(57)【要約】【課題】単純な処理で成分金属を分離することができるスパッタリングターゲット及び当該スパッタリングターゲットの処理方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るスパッタリングターゲットの処理方法は、非水素脆性材料である第１の材料からなる第１のターゲット部分３と、水素脆性材料である第２の材料からなる第２のターゲット部分４とが接合されたスパッタリングターゲット１を水素脆化処理することで、スパッタリングターゲット１から第２のターゲット部分４を分離させ、第２の材料を回収し、第１の材料を回収する。  第１の材料と第２の材料の水素脆性の違いを利用して、第１の材料と第２の材料とを分離、回収する。第１の材料と第２の材料を効率的に回収することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水素脆性材料である第１の材料からなる第１のターゲット部分と、水素脆性材料である第２の材料からなる第２のターゲット部分とが接合されたスパッタリングターゲットを水素脆化処理することで、前記スパッタリングターゲットから前記第２のターゲット部分を分離させ、
前記第２の材料を回収し、
前記第１の材料を回収する
スパッタリングターゲットの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリングターゲットの処理方法であって、
前記水素脆化処理する工程は、前記スパッタリングターゲットを水素雰囲気中において第１の温度に維持し、その後第１の温度より低い第２の温度とすることを含む
スパッタリングターゲットの処理方法。
【請求項３】
合金からなる薄膜を成膜するための、被スパッタ面を有するスパッタリングターゲットであって、
水素雰囲気中で脆化されない非水素脆性材料である第１の材料からなり、前記被スパッタ面の一部を形成する第１のターゲット部分と、
前記水素雰囲気中で脆化する水素脆性材料である第２の材料からなり、前記第１のターゲット部分と接合された、前記被スパッタ面の他の一部を形成する第２のターゲット部分と
を具備するスパッタリングターゲット。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリングターゲットであって、
前記第１のターゲット部分は、複数の第１のターゲット片からなり、
前記第２のターゲット部分は、複数の第２のターゲット片からなり、
前記複数の第１のターゲット片の間には、前記第２のターゲット片が介在する
スパッタリングターゲット。
【請求項５】
請求項４に記載のスパッタリングターゲットであって、
前記第１の材料は、第１の元素を含む第１の材料種と、前記第１の元素とは異なる第２の元素を含む第２の材料種とを含み、
前記複数の第１のターゲット片は、各前記第１の材料種からなるターゲット片と、前記第２の材料種からなるターゲット片とを含む
スパッタリングターゲット。
【請求項６】
請求項５に記載のスパッタリングターゲットであって、
前記第１の材料種は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒのうちのいずれかであり、
前記第２の材料種は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂのうちのいずれかである
スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成材料の回収が容易なスパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜方法の一種であるスパッタリング法は、高エネルギーを有する粒子を金属等からなるスパッタリングターゲット（以下、ターゲット）の表面（被スパッタ面）に衝突させ、ターゲットから放出された原子を基材に堆積させる成膜方法である。スパッタリングにおいては、基材の表面に均一に成膜するためには、ある程度の被スパッタ面積を有するターゲットを用いる必要がある。スパッタリングに供された使用済みのターゲットは、金属材料として再利用することが可能である。特に近年、ＦＰＤ（Flat Panel Display）等の基材（被成膜物）の大面積化、成膜材料の高価値化等に伴い、使用済ターゲット材料の再利用の重要性が増加している。【０００３】
一般にスパッタリング法では、上述のような原理から、基材の組成とターゲットの組成は相関する。このため、合金を成膜する場合、合金からなるターゲットが用いられる。しかしながら、合金からなるターゲットは、合金を構成する金属（成分金属）を単離することが困難であるために、その合金組成としての用途に限られ、単一の金属からなるターゲットに比し、その再利用価値が著しく低下するという問題がある。【０００４】
