JPH08291382A - Bonding structure of target for high-frequency sputtering - Google Patents
Bonding structure of target for high-frequency sputteringInfo
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- JPH08291382A JPH08291382A JP11659895A JP11659895A JPH08291382A JP H08291382 A JPH08291382 A JP H08291382A JP 11659895 A JP11659895 A JP 11659895A JP 11659895 A JP11659895 A JP 11659895A JP H08291382 A JPH08291382 A JP H08291382A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＩＣ、薄膜磁気
ヘッド等の酸化絶縁膜の成膜に使用する高周波スパッタ
リング技術において、ターゲットをターゲット電極に接
合するボンディング構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding structure for joining a target to a target electrode in a high frequency sputtering technique used for forming an oxide insulating film such as an IC and a thin film magnetic head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ＩＣ、薄膜磁気ヘッド等の保
護膜、絶縁膜として、二酸化ケイ素（ＳiＯ2）や酸化ア
ルミニウム（Ａl2Ｏ3）等の絶縁物が多く用いられてい
る。一般に、これら薄膜の形成方法として高周波スパッ
タリング法が用いられ、絶縁物からなるターゲットをタ
ーゲット電極にボンディング材を用いて一体に接合し、
アルゴンガス等の不活性ガス中で基板側との間で放電さ
せて前記絶縁物のスパッタを行う。2. Description of the Related Art Conventionally, insulators such as silicon dioxide (SiO2) and aluminum oxide (Al2O3) have been widely used as protective films and insulating films for ICs, thin film magnetic heads and the like. Generally, a high frequency sputtering method is used as a method for forming these thin films, and a target made of an insulator is integrally bonded to a target electrode by using a bonding material,
The insulating material is sputtered by causing a discharge with the substrate side in an inert gas such as argon gas.
【０００３】高周波スパッタリングによる成膜時に、異
常放電や微小アーキングが生じると、形成される膜にピ
ット、汚染等が発生する原因となり、歩留まりが低下
し、製造コストが上昇するだけでなく、信頼性が低下す
る等の悪影響を及ぼす。このような異常放電、微小アー
キングへの対策として、高周波電流を流す際に途中で極
めて短い時間（数マイクロ秒）だけ通電を停止し、アー
キングの程度を軽減する方法が行われている。If abnormal discharge or minute arcing occurs during film formation by high frequency sputtering, it may cause pits, contamination, etc. in the film to be formed, resulting in low yield, high manufacturing cost, and high reliability. Will have a negative effect such as As a measure against such abnormal discharge and minute arcing, a method of reducing the degree of arcing by stopping energization for a very short time (several microseconds) during the flow of a high frequency current is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】最近、薄膜磁気ヘッド
の製造等において膜厚５〜１００μｍの保護膜を形成す
る場合に、成膜時間を非常に短くしたり、１回のウエハ
処理枚数を増やす等、スループッドの向上に対する要求
が高まっており、これに対応するべく高周波スパッタリ
ングに用いるターゲットを大型化し、又は成膜速度を増
すために高電力化が図られている。しかしながら、上述
した従来の異常放電及び微小アーキング対策では、ター
ゲット寸法の大型化、高電力化に十分に対応することが
できない。例えば酸化絶縁膜の形成において、スパッタ
ガスの流量、そのガス圧、ターゲット側の入射電力、基
板側電圧等の成膜条件を制御し、かつ高周波電流の供給
を短時間停止させているにも拘らず、異常放電や微小ア
ーキングが生じるという問題があった。この主な原因
は、ターゲットとターゲット電極との間で、これらを接
合するボンディング層の周辺で成膜中に微小な放電が生
じるためである。Recently, when a protective film having a film thickness of 5 to 100 μm is formed in the manufacture of a thin film magnetic head, the film forming time is extremely shortened or the number of wafers processed at one time is increased. For example, in order to meet this demand, the target used for high-frequency sputtering is increased in size, or the power consumption is increased in order to increase the film formation rate. However, the above-described conventional measures against abnormal discharge and minute arcing cannot sufficiently cope with an increase in target size and an increase in power consumption. For example, in forming an oxide insulating film, film forming conditions such as the flow rate of the sputtering gas, the gas pressure thereof, the incident power on the target side, and the voltage on the substrate side are controlled, and the supply of the high frequency current is stopped for a short time. However, there is a problem that abnormal discharge or minute arcing occurs. The main reason for this is that between the target and the target electrode, a minute discharge occurs during film formation in the vicinity of the bonding layer that joins them.
