(57)【要約】【課題】  スパッタリング法で薄膜を形成する際に、ターゲットを指示するバッキングプレート上の付着物によるダストの発生を簡便に低減できる方法を提供する。【解決手段】  ターゲット部材とバッキングプレートから成るスパッタリングターゲットであって、該スパッタリングターゲットのバッキングプレート表面にメッキ法によって銅薄膜を形成する。【選択図】  図２
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【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から成るスパッタリングターゲットであって、該スパッタリングターゲットのバッキングプレート表面にメッキ法によって銅薄膜を形成させ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】
バッキングプレート表面に形成された薄膜の厚さが、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング法により薄膜形成する際に用いられる、スパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の分野で薄膜を形成するために、スパッタリングターゲットを使用したスパッタリング法が利用されており、その中でもマグネトロンスパッタリング法は、プラズマの生成効率が高く、高い成膜速度が得られることが知られている。しかし、マグネトロンスパッタリング法ではターゲット表面に入射するイオン密度の分布が必ずしも均一ではないため、ターゲット表面の特定領域におけるスパッタリング速度が大きくなる。
【０００３】
例えば、図１の断面図に示すように、円形のターゲット１の表面の円環状領域５におけるスパッタリング速度が大きく、周辺部４や中心部６ではスパッタリング速度が小さくなる。このために、円環状領域５でスパッタリングされたターゲット物質の粒子が周辺部４、中心部６及びバッキングプレート２に堆積する現象が生じる。
【０００４】
これらの膜の堆積は、膜の厚さが厚くなるのにともない剥離し易くなり、剥離したダストが基板に付着することにより、製品の歩留まりを低下させるという悪影響を及ぼしていた。
【０００５】
このようにして発生するダストを抑制するため、ターゲットの周辺部４や中心部６での再付着物質の付着強度を増加させようと、ターゲットのスパッタリング面を粗面化し、再付着物質の付着強度を増加させる試み（例えば、特許文献１参照）がなされている。しかし、スパッタリング速度が速い円環状領域５までも粗面化すると、この部分で電界集中による異常放電が発生し、この異常放電によりダストが発生するという問題点があった。
【０００６】
そこで、スパッタリング速度が速い領域を平滑な面とし、且つ付着物が付着するような領域を粗面化するターゲット（例えば、特許文献２参照）が提案された。しかし、この方法では、ターゲットの製造工程が複雑となるだけでなく、ターゲットの製造段階では、再付着物が付着する領域を限定し難いという問題があった。
【０００７】
更に、スパッタリングターゲットの被スパッタリング面に薄膜を形成することにより付着物の付着力を強化させる方法（例えば、特許文献３参照）も提案されている。
【０００８】
しかしながら、上述のような対策を施すことにより、ターゲット部材の再付着物の剥離を防止することはできたが、バッキングプレート上に付着物が剥離して発生するダストを防止することはできなかった。
【０００９】
また、バッキングプレート表面に溶射膜を形成し、再付着物を効率よく付着させる方法（例えば、特許文献４参照）も提案されている。しかし、プラズマ溶射法による膜形成は、高温下にて膜が形成される為、膜中に残留する応力が大きい為、スパッタリング中に溶射膜自体が剥離してしまうという問題があった。プラズマ溶射設備は大掛かりな設備を必要とするため、より簡便な手段が必要とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−０００４６７号公報
【特許文献２】特開平６−３０６５９２号公報
【特許文献３】特開平１１−９２９２３号公報
【特許文献４】特開２００５−１５４８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、スパッタリング法で薄膜を形成する際に、ターゲットを指示するバッキングプレート上の付着物によるダストの発生を簡便に低減できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、付着物質とバッキングプレートとの付着強度の関係について解析を行い、以下の知見を得た。
（１）付着物質は薄膜であり、長時間ターゲットを使用することにより、その膜厚は増大する。