一方、合金を成膜する場合、成分金属のそれぞれからなる複数のターゲット片を接合したターゲットをスパッタリングすることによっても、基材上に合金を成膜することが可能となる。例えば特許文献１には、ターゲット材を固相拡散接合することによりターゲットを形成する方法が開示されている。当該方法では、熱間静水圧プレス等を用いて同種あるいは異種材料からなるターゲット材を固相拡散接合し、これらの材料が高強度に接合された大面積ターゲットを得ることが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０４２５３号公報（段落[００１２]）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を用いて形成されたターゲットは、複数のターゲット材が固相拡散接合により強固に接合されている。このため、複数種のターゲット材が固相拡散接合されたターゲットの場合、成分金属毎に分離するには、機械加工等が必要で作業に手間がかかる。一方で、成分金属毎にターゲット材を分離し易いように、接合強度が弱い接合方法により接合する場合、接合箇所でのアーク放電によるパーティクルの発生、ターゲット材の熱膨張による変形等が発生すると考えられる。【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、単純な処理で成分金属を分離することができるスパッタリングターゲット及び当該スパッタリングターゲットの処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るスパッタリングターゲットの処理方法は、非水素脆性材料である第１の材料からなる第１のターゲット部分と、水素脆性材料からなる第２の材料である第２のターゲット部分とが接合されたスパッタリングターゲットを水素脆化処理することで、上記スパッタリングターゲットから上記第２のターゲット部分を分離させることを含む。
上記第２の材料は回収される。
上記第１の材料は回収される。【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るスパッタリングターゲットは、合金からなる薄膜を成膜するための、被スパッタ面を有するスパッタリングターゲットであって、第１のターゲット部分と、第２のターゲット部分とを具備する。
上記第１のターゲット部分は、水素雰囲気中で脆化されない非水素脆性材料である第１の材料からなり、上記被スパッタ面の一部を形成する。
上記第２のターゲット部分は、上記水素雰囲気中で脆化する水素脆性材料である第２の材料からなり、上記第１のターゲット部分と接合され、上記被スパッタ面の他の一部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す平面図である。
【図２】第１の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係るスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置の概略構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す平面図である。
【図６】第２の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を説明する図である。
【図８】変形例１に係るスパッタリングターゲットを示す図である。
【図９】変形例２に係るスパッタリングターゲットを示す図である。
【図１０】変形例３に係るスパッタリングターゲットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの処理方法は、非水素脆性材料である第１の材料からなる第１のターゲット部分と、水素脆性材料である第２の材料からなる第２のターゲット部分とが接合されたスパッタリングターゲットを水素脆化処理することで、上記スパッタリングターゲットから上記第２のターゲット部分を分離させることを含む。
上記第２の材料は回収される。
上記第１の材料は回収される。
【００１２】
水素脆化処理により、第２のターゲット部分は脆化して破壊される一方、第１のターゲット部分は脆化しないためそのままの状態で残存する。このため、第１の材料と第２の材料を選択的に回収することが可能となる。第２のターゲット部分は水素脆化により破壊されるため、第１のターゲット部分と第２のターゲット部分が強固に接合されている場合、あるいは第１のターゲット部分が微細なターゲット片から構成されている場合であっても容易に回収することが可能である。以上のように、本実施形態に係るスパッタリングターゲットの処理方法によれば、第１の材料と第２の材料、あるいは異種の第１の材料同士と第２の材料とを選択的に回収することが可能である。即ち、単純な処理で成分金属を分離することが可能である。
【００１３】
上記水素脆化処理する工程は、上記スパッタリングターゲットを水素雰囲気中において第１の温度に維持し、その後第１の温度より低い第２の温度とすることを含んでもよい。
【００１４】
第１の温度において水素が第２のターゲット部分に吸収され、第２の温度において当該吸収された水素が気体となって膨張し、第２のターゲット部分が脆化する。即ち、同一のスパッタリングターゲットに含まれる第２のターゲット部分を水素脆化させ、第１のターゲット部分を脆化させないことが可能である。
【００１５】
本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットは、合金からなる薄膜を成膜するための、被スパッタ面を有するスパッタリングターゲットであって、第１のターゲット部分と、第２のターゲット部分とを具備する。
上記第１のターゲット部分は、水素雰囲気中で脆化されない非水素脆性材料である第１の材料からなり、上記被スパッタ面の一部を形成する。
上記第２のターゲット部分は、上記水素雰囲気中で脆化する水素脆性材料である第２の材料からなり、上記第１のターゲット部分と接合され、上記被スパッタ面の他の一部を形成する。
