(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置用に用いられる、バッキングプレート上に複数のターゲット部材を配設してなる多分割ターゲットにおいて、各ターゲット部材表面の研削方向が、磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内にある多分割ターゲット。
【請求項２】
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に記載の多分割スパッタリングターゲット。
【請求項３】
ターゲット下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置による薄膜の製造方法において、ターゲットとして、バッキングプレート上に複数のターゲット部材を配設してなる多分割ターゲットであって、分割された各ターゲット部材表面の研削方向が、磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内にある多分割ターゲットを用いることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項４】
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３に記載の薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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り薄膜を製造する際に使用されるスパッタリングターゲット、特にターゲットの下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置に用いられる、バッキングプレート上に複数のターゲット部材が配設されている多分割スパッタリングターゲットおよびこのターゲットを用いた薄膜の製造方法に関するものである。
【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（特に液晶ディスプレイ）の分野では多く使用されている。
【０００３】
近年のフラットパネルディスプレイの大型化にともない、パネル製造に使用されるガラス基板のサイズも大型化している。そのため、薄膜製造の際に使用されるターゲットも基板サイズに合わせてそのサイズの大型化が進行している。特に近年、異物（パーティクル）発生が少ないことから脚光を浴びている静止対向型スパッタリング装置用ターゲットでは、ターゲットサイズを基板サイズより一回り大きくする必要があるため、ターゲットの大型化に対する要求は更に強くなってきている。
【０００４】
上述のような用途に使用されるターゲットとして、例えばＩＴＯターゲットをあげることができる。ＩＴＯターゲットは、一般に酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とからなる混合粉末、あるいは酸化スズを酸化インジウム中に所定量だけ固溶させたＩＴＯ粉末などを、プレス法あるいは鋳込み法により成形し、これを大気中または酸素雰囲気中で焼結することにより製造される。しかし、大型のＩＴＯターゲットを製造する場合、成形および焼結に必要な生産設備が従来の物より大型となるため新たな設備投資を必要とする上、粉末の成形性はサイズの大型化と共に悪化するため歩留まりが極端に低下し、結果としてターゲットの製造コストおよび生産性が悪化する。
【０００５】
他のターゲットにおいても、大型化に関して同様なデメリットを有するため、大型のターゲットとして、複数のターゲット部材をバッキングプレート上に配設した多分割ターゲットが用いられつつある。
【０００６】
このような大型のターゲットを用いて成膜を行うスパッタリング装置では、ターゲットの裏面に磁石を１つもしくは複数を配置し、この磁石を揺動させることによりターゲット全面のエロージョンを可能としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような揺動磁石型の装置に前記の分割部を有するターゲットを設置してスパッタリング法により成膜を行った場合、成膜中に発生するアーキングの数が増加しやすくなることが知られている。アーキングは、基板に付着するパーティクルの発生原因と考えられており、成膜の歩留まりを向上させるには低減させるべき重要項目となっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、多分割スパッタリングターゲットを揺動磁石型の装置を用いて成膜する際に発生するアーキング量を低減させる検討を行った。その結果、ターゲット使用初期に発生するアーキングを低減させることにより、ターゲット寿命まで使用したときに発生する積算アーキング量を低減できるとの知見を得た。