【０００５】そこで、本発明の目的は、高周波スパッタ
リングにおいて、成膜時にターゲットとターゲット電極
との間に生じる微小放電を解消し、異常放電や微小アー
キングの発生を有効に防止し、又はその程度を軽減し
て、歩留まりを改善し、製造コストの低減及び信頼性の
向上を図ることができるターゲットのボンディング構造
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the minute discharge generated between the target and the target electrode during film formation in the high frequency sputtering, effectively prevent the occurrence of abnormal discharge and minute arcing, or reduce the degree thereof. Another object of the present invention is to provide a target bonding structure capable of reducing the yield, improving the yield, reducing the manufacturing cost, and improving the reliability.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するためのものであり、請求項１記載の高周波ス
パッタリング用ターゲットのボンディング構造は、ボン
ディング材を介して互いに接合されるターゲット及びタ
ーゲット電極が、それぞれそれらの外周縁より或る間隔
をおいて内側に接合面を設けたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to achieve the above object, and a bonding structure for a high frequency sputtering target according to claim 1 is a target and a target to be bonded to each other via a bonding material. Each of the target electrodes is characterized in that a bonding surface is provided inside the outer peripheral edges of the target electrodes at a certain interval.
【０００７】請求項２記載の高周波スパッタリング用タ
ーゲットのボンディング構造は、上述した請求項１の特
徴点に加え、ターゲットとターゲット電極との接合面よ
り外側における間隔を、該接合面におけるそれらの間隔
より大きく形成したことを特徴とする。更に請求項３記
載のボンディング構造は、ターゲット電極の外周縁に沿
って接合面との間に段差を形成したことを特徴とする。In the bonding structure for a high frequency sputtering target according to a second aspect of the present invention, in addition to the characteristic features of the first aspect, the distance outside the joint surface between the target and the target electrode is determined by the distance between them on the joint surface. It is characterized by being formed large. Furthermore, the bonding structure according to a third aspect is characterized in that a step is formed between the bonding surface and the outer peripheral edge of the target electrode.
【０００８】また、請求項４記載のボンディング構造
は、接合面より外側のターゲットとターゲット電極との
隙間に導電性材料を、ターゲット及びターゲット電極と
それぞれ接するように配設したことを特徴とする。Further, the bonding structure according to claim 4 is characterized in that a conductive material is provided in a gap between the target and the target electrode outside the bonding surface so as to be in contact with the target and the target electrode, respectively.
【０００９】[0009]
【作用】従って、請求項１記載の高周波スパッタリング
用ターゲットのボンディング構造によれば、ボンディン
グ材によって互いに接合されるターゲット及びターゲッ
ト電極の各接合面を、それらの外周縁より或る距離を隔
てて内側に設けたことによって、ターゲット及びターゲ
ット電極の外周に沿ってそれらの間にボンディング材の
存在しない隙間領域が形成される。本願発明者は、この
ようにターゲットのボンディング構造を構成することに
よって、成膜時に異常放電又は微小アーキングの原因と
なる従来のボンディング層周辺におけるターゲットとタ
ーゲット電極との間における異常放電及び微小アーキン
グの発生が減少することを見い出した。Therefore, according to the bonding structure for a target for high frequency sputtering according to the first aspect of the present invention, the respective bonding surfaces of the target and the target electrode, which are bonded to each other by the bonding material, are located inside at a certain distance from their outer peripheral edges. By providing the gap between the target and the target electrode, a gap region where no bonding material is present is formed between the target and the target electrode. The present inventor configures the target bonding structure in this manner to prevent abnormal discharge and minute arcing between the target and the target electrode around the conventional bonding layer, which causes abnormal discharge or minute arcing during film formation. We have found that the incidence is reduced.