【００１６】
当該スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより、基材上に第１の材料と第２の材料の合金からなる薄膜が形成される。被スパッタ面上において第１のターゲット部分と第２のターゲット部分が占める面積により、合金薄膜の組成を制御することが可能である。当該スパッタリングターゲットは、上述のように水素脆化処理をすることにより第２のターゲット部分が水素脆化されるため、第１のターゲット部分と第２のターゲット部分が分離される。これにより第１の材料と第２の材料を峻別して回収することが可能である。
【００１７】
上記第１のターゲット部分は複数の第１のターゲット片からなり、上記第２のターゲット部分は複数の第２のターゲット片からなり、上記複数の第１のターゲット片の間には、上記第２のターゲット片が介在してもよい。
【００１８】
第１のターゲット片の各々が第２のターゲット片に接合されているため、第２のターゲット片が水素脆化処理によって除去されると、第１のターゲット部分を第１のターゲット片毎に分離することが可能である。
【００１９】
上記第１の材料は、第１の元素を含む第１の材料種と、前記第１の元素とは異なる第２の元素を含む第２の材料種とを含み、前記複数の第１のターゲット片は、各前記第１の材料種からなるターゲット片と、前記第２の材料種からなるターゲット片とを含んでもよい。
【００２０】
構成材料が異なる複数種の第１のターゲット片を用いることにより、第１のターゲット部分を複数の材料から構成することが可能である。水素脆化処理により第１のターゲット部分は第１のターゲット片毎に分離されるため、第１のターゲット部分が複数の材料からなる場合であっても、第１の材料を種類毎に回収することが可能である。
【００２１】
上記第１の材料種はＡｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒのうちのいずれかであり、上記第２の材料種はＴｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂのうちのいずれかであってもよい。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態に係るスパッタリングターゲット（以下、ターゲット）１を示す平面図である。同図は被スパッタ面側から見たターゲット１を示す。なお、以下の各図面において、被スパッタ面に平行な一方向をＸ方向、被スパッタ面に平行でＸ方向に垂直な方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。
図２はターゲット１の一部を拡大して示す斜視図である。
【００２３】
これらの図に示すように、ターゲット１は、バッキングプレート２上に接合されている。
【００２４】
バッキングプレート２は、ターゲット１を保持し、これを冷却し、また、電極として機能する。バッキングプレート２の材質は特に限定されず、例えばＣｕとすることができる。
【００２５】
ターゲット１は、第１のターゲット部分３と第２のターゲット部分４を有する。ターゲット１はバッキングプレート２にろう接、機械的保持等の方法により接合されている。ターゲット１の表面（バッキングプレート２に接合されている面と反対側の面）を被スパッタ面とする。
【００２６】
ターゲット１は、後述するように、構成金属が各々異なる２種のターゲット片から構成される。ターゲット１は、非水素脆性材料からなる第１のターゲット片５と、水素脆性材料からなる第２のターゲット片６とを含む。即ち、ターゲット１は、これらの材料を成分として含む薄膜を形成するためのターゲットである。
【００２７】
第１のターゲット部分３は、複数の第１のターゲット片５から構成され、被スパッタ面の一部を形成する。第１のターゲット片５は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒ等の金属、これらの合金、酸化物等の非水素脆性材料（水素脆化しない材料）の中から選択することができ、第１のターゲット部分３の材料として選択した材料を第１の材料とする。本実施形態に係る第１の材料は一種類の材料種からなり、第１のターゲット片５はいずれも当該材料種からなる。第１のターゲット片５は例えば、Ｘ方向に長辺、Ｙ方向に短辺を有する矩形板状の形状を有し、それぞれが同一の大きさに形成されている。
【００２８】
第２のターゲット部分４は、複数の第２のターゲット片６から構成され、被スパッタ面の一部を形成する。第２のターゲット片６は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属、これらの合金、酸化物等の水素脆性材料（水素脆化する材料）の中から選択することができる。第２のターゲット部分４の材料として選択した材料を第２の材料とする。第２のターゲット片６は例えば、Ｘ方向に第１のターゲット片５と同一の長さの長辺、Ｙ方向に短辺を有する矩形板状の形状を有し、それぞれが同一の大きさに形成されている。
【００２９】
なお、上記第１及び第２の材料の組み合わせは、作製すべき合金薄膜の元素組成に応じて選定される。
【００３０】
