JP2003201561A - スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲットの製造方法Info
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- JP2003201561A JP2003201561A JP2002309291A JP2002309291A JP2003201561A JP 2003201561 A JP2003201561 A JP 2003201561A JP 2002309291 A JP2002309291 A JP 2002309291A JP 2002309291 A JP2002309291 A JP 2002309291A JP 2003201561 A JP2003201561 A JP 2003201561A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーキング等の問題のない大型スパッタリン
グターゲットを比較的容易に且つ安価に製造できるスパ
ッタリングターゲットの製造方法を提供する。 【解決手段】 金属又は合金からなる複数の分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄをバッキングプレート１２に接合
してなる金属系スパッタリングターゲットの製造方法に
おいて、前記バッキングプレート１２に前記分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄを接合する工程と、各分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄ同士の継ぎ目の厚さ方向表面側の
みを溶接１５により接合する工程とを具備する。
グターゲットを比較的容易に且つ安価に製造できるスパ
ッタリングターゲットの製造方法を提供する。 【解決手段】 金属又は合金からなる複数の分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄをバッキングプレート１２に接合
してなる金属系スパッタリングターゲットの製造方法に
おいて、前記バッキングプレート１２に前記分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄを接合する工程と、各分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄ同士の継ぎ目の厚さ方向表面側の
みを溶接１５により接合する工程とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属系薄膜形成に
使用されるスパッタリングターゲット及びその製造方法
に関する。
使用されるスパッタリングターゲット及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、薄膜を成膜する方法の１つと
してスパッタリング法が知られている。スパッタリング
法とは、スパッタリングターゲットをスパッタリングす
ることにより薄膜を得る方法であり、効率よく成膜でき
るため、工業的に利用されている。
してスパッタリング法が知られている。スパッタリング
法とは、スパッタリングターゲットをスパッタリングす
ることにより薄膜を得る方法であり、効率よく成膜でき
るため、工業的に利用されている。
【０００３】例えば、液晶パネルなどの細線配線には、
耐熱性と共に低抵抗特性を備えたアルミニウム系合金か
らなる所定組成のターゲット材が用いられている。
耐熱性と共に低抵抗特性を備えたアルミニウム系合金か
らなる所定組成のターゲット材が用いられている。
【０００４】このようなスパッタリングを、より効率よ
く低コストで成膜するために、現在においてもスパッタ
条件やスパッタ装置などの改良が日々行われている。そ
の改良の１つとして、大型なスパッタリングターゲット
を用いて成膜面積を大きくしてより効率よく成膜する方
法がとられる。このため、大型なスパッタリングターゲ
ットが求められている。
く低コストで成膜するために、現在においてもスパッタ
条件やスパッタ装置などの改良が日々行われている。そ
の改良の１つとして、大型なスパッタリングターゲット
を用いて成膜面積を大きくしてより効率よく成膜する方
法がとられる。このため、大型なスパッタリングターゲ
ットが求められている。
【０００５】しかしながら、大型なスパッタリングター
ゲットを作製する上で、製造法上大型なターゲット材が
製造し難い、あるいはバッキングプレートとの接合の際
に反りが発生するなどのいくつかの問題がある。
ゲットを作製する上で、製造法上大型なターゲット材が
製造し難い、あるいはバッキングプレートとの接合の際
に反りが発生するなどのいくつかの問題がある。
【０００６】そこで、ＩＴＯターゲットではあるが、分
割片の間にボンディング材料を埋め込んで大型のスパッ
タリングターゲットを製造する方法が知られている（特
許文献１〜３等参照）。
割片の間にボンディング材料を埋め込んで大型のスパッ
タリングターゲットを製造する方法が知られている（特