【００１０】請求項２記載の高周波スパッタリング用タ
ーゲットのボンディング構造によれば、ターゲット電極
の接合面より外側においてターゲットとターゲット電極
との間に大きな隙間が形成されるので、それらの間にお
ける微小放電の発生をより困難にすることができる。In the bonding structure for a target for high frequency sputtering according to a second aspect of the present invention, a large gap is formed between the target and the target electrode on the outer side of the bonding surface of the target electrode. It can be more difficult to generate.
【００１１】請求項３記載のボンディング構造によれ
ば、ターゲット電極に設けた段差によって、接合面より
外側のターゲットとターゲット電極との間に大きな隙間
を容易に形成できる。According to the bonding structure of the third aspect, the step provided on the target electrode can easily form a large gap between the target outside the bonding surface and the target electrode.
【００１２】更に、請求項４記載の高周波スパッタリン
グ用ターゲットのボンディング構造によれば、ターゲッ
ト及びターゲット電極の外周に沿ってそれらの間に形成
される隙間を導電性材料で埋めることによって、少なく
ともターゲットの外周部分においてそのターゲット電極
側の面における電位をターゲット電極の電位と等しくす
ることができるので、微小放電の発生をより確実に解消
することができる。Furthermore, according to the bonding structure for a target for high-frequency sputtering according to a fourth aspect, at least the target is formed by filling the gap formed between the target and the target electrode along the outer periphery thereof with a conductive material. Since the potential on the surface of the target electrode side in the outer peripheral portion can be made equal to the potential of the target electrode, it is possible to more reliably eliminate the occurrence of minute discharge.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図面につい
て詳しく説明する。図１には、本発明を適用した高周波
スパッタリング装置の構成が模式的に示されている。基
板１を載置した基板ホルダ２の上方には、基板１表面に
薄膜を形成するための平板状のターゲット３が配置され
ている。ターゲット３は、例えばインジウム系の公知の
ボンディング材４によってターゲット電極５の下面に接
合されている。基板ホルダ２及びターゲット電極５は、
それぞれマッチングボックス６、７を介して高周波電源
８、９に接続されている。また、ターゲット電極５は、
内部に冷却水が流れるようにした冷却構造を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of a high frequency sputtering apparatus to which the present invention is applied. A plate-shaped target 3 for forming a thin film on the surface of the substrate 1 is arranged above the substrate holder 2 on which the substrate 1 is placed. The target 3 is joined to the lower surface of the target electrode 5 by a known indium-based bonding material 4, for example. The substrate holder 2 and the target electrode 5 are
High frequency power supplies 8 and 9 are connected via matching boxes 6 and 7, respectively. Further, the target electrode 5 is
It has a cooling structure that allows cooling water to flow inside.
【００１４】ターゲット電極５の下面は、その外周に沿
って或る一定の幅及び深さの段差１０が形成され、該段
差を隔てて内側に接合面１１が設けられている。ターゲ
ット電極５と略同じ平面形状を有するターゲット３は、
その外周縁より内側に段差１０に対応する距離を隔てた
領域を接合面として、ボンディング材４を介してターゲ
ット電極５の接合面１１に接合されている。段差１０に
よってターゲット電極５とターゲット３との間に、その
外周に沿って形成される環状の隙間内に、銅、アルミニ
ウム又はニッケル等の導電性材料からなる環状部材１２
が、ターゲット３及びターゲット電極５とそれぞれ接す
るように嵌め込まれている。環状部材１２の外周面に
は、膜厚２〜５μｍのニッケル被膜１３が被覆されてい
る。On the lower surface of the target electrode 5, a step 10 having a certain width and depth is formed along the outer periphery of the target electrode 5, and a bonding surface 11 is provided on the inner side of the step 10 with the step 10 therebetween. The target 3 having substantially the same planar shape as the target electrode 5 is
It is bonded to the bonding surface 11 of the target electrode 5 via the bonding material 4 with the bonding surface being a region that is inside the outer peripheral edge and separated by a distance corresponding to the step 10. An annular member 12 made of a conductive material such as copper, aluminum, or nickel is formed in the annular gap formed between the target electrode 5 and the target 3 by the step 10 and along the outer circumference thereof.