第１のターゲット片５と第２のターゲット片６は、それぞれがＸ方向に交互となるように配列されている。第１のターゲット片５及び第２のターゲット片６の大きさ、配置数等は適宜変更可能である。第１のターゲット片５及び第２のターゲット片６の大きさは、ターゲット１の被スパッタ面において第１のターゲット部分３と第２のターゲット部分４が占める面積を規定する。即ち、スパッタリングにおいて成膜される合金の組成比を制御することが可能である。
【００３１】
第１のターゲット片５及び第２のターゲット片６は、隣接する第１のターゲット片５、あるいは第２のターゲット片６と接合され、また、それぞれがバッキングプレート２と接合されている。接合方法はろう接、拡散接合等限定されないが、拡散接合することにより、ターゲット片間の隙間において生じるアーク放電によるパーティクルの発生、熱膨張率の違いによる応力の集中を防止することが可能である。
【００３２】
次に、本実施形態にかかるターゲット１の製造方法について説明する。
図３は、ターゲット１の製造方法を説明する図である。
【００３３】
第１の材料からなる第１の板５’と第２の材料からなる第２の板６’をそれぞれ複数準備する。第１の板５’及び第２の板６’は、例えば溶解鋳造、焼結等の方法により作製することが可能である。第１の板５’は、第１のターゲット片５の短辺と同一の厚さ（Ｙ方向）、第１のターゲット片５の長辺と同一の一辺（Ｘ方向）を有する矩形形状とすることができる。第２の板６’は、第２のターゲット片６の短辺と同一の厚さ（Ｙ方向）、第２のターゲット片６の長辺と同一の一辺（Ｘ方向）を有する矩形形状とすることができる。
【００３４】
次に、図３（Ａ）に示すように、第１の板５’と、第２の板６’を複数毎ずつ交互にＹ方向に積み重ね、接合する。これは、例えば拡散接合とすることができる。第１の板５’と第２の板６’に対してＹ方向に圧力を印加することにより、第１の板５’と第２の板６’を十分な強度で接合することが可能である。
【００３５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、第１の板５’と第２の板６’を図３（Ｂ）に破線で示すＸ−Ｙ平面と平行な面で切断する。例えば、機械的切削により接合することが可能である。このように切断することによって、第１の板５’と第２の板６’がそれぞれ分断され、交互に配列した第１のターゲット片５と第２のターゲット片６が形成される。
【００３６】
このようにして、図３（Ｃ）に示すように、ターゲットとなる板が切り出される。当該板をバッキングプレートにボンディングすることによってターゲット１が製造される。このようにして、ターゲット１を製造することによって、第１のターゲット片５と第２のターゲット片６の端面を接合する場合に比べ、第１のターゲット片５と第２のターゲット片６の接合強度を高くすることが可能である。
【００３７】
次に、ターゲット１を用いたスパッタリングについて説明する。本実施形態に係るターゲット１は、種々のスパッタリング法、（ＡＣ（Alternating Current）法、ＤＣ（Direct Current）法、ＲＦ（radio frequency)法、マグネトロン法等）に供することが可能であるが、ここでは、ターゲット１をマグネトロンスパッタリング法に供する場合を例にとる。図４は、スパッタリング装置１０の概略構成を示す図である。
【００３８】
同図に示すように、スパッタリング装置１０は、チャンバ１１と、このチャンバ１１の内部に配置されるスパッタカソード１２と、このスパッタカソード１２近傍に配置された、磁場分布を形成するための磁場形成部１３とを備えている。スパッタカソード１２は、ターゲット１を含む。また、チャンバ１１内には、基材Ｓが載置されている。
【００３９】
チャンバ１１には、チャンバ１１を真空排気する真空排気系１４と、チャンバ１１にプロセスガスを導入するガス導入系１５が接続されている。また、チャンバ１１内部には、基材Ｓを支持し、アノードとなるステージ１６が設けられている。基材Ｓは、スパッタカソード１２と対向するように配置される。
【００４０】
スパッタカソード１２は、ターゲット１とバッキングプレート２とで構成される。バッキングプレート２のターゲット１が接合されている面（表面）の反対方向の面（裏面）方向には、磁場形成部１３が配置される。この磁場形成部１３は、ターゲット１の表面近傍に、図４に示すような磁場分布を形成する。
【００４１】
当該スパッタリング装置１０によるスパッタリングでは、最初に、チャンバ１１内が真空配置され、次に、チャンバ１１内にＡｒ等のプロセスガスが導入される。次に、スパッタカソード１２とアノードであるステージ１６との間に電圧が印加され、磁場形成部１３によってスパッタカソード１２の近傍に磁場が形成される。電場及び磁場によりプロセスガスがプラズマ化され、ターゲット１の表面にイオンが衝突することによりスパッタリングが成される。
【００４２】
ターゲット１の第１のターゲット部分３から第１の材料が、第２のターゲット部分４から第２の材料がスパッタ粒子として飛散し、基材Ｓ上で第１の材料と第２の材料の合金として成膜される。ターゲット１の被スパッタ面における第１のターゲット部分３と第２のターゲット部分４の占める面積により、成膜される合金の組成が制御される。
【００４３】
