(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット部材とバッキングプレートとを接合剤により接合した後、接合層周囲に残存する接合剤に高圧水を吹き付けて除去することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項２】
複数のターゲット部材を、同一のバッキングプレート上に接合剤により接合した後、ターゲット部材間により形成される分割部の底部に残存する接合剤に高圧水を吹き付けて除去することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項３】
高圧水の圧力が、２００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項４】
５０μｍ以下のフィルターを通した高圧水を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
イオン交換水を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
抵抗率１０ＭΩ・ｃｍ以上の超純水を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
ターゲット部材が実質的に、インジウム、スズおよび酸素からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
ターゲット部材が実質的に、クロムからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ターゲットの製造方法に関する。更に詳しくは、ターゲット部材とバッキングプレートとの接合部に残存する接合剤、または多分割ターゲットにおいて、ターゲット部材間により形成される分割部の底部に残存する接合剤を除去してなるターゲットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報社会およびマルチメディアを支える半導体素子、記録媒体、フラットパネルディスプレイ等のデバイスには、多種多様の薄膜が使用されている。薄膜を形成する手段としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等があげられる。なかでも、スパッタリング法は、大面積に均一な膜を成膜するのに有利なため、フラットパネルディスプレイの分野では多く使用されている。
【０００３】
スパッタリング法で用いられるスパッタリングターゲットは、特殊なものを除いて、ターゲット部材とバッキングプレートとを接合することにより製造される。ターゲット部材とバッキングプレートとの接合方法としては、金属接合剤（例えばインジウムはんだ）によるろう付け、拡散接合、爆着、ＥＢウェルド等多様の手法があり、ターゲット部材やバッキングプレートの材質に合わせて適宜選択され、採用されている。
【０００４】
そのうち、金属接合剤を用いたろう付けによる手法は、一般的であり、製造設備を導入する際のコストが低く、またフラットパネルディスプレイ用の大型サイズのターゲットに対しても比較的容易に適応できるという利点を有している。
【０００５】
ターゲット部材とバッキングプレートとのろう付けによる接合は、ターゲット部材とバッキングプレートとの接合面に、融点以上に加熱した接合剤を塗布した後、これらを所定の位置に配置し室温まで冷却することによってなされる。この時、室温まで冷却された状態のターゲット−バッキングプレート組立体の接合層（はんだ層）の周囲には、接合の際、あふれ出た余分な接合剤が残り、この接合剤がスパッタリングされるとパーティクルの原因となり好ましくない。また、このようなターゲットをスパッタリング装置内に設置した場合、アースシールドと接触すると放電が不可能となるため、これらを除去する工程が必要となる。
【０００６】
この余分な接合剤の除去工程は、従来より金属へらなどを使用した手作業で行われていた。しかしこのような方法は、手作業であるがゆえに、長い作業時間を有し、ひいてはターゲットのコストに影響を与えていた。
【０００７】
また、接合剤が流動性をある程度有しているような温度で、接合剤を除去する方法も考えられるが、この場合、必要な部分の接合剤が流出してしまうおそれがあり、また、作業温度が接合剤の融点近く（インジウムはんだで１５６℃）となるため危険が伴うという問題があった。
【０００８】
一方、液晶パネルの大型化および生産性向上のため、液晶パネル生産用のマザーガラスサイズが増大し、これに対応可能な大型ターゲットが求められており、その対応策の一つとして、複数のターゲット部材を同一のバッキングプレート上に接合した多分割ターゲットが用いられている。この多分割ターゲットは、大型ターゲットを歩留まり良く製造できる反面、ターゲットの分割部の底部に残存している接合剤が不純物として膜中に取り込まれ、薄膜の特性を劣化させたり、接合剤自身が数μｍサイズのパーティクルとなり、製品の歩留まりを低下させるという問題を引き起こした。
【０００９】
従来この問題の解決のために、分割部に残存する接合剤を金属へらなどを用いて、掻き取り、除去していた。しかしこのような方法は、手作業であるがゆえに、長い作業時間を有し、ひいてはターゲットのコストに影響を与えていた。
【００１０】
