JP4419040B2 - Backing plate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ターゲット、特に靭性の低いターゲットをバッキングプレートに厚さ:0.1〜1.0mmの軟ろう材層を介して簡単にろう付けすることのできるバッキングプレートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体装置を作製する際に形成するSi薄膜はSiターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られ、DRAMの記憶保持用キャパシタ用薄膜は、BaおよびTiの複合酸化物、SrおよびTiの複合酸化物またはBa、SrおよびTiの複合酸化物などの高誘電体複合酸化物(以下、これら高誘電体複合酸化物をBaSrTi複合酸化物と総称する)からなるターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られ、さらに相変化型光ディスクの光記録保護膜はZnS−SiO2系ターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られることは知られている。
【0003】
これらターゲットは、いずれも通常のバッキングプレートの上に溶融軟ろう材(例えば、溶融したInろう材またはIn−Snろう材)を塗布し、この溶融軟ろう材を塗布したバッキングプレートの上からターゲットを押し当ててターゲットとバッキングプレートをろう付けされる。このようにして形成された軟ろう材層2´を介してろう付けされたバッキングプレート付きターゲットは、図6の断面図に示されるように、バッキングプレート1の端部をスパッタリング装置5の固定具6により水冷銅板7に接触固定し、空洞8に冷却水を供給することにより冷却された水冷銅板7によりバッキングプレート1を冷却し、さらにターゲット3を冷却するとともに、ターゲット側容器9の内部雰囲気を真空雰囲気にしてスパッタリングすることにより各種の非金属またはセラミックス膜を形成する。
【0004】
近年、電子部品、記録媒体部品などの大量生産とコストダウンのために、各種膜の成形には大型化したターゲットを使用して高真空雰囲気下で高出力スパッタすることにより高速成膜し、それにより短時間で各種膜を形成するようとしている。そこで、高出力スパッタすることにより高速成膜するためにターゲットの冷却効率を高めるべく水冷銅板の空洞に供給する冷却水の水圧を一層高めている。冷却水の水圧を高めると冷却能率は向上するものの水冷銅板7の中央が膨らんでバッキングプレート1を押し上げ、バッキングプレート1は図6の一点鎖線で示されるように上方向に向かって変形し、バッキングプレート1にろう付けされているターゲット3も同様に押し上げられて図6の点線で示されるように上方向に向かって弯曲変形し、そのためにターゲット3にA方向の引張り残留応力が発生する。このターゲット3にA方向の引張り残留応力が発生した状態で高真空雰囲気中の高出力スパッタを行なうと、ターゲットが非金属またはセラミックスからなる靭性の低いターゲットである場合にスパッタ中に割れが発生することがあり、ターゲットに割れが発生すると、得られた薄膜にパーティクルが発生するところから、歩留まりに深刻な影響を与えることがあった。
また、前記ターゲット3の上方向に向かう弯曲変形は、スパッタリング装置内部を高真空雰囲気に保持し、一方、水冷銅板側は大気雰囲気となっているところから、大気圧によってバッキングプレート1は図6の上方向に向かって押し上げられることによっても発生し、このターゲット3の弯曲変形はスパッタリング装置内部を高真空雰囲気にするほど顕著になり、スパッタ中のターゲット3に割れが発生する原因となる。
【0005】
かかる課題を解決するために、ターゲットをバッキングプレートに通常よりも厚さの厚い0.1〜1.0mmの範囲内の軟ろう材層を介してろう付けし、前記バッキングプレートの弯曲変形を厚さの厚い軟ろう材層で吸収することが行なわれている。
前記ターゲットをバッキングプレートに厚さ:0.1〜1.0mmの範囲内の軟ろう材層を介してろう付けするには、図7(a)の断面図に示されるように、バッキングプレート1の上に溶融軟ろう材2を厚く塗布し、この厚く塗布した溶融軟ろう材2の上に図7(b)の断面図に示されるように0.1〜1.0mmの範囲内の太さを有するワイヤー10をスペーサーとして載置し、ターゲット3を押し当てろう付けすることにより図7(c)の断面図に示されるようにターゲット3とバッキングプレート1の間に厚さ:0.1〜1.0mmの範囲内の軟ろう材層2´形成することにより製造している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バッキングプレート1に厚く塗布した溶融軟ろう材の上に純銅製のワイヤーをスペーサーとして置いた場合、純銅製のワイヤー10は比重が溶融軟ろう材の比重に比べて小さいところから、図7(b)の断面図に示されるように、溶融軟ろう材の上に浮いた状態で置かれ、このワイヤー10が浮いた状態の溶融軟ろう材2の上から平面積の大きいターゲット3を押し付けると、ワイヤー10がバッキングプレート1の平面に沿って移動し、ワイヤーが所定の位置からずれて最悪の場合はワイヤーが軟ろう材からはみ出すことがあった。これは平面積の大きいターゲットを完全な水平状態を保ちながら押し付けることは困難であり、ターゲットが微妙に傾いて押し付けられることによるものと考えられ、ターゲットを水平に押し付ける作業にはかなりの熟練が求められていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、かかる課題を解決すべく、創意工夫を行なった結果、 バッキングプレートのターゲットをろう付けする面に高さ:0.1〜1.0mmの範囲内の突起部を一体的に形成したバッキングプレートを作製し、このバッキングプレートの突起部を一体的に形成した面に溶融軟ろうを塗布してターゲットの平坦面をろう付けすると、突起部はバッキングプレートに固定して一体的に取り付けられているところから溶融軟ろう材により浮き上がることがなくまた突起部の位置がずれることがなく、したがって、熟練者でなくても簡単にかつ正確にターゲットの平坦面をバッキングプレートに厚さ:0.1〜1.0mmの範囲内のろう付け層を介して取り付けることができる、という知見を得たのである。