（２）薄膜とバッキングプレートとの付着強度は弱いが、薄膜と薄膜の付着強度は強い。
【００１３】
そこで、上記の知見を基にターゲットの付着物質の付着強度とターゲットの表面形態に着目して鋭意検討した結果、スパッタリングに用いるバッキングプレートの表面にメッキ法により銅薄膜を形成することにより、メッキ膜がバッキングプレートから剥離することなく、付着物質とバッキングプレートとの付着強度が増大し、ダストの発生を抑止できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち本発明は、スパッタリング法により薄膜を形成する際に用いられるスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットのバッキングプレート表面に薄膜が形成されていることを特徴とするスパッタリングターゲットであって、メッキ法によって形成された銅薄膜が形成されてい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ものである。
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明におけるターゲットとは特に物質を限定するものではなく、スパッタリングに使用される物質であれば、いかなる物質であっても適用でき、クロムやＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などが例示できる。
【００１７】
また、本発明におけるバッキングプレートとしては特に限定されないが、無酸素銅及びリン青銅等などが好ましい。
【００１８】
次に、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
【００１９】
まず、ターゲット材料に合わせて適切な方法を選択して、ターゲットを製造する。ターゲットの製造方法としては、例えば、常圧焼結法、ＨＰ（Ｈｏｔ  Ｐｒｅｓｓ）法、ＨＩＰ（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）法あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを挙げることができる。なお、得られたターゲット部材は、機械加工などにより所望の形状に加工してもよい。
【００２０】
得られたターゲットはバッキングプレート上にインジウム半田材等を用いて接合する。接合の手順は以下の通りである。
【００２１】
まず、ターゲットとバッキングプレートとを使用するインジウム半田材の融点以上に加熱する。次に、加熱されたターゲット及びバッキングプレートの接合面にインジウム半田材を塗布する。次に、インジウム半田材塗布済みのターゲットとバッキングプレートの接合面同士を合わせてバッキングプレート上の所望の位置に配置した後、ターゲット−バッキングプレート接合体を室温まで冷却する。
【００２２】
次に、前記接合体からバッキングプレートが露出した部分の一部または全部を銅から成るメッキ膜で被覆する。メッキの方法としては、電解メッキ法或いは無電解メッキ法に大別されるが、本発明ではいずれの方法でも有効である。
【００２３】
始めに、電界メッキについて説明する。本法では、直流電源を用い、銅メッキ膜を被覆するバッキングプレートを電源のマイナス側に接続して陰極とし、この露出部分に、銅のメッキ液を含浸した不織布を配置し、さらに銅陽極を配置して、電解メッキを施すことにより、バッキングプレートの露出部分に、銅メッキ膜を被覆することができる。
【００２４】
次に、無電解メッキ法について説明する。本方法では、銅の無電解メッキ液用のアクチベーターを、あらかじめバッキングプレートの露出部分に一定時間付着させ、その後、無電解メッキ液を、一定時間、一定温度下にて、バッキングプレートの露出部分に付着させて、銅メッキ膜を、被覆することができる。
【００２５】
このようにして、バッキングプレートの露出部分に銅メッキ膜を被覆する。この時、銅メッキ膜の膜厚が薄すぎると、本発明の効果が十分得られないことから０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上とすることが望ましい。また、銅メッキ膜を必要以上に被覆すると、バッキングプレートから剥離することがあるため銅メッキ膜の厚さは１００μｍ以下とすることが望ましく、より好ましくは５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のターゲットを用い、薄膜を形成することにより、ターゲットのバッキングプレートに付着した付着物の剥離によるダストが基板上へ付着することを抑制できるので、薄膜の製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】使用後の円形ターゲットを示した図である（上：上方図  下：断面図）
