(57)【要約】      （修正有）【課題】膨らませた部分を正確に位置させることが容易となると共に、スパッタされる部材に穴があいてもターゲット部材を設置する部分は荒らされることがないターゲット部材の提供。【解決手段】スパッタリング用ターゲット部材１は、裏面に凸部２Ａを有するスパッタリング用のターゲット２と、凸部２Ａが嵌合する凹部３Ａを有するターゲット２の保持部材３と、を有する。このスパッタリング用ターゲット部材１の製造法は、凸部２Ａを有するスパッタリング用のターゲット２の凸部２Ａを、凹部３Ａを有するターゲット２の保持部材３の凹部に嵌合させる工程と、ターゲット２を保持部材と圧接させる工程と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に凸部を有するスパッタリング用のターゲットと、
上記凸部が嵌合する凹部を有する上記ターゲットの保持部材と、を有することを特徴とするスパッタリング用ターゲット部材。
【請求項２】
前記ターゲットの前記凸部が形成される面とは反対側となる表面は、平面形状であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング用ターゲット部材。
【請求項３】
前記ターゲットの前記凸部が形成される面とは反対側となる表面には、前記凸部との対応位置に第２の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング用ターゲット部材。
【請求項４】
前記凸部は、その断面形状が台形であることを特徴とする請求項１、２または３記載のスパッタリング用ターゲット部材。
【請求項５】
前記保持部材のうち、前記凹部が形成される面とは反対側となる裏面が平面形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスパッタリング用ターゲット部材。
【請求項６】
凸部を有するスパッタリング用のターゲットの上記凸部を、凹部を有する上記ターゲットの保持部材の上記凹部に嵌合させる工程と、
上記ターゲットを上記保持部材と圧接させる工程と、を有していることを特徴とするスパッタリング用ターゲット部材の製造法。
【請求項７】
前記嵌合させる工程と前記圧接させる工程とが同時に、または連続して行われることを特徴とする請求項６記載のスパッタリング用ターゲット部材の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング用ターゲット部材およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マグネトロンスパッタリング用のターゲットのうち、消耗の激しい部位の板厚を厚くすることで、ターゲットを有効利用し、ターゲットの取り替えの回数を減らす技術が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１では、スパッタされる側またはその反対側の部位を膨らませたターゲットが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１１４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のターゲットのうち、スパッタされる側の部位を膨らませたターゲットは、スパッタリング装置に設置する際、正確に消耗の激しい位置へとその膨らませた部分を位置させることが困難な場合がある。特にスパッタされる側の反対側の部位を膨らませたターゲットは、その設置の際に、通常は膨らんだ部分を目視できないことから、その困難性が増す。また、スパッタされる側およびその反対側の部位を膨らませたターゲットの場合、膨らませる量やスパッタする時間の制御を間違えると、ターゲットに穴があき、ターゲットを置く設置部分を荒らしてしまうという問題が生ずる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、膨らませた部分を正確に位置させることが容易となると共に、スパッタされる部材に穴があいても、スパッタリング装置のターゲット部材を設置する部分は荒らされることがないようにすることができるスパッタリング用ターゲット部材を提供可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のスパッタリング用ターゲット部材は、裏面に凸部を有するスパッタリング用のターゲットと、凸部が嵌合する凹部を有するターゲットの保持部材と、を有する。
【０００７】