この知見を元にさらに実験を進め、分割された各ターゲット部材表面の研削方向を磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内とすることにより前記初期のアーキング発生量を低減でき、ひいては寿命まで使用した際の積算アーキング発生量を低減できることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は、▲１▼バッキングプレート上に複数のターゲット部材を配設してなる多分割ターゲットにおいて、すべてのターゲット部材表面の研削方向が一定の方向を向いていることを特徴とする多分割スパッタリングターゲット、▲２▼ターゲット下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置用に用いられる、バッキングプレート上に複数のターゲット部材を配設してなる多分割ターゲットにおいて、各ターゲット部材表面の研削方向が、磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内にあることを特徴とする多分割スパッタリングターゲット、および▲３▼ターゲット下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置による薄膜の製造方法において、バッキングプレート上に複数のターゲット部材を配設してなる多分割ターゲットであって、分割された各ターゲット部材表面の研削方向が、磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内にある多分割ターゲットを用いることを特徴とする薄膜の製造方法に関する。
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明が対象とするような大型サイズのターゲットは、一般に長方形（正方形を含む）あるいは長方形に準ずる形となっている。長方形に準ずる形とは、長方形の各角部にＲ１００以下の加工を施した場合も含むものとする。このような長方形のターゲットは、インライン式スパッタ装置および枚葉式式スパッタ装置で採用されている。サイズの一例として、インライン式で３００×９８０ｍｍ、枚葉式で８１０×９１０ｍｍを例示することができる。
【００１２】
ここでは、枚葉式スパッタリング装置用ターゲットを例にとって説明するが、インライン式でも同様である。
【００１３】
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。しかし、今後ターゲットサイズが益々大きくなることが予想されるフラットパネルディスプレイの製造に使用される材料により適している。このような材料としては、例えば、クロム、モリブデン、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＺＡＯ（アルミニウム−亜鉛酸化物）等があげられる。
【００１４】
例えば、ＩＴＯターゲットを製造する場合には、まず、通常用いられる方法によってＩＴＯ焼結体を製造する。焼結体を製造する際の粉末の種類・形状、成形方法、焼結方法には、特に制限はない。
【００１５】
次に、得られたＩＴＯ焼結体を所定の形状に加工して多分割ＩＴＯ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。各部材のサイズおよび形状は特に限定されるものではない。
【００１６】
続いて、各ターゲット部材の厚さを調整するために平面研削加工を行う。平面研削の際には、分割された各ターゲット部材表面の研削方向が磁石の揺動方向に対して法線方向±１０度以内となる方向に行う。好ましくは、±５度以内、特に好ましくは±１度以内である。こうすることにより、効果的にスパッタリング初期に発生するアーキングを抑制することが可能となる。
【００１７】
得られた複数枚のターゲット部材を１枚のバッキングプレート上に、図１に示すように、研削方向が磁石の揺動方向に対して法線方向±１０度以内となるようにボンディングする。本発明では、分割の形状については問わない。従って、図２のように、各部材の研削方向が長軸に沿ってなされた部材と、短軸にそってなされた場合を含む場合もある。なお、図中では図を簡略化するために磁石の揺動方向に対して法線方向に研削した場合を示した。好ましくは、すべてのターゲット部材表面の研削方向が一定の方向に向くよう、各ターゲットをバッキングプレート上にボンディングしたものである。
【００１８】
また、平面研削を行う際には、粗い砥石を用いて研削した後、徐々に細かい砥石を使用してスパッタリング面の表面粗さを低下させることによりさらにアーキングの発生を抑制させることができる。スパッタリング面の表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に記載）は、１μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以下である。
【００１９】
本発明に使用されるバッキングプレートおよびボンディングに使用する半田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、半田材としてはインジウム半田を例示することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