Are fitted so as to be in contact with the target 3 and the target electrode 5, respectively. The outer peripheral surface of the annular member 12 is coated with a nickel coating 13 having a film thickness of 2 to 5 μm.
【００１５】このように構成されるターゲットのボンデ
ィング構造を備える高周波スパッタリング装置を用い
て、次の条件下で基板上にアルミナ膜を形成し、異常放
電及び微小アーキングの発生について実験を行った。タ
ーゲットとして、純度９９．９％、寸法４２５×４２５
×６．５mmの燒結アルミナを使用し、かつ幅５mm、深さ
５mmの段差を外周に設けた無酸素銅からなるターゲット
電極を使用した。ターゲットとターゲット電極とは、イ
ンジウム系のボンディング材をその厚さが０．０５mm以
下となるように用いて接着した。この時、ターゲット上
面の全面積に対するボンディング領域の面積比は、９
７．７％であった。環状部材の外周面には、メッキによ
り膜厚５μｍのニッケル被膜を施した。Using the high-frequency sputtering apparatus having the target bonding structure configured as described above, an alumina film was formed on the substrate under the following conditions, and an experiment was conducted on the occurrence of abnormal discharge and minute arcing. As target, purity 99.9%, size 425 x 425
A target electrode made of oxygen-free copper was used, in which sintered alumina having a size of 6.5 mm was used, and a step having a width of 5 mm and a depth of 5 mm was provided on the outer circumference. The target and the target electrode were bonded by using an indium-based bonding material so that the thickness thereof was 0.05 mm or less. At this time, the area ratio of the bonding area to the total area of the target upper surface is 9
It was 7.7%. The outer peripheral surface of the annular member was plated with a nickel coating having a film thickness of 5 μm.
【００１６】 ターゲット電力 ： ７．５ｋＷ スパッタガス ： Ａｒ ガス流量 ： １４０SCCM スパッタガス圧 ： ２０ｍTorr 基板側の負のマイナス電圧： −１３０ＶTarget power: 7.5 kW Sputtering gas: Ar gas flow rate: 140SCCM Sputtering gas pressure: 20 mTorr Negative negative voltage on substrate side: -130V
【００１７】この結果、図２（Ａ）に示すように成膜時
における異常放電及び微小アーキングの発生回数を、図
２（Ｂ）に示す従来の場合に比して大幅に減少させるこ
とができた。As a result, the number of occurrences of abnormal discharge and minute arcing during film formation as shown in FIG. 2 (A) can be greatly reduced as compared with the conventional case shown in FIG. 2 (B). It was
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【００１９】請求項１記載の高周波スパッタリング用ボ
ンディングのターゲット構造によれば、ターゲットとタ
ーゲット電極との間に、それらの外周に沿って接合面よ
り外側にボンディング材が介在しない隙間領域を設ける
ことによって、それらの間に成膜時に発生する微小放電
を減少させることができるので、ターゲットの大型化及
び高電力化を図ることができ、成膜速度を増大させかつ
１回のウエハ処理枚数を増加させることができるので、
歩留まりの向上及び製造コストの低減化と共に信頼性の
向上を図ることができる。According to the target structure of the bonding for high frequency sputtering of the first aspect, the gap region is provided between the target and the target electrode along the outer periphery thereof so that the bonding material does not intervene outside the bonding surface. Since the minute discharge generated during the film formation can be reduced between them, the target can be upsized and the power consumption can be increased, and the film formation speed can be increased and the number of wafers processed at one time can be increased. Because you can
The yield can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and the reliability can be improved.
