JP2004143548A

JP2004143548A - 多分割スパッタリングターゲット組立体

Info

Publication number: JP2004143548A
Application number: JP2002311097A
Authority: JP
Inventors: Itaru Nanjo; 南條　至
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】大型スパッタリングターゲットの装置への装脱着が、安全かつ容易に行うことが可能で、スパッタリングターゲットの利用効率を上げることができて、更に，スパッタリング中にタイルの割れを防止することができるスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】タイル１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂがバッキングプレート１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａにボンディングされた複数のターゲット１１、１２、１３、１４を、平面状に配置して組み立てる。さらに、隣接して配置され、連続的に使用されるタイルにおいて、それぞれのタイルの対向する側面が、該タイルがボンディングされたバッキングプレートの側面と同一平面であるか、あるいは、該バッキングプレートの側面から０〜０．５ｍｍ後退した平面であることが望ましい。さらに、隣接するタイルのスパッタリング面は連続し、スパッタリングされる速度が速い位置のタイルの厚みを厚くする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタリング法によって薄膜を製造する際に使用される多分割スパッタリングターゲット組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に薄膜を構成する手段としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等が挙げられ、近年、特に、大きい面積に均質な薄膜を成膜する必要性があることから、スパッタリング法が多く利用される。特に、ターゲットの裏面に磁石を配置し、ターゲット表面に磁場を存在させ、プラズマを収束させるマグネトロンスパッタリング法が、量産装置で多く用いられる。
【０００３】
スパッタリングターゲットは、通常は銅製の治具（バッキングプレート）に、インジウムや半田をろう材に用いて、ターゲット材のタイルをボンディングして製造されるのが一般的である。しかし、大面積もしくは長尺のスパッタリングターゲットにおいては、ボンディングした際に、タイルの材質の熱膨張率と、バッキングプレートの材質の熱膨張率との差により、反りが発生し易いという問題があった。
【０００４】
そこで、インジウム等の柔らかい金属をろう材に用いて接着する方法、更には、インジウムろう材層の厚みを厚くすることにより、ろう材層に歪みを吸収させる方法、あるいは、バッキングプレートの矯正を行いながらボンディング行い、スパッタリングターゲット全体の反りを軽減する方法がある。これらの方法は、効果的であるが、反り対策には十分といえず、特に、バッキングプレートが薄い板状の場合には、バッキングプレートそのものが冷却不足となり易く、使用中の熱歪み等により、タイルの表面に割れが発生したり、タイルが剥離する問題があった。
【０００５】
また、大面積や長尺のスパッタリングターゲットは、質量が非常に重くなるので、取り扱いが困難であり、特に、長尺のセラミックスターゲットは、ハンドリング時にたわみ、クラックが発生する危険がある。
【０００６】
また、特開２０００−１１９８４７号公報には、利用効率を上げるためのスパッタリングターゲットの形状に関する発明として、ターゲット材をレーストラック状に配置し、中央の非エロージョン領域には、ターゲット材を構成する元素を含むろう材で覆う方法が提案されている。
【０００７】
この方法では、スパッタリング面やスパッタリングターゲットの側面部において、ターゲット材から一旦スパッタされた粒子が、再付着する現象がみとめられ、このような現象は、スパッタリングターゲット全体で生じると考えられる。従って、ターゲット材を完全にレーストラック状に配置したスパッタリングターゲットを使用してスパッタリングを行うと、僅かではあるが薄膜中の不純物が増加する可能性も考えられる。また、スパッタリングターゲットを再生するため、バッキングプレートを洗浄する際に、バッキングプレートに付着した薄膜を洗浄するのは困難であるという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１１９８４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、大型スパッタリングターゲットの装置への装脱着が、安全かつ容易に行うことが可能で、スパッタリングターゲットの利用効率を上げることができて、更に，スパッタリング中にタイルの割れを防止することができるスパッタリングターゲットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体は、タイルがボンディングされたバッキングプレートからなる複数のターゲットが、平面状に配置して組み立てられる。
【００１１】
隣接して配置され、連続的に使用されるタイルにおいて、それぞれのタイルの対向する側面が、該タイルがボンディングされたバッキングプレートの側面と同一平面であるか、あるいは、該バッキングプレートの側面から０〜０．５ｍｍ後退した平面であることが望ましい。
【００１２】
隣接するタイルのスパッタリング面は連続し、スパッタリングされる速度が速い位置のタイルの厚みを厚くすることが望ましい。
【００１３】
非エロージョン領域を構成するバッキングプレートを、エロージョン領域を構成するターゲットに隣接して配置することが望ましい。
【００１４】
再使用した非エロージョン領域のバッキングプレートと、実質的に使用済みのスパッタリングターゲットを再生したエロージョン領域のターゲットとからなることが望ましい。
【００１５】
なお、本明細書で単にターゲットと呼ぶ場合は、タイルをボンディングしたバッキングプレートを表す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体では、バッキングプレートが複数に分割されており、分割されたバッキングプレートにタイルがそれぞれボンディングされたターゲットが、平面状に配置される。従って、分割された個々のターゲットのサイズは小さく、かつ、質量が軽くなるために、装置への装脱着が安全且つ容易に行うことが可能となる。