この発明のスパッタリング用ターゲット部材によれば、ターゲットの消耗の激しい部位に凸部（膨らませた部分）を位置させることで、ターゲットを有効利用し、ターゲットの取り替えの回数を減らすことが可能となる。そして、バッキングプレート等と呼ばれる保持部材が凹部を有しターゲットの凸部と嵌合しており、保持部材はスパッタリング装置の特定位置に固定されるため、ターゲット設置位置の正確な位置合わせがなされる。また、過剰なスパッタリングによってターゲットに穴があいても、保持部材が損傷するのみで、ターゲットを置く設置部分を荒らすことはない。
【０００８】
他の発明に係るスパッタリング用ターゲット部材は、上述した発明に加え、ターゲットの凸部が形成される面とは反対側となる表面は、平面形状である。この構成を採用することによって、既存のスパッタリング装置へターゲットを設置した場合に、通常スパッタされるターゲット面は平面であるため、凸部の存在を考慮することなく、従来のスパッタリング条件のままスパッタリング装置を使用できる。
【０００９】
他の発明に係るスパッタリング用ターゲット部材は、上述した発明に加え、ターゲットの凸部が形成される面とは反対側となる表面には、凸部との対応位置に第２の凸部が形成されている。この構成を採用することによって、凸部の厚みをより厚くできることから、ターゲットをより長寿命化できる。
【００１０】
他の発明に係るスパッタリング用ターゲット部材は、上述した発明に加え、凸部は、その断面形状が台形である。この構成を採用することによって、凸部の加工が容易となる。
【００１１】
他の発明に係るスパッタリング用ターゲット部材は、上述した発明に加え、保持部材のうち、凹部が形成される面とは反対側となる裏面が平面形状である。この構成を採用することによって、スパッタリング用ターゲット部材をスパッタリング装置へ設置する際に、その設置が容易となる。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のスパッタリング用ターゲット部材の製造法は、凸部を有するスパッタリング用のターゲットの凸部を、凹部を有するターゲットの保持部材の凹部に嵌合させる工程と、ターゲットを保持部材と圧接させる工程と、を有している。
【００１３】
この発明によって製造されるスパッタリング用ターゲット部材によれば、ターゲットの消耗の激しい部位に凸部を位置させることで、ターゲットを有効利用し、ターゲットの取り替えの回数を減らすことが可能となる。そして、バッキングプレート等と呼ばれる保持部材が凹部を有しターゲットの凸部と嵌合させる工程を有しており、保持部材はスパッタリング装置の特定位置に固定されるため、ターゲットの設置位置の正確な位置合わせがなされる。そして、圧接させる工程によってターゲットと保持部材とを圧接することで、両者が接合され一体化される。また、この圧接工程によって、ターゲット内の気泡が外部に押し出されることとなる。また、保持部材がターゲットの下方に配置されることによって、過剰なスパッタリングによってターゲットに穴があいても、保持部材が損傷するのみで、ターゲットを置く設置部分を荒らすことはない。
【００１４】
他の発明に係るスパッタリング用ターゲット部材の製造法は、上述した発明に加え、嵌合させる工程と圧接させる工程とが同時に、または連続して行われる。この方法を採用することによって、スパッタリング用ターゲット部材を迅速または容易に製造できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、膨らませた部分を正確に位置させることが容易となると共に、スパッタされる部材に穴があいてもターゲット部材を設置する部分は荒らされることがないようにすることができるスパッタリング用ターゲット部材が提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材１を、図を参照しながら説明する。
【００１７】
（スパッタリング用ターゲット部材１の構成）
図１（Ａ）は、スパッタリング用ターゲット部材１の要部の概略を示す縦断面図である。図１（Ｂ）には、スパッタリング用ターゲット部材１の平面図を示している。なお、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図１（Ａ）に示すように、スパッタリング用ターゲット部材１の上側には、金（Ａｕ）の円盤状の板からなるターゲット２が配置され、下側には銅の円盤状の板からなる保持部材３が配置され、ターゲット２と保持部材３との間には、アルミニウム箔からなる固着部材４が配置されている。なお、ターゲット２と保持部材３の円盤状の板の径は等しい。
【００１８】
ターゲット２は、その下面から保持部材３に向けて突出する円環状の凸部２Ａを有している。この凸部２Ａは、断面形状が台形である。保持部材３は、固着部材４を介して凸部２Ａ全体と密着しながら嵌合する形状の凹部３Ａを有している。さらに、ターゲット２の下面の全域（凸部２Ａ以外の部分を含む）と保持部材３の上面の全域（凹部３Ａ以外の部分を含む）が、固着部材４を介して密に固着されている。その結果、固着部材４は、ターゲット２の下面の全域および保持部材３の上面の全域に沿った形状をしている。また、ターゲット２の上面の全域と保持部材３の下面（裏面）の全域は、ともに平面である。
