(57)【要約】【課題】ターゲット材の割れを抑制しつつ、ＤＣスパッタリング法に適用可能なターゲットアセンブリ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係るターゲットアセンブリは、ターゲット材と、金属製の支持体と、絶縁性の第１接合層と、導電性の第２接合層とを具備する。前記ターゲット材は、導電性の焼結体で構成される。前記支持体は、前記ターゲット材を支持する。前記第１接合層は、前記ターゲット材と前記支持体との間を接合する。前記第２接合層は、前記第１接合層の周囲の少なくとも一部に配置され、前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間を接続する。【選択図】図１
2020105613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の焼結体で構成されたターゲット材と、
前記ターゲット材を支持する金属製の支持体と、
前記ターゲット材と前記支持体との間を接合する絶縁性の第１接合層と、
前記第１接合層の周囲の少なくとも一部に配置され、前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間を接続する導電性の第２接合層と
を具備するターゲットアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のターゲットアセンブリであって、
前記支持体は、前記ターゲット材を支持する支持面を有する平板状のプレート部材であり、
前記ターゲット材は、前記支持面に対向する接合面を有し、
前記第２接合層は、前記接合面の周縁部と前記支持面との間に配置される
ターゲットアセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載のターゲットアセンブリであって、
前記支持面は、前記ターゲット材を収容する凹部を有し、
前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記凹部の周面部との間に配置される
ターゲットアセンブリ。
【請求項４】
請求項２に記載のターゲットアセンブリであって、
前記支持面は、前記接合面に向かって突出する台座部を有し、
前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記台座部の周面部との間に配置される
ターゲットアセンブリ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のターゲットアセンブリであって、
前記第２接合層は、インジウムである
ターゲットアセンブリ。
【請求項６】
金属製の支持体に、絶縁性の第１接合層を介して導電性の焼結体で構成されたターゲット材を接合し、
前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間を導電性の第２接合層で接続する
ターゲットアセンブリの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のターゲットアセンブリの製造方法であって、
前記支持体は、前記ターゲット材を支持する支持面に設けられ前記ターゲット材を収容する凹部を有し、
前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記凹部の周面部との間に充填される
ターゲットアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金材料の焼結体で構成されたターゲット材とこれを支持する支持体とを備えたターゲットアセンブリ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング法では、一般的に、ターゲット材をバッキングプレートにボンディング材を介して接合したターゲットアセンブリが用いられる。典型的には、バッキングプレートは銅などの伝熱性に優れた金属材料で構成され、ボンディング材には、インジウムなどの低融点金属のろう接材が用いられる。しかし、ターゲット材が焼結体などのような比較的脆い材料で構成される場合、ボンディング材にインジウムを用いると、ターゲット材とバッキングプレートとの間の熱膨張率差を吸収できず、ターゲット材が接合時の熱応力で割れるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解消するため、例えば特許文献１には、ボンディング材に樹脂材料を用いることが開示されている。樹脂製のボンディング材は、厚みや成分の調整の自由度が比較的高いため、ターゲット材に加わる上記熱応力を緩和することが可能なボンディング材を実現しやすいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７４５１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂製のボンディング材は電気的には絶縁性であるため、ＤＣスパッタリング法には適用することができない。また、導電性粒子を含有した樹脂材をボンディング材に用いた場合には、厚みや成分の調整の自由度が低いため、所望とする接合強度と導電性を実現することが困難であるという問題がある。なお、特許文献１に記載の技術は、使用後のターゲットをバッキングプレートから剥離しやすくするためのものであり、ＤＣスパッタリング法に適用可能なターゲットアセンブリを提供するものではない。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ターゲット材の割れを抑制しつつ、ＤＣスパッタリング法に適用可能なターゲットアセンブリ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るターゲットアセンブリは、ターゲット材と、金属製の支持体と、絶縁性の第１接合層と、導電性の第２接合層とを具備する。