プロセスガスのイオンがターゲット１の被スパッタ面に衝突する位置は、磁場の形成位置等によって影響を受け、被スパッタ面上で均一とはならない。スパッタリングの進行と共に、被スパッタ面上には、イオンの衝突頻度が高く、ターゲット材の損耗が大きいエロージョン領域と、イオンの衝突頻度が低く、ターゲット材の損耗が小さい非エロージョン領域が形成される。エロージョン領域に相等するターゲット材の厚さが減少すると、非エロージョン領域に相等するターゲット材が十分残存していても、ターゲットは交換される必要がある。即ち、交換されたターゲットには、依然ターゲット材が存在しており、このターゲット材は再利用の余地がある。なお、非エロージョン領域はマグネトロンスパッタリング以外の他のスパッタリング法においても発生する。
【００４４】
次に、ターゲット１から第１の材料及び第２の材料を回収する方法について説明する。
【００４５】
スパッタリングに供されたターゲット１を、バッキングプレート２から取り外す。ターゲット１は、例えば、ロー材の融点以上に加熱されることにより取り外される。
【００４６】
次に、スパッタリングに供されたターゲット１に水素脆化処理を施す。ターゲット１を処理用チャンバに収容し、処理用チャンバを真空排気した後、水素ガスを導入する。水素ガスは、例えば大気圧以上の圧力となるまで導入される。
【００４７】
次にターゲット１を加熱する。加熱は、第２の材料に水素が吸収され得る温度（第１の温度）（例えば６００℃）において、所定時間維持される。第１の温度は、第２の材料の種類によって調節される。
【００４８】
次に、加熱温度を第１の温度より低い第２の温度とする。第２の温度は、第１の温度において第２の材料に吸収された水素が気体化する温度とされ、第２の材料の種類によって調節される。ターゲット１を第２の温度（例えば４２０℃）において一定時間維持することにより、第２の材料に吸収されていた水素が気体化し、第２のターゲット部分４が脆性破壊される。以上のようにしてターゲット１が水素脆化処理される。なお、水素脆化処理はここに示したものに限られない。
【００４９】
次に、第１の材料及び第２の材料を回収する。水素脆化処理によって、第２のターゲット部分４であった第１の材料は破砕されており、第１のターゲット部分３であった第１の材料は第１のターゲット片５の形状を維持しているため、容易に分離することが可能である。
【００５０】
第２の材料は、破砕された破片を収集することにより回収され、第１の材料は第１のターゲット片５として回収される。ターゲット１から分離された第１のターゲット片５は、第２のターゲット片６と接合されていた部分に第２の材料が付着あるいは拡散している場合がある。この場合、ブラスト処理、機械的研磨等により当該第２の材料を除去することによって、高純度の第１の材料を回収することが可能である。
【００５１】
以上のようにして、第１の材料及び第２の材料が回収される。水素脆化処理を利用することによって、第１のターゲット片５と第２のターゲット片６の接合強度に拠らず、高純度の状態で回収することが可能となる。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係るターゲットは、本実施形態に係る処理方法により再利用性が高い態様で、その構成材料を回収することが可能である。
【００５３】
（第２の実施形態）
【００５４】
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態においては、第１のターゲット部分が２種以上の材料種からなる点で第１の実施形態と異なる。なお、第１の実施形態について説明した内容と重複する箇所は記載を省略する。
【００５５】
図５は本実施形態に係るターゲット２１を示す平面図である。同図は被スパッタ面側から見たターゲット２１を示す。
図６はターゲット２１の一部を拡大して示す斜視図である。
【００５６】
これらの図に示すように、ターゲット２１は、バッキングプレート２２上に接合されている。
【００５７】
ターゲット２１は、第１のターゲット部分２３と第２のターゲット部分２４を有する。ターゲット２１はバッキングプレート２２にろう接、機械的保持等の方法により接合されている。ターゲット２１の表面（バッキングプレート２２に接合されている面と反対側の面）を被スパッタ面とする。
【００５８】
ターゲット２１は、後述するように、構成金属が各々異なる３種のターゲット片から構成される。ターゲット２１は、非水素脆性材料からなる第１のターゲット片２５ａと、第１のターゲット片２５ａと異なる非水素脆性材料からなる第１のターゲット片２５ｂと、水素脆性材料からなる第２のターゲット片２６とを含む。即ち、ターゲット２１は、これらの材料を成分として含む薄膜を形成するためのターゲットである。
【００５９】
第１のターゲット部分２３は、複数の第１のターゲット片２５から構成され、被スパッタ面の一部を形成する。第１のターゲット片２５は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒ等の金属、これらの合金、酸化物等の非水素脆性材料（水素脆性しない材料）の中から選択することができ、第１のターゲット部分２３の材料として選択した材料を第１の材料とする。本実施形態に係る第１の材料は２種類の材料種（第１の材料種及び第２の材料種）からなる。第１のターゲット片２５のうち、第１の材料種からなるものを第１のターゲット片２５ａとし、第２の材料種からなるものを第１のターゲット片２５ｂとする。第１のターゲット片２５は例えば、Ｘ方向に短辺、Ｙ方向に長辺を有する矩形板状の形状を有する。第１のターゲット片２５ａと第１のターゲット片２５ｂは長辺が同一の長さを有するように形成される。
第１のターゲット片２５ａと第１のターゲット片２５ｂの短辺は同一の長さに形成されてもよく、異なる長さに形成されてもよい。