【0008】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
バッキングプレートのターゲットろう付け面に突起部が一体的に形成されているバッキングプレート、に特徴を有するものである。
なお、この突起部は通常の円盤状バッキングプレートのターゲットろう付け面に溶接によって一体的に取り付けても良く、鋳造時に一体成形しても良く、また切削加工によっても良く、取り付け方法はいかなる方法でも良い。
【0009】
この発明のバッキングプレートを図1〜図5に基づいて具体的に説明する。
図1はバッキングプレートのターゲットをろう付けする面に平行線状の突起部11を一体的に設けたこの発明のバッキングプレートの斜視図であり、この突起部は2本の純銅線を通常の純銅製バッキングプレート1に溶接して高さ:0.1〜1mmの寸法を有する突起部11を形成したものである。
図2はバッキングプレートのターゲットをろう付けする面に桝目状の突起部12を一体的に設けたこの発明のバッキングプレートの斜視図であり、この突起部は桝目状に成形した純銅線を通常の純銅製バッキングプレートに溶接して高さ:0.1〜1mmの寸法を有する突起部12を形成したものである。
図3はバッキングプレートのターゲットをろう付けする面に同心円状の突起部13を一体的に設けたこの発明のバッキングプレートの斜視図であり、この突起部は直径の異なったリング状純銅線を同心円状に通常の純銅製バッキングプレートに溶接して高さ:0.1〜1mmの寸法を有する突起部13を形成したものである。
図4はバッキングプレートのターゲットをろう付けする面に螺旋状の突起部14を一体的に設けたこの発明のバッキングプレートの斜視図であり、螺旋状に成形した純銅線を通常の純銅製バッキングプレートに溶接して高さ:0.1〜1mmの寸法を有する突起部14を形成したものである。
図5はバッキングプレートのターゲットをろう付けする面に少なくとも3個の塊状の突起部15を一体的に設けたこの発明のバッキングプレートの斜視図であり、図5は純銅製の半球を純銅製バッキングプレートに溶接して高さ:0.1〜1mmの寸法を有する突起部15を形成したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施例1
(Ba0.5,Sr0.5)TiO3複合酸化物粉末をホットプレスすることにより直径:305mm、厚さ:6mmを有するホットプレス焼結体を作製し、このホットプレス焼結体を研削することにより直径:300mm、厚さ:5mmの寸法を有するターゲットを作製した。
【0011】
一方、純銅製の直径:300mm、厚さ:5mmの寸法を有するバッキングプレートを用意し、さらにスペーサーとして太さ:1mmの寸法を有する直線状の純銅ワイヤーを2本用意し、この2本の純銅ワイヤーを前記バッキングプレートに溶接することにより図1に示されるような本発明バッキングプレートを作製した。
【0012】
この本発明バッキングプレートの上に溶融したInろう材を塗布した後、ただちに特別な注意を払うことなく前記作製したターゲットを被せ、凝固させることにより厚さ:1mmのInろう材層を有するバッキングプレート付きスパッタリングターゲットを作製することができた。
【0013】
従来例1
実施例1で用意した純銅製の直径:300mm、厚さ:5mmの寸法を有するバッキングプレートの上に溶融したInろう材を塗布した後、この溶融Inろう材の上に太さ:1mmの寸法を有する純銅製ワイヤーを2本平行に載せ、その上から、ただちに特別な注意を払うことなく実施例1で作製したターゲットを被せ、凝固させることにより厚さ:1mmのInろう材層を有するバッキングプレート付きスパッタリングターゲットを作製した。得られたバッキングプレート付きスパッタリングターゲットについて検査したところ、バッキングプレートとターゲットの間のInろう材層からスペーサーとして挿入した純銅製ワイヤーの一部が露出いていた。
【0014】
【発明の効果】
上述のように、この発明のバッキングプレートを用いると、特別な注意を払うことなく厚さ:0.1〜1mmの軟ろう材層を有するバッキングプレート付きスパッタリングターゲットを作製することができるので熟練者を必要とすることなく誰にでも簡単に生産できるので、コストダウンに大いに貢献しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のバッキングプレートの斜視図である。
【図2】この発明のバッキングプレートの斜視図である。
【図3】この発明のバッキングプレートの斜視図である。
【図4】この発明のバッキングプレートの斜視図である。
【図5】この発明のバッキングプレートの斜視図である。
【図6】従来のスパッタリングターゲットの課題を説明するための断面説明図である。
【図7】従来のバッキングプレート付きスパッタリングターゲットを製造するための断面説明図である。
【符号の説明】
1 バッキングプレート
2 溶融軟ろう材
2´ 軟ろう材層
3 ターゲット
4 バッキングプレート付きスパッタリングターゲット
5 スパッタリング装置
6 固定具
7 冷却銅板
8 空洞
9 容器
10 ワイヤー
11 突起部
12 突起部
13 突起部
14 突起部
