(57)【要約】【課題】ターゲット形状を複雑にした場合に、スパッタ成膜中にターゲットの変形が生じてもターゲットとバッキングプレートとの良好な接触性が保たれるバッキングプレート及びスパッタ装置を提供する。【解決手段】バッキングプレートは、固定プレート部と、この固定プレート部におけるターゲット保持面側に設けられたバネ部と、このバネ部を介して固定プレート部に保持され、エロージョン形状に合わせて凹凸が設けられたターゲットの背面が接触される可動プレート部と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング用のターゲットが保持されるバッキングプレートであって、
固定プレート部と、
前記固定プレート部におけるターゲット保持面側に設けられたバネ部と、
前記バネ部を介して前記固定プレート部に保持され、エロージョン形状に合わせて凹凸が設けられたターゲットの背面が接触される可動プレート部と、
を備えたことを特徴とするバッキングプレート。
【請求項２】
前記固定プレート部、前記可動プレート部および前記バネ部は、金属材料から一体に設けられたことを特徴とする請求項１記載のバッキングプレート。
【請求項３】
前記固定プレート部及び前記可動プレート部のそれぞれの内部に冷却媒体の流路が設けられ、前記バネ部の内部に、前記固定プレート部の内部の流路と、前記可動プレート部の内部の流路とを連通させる中空孔が設けられたことを特徴とする請求項２記載のバッキングプレート。
【請求項４】
前記バネ部は、前記固定プレート部及び前記可動プレート部に対して別体で設けられたことを特徴とする請求項１記載のバッキングプレート。
【請求項５】
前記固定プレート部及び前記可動プレート部のそれぞれの内部に冷却媒体の流路が設けられ、
前記バネ部はパイプ状を呈し、
前記バネ部の中空孔を通じて前記固定プレート部の内部の流路と、前記可動プレート部の内部の流路とが連通していることを特徴とする請求項４記載のバッキングプレート。
【請求項６】
前記固定プレート部及び前記可動プレート部のそれぞれの内部に冷却媒体の流路が設けられ、
前記バネ部の内部に、前記固定プレート部の内部の流路と、前記可動プレート部の内部の流路とを連通させる可撓性チューブが設けられたことを特徴とする請求項４記載のバッキングプレート。
【請求項７】
成膜対象物が支持される支持部と、
前記支持部に対向して配設された請求項１〜６のいずれかに記載のバッキングプレートと、
を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング用のターゲットが保持されるバッキングプレート及びスパッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ成膜時のターゲットはイオンの衝突エネルギーにより蓄熱し、変形や融解することがあり、通常、ターゲットにおいてスパッタされない箇所を、冷却媒体が内部を流れるバッキングプレートに接触させてターゲットの冷却を行っている。
【０００３】
ターゲットの冷却を行う場合、ターゲットにおいてスパッタリングされる箇所と、冷却される箇所との温度差により、ターゲット形状がわずかに変形してしまうことがある。この変形により、バッキングプレートに接触している箇所の接触性が悪くなると、冷却効率の低下や、さらなる変形を引き起こす。
【０００４】
特許文献１には、浸食率が高い領域でのターゲット厚さはより厚く、浸食率の低い領域ではターゲット厚さがより薄く選択されるように、ターゲットの前面および／または背面がならい削りされることが開示されている。しかし、ターゲットのエロージョン形状に合わせるべくターゲット形状を複雑にすると、前述した温度差によるターゲットの変形により、ターゲットとバッキングプレートとの接触部で噛み合いが生じやすくなり、ターゲットの交換が困難になる可能性がある。
【特許文献１】特開２００４−５１４０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ターゲット形状を複雑にした場合に、スパッタ成膜中にターゲットの変形が生じてもターゲットとバッキングプレートとの良好な接触性が保たれるバッキングプレート及びスパッタ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、スパッタリング用のターゲットが保持されるバッキングプレートであって、固定プレート部と、前記固定プレート部におけるターゲット保持面側に設けられたバネ部と、前記バネ部を介して前記固定プレート部に保持され、エロージョン形状に合わせて凹凸が設けられたターゲットの背面が接触される可動プレート部と、を備えたことを特徴とするバッキングプレートが提供される。
【０００７】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、成膜対象物が支持される支持部と、前記支持部に対向して配設された前述のバッキングプレートと、を備えたことを特徴とするスパッタ装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ターゲット形状を複雑にした場合に、スパッタ成膜中にターゲットの変形が生じてもターゲットとバッキングプレートとの良好な接触性を確保できるので、ターゲットの利用効率を高めるべくエロージョン形状に合わせてターゲット形状が複雑になっても、ターゲットの冷却効果は損なわれない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面中、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるバッキングプレート１０の模式断面図である。  
図２は、同バッキングプレート１０にターゲット１が保持された状態の模式断面図である。  