【００６０】
第２のターゲット部分２４は、複数の第２のターゲット片２６から構成され、被スパッタ面の一部を形成する。第２のターゲット片２６は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属、これらの合金、酸化物等の水素脆性材料（水素脆性する材料）の中から選択することができる。第２のターゲット部分２４の材料として選択した材料を第２の材料とする。第２のターゲット片２６は例えば、Ｘ方向に短辺、Ｙ方向に第１のターゲット片５と同一の長さの長辺を有する矩形板状の形状を有し、それぞれが同一の大きさに形成されている。
【００６１】
なお、上記第１及び第２の材料の組み合わせは、作製すべき合金薄膜の元素組成に応じて選定される。
【００６２】
第１のターゲット片２５と第２のターゲット片２６は、それぞれＸ方向に交互となるように配列されている。なお、第１のターゲット片２５は、第１のターゲット片２５ａと第１のターゲット片２５ｂが交互となるように配列されている。第１のターゲット片５及び第２のターゲット片６の大きさ、配置数等は適宜変更可能である。第１のターゲット片２５ａ、第１のターゲット片２５ｂ及び第２のターゲット片２６の大きさは、ターゲット１の被スパッタ面において第１のターゲット部分２３と第２のターゲット部分２４が占める面積を規定する。即ち、スパッタリングにおいて成膜される合金の組成を制御することが可能である。
【００６３】
第１のターゲット片２５及び第２のターゲット片２６は、隣接する第１のターゲット片２５、あるいは第２のターゲット片２６と接合され、また、それぞれがバッキングプレート２２と接合されている。接合方法はろう接、拡散接合等限定されないが、拡散接合することにより、ターゲット片間の隙間において生じるアーク放電によるパーティクルの発生、熱膨張率の違いによる応力の集中を防止することが可能である。
【００６４】
次に、本実施形態にかかるターゲット１の製造方法について説明する。
図７は、ターゲット１の製造方法を説明する図である。
【００６５】
第１の材料種からなる第１の板２５ａ’と第２の材料種からなる第１の板２５ｂ’と、第２の材料からなる第２の板２６’をそれぞれ複数準備する。第１の板２５ａ’第１の板２５ｂ’及び第２の板２６’は、例えば溶解鋳造、焼結等の方法により作製することが可能である。第１の板２５ａ’は、第１のターゲット片２５ａの短辺と同一の厚さ（Ｙ方向）、第１のターゲット片２５の長辺と同一の一辺（Ｘ方向）を有する矩形形状とすることができる。第１の板２５ｂ’は、第１のターゲット片２５ｂの短辺と同一の厚さ（Ｙ方向）、第１のターゲット片２５ｂの長辺と同一の一辺（Ｘ方向）を有する矩形形状とすることができる。第２の板２６’は、第２のターゲット片２６の短辺と同一の厚さ（Ｙ方向）、第２のターゲット片２６の長辺と同一の一辺（Ｘ方向）を有する矩形形状とすることができる。
【００６６】
次に、図７（Ａ）に示すように、第１の板２５ａ’、第１の板２５ｂ’及び第２の板２６’を複数毎ずつＹ方向に積み重ね、接合する。ここで、第１の板２５ａ’と第１の板２５ｂ’が交互となり、第１の板２５ａ’と第１の板２５ｂ’との間には第２の板２６’が介在するように積み重ねる。当該接合は、例えば拡散接合とすることができる。第１の板２５ａ’、第１の板２５ｂ’及び第２の板２６’に対してＺ方向に圧力を印加することによりこれらを十分な強度で接合することが可能である。
【００６７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、第１の板２５ａ’、第１の板２５ｂ’及び第２の板２６’を図７（Ｂ）に破線で示すＸ−Ｙ平面に平行な面で切断する。例えば、機械的切削により接合することが可能である。このように切断することによって、第１の板２５ａ’、第１の板２５ｂ’及び第２の板２６’がそれぞれ分断され、交互に配列した第１のターゲット片２５と第２のターゲット片２６が形成される。
【００６８】
このようにして、図７（Ｃ）に示すように、ターゲットとなる板が切り出される。当該板をバッキングプレートにボンディングすることによってターゲット２１が製造される。このようにして、ターゲット２１を製造することによって、第１のターゲット片２５と第２のターゲット片２６の端面を接合する場合に比べ、第１のターゲット片２５と第２のターゲット片２６の接合強度を高くすることが可能である。
【００６９】
次に、ターゲット２１から第１の材料（第１の材料種、第２の材料種）及び第２の材料を回収する方法について説明する。
【００７０】
スパッタリングに供されたターゲット２１を、バッキングプレート２２から取り外す。ターゲット２１は、例えば、ロー材の融点以上に加熱されることにより殆どが取り外され、その後、エッチングにより完全にロー材は取り除かれる。
【００７１】
次に、スパッタリングに供されたターゲット２１に水素脆化処理を施す。ターゲット２１を処理用チャンバに収容し、処理用チャンバを真空排気した後、水素ガスを導入する。水素ガスは、例えば大気圧以上の圧力となるまで導入される。
【００７２】
次にターゲット２１を加熱する。加熱は、第２の材料に水素が吸収され得る温度（第１の温度）（例えば６００℃）において、所定時間維持される。第１の温度は、第２の材料の種類によって調節される。
【００７３】