【００１７】
例えば、図１に示したように、長尺方向に４分割となるように、バッキングプレート１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａに、タイル１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂをそれぞれボンディングして、ターゲット１１、１２、１３、１４を得て、平面状に配置する。図１において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【００１８】
あるいは、図２に示したように、直交する２つの分割面により４分割となるように、バッキングプレート２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに、タイル２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂをそれぞれボンディングして、ターゲット２１、２２、２３、２４を得て、平面状に配置する。図２において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【００１９】
また、図３に示したように、中央部に非エロージョン領域を構成し、レーストラック状にタイル３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂが配置されるように、バッキングプレート３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａに、タイル３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂをそれぞれボンディングして、ターゲット３１、３２、３３、３４、３５、３６を得て、平面状に配置する。図３において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【００２０】
なお、バッキングプレートの分割後の長さは、５００ｍｍ以下とし、好ましくは３００ｍｍ以下とする。この理由として、バッキングプレートの長さを一定値以下とすることは、組合わせ後のスパッタリングターゲット全体の反り量の軽減に効果がある。長さの最小値は特に規定はしないが、ターゲットの組み合わせが煩雑にならない程度の分割サイズであればよい。
【００２１】
大型ターゲットの場合、従来は、保管に広い場所を必要としていたが、本発明のように、バッキングプレートを分割し、タイルをそれぞれボンディングしてターゲットとすることにより、収納および保管も容易に行える。
【００２２】
更に、本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体では、隣接して配置され、連続的に使用されるタイルにおいて、それぞれのタイルの対向する側面が、該タイルがボンディングされたバッキングプレートの側面と同一平面であるか、あるいは、該バッキングプレートの側面から０〜０．５ｍｍ後退した平面であることが望ましい。タイルをバッキングプレートの側面から０．５ｍｍ以上、後退させると、膜が不均一になったり、不純物が混入し易くなるので、好ましくない。
【００２３】
例えば、図５に示したように、隣接するターゲット５１、５２のタイル５１ｂ、５２ｂの対向する側面をバッキングプレート５１ａ、５２ａから、それぞれ後退させたり、図６に示したように、一方のターゲット６２のタイル６２ｂの側面をバッキングプレート６２ａから後退させ、他方のターゲット６１のタイル６１ｂの側面をバッキングプレート６１ａと同一平面としたり、図７に示したように、隣接するターゲット７１、７２のタイル７１ｂ、７２ｂの対向する側面を、それぞれのバッキングプレート７１ａ、７２ａの側面と同一平面としてもよい。図５、図６、図７は、隣接する２つのターゲットの断面図である。
【００２４】
これらのように、対向するタイルの側面をバッキングプレートに対して同一平面とするか、後退させることにより、スパッタリングの最中に熱膨張等が発生しても、タイル同士が接触することがないので、タイルの剥がれ、割れまたは剥離による異常放電を防止することができる。
【００２５】
一般的なスパッタリングターゲットにおいては、エロージョン領域内においてスパッタリングされる速度が異なる部分が生じる。そこで、本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体では、スパッタリングされる速度が速い位置に配置されるターゲットのタイルの初期の厚みを、他よりも厚くすることにより、ターゲットの初期質量に対する利用効率や、積算電力から見たターゲットの寿命を、容易に向上することができる。
【００２６】
また、本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体では、隣接するターゲットのスパッタリング面を連続した面とする。隣接するターゲットの間には、前述のように間隙が生じ得るが、この間隙を無視して、一方のターゲットのスパッタリング面の角部と、他方のスパッタリング面の角部とが同一レベルとなるように、それぞれのターゲットを配置する。このことにより、ターゲットのスパッタリングの初期における異常放電を防止することができる。
【００２７】
なお、スパッタリング面を連続とする方法には、図８に示したように、厚みが厚くなっているタイル８１ｂの一部を、Ｃ面取り等のテーパー加工を行う方法や、あるいは、図９に示したように、バッキングプレート９１ａの厚みそのものを薄くすることにより、隣り合ったターゲット９１、９２のスパッタリング面がフラットになるように調整する方法があげられる。図８、図９は、隣接する２つのターゲットの断面図である。
【００２８】
本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体では、非エロージョン領域を構成するバッキングプレートを、エロージョン領域を構成するターゲットに隣接して配置する。また、再使用した非エロージョン領域のバッキングプレートと、実質的に使用済みのスパッタリングターゲットを再生したエロージョン領域のターゲットとを使用する。
【００２９】
