(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のターゲット部材をバッキングプレート上に、接合剤により接合して構成される多分割スパッタリングターゲットであり、かつ、スパッタリング面の高さが異なるターゲット部材をエロージョンが生じる領域内に有する多分割スパッタリングターゲットにおいて、スパッタリング面の高さが異なるターゲット部材が隣接して分割部を形成している部分では、スパッタリング面の高さが高いターゲット部材の分割部側のスパッタリング面を、高い方のスパッタリング面から低い方のスパッタリング面に至る斜面とすることにより、前記分割部の両側におけるスパッタリング面の高さが、実質的に連続的に変化し、分割部においてスパッタリング面に段差を生じないようにしたことを特徴とする多分割スパッタリングターゲット。
【請求項２】
スパッタリング面の高さが高いターゲット部材の分割部側のスパッタリング面として形成された、高い方のスパッタリング面から低い方のスパッタリング面に至る斜面と、高い方のスパッタリング面との交差角が４５度以下であ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】
スパッタリング面を斜面とした部分の長さがスパッタリング面の一部を斜面としたターゲット部材の長さの５０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の多分割スパッタリングターゲット。
【請求項４】
多分割スパッタリングターゲットを構成する各ターゲット部材のエッジ部のうち、少なくとも他のターゲット部材と隣接する端部のスパッタリング面側のエッジ部をＲ１〜Ｒ２に加工したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多分割スパッタリングターゲット。
【請求項５】
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１〜４のいずれか１項に記載の多分割スパッタリングターゲット。
【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、特に複数枚のターゲット部材を単一のバッキングプレート上に配置した多分割スパッタリングターゲット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。中でも、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。特に、ターゲットの背後に磁石を配置し、ターゲット表面に磁界を存在させてプラズマを収束させるようにしたマグネトロンスパッタリング法は、成膜速度が速いため量産装置で多く採用されている。
【０００３】
近年ターゲットの使用効率（（使用前のターゲット重量−使用後のターゲット重量）／使用前のターゲット重量×１００％）を向上させることを目的とし、前記ターゲット背後の磁石をターゲットサイズより若干小さめに設計し、この磁石を左右、上下あるいはこれらを組み合わせた方向に周期的に移動させる揺動磁石タイプの装置が考案され、実用化されている。従来の磁石を固定した装置では、ターゲットの中央部分がスパッタリングされず残っていたのに対し、揺動磁石タイプの装置では、ターゲット表面のほぼ全域がスパッタリングされるため著しくターゲットの使用効率の向上が計られた。
【０００４】
しかし、このような揺動磁石タイプの装置では、ある特定の箇所においてエロージョンの進行が速く、該エロージョンの進行の速い部分がターゲットとバッキングプレートを接合しているボンディング層に到達してしまうと、他の部分が大量に残っていてもそのターゲットは使用できなくなるため、使用効率向上の効果が半減してしまうという問題点があった。前記のエロージョンが速く進行する箇所は、装置の種類（枚葉式かインライン式か）や磁石の揺動方法あるいは速度に依存するため特定することは難しい。しかし、図２に示すような枚葉式で単純に磁石を左右に揺動させる場合はターゲット両端の図中の斜線部分を、図３に示すようなインライン式で単純に磁石を左右に揺動させる場合は、長矩形ターゲットの両端の斜線部分を例示することができる。なお、図２及び図３中の太い両矢印は、磁石の移動範囲を示す。
【０００５】
前記、一部のエロージョンの進行が速いためにターゲットの寿命が短くなると言う問題点を解決するために、該エロージョンの進行の速い部分のターゲットの厚みを厚くするとう対策が考案され、実施された。ターゲットの厚みを厚くする手段としては、▲１▼単純にターゲットの厚さを厚くする方法（図４参照）、▲２▼スパッタリング面の高さは変化させず、バッキングプレートの接合面を低くすることによりターゲットを厚くする方法（図５参照）、▲３▼前記▲１▼と▲２▼の組み合わせ（図６参照）があげられる。