【図１】本発明によるターゲットのボンディング構造を
適用した高周波スパッタリング装置の構成を模式的に示
す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a high-frequency sputtering device to which a target bonding structure according to the present invention is applied.
【図２】図２Ａは、本発明によりアルミナ膜を形成した
場合の成膜時間に関する異常放電、微小アーキングの発
生頻度を示す線図、図２Ｂは、従来技術における異常放
電、微小アーキングの発生頻度を示す線図である。FIG. 2A is a diagram showing the frequency of abnormal discharge and minute arcing with respect to film formation time when an alumina film is formed according to the present invention, and FIG. 2B is the frequency of abnormal discharge and minute arcing in the prior art. FIG.
１ 基板 ２ 基板ホルダ ３ ターゲット ４ ボンディング材 ５ ターゲット電極 ６、７ マッチングボックス ８、９ 高周波電源 １０ 段差 １１ 接合面 １２ 環状部材 １３ ニッケル被膜 1 Substrate 2 Substrate Holder 3 Target 4 Bonding Material 5 Target Electrode 6, 7 Matching Box 8, 9 High Frequency Power Supply 10 Step 11 Bonding Surface 12 Annular Member 13 Nickel Coating
Claims (4)
ーゲット電極にボンディング材を介して接合するボンデ
ィング構造であって、 前記ターゲット及び前記ターゲット電極が、それぞれそ
の外周縁より或る間隔をおいて内側に接合面を設けたこ
とを特徴とする高周波スパッタリング用ターゲットのボ
ンディング構造。1. A bonding structure for bonding a high-frequency sputtering target to a target electrode via a bonding material, wherein the target and the target electrode each have a bonding surface on an inner side at a certain distance from an outer peripheral edge thereof. A bonding structure for a high frequency sputtering target, which is provided.
ットと前記ターゲット電極との間隔を、前記接合面にお
ける間隔より大きくしたことを特徴とする高周波スパッ
タリング用ターゲットのボンディング構造。2. A bonding structure for a high frequency sputtering target, wherein a distance between the target and the target electrode outside the bonding surface is larger than a distance on the bonding surface.
記接合面との間に段差を設けたことを特徴とする請求項
２記載の高周波スパッタリング用ターゲットのボンディ
ング構造。3. The high frequency sputtering target bonding structure according to claim 2, wherein a step is provided along the outer peripheral edge of the target electrode between the target electrode and the bonding surface.
前記ターゲット電極との隙間に導電性材料を、前記ター
ゲット及び前記ターゲット電極とそれぞれ接するように
配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れか記載の高周波スパッタリング用ターゲットのボンデ
ィング構造。4. A conductive material is disposed in a gap between the target and the target electrode outside the joint surface so as to be in contact with the target and the target electrode, respectively. Item 4. A bonding structure for a high frequency sputtering target according to any one of items 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11659895A JPH08291382A (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Bonding structure of target for high-frequency sputtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11659895A JPH08291382A (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Bonding structure of target for high-frequency sputtering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291382A true JPH08291382A (en) | 1996-11-05 |
Family
ID=14691121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11659895A Pending JPH08291382A (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Bonding structure of target for high-frequency sputtering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08291382A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7833387B2 (en) * | 2004-01-07 | 2010-11-16 | Hoya Corporation | Mask blank manufacturing method and sputtering target for manufacturing the same |
| KR20160017622A (en) | 2014-08-06 | 2016-02-16 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | Sputtering target-backing plate assembly |
| JP2017036510A (en) * | 2016-10-04 | 2017-02-16 | Ｊｘ金属株式会社 | Sputtering target-backing plate conjugate |
-
1995
- 1995-04-19 JP JP11659895A patent/JPH08291382A/en active Pending
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| CN105369204A (en) * | 2014-08-06 | 2016-03-02 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Sputtering target - backing plate assembly |
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