許文献１〜３等参照）。
【０００７】また、金属系のターゲットにおいて、複数
の板状の端面同士を融着により接合したスパッタリング
ターゲットの製造方法が開示されている（特許文献４等
参照）。
の板状の端面同士を融着により接合したスパッタリング
ターゲットの製造方法が開示されている（特許文献４等
参照）。
【０００８】さらに、継ぎ目の隙間にボンディング材が
侵入しないように、継ぎ目の裏面側を溶接により接合し
た構造が開示されている（特許文献５等参照）。
侵入しないように、継ぎ目の裏面側を溶接により接合し
た構造が開示されている（特許文献５等参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２３０７６８号公報 （特許
請求の範囲、図１、図２等）
請求の範囲、図１、図２等）
【特許文献２】特開平８−１４４０５２号公報 （特許
請求の範囲、図２、図３等）
請求の範囲、図２、図３等）
【特許文献３】特開２０００−１４４４００号公報
（特許請求の範囲、図１、図２等）
（特許請求の範囲、図１、図２等）
【特許文献４】特開平４−３３３５６５号公報 （特許
請求の範囲、図１、図２等）
請求の範囲、図１、図２等）
【特許文献５】特開平９−３６３７号公報 （特許請求
の範囲、図２等）
の範囲、図２等）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に金
属ターゲットの場合、特許文献５のように、互いに接合
したバッキングプレートとの接合時に熱膨張係数の違い
により接合部に隙間が生じてしまい、アーキング（異常
放電）が発生し易いなどの問題がある。
属ターゲットの場合、特許文献５のように、互いに接合
したバッキングプレートとの接合時に熱膨張係数の違い
により接合部に隙間が生じてしまい、アーキング（異常
放電）が発生し易いなどの問題がある。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑み、アーキン
グ等の問題のない大型スパッタリングターゲットを比較
的容易に且つ安価に製造できるスパッタリングターゲッ
ト及びその製造方法を提供することを課題とする。
グ等の問題のない大型スパッタリングターゲットを比較
的容易に且つ安価に製造できるスパッタリングターゲッ
ト及びその製造方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、金属又は合金からなる複数の分割タ
ーゲット材をバッキングプレートに接合してなる金属系
スパッタリングターゲットの製造方法において、前記バ
ッキングプレートに前記分割ターゲット材を接合する工
程と、各分割ターゲット材同士の継ぎ目の厚さ方向表面
側のみを溶接により接合する工程とを具備することを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
明の第１の態様は、金属又は合金からなる複数の分割タ
ーゲット材をバッキングプレートに接合してなる金属系
スパッタリングターゲットの製造方法において、前記バ
ッキングプレートに前記分割ターゲット材を接合する工
程と、各分割ターゲット材同士の継ぎ目の厚さ方向表面
側のみを溶接により接合する工程とを具備することを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
【００１３】かかる第１の態様では、分割ターゲット材
をバッキングプレートにそれぞれ接合した後、継ぎ目の
表面側のみを溶接により接合するので、比較的大型のス
パッタリングターゲットが容易に製造でき、アーキング
の発生が低減される。
をバッキングプレートにそれぞれ接合した後、継ぎ目の
表面側のみを溶接により接合するので、比較的大型のス
パッタリングターゲットが容易に製造でき、アーキング
の発生が低減される。
【００１４】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記分割ターゲット材を前記バッキングプレートに
溶接した後、各分割ターゲット材の間の隙間を当該分割
ターゲットと同材質のスペーサで埋める工程を有するこ
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
ある。
て、前記分割ターゲット材を前記バッキングプレートに
溶接した後、各分割ターゲット材の間の隙間を当該分割
ターゲットと同材質のスペーサで埋める工程を有するこ
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
ある。
【００１５】かかる第２の態様では、分割ターゲット材
をそれぞれバッキングプレートに接合した際に生じた隙
間を小さくすることができ、これにより表面側の継ぎ目
を容易に溶接により接合でき、且つスパッタリング使用
時に表面側のみの溶接の下側にできた隙間が埋まってい
き、アーキングの発生が顕著に低減される。
をそれぞれバッキングプレートに接合した際に生じた隙
間を小さくすることができ、これにより表面側の継ぎ目
を容易に溶接により接合でき、且つスパッタリング使用