【００１９】
（スパッタリング用ターゲット部材１の使用後の状態）
図２には、スパッタリング用ターゲット部材１をマグネトロンスパッタリングに使用した後の状態を示している。図２（Ａ）には、使用後のスパッタリング用ターゲット部材１の要部の概略を示す縦断面図を示している。図２（Ｂ）には、使用後のスパッタリング用ターゲット部材１の平面図を示している。なお、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２０】
マグネトロンスパッタ法では、磁力によってターゲット２の材料を電離させるため、磁界が発生するターゲット２の場所が集中的に消費され、その他の場所は消費され難い。そこで、予め消費され易い場所に凸部２Ａを位置させる。すなわち、凸部２Ａと同様な円形状に磁界発生装置をスパッタリング用ターゲット部材１が設置される部分の下方に配置させている。本発明の実施の形態では、ターゲット２の上面から凸部２Ａに向かってターゲット２が消費され、消費部５が円環状に形成される。また、消費部５は、断面が丸みを帯びた台形となっている。
【００２１】
（スパッタリング用ターゲット部材１の製造法）
図３には、スパッタリング用ターゲット部材１の製造法の概略を示す図を示している。まず、切削加工によって、金の板から凸部２Ａを有するターゲット２を製造し、銅の板から凹部３Ａを有する保持部材３を製造する。その後、図３（Ａ）に示すように、ターゲット２の凸部２Ａの存在面と保持部材３の凹部３Ａの存在面とを対向させ、それらの間に固着部材４であるアルミニウム箔を配置する。その後、図３（Ａ）に示す矢印の向きへとターゲット２と保持部材３とを、凸部２Ａが凹部３Ａへと嵌め込まれるように移動させる。その移動の際には、固着部材４が凸部Ａ２および凹部３Ａの形状に沿って変形する。そして、移動が進むと凸部２Ａが凹部３Ａへと嵌め込まれる。以上が嵌合させる嵌合工程となる。
【００２２】
そして、凸部２Ａが凹部３Ａへと固着部材４を介して完全に嵌め込まれ、嵌合工程が終了した後も、さらに図３（Ｂ）に示す矢印の向きへとターゲット２と保持部材３との押圧を継続する、圧接させる工程を行う。すると、ターゲット２と固着部材４、保持部材３と固着部材４が、各々接合される。この結果、図１（Ａ）に示すスパッタリング用ターゲット部材１が製造される。この製造法では、嵌合工程と圧接させる圧接工程とが同時に行われている。
【００２３】
（本発明の実施の形態によって得られる主な効果）
本発明の実施の形態に係るターゲット２が下向きに凸部２Ａを有していることによって、凸部２Ａの部分のターゲット２の厚みが増し、消費部５の位置をその凸部２Ａの位置に一致させることで、ターゲット２を長寿命化できる。また、凸部２Ａが凹部３Ａに嵌合しているため、ターゲット２と保持部材３との位置関係を調整する作業が容易となる。
【００２４】
また、ターゲット２の下面の全域と保持部材３の上面の全域が固着されているため、仮にターゲット２が過剰に消費され、ターゲット２に穴が開くようなことがあっても、損傷を受けるのは保持部材３にとどまり、スパッタリング機器を構成する他の部材の損傷を抑制することができる。
【００２５】
また、ターゲット２が凸部２Ａを有することで、凸部２Ａ以外のターゲット２の部分を薄くできる。そのため、ターゲット２の消費されなかった部分を少なくでき、通常リサイクルに供されるターゲット２の材料の量を低減でき、リサイクルの手間を軽減できる。そのリサイクルの手間は、図１（Ｂ）に示すように、ターゲット２の外形を凸部２Ａの外径に沿った形状とすることで、消費されなかった部分が占める比率をより小さくでき、より軽減できる。なお、凸部２Ａ以外のターゲット２の部分を薄くしても、保持部材３がターゲット２を支持できるため、ターゲット２の強度低下等の問題は解消できる。
【００２６】
さらに、ターゲット２の交換の際には、保持部材３からターゲット２を取り外すことが可能であり、保持部材３を再利用でき、有効活用できる。また、ターゲット２の上面が平面形状であるため、スパッタリング用ターゲット部材１を既存のスパッタリング装置へ設置した場合に、従来のスパッタリング条件と同一または近似した条件にてスパッタリング装置を使用することが可能となる。
【００２７】
また、ターゲット２の凸部２Ａの断面形状を台形にすることで、断面形状が丸みを帯びる形状等に比較して、その切削加工が容易となる。また、消費部５は、断面が概ね台形形状に消費されるため、ターゲット２の凸部２Ａの断面形状を台形にすることによって、上述のようにリサイクルに供されるターゲット２の材料の量を低減できる。