（実施例１）
酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とを重量比で９０：１０の割合に混合した混合粉末を用い、常法に従ってＩＴＯ焼結体を製造した。得られた焼結体を図３に示す形状に加工した後、図３のａ方向に平面研削処理を行い、厚さ６ｍｍに加工した。加工の際の砥石は、＃１２０→＃４００→＃８００と変化させた。加工後の表面粗さは０．０９μｍであった。
【００２２】
次に、得られた焼結体を無酸素銅からなるバッキングプレート上に図３に示す形状にインジウム半田を用いて接合して、多分割ターゲットとした。続いて、ターゲット下部に配置した磁石を揺動させながらスパッタリングを実施する揺動磁石型スパッタリング装置に、ターゲット部材表面の研削方向が磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内となるよう、この多分割ターゲットを配置し、以下の条件でスパッタリングしてアーキング発生回数を測定した。
ガス圧：５ｍＴｏｒｒ
Ａｒ／Ｏ2＝０．１％
スパッタリング開始から５分以内に発生したアーキングは３４回、６０時間放電後（ターゲット残厚１ｍｍ）までに発生した積算アーキング発生回数は１３２回と少ないものであった。
【００２３】
（比較例１）
実施例１と同様の方法でＩＴＯ焼結体を製造した。得られた焼結体を図３に示す形状に加工した後、図３のｂ方向に平面研削処理を行い、厚さ６ｍｍに加工した。加工後の表面粗さは０．０９μｍであった。
【００２４】
次に、得られた焼結体を無酸素銅からなるバッキングプレート上に図３に示す形状にインジウム半田を用いて接合して、多分割ターゲットとした。続いて、ターゲット部材表面の研削方向を磁石の揺動方向と同方向となるようにこの多分割ターゲットを配置し、実施例１と同じ条件でスパッタリングしてアーキング発生回数を測定した。
【００２５】
スパッタリング開始から５分以内に発生したアーキングは１４３回、６０時間放電後（ターゲット残厚１ｍｍ）までに発生した積算アーキング発生回数は１５８７回と非常に多かった。
【００２６】
（実施例２）
酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とを重量比で９５：５の割合に混合した混合粉末を用い、常法に従ってＩＴＯ焼結体を製造した。得られた焼結体を図４に示す形状に加工した後、図４のａ方向に平面研削処理を行い、厚さ６ｍｍに加工した。加工の際の砥石は、＃１２０→＃４００と変化させた。加工後の表面粗さは０．６μｍであった。
【００２７】
次に、得られた焼結体を無酸素銅からなるバッキングプレート上に図４に示す形状にインジウム半田を用いて接合して、多分割ターゲットとした。続いて、このターゲット部材表面の研削方向を磁石の揺動方向に対する法線方向の±１０度以内となるようにこの多分割ターゲットを配置して、実施例１と同じ条件でスパッタリングしてアーキング発生回数を測定した。
【００２８】
スパッタリング開始から５分以内に発生したアーキングは４１回、６０時間放電後（ターゲット残厚１ｍｍ）までに発生した積算アーキング発生回数は１５５回と少ないものであった。
【００２９】
（比較例２）
実施例２と同様の方法でＩＴＯ焼結体を作製した。得られた焼結体を図４に示す形状に加工した後、図４−ｂ方向に平面研削処理を行い、厚さ６ｍｍに加工した。加工後の表面粗さは０．６μｍであった。
【００３０】
次に、得られた焼結体を無酸素銅からなるバッキングプレート上に図４に示す形状にインジウム半田を用いて接合して、多分割ターゲットとした。このターゲット部材表面の研削方向を磁石の揺動方向と同方向となるように多分割ターゲットを配置し、実施例１と同じ条件でスパッタリングしてアーキング発生回数を測定した。
【００３１】
スパッタリング開始から５分以内に発生したアーキングは１６６回、６０時間放電後（ターゲット残厚１ｍｍ）までに発生した積算アーキング発生回数は２０１１回と非常に多かった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の多分割ターゲットを用いることにより、スパッタリング時のアーキング発生回数を効果的に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  多分割ターゲットの研削方向と磁石の揺動方向との関係を模式的に表した図である。
【図２】  他の多分割ターゲットの研削方向と磁石の揺動方向との関係を模式的に表した図である。
【図３】  実施例１および比較例１において、多分割ターゲットの研削方向とターゲット装置の磁石の揺動方向を示す図である。
【図４】  実施例２および比較例２において、多分割ターゲットの研削方向とターゲット装置の磁石の揺動方向を示す図である。
【図１】
0004918742.tif 000002
【図２】
0004918742.tif 000003
【図３】
0004918742.tif 000004
【図４】
0004918742.tif 000005