時に表面側のみの溶接の下側にできた隙間が埋まってい
き、アーキングの発生が顕著に低減される。
【００１６】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記分割ターゲット材を前記バッキングプレートに
接合した後の当該分割ターゲット材同士の隙間が０．５
ｍｍ以下であり、前記スペーサで埋めた後の隙間が０．
２ｍｍ以下であ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ある。
て、前記分割ターゲット材を前記バッキングプレートに
接合した後の当該分割ターゲット材同士の隙間が０．５
ｍｍ以下であり、前記スペーサで埋めた後の隙間が０．
２ｍｍ以下であ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ある。
【００１７】かかる第３の態様では、表面側の継ぎ目を
容易に溶接により接合でき、且つスパッタリング使用時
に表面側のみの溶接の下側にできた隙間が埋まってい
き、アーキングの発生が低減される。
容易に溶接により接合でき、且つスパッタリング使用時
に表面側のみの溶接の下側にできた隙間が埋まってい
き、アーキングの発生が低減される。
【００１８】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記分割ターゲット材同士の溶接を表
面から１ｍｍ〜２．５ｍｍの深さまで行うことを特徴と
するスパッタリングターゲットの製造方法にある。
の態様において、前記分割ターゲット材同士の溶接を表
面から１ｍｍ〜２．５ｍｍの深さまで行うことを特徴と
するスパッタリングターゲットの製造方法にある。
【００１９】かかる第４の態様では、表面から１ｍｍ〜
２．５ｍｍの深さまで溶接することにより、溶接後の表
面研磨によっても溶接部が残留し、一体化した大型ター
ゲットが提供でき、アーキングの発生が低減される。
２．５ｍｍの深さまで溶接することにより、溶接後の表
面研磨によっても溶接部が残留し、一体化した大型ター
ゲットが提供でき、アーキングの発生が低減される。
【００２０】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記分割ターゲット材同士の溶接によ
る接合後、表面を機械研磨する工程を具備することを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
の態様において、前記分割ターゲット材同士の溶接によ
る接合後、表面を機械研磨する工程を具備することを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
【００２１】かかる第５の態様では、溶接後、表面研磨
することにより、初期のアーキングの発生が低減され
る。
することにより、初期のアーキングの発生が低減され
る。
【００２２】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記機械研磨後に前記分割ターゲット材同士の溶接
による接合が、表面から少なくとも０．５ｍｍの深さま
で行われていることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットの製造方法にある。
て、前記機械研磨後に前記分割ターゲット材同士の溶接
による接合が、表面から少なくとも０．５ｍｍの深さま
で行われていることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットの製造方法にある。
【００２３】かかる第６の態様では、研磨後も溶接によ
って分割ターゲット材同士が一体化しており、一体化さ
れた大型ターゲットが提供でき、アーキングの発生が低
減される。
って分割ターゲット材同士が一体化しており、一体化さ
れた大型ターゲットが提供でき、アーキングの発生が低
減される。
【００２４】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記分割ターゲット材がアルミニウム
系合金からなることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットの製造方法にある。
の態様において、前記分割ターゲット材がアルミニウム
系合金からなることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットの製造方法にある。
【００２５】かかる第７の態様では、大型ターゲット材
の製造が困難であったアルミニウム系合金の大型化が容
易に実現できる。
の製造が困難であったアルミニウム系合金の大型化が容
易に実現できる。
【００２６】本発明の第８の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、各分割ターゲット材の継ぎ目の接合を
ＹＡＧレーザ又は電子ビームによる溶接で行うことを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
の態様において、各分割ターゲット材の継ぎ目の接合を