【０００６】
これら３つの手法の内▲１▼と▲３▼の手法を採用した場合には、ターゲットの表面に大きな段差が発生する。また、手法▲１▼は、バッキングプレートの改造の必要がないので、最も手軽な方法であり多くの装置で採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようなスパッタリング面に段差が有るターゲットでは、この段差の部分では隣り合ったターゲット部材の内、高さの低いターゲット部材からスパッタリングにより飛び出した粒子が、隣接する高さの高いターゲット部材の側面に再付着するという現象が起こる。この高さの高い部材の側面に再付着した粒子は、付着量の増加にともない剥離しやすくなり、剥離した薄片が基板に付着するとパーティクルとなり、ＬＣＤ等の表示品位を劣化させるとともに歩留まりを低下させるため特に解決すべき重要な問題となっていた。また、高さの高い部分のエッジ部では、アーキングが発生しやすく、安定した成膜が得にくいという問題点があった。
【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であって、スパッタリングされる面（以下、「スパッタリング面」と称す）の高さが分割された部材間で異なるターゲットに固有の上記パーティクルの発生量を低減させるため、分割部の形状について検討した。その結果、隣り合った部材間のうち、高さが高い部材に対して傾斜を設けて、段差を無くすことにより、分割部におけるパーティクルの発生を低減できることを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は複数のターゲット部材をバッキングプレート上に、接合剤により接合して構成される多分割スパッタリングターゲットであって、スパッタリング面の高さが分割された部材間で異なるターゲットにおいて、例えば、図１に示すように、隣り合った部材間の内、高さが高い部材に対して傾斜を設けることにより段差を無くしたことを特徴とする多分割スパッタリングターゲットに関する。
【００１０】
より詳細には、本発明は、複数のターゲット部材をバッキングプレート上に、接合剤により接合して構成される多分割スパッタリングターゲットであり、かつ、スパッタリング面の高さが異なるターゲット部材を有する多分割スパッタリングターゲットにおいて、スパッタリング面の高さが異なるターゲット部材が隣接して分割部を形成している部分では、スパッタリング面の高さが高いターゲット部材の分割部側のスパッタリング面を、高い方のスパッタリング面から低い方のスパッタリング面に至る斜面とすることにより、前記分割部の両側におけるスパッタリング面の高さが、実質的に連続的に変化するようにしたことを特徴とする多分割スパッタリングターゲットである。なお、スパッタリング面の高さが高いターゲット部材の分割部側のスパッタリング面として形成された、高い方のスパッタリング面から低い方のスパッタリング面に至る斜面と、高い方のスパッタリング面との交差角は４５度以下であることが好ましい。また、前記斜面は、必ずしも平面で構成されるものでなくても良く、高い方のスパッタリング面と低い方のスパッタリング面とを実質的に滑らかに連続的に繋ぐものであれば曲面で構成されるものであっても良い。
【００１１】
さらに、本発明においては、スパッタリング面を斜面とした部分の長さがスパッタリング面の一部を斜面としたターゲット部材の長さの５０％以下であることが好ましく、また、多分割スパッタリングターゲットを構成する各ターゲット部材のエッジ部のうち、少なくとも他のターゲット部材と隣接する端部のスパッタリング面側のエッジ部をＲ１〜Ｒ２に加工することが好ましい。
【００１２】
なお、本発明は、ターゲットサイズが今後も大型化することが予想されている、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多分割スパッタリングターゲットにおいて特に有効である。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
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）、酸化マグネシウム等があげられる。
【００１５】
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。
【００１６】