【００２８】
また、ターゲット２の下面に凸部２Ａが存することから、スパッタリング装置へのターゲット２の設置が困難となる可能性があったところ、保持部材３の下面（裏面）が平面形状であることによって、スパッタリング用ターゲット部材１をスパッタリング装置へ容易に設置できる。
【００２９】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材１の製造法が、圧接工程を有することで、ターゲット２と保持部材３との密着性を向上できる。また、圧接工程を有することで、固着部材４、ターゲット２または保持部材３が内包することのある気泡を除去することができ、スパッタリングの際の加熱に起因した気泡からのガス（不純物）の噴出を抑制することができる。さらに、嵌合工程と圧接工程とが同時に行われることから、スパッタリング用ターゲット部材１を迅速に製造できる。
【００３０】
（他の形態）
以上、本発明の実施の形態におけるスパッタリング用ターゲット部材１について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更実施可能である。たとえば、図４（Ａ）に示すように、固着部材４は、必須の構成要素ではないため、省略することができる。そのように省略する場合には、たとえば、ターゲット２と保持部材３とを圧接させることで、両者の一体化を実現できる。また、ターゲット２と保持部材３とを一体化させずに、ターゲット２を保持部材３の上に設置するのみとすることもできる。
【００３１】
なお、図４は、本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材１の変形例であるスパッタリング用ターゲット部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃの縦断面を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す図であり、スパッタリング用ターゲット部材１の構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の詳細な説明は省略している。
【００３２】
また、固着部材４を用いる場合であっても、その材料はアルミニウム箔に限定されない。たとえば、その材料は銅箔等の他の金属箔、インジウム等を用いた金属接合部材（たとえばインジウム粉が入ったペースト）または樹脂系の接着剤等とすることができる。樹脂系の接着剤としては、エポキシ系、ポリイミド系等のものを用いることができる。固着部材として樹脂系の接着剤を用いると、ターゲット２を交換する際に、加熱等によってその接着力を弱めて、容易に交換作業を行うことが可能となる。また、ポリイミド系樹脂は、耐熱性に優れるため、スパッタリング作業中にターゲット２が過剰に高温になってしまう場合に対応でき、固着部材の構成材料として好適である。なお、固着方法としては、他に保持部材３の裏面側からターゲット２までネジを通してターゲット２と保持部材３を固着させる方法を採用できる。
【００３３】
また、本発明の実施の形態に係るターゲット２は、金からなる円盤状のものを用いているが、スパッタリング装置の構造、スパッタリングの条件等に応じて、その材質および形状は適宜変更できる。たとえば、ターゲット２の材質は、銀、ニッケル、その他の金属または合金とすることができる。また、ターゲット２の外形は円形であるが、円環、楕円環、正方形、長方形、楕円形等とすることができる。また、ターゲット２の上面は平面形状に限られず、たとえば図４（Ｂ）に示すように第２の凸部２Ｂを有する形状等としても良い。
【００３４】
また、ターゲット２の一部を構成する凸部２Ａは、断面形状が台形であり、ターゲット２の下面に円環状に形成されている。この凸部２Ａの形状は、適宜変更できる。たとえば、凸部は、円環状に連続した形状ではなく、楕円形状としたり、さらには一部連続させない部分を設けた形状としても良い。また、図４（Ｂ）に示すように、凸部２Ａが設けられたのとは反対側のターゲット２’の面であって、凸部２Ａとの対応位置に、第２の凸部２Ｂをさらに設けることとしても良い。このように第２の凸部２Ｂをさらに設けることによって、ターゲット２’をより長寿命化させることができ、好ましい。この第２の凸部２Ｂも、凸部２と同様にその形状は適宜変更できる。
【００３５】
さらに、凸部は、図４（Ｃ）に示すように、断面形状が半円の凸部２Ｃとすることができる。この凸部２Ｃのように凸部の先端に丸みを帯びさせることによって、リサイクルの手間をより軽減できる。その理由は、ターゲット２”を含め各ターゲットは、図２（Ａ）に示すように底面が丸みを帯びるように消費され、消費部５が形成されることから、図４（Ｃ）に示すような形状のターゲット２”とすると、リサイクルして使用されるターゲット２”の消費されなかった部分を少なくできるためである。また、凸部は、断面形状が丸みを帯びた台形としても良い。さらに、凸部は、断面形状が半楕円形状、平行四辺形、長方形、三角形、丸みを帯びた平行四辺形、丸みを帯びた長方形、丸みを帯びた三角形等としても良い。