そこで、ターゲット−バッキングプレート組立体の接合層（はんだ層）の周囲に残存した余分な接合剤や、多分割ターゲットにおける分割部の底部に残存する接合剤を、実際の生産ラインで採用できるような、短時間かつ簡便な方法で除去可能なターゲットの製造方法の開発が望まれていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ターゲット−バッキングプレート組立体の接合層（はんだ層）の周囲に残存した余分な接合剤や、多分割ターゲットにおける分割部の底部に残存する接合剤の除去作業を、簡便かつ短時間に行える方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、接合作業の終了したターゲット部材−バッキングプレート組立体や多分割ターゲットを室温近傍まで冷却した後、高圧水を接合層周辺、または分割部底部に残存している接合剤に吹き付けることにより、前記接合剤を除去できることを見いだし、本発明を完成した。
【００１３】
即ち、本発明は、ターゲット部材とバッキングプレートとを接合剤により接合した後、接合層周囲に残存する接合剤に高圧水を吹き付けて除去することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法、および、複数のターゲット部材を、同一のバッキングプレート上に接合剤により接合した後、ターゲット部材間により形成される分割部の底部に残存する接合剤に高圧水を吹き付けて除去することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法に関する。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明に使用されるスパッタリングターゲットの材料は、特に限定することなく使用することができる。特に、はんだ材を用いたろう付けによる接合がなされることが多い、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウムー亜鉛酸化物）、酸化マグネシウム、クロム、モリブデン等の材料に適している。
【００１６】
本発明に使用するスパッタリングターゲットとしては、１個のターゲット部材を１個のバッキングプレート上の接合したスパッタリングターゲットであっても、複数のターゲット部材を同一のバッキングプレート上に接合した多分割スパッタリングターゲットでもよい。
【００１７】
多分割スパッタリングターゲットにおいて、個々のターゲット部材間の距離としては、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍの幅の間隙を保って、バッキングプレート上に接合されていることが好ましい。また、その分割数や形状は特に限定されない。各ターゲット部材のサイズがほぼ同等であってもよく、分割された各ターゲット部材のサイズが異なっても良い。さらに、４分割の場合には、田の字状に分割したものであってもよい。
【００１８】
まず、通常用いられる方法によってターゲット部材を製造する。ターゲット部材を製造する際の原材料の種類、成形方法、焼結方法等には、特に制限はない。使用するターゲット部材の特性に合わせて適宜選択し製造すればよい。
【００１９】
次に、得られたターゲット部材を機械的に加工してターゲット部材を製造する。
【００２０】
このとき、多分割ターゲットを構成する個々のターゲット部材を製造する場合には、ターゲット部材同士が対向する側のターゲット部材のエッジ部であって、スパッタリング面に存在するエッジ部は、半径０．５〜２ｍｍの丸みを有するように、すなわち、Ｒ０．５〜Ｒ２に加工することが好ましい。なお、ターゲット部材のスパッタリング面に存在する他のエッジ部については、必ずしも必要ではないが、適当な丸み加工を施しても良い。
【００２１】
続いて、得られたターゲット部材をバッキングプレート上に接合する。本発明に使用されるバッキングプレートおよびはんだ材は特に限定されるものではないが、バッキングプレートとしては、無酸素銅およびリン青銅等を、はんだ材としては、インジウムはんだ等をあげることができる。
【００２２】
接合は、例えば以下に示す方法で行うことができる。まず、所定の形状に加工し表面を洗浄して得られたターゲット部材、および同じく洗浄処理を施したバッキングプレートの各接合面に、金属インジウム等の接合剤を塗布する。この際、ターゲット部材やバッキングプレートが、直接接合剤と溶着しない材料で構成されている場合には、予めその接合面に接合剤との濡れ性に優れた銅、ニッケル等の薄膜層を、スパッタリング法、メッキ法等により形成してもよいし、また、超音波はんだごてを用いて接合面に直接接合剤を塗布してもよい。
【００２３】
接合剤を塗布する前に、接合面以外の部分への接合剤による汚染を防止するため、必要に応じてポリアミドテープ等を用いて、接合剤の不要部分にマスキング処理を施すことが好ましい。
【００２４】
次に、このターゲット部材およびバッキングプレートを使用する接合剤の融点以上に加熱して表面の接合剤を融解させた後、ターゲット部材とバッキングプレートを接合し、室温まで冷却してターゲットとする。このとき、充分な接合強度を得るために、必要に応じて接合剤を更に塗布してもよい。
【００２５】
汚染防止用にポリアミドテープ等を使用した場合には、冷却後、該テープを剥離する。この状態では、接合層の周囲に余分な接合剤が残存した状態となっている。