次に、得られたＩＴＯ焼結体を機械的に加工して多分割ＩＴＯターゲットを構成する個々のターゲット部材を作製する。説明をより明瞭にするために、ここでは、先の図３に示したような長矩形のインラインスパッタリング装置用のターゲットで図４のような段差を持たないバッキングプレートを用いた場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
ターゲットの中央部に使用するターゲット部材１２は、均一の厚みを持たせる。通常、この部分の厚みは５〜８ｍｍの範囲に形成されることが多い。また、この部分はターゲットの長さあるいは幅に応じて１枚物で作製されることもあれば、多分割にして作製されることもある。ここまでは、通常の多分割スパッタリングターゲットの作製方法と同一である。
【００１８】
次に、ターゲット両端の厚みの厚い部分に用いるターゲット部材１３の加工を行う。ターゲット両端部用のターゲット部材１３は、所定の大きさで厚みを中央部用のターゲット部材１２の厚みよりも一般的には１〜５ｍｍ程度厚くなるように加工する。
【００１９】
次に、該両端部のターゲット部材１３の中央部用ターゲット部材１２と隣接する側のスパッタリング面を、端部用ターゲット部材１３の本来のスパッタリング面１５から、中央部用ターゲット部材１２のスパッタリング面１４に至る斜面１６とすることにより、端部用ターゲット部材１３と中央部用ターゲット部材１２により形成される分割部１７の両側におけるスパッタリング面の高さが実質的に連続的に変化し、分割部においてスパッタリング面に段差を生じないようにする。なお、端部用ターゲット部材１３の本来のスパッタリング面１５から、中央部用ターゲット部材１２のスパッタリング面１４に至る斜面１６と、中央部用ターゲット部材１２のスパッタリング面１４又は端部用ターゲット部材１３の本来のスパッタリング面１５との交差角は、図１に示した角度（θ）で４５度以下とすることが好ましい。
【００２０】
こうすることにより段差が解消されるため、分割部での再付着物の剥離の発生及びアーキングの発生を効果的に抑制することができる。なお、前記交差角が４５度をこえると、端部用ターゲット部材１３の本来のスパッタリング面１５から、中央部用ターゲット部材１２のスパッタリング面１４に至る斜面１６と、端部用ターゲット部材１３の本来のスパッタリング面１５とにより形成されるエッジ部１８付近でのアーキングが増加するため好ましくない。このエッジ部１８付近でのアーキングの発生をより低減させるには、エッジ部１８をＲ加工（角部に丸みを付加する加工）することが好ましい。さらに、分割部のスパッタリング面側のエッジ部１９、２０に対してもＲ１〜Ｒ２に加工（角部に付加する丸みの半径を１〜２ｍｍとする加工）することにより、アーキングの発生をより低減できるので好ましい。
【００２１】
このようにして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１１上にボンディングする。本発明に使用されるバッキングプレートおよび金属接合剤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酸銅等が、半田材としては、インジウム半田等があげられる。バッキングプレート上の各ターゲット部材は、スパッタリング面に段差が生じないように、図１のように配置される。
【００２２】
得られた本発明のスパッタリングターゲットは、両端部を厚くすることにより長寿命となるとともに、ターゲットのスパッタリング面に段差が無いので、分割部での再付着物の剥離の発生及びアーキングの発生が低減され、基板に付着するパーティクル数が低減される。
【００２３】
【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。
【００２４】
実施例１
酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末を重量比で９０：１０の割合に混合した混合粉末をプレス用金型にいれ、３００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加工して得た成形体を３ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ処理してＩＴＯ成形体を作製した。次にこのＩＴＯ成形体を酸素雰囲気中１５００℃で５時間常圧焼結してＩＴＯ焼結体を得た。得られた焼結体を機械加工して、２枚の１２７×１５０×９ｍｍのターゲット部材と１枚の１２７×５１２×６ｍｍターゲット部材を得た。
【００２５】