次に、加熱温度を第１の温度より低い第２の温度とする。第２の温度は、第１の温度において第２の材料に吸収された水素が気体化する温度とされ、第２の材料の種類によって調節される。ターゲット１を第２の温度（例えば４２０℃）において一定時間維持することにより、第２の材料に吸収されていた水素が気体化し、第２のターゲット部分２４が脆性破壊される。以上のようにしてターゲット１が水素脆化処理される。なお、水素脆化処理はここに示したものに限られない。
【００７４】
次に、第１の材料（第１の材料種、第２の材料種）及び第２の材料を回収する。水素脆化処理によって、第２のターゲット部分２４であった第１の材料は破砕されており、第１のターゲット部分２３であった第１の材料は第１のターゲット片２５ａ、第１のターゲット片２５ｂの形状を維持しているため、容易に分離することが可能である。第１の材料が複数種の材料種（第１の材料種、第２の材料種）から構成されている場合であっても、一つの材料種毎に一つのターゲット片が形成されているため、ターゲット片毎に分離することが可能である。
【００７５】
第２の材料は、破砕された破片を収集することにより回収され、第１の材料は第１のターゲット片２５として回収される。ターゲット１から分離された第１のターゲット片２５は、第２のターゲット片２６と接合されていた部分に第１の材料が付着あるいは拡散している場合がある。この場合、ブラスト処理、機械的研磨等により当該第１の材料を除去することによって、高純度の第１の材料を回収することが可能である。
【００７６】
以上のようにして、第１の材料（第１の材料種、第２の材料種）及び第２の材料が回収される。水素脆化処理を利用することによって、第１のターゲット片２５と第２のターゲット片２６の接合強度に拠らず、高純度の状態で回収することが可能となる。
【００７７】
以上のように、本実施形態に係るターゲットは、本実施形態に係る処理方法により再利用性が高い態様で、その構成材料を回収することが可能である。また、本実施形態では第１の材料は２種類の材料種を含むものとしたが、これに限られず、３種類以上の材料種を含むものとしてもよい。この場合であっても、水素脆化処理を利用することによって、各材料種毎に分離することが可能である。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例を説明する。
本実施例は、基材上にＴｉ−Ｗ合金（Ｔｉ１０％、Ｗ９０％）を成膜するためのターゲットに関する。
第１のターゲット部分は非水素脆性材料であるＷ（第１の材料）からなり、第２のターゲット部分は水素脆性材料であるＴｉ（第２の材料）からなるものとした。【００７９】
図３を参照して、当該ターゲットの製造方法について説明する。
一辺（Ｘ方向）１３０ｍｍ、他辺（Ｚ方向）１００ｍｍ、厚さ（Ｙ方向）７ｍｍのＷからなる板（第１の板５’）３９枚と、一辺（Ｘ方向）１３０ｍｍ、他辺（Ｚ方向）１００ｍｍ、厚さ（Ｙ方向）３ｍｍのＴｉからなる板（第２の板６’）を図３（Ａ）に示すように重ね合わせ、拡散接合させた。拡散接合は、真空ホットプレス法を用い、５．０×１０−３Ｐａ以下の圧力下、１３００〜１４００℃において３００〜４００ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加した。これにより、図３（Ｂ）に示すように、一辺（Ｘ方向）１３０ｍｍ、他辺（Ｚ方向）１００ｍｍ、厚さ（Ｙ方向）３９０ｍｍのブロックが形成された。【００８０】
次に、図３（Ｂ）に破線で示すように、当該ブロックを切削によって厚さ６ｍｍ（Ｚ方向）に切断した。これにより図３（Ｃ）に示すように、長辺（Ｙ方向）３９０ｍｍ、短辺（Ｘ方向）１３０ｍｍ、厚さ（Ｚ方向）６ｍｍのターゲットとなる板が切り出された。当該板をバッキングプレートにＩｎ等のロー材でボンディングし、ターゲットを得た。【００８１】
以上のように作製されたターゲットを用いたスパッタリングについて説明する。
当該ターゲットを、図４に概略構成を示すスパッタリング装置に取り付け、スパッタリングを実施した。スパッタリング条件は、印加電圧３．５ｋＶ、圧力７×１０−３とした。
スパッタリング後、基材上にはＴｉ−Ｗ合金からなる均一な組成を有する薄膜が成膜されていた。【００８２】
スパッタリングに供された当該ターゲットから、Ｗ（第１の材料）及びＴｉ（第２の材料）を回収する方法について説明する。【００８３】
当該使用済みターゲットを２００℃に加熱し、Ｉｎからなるロー材を溶融させ、バッキングプレートから取り外した後、エッチングを行ってロー材を除去した。当該使用済みターゲットを処理用チャンバに収容し、処理用チャンバを真空排気した。処理用チャンバ内に水素ガスを導入し、1.2気圧まで加圧した。この、１００％水素雰囲気中でターゲットを６００℃に加熱し、１時間維持した。その後、ターゲットの加熱温度を４２０℃とし、１４時間維持した（水素脆化処理）。【００８４】
このような水素脆化処理により、Ｔｉが水素脆化により破砕され、Ｗはターゲット片の形態のまま回収された。回収されたＷは高純度であり、例えばこのＷを原料としてＷターゲットとして利用することが可能である。【００８５】
本発明は上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。【００８６】
（変形例１）
本発明の変形例１について説明する。
図８は変形例１に係るターゲット３１を示す図である。
図８（Ａ）は、ターゲット３１を被スパッタ面側からみた平面図であり、図８（Ｂ）はターゲット３１の一部を拡大して示す斜視図である。