【００３６】
なお、凸部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ等の凸部は、ターゲット２のようにターゲットの外形に沿って設けられていることが好ましい。なぜならば、ターゲットのうち、消費されなかった部分が占める比率を小さくでき、よりリサイクルの負担を軽減できるためである。また、凸部２Ａは、円環状に形成されているが、凸部は消費の量が多い部分に設け、その形状は、円形、楕円形、楕円環、長方形、トラック形状等として形成することができる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態に係る保持部材３は、銅の円盤状の板からなるものを用いているが、スパッタリング装置の構造、スパッタリングの条件等に応じて、その材質および形状は適宜変更できる。たとえば、保持部材３の材質は、ステンレス、アルミニウム、その他の金属等とすることができる。また、保持部材３の形状は、正方形、長方形、楕円形、トラック形状等とすることができる。また、保持部材３の下面は平面形状に限られず、異なる形状としても良い。
【００３８】
また、ターゲット２と保持部材３の円盤状の板の径は等しくしているが、異ならせても良い。たとえば、保持部材３の板の径をターゲット２の板の径よりも大きくし、スパッタリング装置には、保持部材３の端部のみを固定させることとしても良い。そうすることで、ターゲット２の端部をスパッタリング装置への固定に用いないことができ、ターゲット２の利用効率をより高めることが可能となる。
【００３９】
さらに、ターゲット２の凸部２Ａの存在面と保持部材３の凹部３Ａの存在面は、それらの全域が固着部材４によって固着されているが、一部固着されていない部分があっても良い。また、ターゲット２と保持部材３は、切削加工によって製造されているが、鋳造、鍛造等によって製造されていても良い。
【００４０】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材１の製造法では、嵌合させる工程と圧接させる工程とを同時に行っているが、これらの工程は、連続して行っても良い。たとえば、嵌合させる工程を行った後、所定時間経過させて圧接させる工程を行うようにしても良い。このように連続した動作によってスパッタリング用ターゲット部材１が製造されるため、この製造法ではスパッタリング用ターゲット部材１が容易に製造される。
【００４１】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材１の製造法では、嵌合させる工程と圧接させる工程において、ターゲット２と保持部材３の双方を移動させているが、どちらか一方を固定し、他方を移動させることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材の構成の概要を示す図で（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図で、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材の使用後の状態の概要を示す図で（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図で、（Ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材の製造過程の概要を示す図で（Ａ）は、加圧工程の前段階を示す図、（Ｂ）は加圧工程の状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るスパッタリング用ターゲット部材の変形例の概要を示す縦断面図であり、（Ａ）は固着部材を省略したもの、（Ｂ）は凸部の反対側のターゲット面の対応位置に第２の凸部を形成したもの、（Ｃ）は凸部および凹部の断面形状を半円としたもの、を示している。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  スパッタリング用ターゲット部材
２，２’，２”  ターゲット
２Ａ，２Ｃ  凸部
２Ｂ  第２の凸部
３  保持部材
３Ａ，３Ｂ  凹部
【図１】
2009144186.tif 000003
【図２】
2009144186.tif 000004
【図３】
2009144186.tif 000005
【図４】
2009144186.tif 000006