次に、ターゲット端部に使用する２枚の１２７×１５０×９ｍｍのターゲット部材１３を、中央部用ターゲット部材１２に接する部分で、スパッタリング面に段差を生じないようにするため、図７に示す形状に加工した。
【００２６】
次に、得られた３つのターゲット部材１２、１３のスパッタリング面を囲む全てのエッジ部をＲ２に加工した。
【００２７】
次に、得られた各ターゲット部材１２、１３をスパッタリング面に段差が生じないよう図１のようにインジウムハンダを用いてボンディングした。
【００２８】
得られたターゲットを、真空装置内に設置し、以下の条件でスパッタリングを実施した。
【００２９】
ＤＣ電力    ：８００Ｗ
スパッタガス：Ａｒ＋Ｏ2
ガス圧      ：５ｍＴｏｒｒ
Ｏ2／Ａｒ  ：０．１％
以上の条件により使用初期から５分ごとの基板へのパーティクル付着数を調べた。パーティクル付着数の測定は、分割部直上を通過させた４インチのシリコンウエハー上に付着した１μｍ以上のサイズのパーティクル数をパーティクルカウンターを用いて測定した。この時のシリコンウエハー上のＩＴＯ膜の厚さは１５００Ａとした。結果を表１に示す。３０分経過後も、僅かのパーティクルが付着したにすぎなかった。
【００３０】
【表１】
0003760652.tif 000002
【００３１】
比較例１
実施例１と同様の方法でＩＴＯ焼結体を作製した。 得られた焼結体を機械加工して、２枚の１２７×１５０×９ｍｍのターゲット部材２３と１枚の１２７×５１２×６ｍｍターゲット部材２２を得た。
【００３２】
次に、得られた３つのターゲット部材２２、２３のスパッタリング面を囲む全てのエッジ部をＲ２に加工した。
【００３３】
次に、得られた各ターゲット部材２２、２３をインジウムハンダを用いてボンディングした。得られたターゲットは図８に示すようにスパッタリング面に段差が形成されたものであった。
【００３４】
得られたターゲットを、真空装置内に設置し、以下の条件でスパッタリングを実施した。
【００３５】
ＤＣ電力    ：８００Ｗ
スパッタガス：Ａｒ＋Ｏ2
ガス圧      ：５ｍＴｏｒｒ
Ｏ2／Ａｒ  ：０．１％
以上の条件により使用初期から５分ごとの基板へのパーティクル付着数を調べた。結果を表１に示す。２０分後から急激にパーティクルの付着数が増加した。
【００３６】
【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、スパッタリング面の高さが異なるターゲット部材を有する多分割スパッタリングターゲットにおいても、分割部での再付着物の剥離の発生及びアーキングの発生を効果的に防止することができ、基板へのパーティクルの付着を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多分割ターゲットの一例を示す図である。
【図２】枚葉式で単純に磁石を左右に揺動させるターゲットのエロージョン進行の速い部分を示す図である。
【図３】インライン式で単純に磁石を左右に揺動させるターゲットのエロージョン進行の速い部分を示す図である。
【図４】多分割ターゲットにおける分割部近傍の形状の一例を示す断面図である。
【図５】多分割ターゲットにおける分割部近傍の形状の他の一例を示す断面図である。
【図６】多分割ターゲットにおける分割部近傍の形状のさらに他の一例を示す断面図である。
【図７】実施例１の多分割ターゲットの端部用ターゲット部材の形状を示す図である。
【図８】比較例１の多分割ターゲットの形状を示す図である。
【符号の説明】
１、１１、２１      バッキングプレート
２                  ターゲット部材
３                  可動マグネット
４                  エロージョン進行の速い部分
１２、２２          中央部用ターゲット部材
１３、２３          端部用ターゲット部材
１４、１５          スパッタリング面
１６                斜面
１７                分割部
１８                本来のスパッタリング面と斜面が形成するエッジ部
１９、２０          分割部のスパッタリング面側のエッジ部
【図１】
0003760652.tif 000003
【図２】
0003760652.tif 000004
【図３】
0003760652.tif 000005
【図４】
0003760652.tif 000006
【図５】
0003760652.tif 000007
【図６】
0003760652.tif 000008
【図７】
0003760652.tif 000009
【図８】
0003760652.tif 000010