15 突起部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a backing plate capable of easily brazing a target, particularly a target having low toughness, to a backing plate through a soft brazing material layer having a thickness of 0.1 to 1.0 mm.
[0002]
[Prior art]
In general, a Si thin film formed when fabricating a semiconductor device is obtained by sputtering using a Si target, and a DRAM storage capacitor thin film is composed of a composite oxide of Ba and Ti, and a composite oxide of Sr and Ti. Or a target made of a high dielectric composite oxide such as a composite oxide of Ba, Sr and Ti (hereinafter, these high dielectric composite oxides are collectively referred to as BaSrTi composite oxide). Furthermore, it is known that the optical recording protective film of the phase change optical disk can be obtained by sputtering using a ZnS—SiO 2 target.
[0003]
All of these targets are obtained by applying a molten soft brazing material (for example, a molten In brazing material or an In-Sn brazing material) onto a normal backing plate, and then applying the target from above the backing plate coated with the molten soft brazing material. The target and backing plate are brazed by pressing. As shown in the cross-sectional view of FIG. 6, the target with the backing plate brazed via the soft brazing
[0004]
In recent years, for mass production of electronic parts, recording medium parts, etc. and cost reduction, various films are formed by using high-speed sputtering in a high vacuum atmosphere using a large-sized target. Thus, various films are formed in a short time. Therefore, the water pressure of the cooling water supplied to the cavity of the water-cooled copper plate is further increased in order to increase the cooling efficiency of the target for high-speed film formation by high-power sputtering. When the water pressure of the cooling water is increased, the cooling efficiency is improved, but the center of the water-cooled copper plate 7 swells and pushes up the backing plate 1, and the backing plate 1 is deformed upward as shown by a one-dot chain line in FIG. The target 3 brazed to the plate 1 is also pushed up and bent upward as indicated by the dotted line in FIG. 6, and tensile residual stress in the A direction is generated on the target 3. When high-power sputtering in a high vacuum atmosphere is performed in a state in which tensile residual stress in the A direction is generated on the target 3, cracks are generated during sputtering when the target is a low-toughness target made of nonmetal or ceramics. In some cases, when the target is cracked, particles are generated in the obtained thin film, which may seriously affect the yield.