前記ターゲット材は、導電性の焼結体で構成される。
前記支持体は、前記ターゲット材を支持する。
前記第１接合層は、前記ターゲット材と前記支持体との間を接合する。
前記第２接合層は、前記第１接合層の周囲の少なくとも一部に配置され、前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間を接続する。
【０００８】
上記ターゲットアセンブリにおいて、第２接合層は、第１接合層の周囲の少なくとも一部に配置され、前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間を接続する。第１接合層は、ターゲット材と支持体との間の十分な接合強度を確保しつつ、ターゲット材に作用する熱応力を緩和する。第２接合層は、ターゲット材と支持体とを電気的に接続する。これにより、ターゲット材の割れを抑制しつつ、ＤＣスパッタリング法に適用可能なターゲットアセンブリを実現することができる。
【０００９】
前記支持体は、前記ターゲット材を支持する支持面を有する平板状のプレート部材であってもよい。この場合、前記ターゲット材は、前記支持面に対向する接合面を有し、前記第２接合層は、前記接合面の周縁部と前記支持面との間に配置される。
【００１０】
記支持面は、前記ターゲット材を収容する凹部を有してもよい。この場合、前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記凹部の周面部との間に配置される。
【００１１】
あるいは、前記支持面は、前記接合面に向かって突出する台座部を有してもよい。この場合、前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記台座部の周面部との間に配置される
【００１２】
前記第２接合層は、インジウムであってもよい。
【００１３】
本発明の一形態に係るターゲットアセンブリの製造方法は、金属製の支持体に、絶縁性の第１接合層を介して導電性の焼結体で構成されたターゲット材を接合することを含む。
前記ターゲット材の周縁部と前記支持体との間が導電性の第２接合層で接続される。
【００１４】
前記支持体は、前記ターゲット材を支持する支持面に設けられ前記ターゲット材を収容する凹部を有してもよい。この場合、前記第２接合層は、前記ターゲット材の周縁部と前記凹部の周面部との間に充填される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ターゲット材の割れを抑制しつつ、ＤＣスパッタリング法に適用可能なターゲットアセンブリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るターゲットアセンブリの概略側断面図である。
【図２】上記ターゲットアセンブリの概略平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るターゲットアセンブリの概略側断面図である。
【図４】上記ターゲットアセンブリの他の構成例を示す概略側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るターゲットアセンブリの概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るターゲットアセンブリ１００の概略側断面図、図２はその概略平面図である。
【００１９】
本実施形態のターゲットアセンブリ１００は、ターゲット材１０と、バッキングプレート２０と、第１接合層３０と、第２接合層４０とを有する。
【００２０】
ターゲット材１０は、導電性の焼結体で構成される。本実施形態においてターゲット材１０は、鉄系又は非鉄系の合金粉末の焼結体で構成される。これに限られず、ターゲット材１０は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電性酸化物半導体材料の焼結体であってもよい。
【００２１】
ターゲット材１０は、円板状に形成され、スパッタ面１１と、その反対側の面であってバッキングプレート２０に接合される接合面１２とを有する。ターゲット材１０の形状は円形に限られず、矩形であってもよい。ターゲット材１０の厚みや大きさも特に限定されず、スパッタ成膜される基板（図示略）の種類や大きさに応じて適宜設定可能であり、本実施形態では厚みが５ｍｍ、直径が１２５ｍｍである。
【００２２】
バッキングプレート２０は、ターゲット材１０を支持する支持体として構成される。バッキングプレート２０は、銅又は銅合金などの伝熱性に優れた金属材料で構成される。バッキングプレート２０は、ターゲット材１０よりも大きな径の円形の平板状のプレート部材である。バッキングプレート２０の平面形状は円形に限られず、矩形あるいは多角形状であってもよい。
【００２３】
バッキングプレート２０の一方の主面は、ターゲット材１０を支持する支持面２１を構成する。本実施形態において支持面２１は、ターゲット材１０を収容する凹部２１１を有する。凹部２１１の平面形状は、ターゲット材１０の直径よりもやや大きい直径を有する円形であり、凹部２１１の深さは、ターゲット材１０の厚みより小さく形成され、本実施形態では３ｍｍである。凹部２１１の底部は平面であり、第１接合層３０を介してターゲット材１０の接合面に接合される。
【００２４】