【図２】実施例１の実施の態様を模式的に示した図である。
【図３】実施例２の実施の態様を模式的に示した図である。
【図４】実施例３の実施の態様を模式的に示した図である。
【図５】実施例４の実施の態様を模式的に示した図である。
【図６】実施例１及び２で得られたスパッタリングターゲットを示す図である。
【図７】実施例３及び４で得られたスパッタリングターゲットを示す図である。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により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。
【００２９】
実施例１
常法によりクロムターゲット８（１００×１７５×６［ｍｍ］）を作製した。前記クロムターゲット８をインジウム半田３を用いて無酸素銅から成るバッキングプレート２に接合した。
【００３０】
クロムターゲット８を、インジウム半田３により、バッキングプレート２へ接合した後、電解メッキをバッキングプレート２の露出している上面と側面に以下の手順で施した。
【００３１】
まず、バッキングプレート２と、直流電源７のマイナス側を接続し、バッキングプレート２を陰極とする。クロムターゲット８の側面とインジウム半田３の露出部分には、あらかじめ絶縁性のカプトンテープ１１でマスキングしておき、銅メッキが被着しないようにした。
【００３２】
次に、銅メッキ液を含浸した不織布９を、バッキグプレート２の露出部分に配置し、銅板１０を直流電源７のプラス側に接続し、陽極とした。
【００３３】
電流密度は５Ａ／ｄｍ２とし、３分間定電流電解を行い、銅メッキをバッキグプレート２に被覆した。銅メッキ膜の膜厚は、３μｍであった。また、銅メッキ膜の被着強度は、３００Ｎ／ｃｍ２であった。
【００３４】
さらに、複数のターゲット部材を別途用意し、同様の手法にて電流や電解時間を調整し、銅メッキ膜の膜厚を変化させたスパッタリングターゲットを得た後、成膜試験を行った。
【００３５】
まず、以下に示す条件で３０ｋＷｈまでスパッタリングした。
スパッタリングガス：アルゴン
スパッタリングガス圧：０．５Ｐａ
ｄｃ電力：２ｋＷ
次に、４インチのシリコンウエハー上にクロム薄膜を１００ｎｍ形成し、ウエハー上に付着した１μｍ以上のサイズのダストの数をレーザー式のパーティクルカウンターを用いて測定した。その結果、銅メッキ膜が０．１から１００μｍの範囲で、良好なダスト発生数の抑止効果が見られた。これらのターゲットのバッキングプレート表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の剥離は認められなかった。
【００３６】
実施例２
常法によりクロムターゲット８（１００×１７５×６［ｍｍ］）を作製した。前記クロムターゲット８をインジウム半田３を用いて無酸素銅から成るバッキングプレート２に接合した。
【００３７】
クロムターゲット８を、インジウム半田３により、バッキグプレート２へ接合した後、無電解メッキをバッキングプレート２の露出している上面と側面に以下の手順で施した。
【００３８】
まず、クロムターゲット８の側面とインジウム半田３が露出している部分には、あらかじめ絶縁性のカプトンテープ１１でマスキングしておき、無電解メッキにより、バッキングプレート２以外の場所に、銅メッキが被着しないようにした。
【００３９】
次に、クロムターゲット８全体を、加熱板で５０℃に加熱し、銅の無電解メッキ液のアクチベーターを含浸した不織布１２を、バッキングプレート２の露出部分に１分間配置し、取り除いた後に、銅メッキ液を含浸した不織布９を、３分間配置して、銅メッキをバッキングプレート２に被覆した。銅メッキ膜の膜厚は、３μｍであった。また、銅メッキ膜の被着強度は、３０１Ｎ／ｃｍ２であった。
【００４０】
さらに、複数のターゲット部材を別途用意し、同様の手法にて無電解メッキ時間を調整し、銅メッキ膜の膜厚を変化させたスパッタリングターゲットを得た。得られたターゲットを実施例１と同じ条件にて成膜試験を行い、ダスト数の測定を実施した。その結果、銅メッキ膜が０．１から１００μｍの範囲で、良好なダスト発生数の抑止効果が見られた。これらのターゲットのバッキングプレート表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の剥離は認められなかった。
【００４１】
実施例３
常法によりＩＴＯターゲット１３（１００×１７５×６［ｍｍ］）を作製した。前記ＩＴＯターゲット１３をインジウム半田３を用いて無酸素銅から成るバッキングプレート２に接合した。
【００４２】
ＩＴＯターゲット１３を、インジウム半田３により、バッキグプレート２へ接合した後、本発明の無電解メッキを施し、バッキグプレート２の露出している部分を、実施例１と同じ条件にて、電解銅メッキによって被覆した。
