metal member 12 can be made stronger. Specifically, the effect was observed by setting the surface roughness Ra to 10 μm or more. This surface can be easily roughened by, for example, sandblasting. Targera configured like this! - As a result of performing high-frequency magnetron sputtering using However, there was no problem with applied power below that level.
発明の効果
本発明はターゲットのスパッタされる部分だけを薄膜を
形成するために必要な材料で構成し、他の部分は熱伝動
に優れた安価な金属部材で一体的にターゲットを構成す
ることによって、たとえターゲットの使用効率が悪くて
もその材料費を最小限にすることができるものである。Effects of the Invention The present invention consists of only the part of the target to be sputtered made of the material necessary for forming a thin film, and the other parts integrally made of inexpensive metal members with excellent heat conduction. Even if the target usage efficiency is poor, the material cost can be minimized.
また金属部材をバンキングプレー１−にボンディングす
るものであるから誘電体材料のようにメタルボンディン
グが困難なターゲット材料であっても容易にボンディン
グができるといった効果があり、その工業的価値は大き
なものである。In addition, since it is used to bond metal members to the banking plate 1-, it has the effect of easily bonding even target materials that are difficult to metal bond, such as dielectric materials, and its industrial value is great. be.
第１図は本発明の一実施例におけるスパッタ用ターゲッ
トの断面図、第２図は本発明の他の発明に実施例におけ
るスパッタ用ターゲットの断面図、第３図は本発明によ
るスパッタ用ターゲットを用いたスパッタ用カソードの
断面図、第４図は本発明によるスパッタ用ターゲットの
消耗状態を示す断面図、第５図は本発明によるスパッタ
用ターゲットの製造方法を示す断面図、第６図は従来の
スパッタ用クーゲットの構造を示す断面図である。
１１・・・・・・ターゲット材料、１２・・・・・・金
属部材。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名味
少←
へ）
法
メ
も
＜公
＼Ｄ
訣FIG. 1 is a cross-sectional view of a sputtering target according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a sputtering target according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a sputtering target according to another embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view showing the state of wear of the sputtering target according to the present invention; FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the sputtering target according to the present invention; and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the sputtering target according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a couget for sputtering. 11...Target material, 12...Metal member. Name of agent Patent attorney Shigetaka Awano
Claims (5)
って、ターゲットのスパッタされる面の外周からもう一
方の面の近くまでがスパッタ薄膜を形成するターゲット
材料で他の部分は金属部材で構成され、前記金属部材を
バッキングプレートにボンディングして構成したことを
特徴とするスパッタ用ターゲット。(1) A disk-shaped or square-shaped sputtering target, in which the area from the outer periphery of the surface to be sputtered to the vicinity of the other surface is made of target material that forms a sputtered thin film, and the other parts are made of metal members. . A sputtering target, characterized in that the metal member is bonded to a backing plate.
までのターゲット材料に接する凹部がテーパ状に構成さ
たことを特徴とする請求項（１）記載のスパッタ用ター
ゲット。(2) The sputtering target according to claim (1), wherein the concave portion of the metal member that contacts the target material from the sputtering surface to near the other surface is tapered.
たことを特徴とする請求項（１）または（２）のいずれ
かに記載のスパッタ用ターゲット。(3) The sputtering target according to any one of claims (1) and (2), wherein the concave portion of the metal member has a surface roughness of Ra 10 μm or more.
らなることを特徴とした請求項（１）、（２）または（
３）のいずれかに記載のスパッタ用ターゲット。(4) Claim (1), (2) or (4) characterized in that the metal member is made of a copper-based or aluminum-based material.
The sputtering target according to any one of 3).
し、加熱・加圧することを特徴とするスパッタ用ターゲ
ットの製造方法。(5) A method for producing a sputtering target, which comprises placing a powdered target on a concave portion of a metal member, and heating and pressurizing the target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20703188A JPH0254761A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Sputtering target and its production |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP20703188A JPH0254761A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Sputtering target and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254761A true JPH0254761A (en) | 1990-02-23 |
Family
ID=16533058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20703188A Pending JPH0254761A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Sputtering target and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0254761A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718432A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-20 | Ulvac Japan Ltd | Cathode for sputtering and its production |
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| US6073830A (en) * | 1995-04-21 | 2000-06-13 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Sputter target/backing plate assembly and method of making same |
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-
1988
- 1988-08-19 JP JP20703188A patent/JPH0254761A/en active Pending
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