第１接合層３０は、ターゲット材１０の接合面１２とバッキングプレート２０の支持面２１（凹部２１１の底部）との間を接合する絶縁性の接着性樹脂材料で構成される。第１接合層３０は、例えば、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化性樹脂材料で構成され、硬さ（弾性率）の調整が容易な材料が特に好ましい。第１接合層３０の厚みは特に限定されず、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の熱膨張率差に起因してターゲット材１０に加わる熱応力を緩和できる厚みが好適であり、本実施形態では例えば０．５ｍｍである。
【００２５】
第１接合層３０は、凹部２１１の底部の全面に形成されてもよいし、図１に示すように凹部２１１の底部であってターゲット材１０の接合面１２と対向する領域にのみ形成されてもよい。第１接合層３０は、ターゲット材１０の接合面１２の全域と接合される。
【００２６】
第２接合層４０は、第１接合層３０の周囲の少なくとも一部に配置され、ターゲット材１０の周縁部とバッキングプレート２０との間を接続する。本実施形態では、第２接合層４０は、ターゲット材１０の接合面１２の周縁部とバッキングプレート２０の支持面２１との間に配置される。より具体的に、第２接合層４０は、ターゲット材１０の周縁部と凹部２１１の周面部との間に配置された金属製の充填材４１で構成される。
【００２７】
第２接合層４０を構成する充填材４１は、ターゲット材１０の外周面と凹部２１１の内周面との間に圧入あるいは充填された金属材料であり、本実施形態では、インジウム（Ｉｎ）である。インジウムは、常温で変形が容易な軟質金属材料であり、ターゲット材１０の外周面と凹部２１１の内周面との間の僅かな隙間へも容易に充填することが可能である。また、インジウムは、銅との濡れ性が比較的よいため、バッキングプレート２０との密着性も高い。このため、ターゲット材１０に電位勾配を生じさせることなく、バッキングプレート２０との良好な電気的接続性が確保される。インジウム以外にも、スズ（Ｓｎ）などの低融点材料も採用可能である。
【００２８】
充填材４１の充填方法は特に限定されず、典型的には、箔あるいはシート状のインジウム小片をターゲット材１０と凹部２１１との間の隙間に挿入あるいは圧入した後、ヘラ状の治具などを用いてインジウム小片を当該隙間にさらに深く押し込んで充填する。充填深さ（高さ）は特に限定されず、ターゲット材１０の周縁部と凹部２１１の底部あるいは内周面とが物理的に接触する程度の充填量であることが好ましい。これにより、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の良好な電気的接続を確保することができる。
【００２９】
充填材４１は、凹部２１１内に設けられるのが好ましい。充填材４１がバッキングプレート２０の支持面２１よりもターゲット材１０のスパッタ面１１側にまで延びていると、コンタミの要因となるおそれがあるからである。
【００３０】
第２接合層４０（充填材４１）は、図２に示すように、ターゲット材１０の全周にわたって連続的に設けられる。これにより、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の接触抵抗を低減することができる。これに限られず、ターゲット材１０の比抵抗や厚みなどによっては、第２接合層（充填材４１）は、ターゲット材１０の周方向に間欠的に設けられてもよく、これによりターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の電気的接続を確保することができる。
【００３１】
以上のように構成される本実施形態のターゲットアセンブリ１００は、バッキングプレート２０に第１接合層３０を介してターゲット材１０を接合した後、ターゲット材１０の周縁部とバッキングプレート２０との間を第２接合層４０で接続することで作製される。
【００３２】
典型的には、ターゲット材１０の接合面１２に半硬化状態の第１接合層３０を塗布した後、接合面１２をバッキングプレート２０の凹部２１１の底部に接合する。その後、バッキングプレート２０を加熱して第１接合層３０を硬化させる。この第１接合層３０の硬化処理（加熱及びその後の冷却処理）に伴ってターゲット材１０に作用する熱応力は、第１接合層３０の弾性により吸収あるいは緩和される。このため、ターゲット材１０が比較的脆い焼結体であってもターゲット材１０の割れを効果的に抑制することができる。また、ターゲット材１０の相対密度が比較的低い場合であっても第１接合層３０による応力緩和作用で割れを抑えることができる。ターゲット材１０の接合後、Ｉｎ製の充填材４１がターゲット材１０の周縁部と凹部２１１の内周面との間に充填される。
【００３３】
以上のように、本実施形態のターゲットアセンブリ１００によれば、絶縁性の第１接合層３０と導電性の第２接合層４０を備えているため、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の熱膨張率差に起因する熱応力による割れからターゲット材１０を保護しつつ、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の電気的導通を確保することができる。これにより、焼結合金で構成されたターゲット材のＤＣスパッタが可能となるため、マッチングボックス等の複雑なＲＦ回路を必要とするスパッタリング装置を用いることなく、当該焼結合金からなる薄膜を形成することができる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係るターゲットアセンブリ２００の概略側断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００３５】
本実施形態のターゲットアセンブリ２００は、バッキングプレート２０の平坦な支持面２１上にターゲット材１０が接合されている点で第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１接合層３０の周囲に第２接合層４０としての導電層４２が設けられる。