【００２６】
一方、多分割ターゲットの場合には、まず、加工の施された複数のターゲット部材とバッキングプレートとを使用する接合剤の融点以上に加熱し、各接合面に接合剤を塗布した後、接合する。この時、ターゲット部材にＲ加工が施されている場合には、Ｒ加工が施されたエッジ部を分割部のスパッタリング面に配置して接合する。
【００２７】
各ターゲットの分割部の幅は、０．０５〜０．２ｍｍが好ましい。０．０５ｍｍ未満とすると、真空装置内に設置して実際にスパッタリングした場合に、各ターゲットが熱膨張により増大し、隣り合った焼結体同士がぶつかりあい破損する恐れがある。
【００２８】
接合時（加熱時）における分割部の幅は、使用するターゲット部材およびバッキングプレートの材質およびサイズ並びに使用する接合剤の融点を考慮し適宜選択すればよい。
【００２９】
例えば、８００ｍｍ×２８０ｍｍのＩＴＯ焼結体３枚を１枚のバッキングプレート上にボンディングして１枚のターゲットとするに際し、バッキングプレートに無酸素銅を使用し、接合剤にインジウム半田を使用した場合には、１５８℃に焼結体およびバッキングプレートを加熱した状態で分割部の幅を０．５３ｍｍとすることにより、冷却後の接合部の幅は０．２ｍｍとなる。
【００３０】
実際の分割部の幅のコントロールは、例えば、分割部に厚さ０．５３ｍｍの治具を挿入して、バッキングプレートと各ターゲットとを接合して位置合わせを行い、接合剤が固化した後、分割部に挿入した治具を抜き取り、室温まで冷却することによって、行うことができる。この状態において、分割部底部に余分な接合剤が残存した状態となっている。
【００３１】
分割部に挿入する治具は、接合時の温度に耐えられる材質であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス、鉄、真鍮、カーボン、テフロン、ポリイミド樹脂等があげられる。
【００３２】
本発明においては、この残存した接合剤に対して、高圧水を吹き付け、前記余分な接合剤の除去を行う。高圧水としては、２００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力が好ましい。より好ましくは、３００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2である。高圧水を噴射するノズルの形状は、直射状のもの、扇状のものなどを使用することが可能であるが、直射状のものが、効率的にはんだ材を除去できて好ましい。
このような高圧水を用いることにより、ターゲット部材や、バッキングプレートを傷つけることなく、短時間で接合剤のみを除去することが可能となる。
【００３３】
吹き付ける高圧水は、一般の水道水を使用することが可能であるが、ターゲットの汚染防止を考慮すると、好ましくは５０μｍ以下のフィルターを通した水、より好ましくはイオン交換水、特に好ましくは抵抗率１０ＭΩ・ｃｍ以上の超純水である。
【００３４】
また、水量としては、作業性と廃水処理量低減の点で１０〜４０Ｌ／分が好ましく、水温としては作業の安全性の点で、１５〜３５℃が好ましい。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
従来より知られている方法に従い、酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とを混合、成形、焼結し、ＩＴＯ焼結体を得た。得られた焼結体を４インチ×７インチｍｍ×６ｍｍに加工した。得られた焼結体の、はんだ材の不要な部分をアルミ箔とポリアミドテープで覆った後、焼結体と平板状バッキングプレートを１５８℃まで加熱し、それぞれの接合面に超音波はんだごてを用いて、インジウムはんだを塗布した。
【００３７】
次に、この焼結体をバッキングプレート上の所望の位置に配置した後、室温まで冷却し、アルミ箔およびポリアミドテープを除去してＩＴＯターゲットとした。
【００３８】
次に、高圧水噴射装置を用いて、高圧水を吹き付け、接合層周囲に残存したはんだ材を除去した。噴射条件は、以下の通り。
【００３９】
（噴射条件）
媒体：５０μｍのフィルターを通した水道水（水温：２３℃）
水圧：３００ｋｇｆ／ｃｍ2
水量：２０Ｌ／分
作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒、トータルで１４０秒であった。また、処理後の焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００４０】
（実施例２）
使用した媒体をイオン交換水とした以外は、実施例１と同じ方法で接合層周囲のはんだ材を除去した。 作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒であった。 また、処理後の焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００４１】
（実施例３）
使用した媒体を１２．３ＭΩ・ｃｍの超純水とした以外は、実施例１と同じ方法で接合層周囲のはんだ材を除去した。 作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒であった。 また、処理後の焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