【００４３】
電流密度は５Ａ／ｄｍ２とし、３分間定電流電解を行い、銅メッキをバッキグプレート２に被覆した。銅メッキ膜の膜厚は、３μｍであった。また、銅メッキ膜の被着強度は、３０３Ｎ／ｃｍ２であった。
【００４４】
さらに、複数のターゲット部材を別途用意し、同様の手法にて電流電解時間を調整し、銅メッキ膜の膜厚を変化させたスパッタリングターゲットを得た後、成膜試験を行った。
【００４５】
まず、以下に示す条件で１０ｋＷｈまでスパッタリングした。
スパッタリングガス：アルゴン、酸素
Ｏ２／Ａｒ：０．１％
スパッタリングガス圧：５［ｍＴｏｒｒ］
ｄｃ電力：６００［Ｗ］
次に、４インチのシリコンウエハー上にクロム薄膜を１００ｎｍ形成し、ウエハー上に付着した１μｍ以上のサイズのダストの数をレーザー式のパーティクルカウンターを用いて測定した。その結果、銅メッキ膜が０．１から１００μｍの範囲で、良好なダスト発生数の抑止効果が見られた。これらのターゲットのバッキングプレート表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の剥離は認められなかった。
【００４６】
実施例４
常法によりＩＴＯターゲット１３（１００×１７５×６［ｍｍ］）を作製した。前記ＩＴＯターゲット１３をインジウム半田３を用いて無酸素銅から成るバッキングプレート２に接合した。
【００４７】
ＩＴＯターゲット１３を、インジウム半田３により、バッキグプレート２へ接合した後、本発明の無電解メッキを施し、バッキグプレート２の露出している部分を、実施例２と同じ条件にて、無電解銅メッキによって被覆した。銅メッキ液を含浸した不織布９を３分間配置して、銅メッキをバッキングプレート２に被覆した。銅メッキ膜の膜厚は、３μｍであった。また、銅メッキ膜の被着強度は、３０５Ｎ／ｃｍ２であった。
【００４８】
さらに、複数のターゲット部材を別途用意し、同様の手法にて無電解メッキ時間を調整し、銅メッキ膜の膜厚を変化させたスパッタリングターゲットを得た。得られたターゲットを実施例３と同じ条件にて成膜試験を行い、ダスト数の測定を実施した。その結果、銅メッキ膜が０．１から１００μｍの範囲で、良好なダスト発生数の抑止効果が見られた。これらのターゲットのバッキングプレート表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の剥離は認められなかった。
【００４９】
比較例１
実施例１と同様の方法によりクロムターゲット（１００×１７５×６ｍｍ）を作製した。これらをインジウム半田を用いて無酸素銅から成るバッキングプレートに接合した。このターゲットのバッキングプレート表面に銅メッキ膜を形成することなくターゲットとした。
【００５０】
得られたターゲットを実施例１と同じ条件にて成膜試験を行い、ダスト数の測定を実施した結果、５９個のダストが測定された。ターゲット表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の著しい剥離が認められた。
【００５１】
比較例２
実施例３と同様の方法によってＩＴＯターゲット（１００×１７５×６［ｍｍ］）を作製した。これらをインジウム半田を用いて無酸素銅から成るバッキングプレートに接合した。このターゲットのバッキングプレート表面に銅メッキ膜を形成することなくターゲットとした。
【００５２】
得られたターゲットを実施例３と同じ条件にて成膜試験を行い、ダスト数の測定を実施した結果、６０個のダストが測定された。ターゲット表面を観察したところ、ターゲット表面に付着した付着物の著しい剥離が認められた。
【００５３】
【表１】
2012052185.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５４】
スパッタリング法により形成する薄膜を歩留りよく製造することが可能なスパッタリングターゲットを提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  ターゲット
２  バッキングプレート
３  インジウム半田
４  周辺部
５  円環状領域
６  中心部
７  直流電源
８  クロムターゲット
９  銅メッキ液を含浸した不織布
１０  銅板
１１  カプトンテープ
１２  銅の無電解メッキ液のアクチベーターを含浸した不織布
１３  ＩＴＯターゲット
１４  銅メッキ膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012052185.tif 000007
【図５】
2012052185.tif 000008
【図６】
2012052185.tif 000009
【図７】
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