Further, the upward bending deformation of the target 3 keeps the inside of the sputtering apparatus in a high vacuum atmosphere, while the water-cooled copper plate side is in an air atmosphere, so that the backing plate 1 of FIG. It is also generated by being pushed upward, and the bending deformation of the target 3 becomes more conspicuous as the inside of the sputtering apparatus is put into a high vacuum atmosphere, which causes cracking of the target 3 during sputtering.
[0005]
In order to solve such a problem, the target is brazed to the backing plate through a soft brazing material layer in the range of 0.1 to 1.0 mm thicker than usual, and the bending deformation of the backing plate is increased. Absorption is performed with a thick soft brazing material layer.
In order to braze the target to the backing plate via a soft brazing material layer having a thickness in the range of 0.1 to 1.0 mm, as shown in the cross-sectional view of FIG. The melt
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a pure copper wire is placed as a spacer on the molten soft solder material thickly applied to the backing plate 1, the
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, as a result of ingenuity in order to solve such problems, the present inventors integrated a protrusion within a range of height: 0.1 to 1.0 mm on the surface of the backing plate where the target is brazed. If a flat surface of the target is brazed by applying molten soft solder to the surface on which the protrusions of the backing plate are integrally formed and then brazing the flat surface of the target, the protrusions are fixed and integrated with the backing plate. Therefore, even if you are not an expert, you can easily and accurately thicken the flat surface of the target on the backing plate. Satisfaction: It was found that it can be attached via a brazing layer in the range of 0.1 to 1.0 mm.
[0008]
This invention has been made based on such knowledge,
The backing plate is characterized in that a protrusion is integrally formed on the target brazing surface of the backing plate.
This protrusion may be integrally attached to the target brazing surface of a normal disk-shaped backing plate by welding, may be integrally formed at the time of casting, or may be cut, and any attachment method may be used. good.
[0009]
The backing plate of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of a backing plate according to the present invention in which parallel line-shaped protrusions 11 are integrally provided on a surface of a backing plate to which a target is brazed. A protrusion 11 having a height of 0.1 to 1 mm is formed by welding to a copper backing plate 1.
FIG. 2 is a perspective view of a backing plate of the present invention in which a grid-
FIG. 3 is a perspective view of the backing plate of the present invention in which
FIG. 4 is a perspective view of the backing plate of the present invention in which a
FIG. 5 is a perspective view of the backing plate of the present invention in which at least three
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
A hot-press sintered body having a diameter of 305 mm and a thickness of 6 mm is produced by hot pressing (Ba 0.5 , Sr 0.5 ) TiO 3 composite oxide powder, and the diameter is obtained by grinding the hot-press sintered body. A target having a size of 300 mm and a thickness of 5 mm was produced.
[0011]
On the other hand, a pure copper backing plate having a diameter of 300 mm and a thickness of 5 mm is prepared, and two linear pure copper wires having a thickness of 1 mm are prepared as spacers. A backing plate of the present invention as shown in FIG. 1 was produced by welding a wire to the backing plate.
[0012]
After applying the molten In brazing material on the backing plate of the present invention, the covering plate is immediately covered with the prepared target and solidified without paying special attention, and then the backing plate having a 1 mm thick In brazing material layer. An attached sputtering target could be produced.
[0013]
Conventional Example 1
After applying a molten In brazing material on a backing plate having a diameter of 300 mm and a thickness: 5 mm made of pure copper prepared in Example 1, a thickness of 1 mm is applied on the molten In brazing material. Two pieces of pure copper wire having a thickness of 1 are placed in parallel, and immediately after that, the target prepared in Example 1 is covered with no special attention and solidified, and then the backing is provided with an In brazing material layer having a thickness of 1 mm. A sputtering target with a plate was produced. When the obtained sputtering target with a backing plate was inspected, a part of the pure copper wire inserted as a spacer from the In brazing material layer between the backing plate and the target was exposed.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, when the backing plate of the present invention is used, a sputtering target with a backing plate having a soft brazing material layer having a thickness of 0.1 to 1 mm can be produced without paying special attention. It can be easily produced by anyone without the need for it, and can greatly contribute to cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a backing plate of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a backing plate according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a backing plate according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a backing plate according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a backing plate according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining a problem of a conventional sputtering target.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory diagram for manufacturing a conventional sputtering target with a backing plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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