（比較例１）
実施例１と同様の方法で、ＩＴＯ焼結体を製造し、バッキングプレートに接合した。接合層周囲に残存したはんだ材を、金属製のへらを用いて手作業により除去した。 作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり５秒、トータルで２８０秒であった。 また、バッキングプレートに多くの擦過傷は認められた。
【００４２】
（実施例４）
クロム粉末をＣＩＰ法により成形した後、ＨＩＰ法により焼結し、クロムの焼結体を得た。得られた焼結体を４インチ×７インチｍｍ×６ｍｍに加工した。このようにして得られた焼結体の、はんだ材の不要な部分をアルミ箔とポリアミドテープで覆った後、焼結体と平板状バッキングプレートを１５８℃まで加熱し、それぞれの接合面にインジウムはんだを塗布した。
【００４３】
次に、この焼結体をバッキングプレート上の所望の位置に配置した後、室温まで冷却し、アルミ箔およびポリアミドテープを除去してクロムターゲットとした。
【００４４】
次に、高圧水噴射装置を用いて、高圧水を吹き付け、接合層周囲に残存したはんだ材を除去した。噴射条件は、以下の通り。
【００４５】
（噴射条件）
媒体：５０μｍのフィルターを通した水道水（水温：２３℃）
水圧：３００ｋｇｆ／ｃｍ2
水量：２０Ｌ／分
接合層周囲に残存するはんだ材の除去に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒であった。また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００４６】
（実施例５）
使用した媒体をイオン交換水とした以外は、実施例４と同じ方法で接合層周囲のはんだ材を除去した。 作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒であった。 また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００４７】
（実施例６）
使用した媒体を１２．３ＭΩ・ｃｍの超純水とした以外は、実施例４と同じ方法で接合層周囲のはんだ材を除去した。 作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり２．５秒であった。 また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
（比較例２）
実施例４と同様の方法で、クロム焼結体を作製し、バッキングプレートに接合した。接合層周囲に残存したはんだ材を、金属製のへらを用いて手作業により除去した。作業に要した時間は、処理した長さ１０ｍｍあたり５秒であった。 また、バッキングプレートに多くの擦過傷が認められた。
【００４８】
（実施例７）
従来より知られている方法に従い、酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末を混合、成形、焼結し、ＩＴＯ焼結体を得た。得られた焼結体を機械加工して、４インチ×３．５インチ×６．３５ｍｍのＩＴＯ焼結体２枚を得た。次いで、スパッタリング面となるエッジ部分に対して、Ｒ１の加工を施した。
【００４９】
このようにして得られた、焼結体とバッキングプレートを１５８℃まで加熱した後、それぞれの接合面にインジウム半田を塗布した。
【００５０】
このようにして得られた、金属接合剤塗布済みのターゲット部材と平板状バッキングプレートとの接合面同士を合わせて接合した後、室温まで冷却した。冷却後の分割部の幅は０．１５ｍｍであった。
【００５１】
次に、高圧水噴射装置を用いて、水を吹き付け、分割部に残存したはんだ材を除去した。噴射条件は、以下の通り。
【００５２】
（噴射条件）
媒体：５０μｍのフィルターを通した水道水（水温：２３℃）
水圧：３００ｋｇｆ／ｃｍ2
水量：２０Ｌ／分
分割部に残存するはんだ材の除去に要した時間は、分割部１０ｍｍあたり１秒であった。また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００５３】
（実施例８）
使用した媒体をイオン交換水とした以外は、実施例７と同じ方法で分割部のはんだ材を除去した。 分割部に残存するはんだ材の除去に要した時間は、分割部１０ｍｍあたり１秒であった。 また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
【００５４】
（実施例９）
使用した媒体を１２．３ＭΩ・ｃｍの超純水とした以外は、実施例７と同じ方法で分割部のはんだ材を除去した。 分割部に残存するはんだ材の除去に要した時間は、分割部１０ｍｍあたり１秒であった。 また、焼結体およびバッキングプレートに傷は認められなかった。
（比較例３）
実施例７と同様の方法で、ＩＴＯ焼結体を作製し、バッキングプレートに接合した。分割部に残存したはんだ材を、金属製のへら、薄片を用いて手作業により除去した。 分割部に残存するはんだ材の除去に要した時間は、分割部１０ｍｍあたり２５秒であった。 また、バッキングプレートに多くの擦過傷は認められた。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、極めて簡便な方法で、しかも短時間で接合層周囲や多分割ターゲットにおける分割部底部に残存するはんだ材を除去することが可能となった。