【００３６】
導電層４２は、ターゲット材１０の接合面１２の周縁部とバッキングプレート２０の支持面２１との間に設けられる。導電層４２は、典型的には、ターゲット材１０の周縁部に沿って環状に形成されるが、これに限られず、ターゲット材１０の周縁部に沿って間欠的に複数設けられてもよい。導電層４２は、第１の実施形態と同様に、インジウムやスズなどの金属材料で構成される。
【００３７】
導電層４２は、あらかじめ、バッキングプレート２０の支持面２１上に形成されてもよいし、ターゲット材１０の接合面１２上に形成されてもよい。導電層４２は、第１接合層３０と同一の厚みで形成される。これにより、第１接合層３０の硬化処理と同時に、導電層４２をターゲット材１０とバッキングプレート２０との間に配置することができる。
【００３８】
導電層４２の外周部は、ターゲット材１０の外周面から周方向に突出しないように形成されてもよいし、図４に示すようにターゲット材１０の外周面から周方向に突出してもよい。図４に示す第２接合層４０は、ターゲット材１０の接合面１２の周縁部と外周面部を部分的に被覆する導電層４３によって形成される。この場合、第２接合層４０とターゲット材１０との接触面積が大きくなるため、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の良好な電気的導通を確保することができる。
【００３９】
以上のように構成される本実施形態のターゲットアセンブリ２００においても、第１の実施形態と同様に、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の熱膨張率差に起因する熱応力による割れからターゲット材１０を保護しつつ、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の電気的導通を確保することができるのでＤＣスパッタにも対応可能なターゲットアセンブリを提供することができる。
【００４０】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態に係るターゲットアセンブリ３００の概略側断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００４１】
本実施形態のターゲットアセンブリ３００は、バッキングプレート２０の支持面２１に設けられた台座部２１２上にターゲット材１０が接合されている点で第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１接合層３０の周囲に第２接合層４０としての導電層４４が設けられる。
【００４２】
台座部２１２は、ターゲット材１０の接合面に向かって突出する平坦な円形の隆起部であり、その外径はターゲット材１０の外径と同一の大きさに形成される。勿論これに限られず、台座部２１２の大きさは、ターゲット材１０の外径よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００４３】
第１接合層３０は、台座部２１２の表面に設けられ、ターゲット材１０の接合面１２の全域と接合される。第２接合層４０としての導電層４４は、第１接合層３０を跨いでターゲット材１０の外周面部と台座部２１２の外周面部とに接続される。導電層４４は、典型的には、ターゲット材１０の全周にわたって形成されるが、これに限られず、ターゲット材１０の周囲に沿って間欠的に複数設けられてもよい。導電層４４は、第１の実施形態と同様に、インジウムやスズなどの金属材料で構成される。
【００４４】
導電層４４は、典型的には、第１接合層３０によってターゲット材１０がバッキングプレート２０の台座部２１２に接合された後、ターゲット材１０の外周面部と台座部の外周面部とを被覆するように密着される。導電層４４は、ターゲット材１０の接合面１２側の外周面部を部分的に被覆するように形成される。これにより、スパッタ成膜時にプラズマに曝される導電層４４の領域が制限されるため、コンタミの抑制を図ることができる。
【００４５】
以上のように構成される本実施形態のターゲットアセンブリ３００においても、第１の実施形態と同様に、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の熱膨張率差に起因する熱応力による割れからターゲット材１０を保護しつつ、ターゲット材１０とバッキングプレート２０との間の電気的導通を確保することができるのでＤＣスパッタにも対応可能なターゲットアセンブリを提供することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
例えば以上の実施形態では、バッキングプレート２０として平板状のプレート部材で構成されたが、これに限られず、いわゆるハット型と称される立体的な形状に形成されてもよい。
【００４８】
また以上の実施形態では、平板状のターゲットアセンブリを例に挙げて説明したが、これに限られず、円筒型のターゲットアセンブリにも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ターゲット材
１１…スパッタ面
１２…接合面
２０…バッキングプレート（支持体）
２１…支持面
２１１…凹部
２１２…台座部
３０…第１接合層
４０…第２接合層
４１…充填層
４２，４３，４４…導電層
１００，２００，３００…ターゲットアセンブリ
【図１】
2020105613.tif 000003
【図２】
2020105613.tif 000004
【図３】
2020105613.tif 000005
【図４】
2020105613.tif 000006
【図５】
2020105613.tif 000007