例えば、図４に示したように、中央部に非エロージョン領域を構成し、６つのターゲット４１、４２、４３、４４、４５、４６と、ダミーのターゲット４７、４８、４９により、多分割スパッタリングターゲット組立体を構成する。この場合、ターゲット４１、４２、４３、４４、４５、４６の中央側端部寄りに、エロージョン領域と非エロージョン領域の境界がある。この境界で、バッキングプレート４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａと、タイル４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ、４６ｂとを終端させ、それらに隣接させて、バッキングプレートのみからなるダミーのターゲット４７、４８、４９を、配置する。
【００３０】
従って、ダミーのターゲット４７、４８、４９は、再利用することができる。
【００３１】
更に、ダミーのターゲット４７、４８、４９を再利用する場合には、簡単なクリーニングを実施することもできる。クリーニング方法としては、バッキングプレートの表面を、研磨紙による研磨やブラスト処理、その他にアルコール洗浄等があげられる。
【００３２】
非エロージョン領域においては、スパッタされるべき材質と違う材質、例えばバッキングプレートと同じ材質を用いることも可能であるが、その場合、あらかじめスパッタされるべき膜を、スパッタリング面に成膜して使用することもできる。また、非エロージョン領域において、タイルをボンディングしたバッキングプレートからなるダミーのターゲットを使用してもよい。
【００３３】
また、非エロージョン領域において、タイルの厚みとバッキングプレートの厚みとを合わせたターゲット全体の厚みを、エロージョン領域のターゲット全体の厚みと同じとしてもよいが、それ以下とすることもできる。非エロージョン領域のターゲット全体の厚みを薄くすれば、一旦スパッタされた粒子が、ターゲット表面へ再付着する量を軽減させることができ、ＩＴＯ等でよく観察されるノジュールの発生を、低減させる効果がある。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、大型スパッタリングターゲットの装置への装脱着が、安全かつ容易に行うことが可能で、スパッタリングターゲットの利用効率を上げることができて、更に，スパッタリング中にタイルの割れを防止することができるスパッタリングターゲットを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体の一実施例を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２】本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体の一実施例を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図３】本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体の一実施例を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の多分割スパッタリングターゲット組立体の一実施例を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図５】隣接する２つのターゲットの断面図である。
【図６】隣接する２つのターゲットの断面図である。
【図７】隣接する２つのターゲットの断面図である。
【図８】隣接する２つのターゲットの断面図である。
【図９】隣接する２つのターゲットの断面図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４　ターゲット
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ　バッキングプレート
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ　タイル
２１、２２、２３、２４　ターゲット
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ　バッキングプレート
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ　タイル
３１、３２、３３、３４、３５、３６　ターゲット
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ　バッキングプレート
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ　タイル
４１、４２、４３、４４、４５、４６　ターゲット
４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ　バッキングプレート
４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ、４６ｂ　タイル
４７、４８、４９　ダミーのターゲット
５１、５２　ターゲット
５１ａ、５２ａ　バッキングプレート
５１ｂ、５２ｂ　タイル
６１、６２　ターゲット
６１ａ、６２ａ　バッキングプレート
６１ｂ、６２ｂ　タイル
７１、７２　ターゲット
７１ａ、７２ａ　バッキングプレート
７１ｂ、７２ｂ　タイル
８１、８２　ターゲット
８１ａ、８２ａ　バッキングプレート
８１ｂ、８２ｂ　タイル
９１、９２　ターゲット
９１ａ、９２ａ　バッキングプレート
９１ｂ、９２ｂ　タイル

Claims

タイルがボンディングされたバッキングプレートからなる複数のターゲットが、平面状に配置して組み立てられることを特徴とする多分割スパッタリングターゲット組立体。
隣接して配置され、連続的に使用されるタイルにおいて、それぞれのタイルの対向する側面が、該タイルがボンディングされたバッキングプレートの側面と同一平面であるか、あるいは、該バッキングプレートの側面から０〜０．５ｍｍ後退した平面であることを特徴とする請求項１に記載の多分割スパッタリングターゲット組立体。
隣接するタイルのスパッタリング面は連続し、スパッタリングされる速度が速い位置のタイルの厚みが厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の多分割スパッタリングターゲット組立体。
非エロージョン領域を構成するバッキングプレートを、エロージョン領域を構成するターゲットに隣接して配置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多分割スパッタリングターゲット組立体。
再使用した非エロージョン領域のバッキングプレートと、実質的に使用済みのスパッタリングターゲットを再生したエロージョン領域のターゲットとからなることを特徴とする請求項１〜４に記載の多分割スパッタリングターゲット組立体。