図３は、同バッキングプレート１０を備えた本実施形態にかかるスパッタ装置の要部構成を例示する模式図である。
【００１１】
本実施形態に係るバッキングプレート１０は、円板状の固定プレート部３と、固定プレート部３におけるターゲット保持面側に設けられたバネ部５ａ〜５ｅと、それぞれのバネ部５ａ〜５ｅを介して固定プレート部３に保持された可動プレート部４ａ〜４ｅと、を備える。これら固定プレート部３、可動プレート部４ａ〜４ｅおよびバネ部５ａ〜５ｅは、例えば銅などの金属材料から一体に設けられている。
【００１２】
各バネ部５ａ〜５ｅは、固定プレート部３の中心に中心が一致する同心円状に設けられている。固定プレート部５ａの中心に最も近い位置にバネ部５ａが設けられ、その外側にバネ部５ｂが、その外側にバネ部５ｃが、その外側にバネ部５ｄがそれぞれ設けられ、最も外側にバネ部５ｅが設けられている。各バネ部５ａ〜５ｅは、固定プレート部３に一体に突起（リブ）状に設けられ、材料（例えば銅）自体のバネ性により、揺動したりねじれるなどの弾性変形可能となっており、また突出高さ方向に若干伸縮も可能となっている。バネ部５ａ〜５ｅの材料としては、銅に限らず、例えばステンレス等の他の弾性を有する金属を用いてもよい。
【００１３】
各可動プレート部４ａ〜４ｅは、各バネ部５ａ〜５ｅの先端に一体に設けられている。各可動プレート部４ａ〜４ｅは、バネ部５ａ〜５ｅと同様、固定プレート部３の中心に中心が一致する同心円リング状に設けられている。固定プレート部５ａの中心に最も近い位置に可動プレート部４ａが設けられ、その外側に可動プレート部４ｂが、その外側に可動プレート４ｃが、その外側に可動プレート部４ｄがそれぞれ設けられ、最も外側に可動プレート部４ｅが設けられている。
【００１４】
バネ部５ａ〜５ｅが弾性変形することにより、可動プレート部４ａ〜４ｅは、揺動したり、ねじれたり、また固定プレート部３との距離を可変させるなど、固定プレート部３に対して移動可能となっている。このような可動プレート部４ａ〜４ｅの移動を許容するため、隣り合う可動プレート部４ａ〜４ｅ間、および可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との間には、バネ部５ａ〜５ｅが自然状態で、隙間が形成されるようになっている。
【００１５】
未使用状態のターゲット１の被スパッタ面（成膜対象物に対向される面）は、図２に表すように平らであるが、スパッタ成膜が行われて削れていくと、例えば図２において１点鎖線で表すような凹凸のある表面形状になり、使用寿命に至り、新しいターゲットと交換される。使用寿命をむかえたターゲットにおいて残った部分を極力少なくしてターゲットを効率的に使うため、ターゲット１は、スパッタ時のエロージョン（食刻）形状に合わせて、エロージョン深さが浅い部分は薄く、エロージョン深さが深い部分は厚くなるように、背面が凹凸をつけた形状に予め加工されている。
【００１６】
そのターゲット１の背面は、可動プレート部４ａ〜４ｅに接触される。したがって、可動プレート部４ａ〜４ｅは、その位置、形状、寸法、固定プレート部３からの突出高さなどが、ターゲット１の背面の凹凸に合わせて設計されている。例えば、エロージョン深さが浅い部分（ターゲット厚が薄い部分）に対応する位置には、比較的突出高さが高い可動プレート部４ｂ、４ｃが設けられている。また、ターゲット１背面の凸部（凹部）側面の傾斜面に合わせて、可動プレート部４ｂ、４ｃ、４ｄにも傾斜面が形成されている。
【００１７】
固定プレート部３の内部には、例えば水などの冷却媒体の流路６が設けられている。また、可動プレート部４ａ〜４ｅのそれぞれの内部にも冷却媒体の流路７が設けられている。バネ部５ａ〜５ｅの内部には中空孔８が形成され、その中空孔８を介して、固定プレート部３内部の流路６と、可動プレート部４ａ〜４ｅ内部の流路７とが連通されている。中空孔８は、バネ部５ａ〜５ｅの揺動、ねじれ、伸縮等の動きに追従して撓んだり、伸縮可能である。
【００１８】
図３に表すように、バッキングプレート１０に保持されたターゲット１は、支持部３０に支持された成膜対象物２０に対向される。成膜対象物２０は、例えばディスク状記録媒体の樹脂基板であり、膜が形成されない中央孔及びその周辺部分には図示しないマスクが設けられる。これに対応して、図２に表すように、ターゲット１は中央孔１ａが形成されたドーナツ状の平面形状を呈する。なお、成膜対象物としては、ディスク状記録媒体に限らず、その他に、例えば半導体ウェーハ、薄型ディスプレイパネル用のガラス基板などであってもよい。
【００１９】
また、バッキングプレート１０の背面（ターゲット保持面の反対面）側には、マグネット４０が設けられている。このマグネット４０がターゲット表面近傍に与える磁界によって、ターゲット表面近傍で電子がトラップされて、そのターゲット表面近傍におけるプラズマ生成が促進される。ターゲットのエロージョン形状は、マグネット４０からの磁界の分布や強さに依存する。
【００２０】
図２に表すように、ターゲット１の外周端には、押さえ部材９が係合する段部１ｂが設けられ、押さえ部材９が、例えば図示しないボルト等で固定プレート部３に固定されることで、ターゲット１はバッキングプレート１０に保持される。
【００２１】
押さえ部材９によって、ターゲット１の背面は、可動プレート部４ａ〜４ｅに押し付けられている。可動プレート部４ａ〜４ｅは、前後左右、上下（高さ）方向およびねじれ方向に柔軟に動くことができ、また、ターゲット１が固定プレート部３に対して押し付けられたときにバネ部５ａ〜５ｅに作用する弾性復元力により、可動プレート部４ａ〜４ｅはターゲット１の背面に押し付けられるため、ターゲット１の背面が複雑な形状であっても、ターゲット１背面と可動プレート部４ａ〜４ｅとの密着性を高めることができる。この結果、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとの間の熱交換効率を高めてターゲット１の冷却効果を高めることができる。