同図に示すように、ターゲット３１は、複数の正方形の第１のターゲット片３５からなる第１のターゲット部分３３と、複数の正方形の第２のターゲット片３６からなる第２のターゲット部分３４から構成され、バッキングプレート３２に接合されている。それぞれの第１のターゲット片３５と第２のターゲット片３６とは、隣接しないように、市松模様状に配置されている。なお、第１のターゲット部分３３は２種以上の材料（第１の材料種及び第２の材料種）からなるものであってもよい。この場合、第１の材料種からなる第１のターゲット片３５と、第２の材料種からなる第１のターゲット片３５は第２のターゲット片３６を介して交互に配置される。ターゲット３１は、上述のように水素脆化処理されることにより、第２のターゲット片３６が脆性破壊され、第１のターゲット片３５はその形状を維持して残存する。このため、第１の材料と第２の材料を有効に分離させ、回収することが可能である。【００８７】
（変形例２）
本発明の変形例２について説明する。
図９は変形例２に係るターゲット４１を示す図である。
図９（Ａ）は、ターゲット４１を被スパッタ面側からみた平面図であり、図９（Ｂ）はターゲット４１の一部を拡大して示す斜視図である。
同図に示すように、ターゲット４１は、複数の正方形の第１のターゲット片４５からなる第１のターゲット部分４３と、格子状の単一部材からなる第２のターゲット部分４４から構成され、バッキングプレート４２に接合されている。それぞれの第１のターゲット片４５は、第２のターゲット部分４４の格子間の隙間に嵌め込まれ、それぞれ周囲の第２のターゲット部分４４に接合され、他の第１のターゲット片４５との間は第２のターゲット部分４４によって隔てられている。なお、第１のターゲット部分４３は２種以上の材料（第１の材料種及び第２の材料種）からなるものであってもよい。この場合、第１の材料種からなる第１のターゲット片４５と、第２の材料種からなる第１のターゲット片４５は第２のターゲット部分４４を介して交互に配置される。ターゲット４１は、上述のように水素脆化処理されることにより、第２のターゲット部分４４が脆性破壊され、第１のターゲット片４５はその形状を維持して残存する。このため、第１の材料と第２の材料を有効に分離させ、回収することが可能である。【００８８】
（変形例３）
本発明の変形例３について説明する。
図１０は変形例３に係るターゲット５１を示す図である。
図１０（Ａ）は、ターゲット５１を被スパッタ面側からみた平面図であり、図１０（Ｂ）はターゲット５１の一部を拡大して示す斜視図である。
同図に示すように、ターゲット５１は、単一部材からなる櫛歯状の第１のターゲット部分５３と、単一部材からなる櫛歯状の第２のターゲット部分５４から構成され、各々の歯に対応する部分が互い違いとなるように組み合わされて、バッキングプレート５２に接合されている。これにより、第１の材料と第２の材料の合金組成を均一化することが可能である。ターゲット５１は、上述のように水素脆化処理されることにより、第２のターゲット部分５４が脆性破壊され、第１のターゲット片５５はその形状を維持して残存する。このため、第１の材料と第２の材料を有効に分離させ、回収することが可能である。【００８９】
上述の各実施形態において、ターゲットは矩形であるものを例としたが、これらに限られず、円形その他の形状とすることが可能である。また、ターゲットは平面的なものに限られず、円柱形等の立体的な形状であってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１    スパッタリングターゲット
２    バッキングプレート
３    第１のターゲット部分
４    第２のターゲット部分
５    第１のターゲット片
６    第２のターゲット片
２１  ターゲット
２２  バッキングプレート
２３  第１のターゲット部分
２４  第２のターゲット部分
２５  第１のターゲット片
２６  第２のターゲット片
３１  ターゲット
３２  バッキングプレート
３３  第１のターゲット部分
３４  第２のターゲット部分
３５  第１のターゲット片
３６  第２のターゲット片
４１  ターゲット
４２  バッキングプレート
４３  第１のターゲット部分
４４  第２のターゲット部分
４５  第１のターゲット片
５１  ターゲット
５２  バッキングプレート
５３  第１のターゲット部分
５４  第２のターゲット部分
５５  第１のターゲット片
【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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【図６】
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【図７】
2010137254.tif 000009
【図８】
2010137254.tif 000010
【図９】
2010137254.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
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2010137254.tif 000014
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