【００２２】
また、ターゲット１が固定プレート部３に対して押し付けられることで、可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との隙間が、すべてあるいは部分的につぶれて、可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との接触面積が、ターゲット非装着時（図１）よりも大きくなる。これにより、可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との間の熱交換効率を高めることもでき、ターゲット１から可動プレート部４ａ〜４ｅが受けた熱を、より広い放熱面積及びより広い冷媒流路を有する固定プレート部３へと効率よく逃がすことができる。この結果、ターゲット１の冷却効率を高めることができる。
【００２３】
また、スパッタ成膜中に、ターゲット１とバッキングプレート１０との間の温度差により、ターゲット１が変形しても、その変形に対して可動プレート部４ａ〜４ｅが柔軟に追従して、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとの間の密着性を常に良好に保てる。また、ターゲット１が変形しても、可動プレート部４ａ〜４ｅが柔軟に動くことで、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとの接触部に過剰な力が作用せず、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとが噛み合うことを防げる。これにより、ターゲット１の交換を円滑に行える。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ターゲット１の形状を複雑にしてもバッキングプレート１０と良好な密着性が得られ、ターゲット１の冷却効果は損なわれない。したがって、バッキングプレート１０に保持されるターゲット背面側を予め使用寿命時（交換時）の形状に近い状態にしておくことが可能となり、無駄に残される部分を極力少なくして、ターゲット１の使用効率が向上する。結果として、成膜対象物への成膜生産性の向上、コスト低減が可能となる。
【００２５】
バネ部５ａ〜５ｅは弾性変形可能であればよいので、例えば、固定プレート部３及び可動プレート部４ａ〜４ｅに対して別体のコイルバネ、ゴムバネ（例えば、熱伝導性に優れたシリコーンゴム）などをバネ部として採用してもよい。
【００２６】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係るバッキングプレートの模式断面図である。
【００２７】
本実施形態では、固定プレート部３及び可動プレート部４ａ〜４ｅに対して別体に設けられ、例えば樹脂材料、ゴム材料からなるパイプ状のバネ部１５ａ〜１５ｅを用いている。本実施形態においても、バネ部１５ａ〜１５ｅの弾性変形により、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとの間、および可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との間の密着性を高めてターゲット１の冷却効率を向上できる。
【００２８】
また、本実施形態では、パイプ状のバネ部１５ａ〜１５ｅの中空孔を通じて、固定プレート部３内部の流路６と、可動プレート部４ａ〜４ｅ内部の流路７とが連通されている。あるいは、バネ部１５ａ〜１５ｅの内部に、固定プレート部３内部の流路６と、可動プレート部４ａ〜４ｅ内部の流路７とを連通させる可撓性のチューブを別途設けてもよい。
【００２９】
［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係るバッキングプレートの模式断面図である。
【００３０】
図５に表すように、可動プレート部４ａ〜４ｅの内部には、冷却媒体の流路を設けなくてもよい。この場合でも、可動プレート部４ａ〜４ｅの柔軟な動きにより、ターゲット１と可動プレート部４ａ〜４ｅとの間、および可動プレート部４ａ〜４ｅと固定プレート部３との間を密着させることができるので、可動プレート部４ａ〜４ｅを介して、ターゲット１と固定プレート部３との間の熱交換効率を高めてターゲット１の冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバッキングプレートの模式断面図である。
【図２】同バッキングプレートにターゲットが保持された状態の模式断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスパッタ装置の要部構成を例示する模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るバッキングプレートの模式断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るバッキングプレートの模式断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ターゲット、３…固定プレート部、４ａ〜４ｅ…可動プレート部、５ａ〜５ｅ…バネ部、６，７…冷却媒体の流路、８…中空孔、９…押さえ部材、１０…バッキングプレート、１５ａ〜１５ｅ…バネ部、２０…成膜対象物、３０…成膜対象物支持部、４０…マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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