ＹＡＧレーザ又は電子ビームによる溶接で行うことを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法にある。
【００２７】かかる第８の態様では、分割ターゲット材
同士の継ぎ目を酸化物の生成を極力抑えた状態で溶接す
ることができる。
同士の継ぎ目を酸化物の生成を極力抑えた状態で溶接す
ることができる。
【００２８】本発明では、各分割ターゲット材同士の継
ぎ目を溶接により接合するようにしたので、アーキング
の発生が低減された比較的大型のスパッタリングターゲ
ットが製造できる。
ぎ目を溶接により接合するようにしたので、アーキング
の発生が低減された比較的大型のスパッタリングターゲ
ットが製造できる。
【００２９】ここで、分割ターゲット材の種類は金属又
は合金からなるものであれば特に限定されない。例え
ば、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔ
ｉ）などの高融点金属材やアルミニウム系合金などを挙
げることができる。特に、アルミニウム系合金や、コバ
ルト−ボロン系合金、白金−マンガン系合金などは、製
造上大型のターゲット材を得難いので、本発明を適用す
るのに好適である。なお、アルミニウム系合金として
は、アルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）系、アルミニ
ウム−炭素−マンガン（Ａｌ−Ｃ−Ｍｎ）系、アルミニ
ウム−炭素−マグネシウム（Ａｌ−Ｃ−Ｍｇ）系などの
合金を挙げることができる。
は合金からなるものであれば特に限定されない。例え
ば、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔ
ｉ）などの高融点金属材やアルミニウム系合金などを挙
げることができる。特に、アルミニウム系合金や、コバ
ルト−ボロン系合金、白金−マンガン系合金などは、製
造上大型のターゲット材を得難いので、本発明を適用す
るのに好適である。なお、アルミニウム系合金として
は、アルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）系、アルミニ
ウム−炭素−マンガン（Ａｌ−Ｃ−Ｍｎ）系、アルミニ
ウム−炭素−マグネシウム（Ａｌ−Ｃ−Ｍｇ）系などの
合金を挙げることができる。
【００３０】また、分割ターゲット材の製造方法は特に
限定されず、鋳造・圧延法、半溶融撹拌法、粉末冶金
法、スパッタリング法などを挙げることができる。
限定されず、鋳造・圧延法、半溶融撹拌法、粉末冶金
法、スパッタリング法などを挙げることができる。
【００３１】本発明のスパッタリングターゲットは、複
数の分割ターゲット材を併せて大型のスパッタリングタ
ーゲットとするものであり、各分割ターゲットの継ぎ目
を溶接により接合したものである。かかる本発明のスパ
ッタリングターゲットでは、継ぎ目を溶接により接合し
て一体化しているので、継ぎ目に起因するアーキングの
発生を排除することができる。
数の分割ターゲット材を併せて大型のスパッタリングタ
ーゲットとするものであり、各分割ターゲットの継ぎ目
を溶接により接合したものである。かかる本発明のスパ
ッタリングターゲットでは、継ぎ目を溶接により接合し
て一体化しているので、継ぎ目に起因するアーキングの
発生を排除することができる。
【００３２】本発明のスパッタリングターゲットは、複
数の分割ターゲット材をバッキングプレートに接合して
なるものである。バッキングプレートは、一般的に用い
られているもので特に限定されず、例えば、熱伝導性の
高い銅製のものが用いられる。また、ターゲット材とバ
ッキングプレートとの接合も特に限定されない。一般的
には、ターゲット材とバッキングプレートの間に低融点
金属、低融点合金、例えば、インジウム（Ｉｎ）、Ｉｎ
系合金などを充填し、低融点金属、低融点合金の融点以
上に加熱し、ターゲット材とバッキングプレートの間の
低融点金属、低融点合金を溶かした後、冷却し、低融点
金属、低融点合金が再凝固することによりターゲット材
とバッキングプレートを接合する。このとき、分割ター
ゲット材同士の隙間は極力小さくするが、熱膨張差によ
り隙間が生じやすいので、できるだけ小さな隙間になる
ように接合するのが好ましい。
数の分割ターゲット材をバッキングプレートに接合して
なるものである。バッキングプレートは、一般的に用い
られているもので特に限定されず、例えば、熱伝導性の
高い銅製のものが用いられる。また、ターゲット材とバ
ッキングプレートとの接合も特に限定されない。一般的
には、ターゲット材とバッキングプレートの間に低融点
金属、低融点合金、例えば、インジウム（Ｉｎ）、Ｉｎ
系合金などを充填し、低融点金属、低融点合金の融点以
上に加熱し、ターゲット材とバッキングプレートの間の
低融点金属、低融点合金を溶かした後、冷却し、低融点
金属、低融点合金が再凝固することによりターゲット材
とバッキングプレートを接合する。このとき、分割ター
ゲット材同士の隙間は極力小さくするが、熱膨張差によ
り隙間が生じやすいので、できるだけ小さな隙間になる
ように接合するのが好ましい。
【００３３】バッキングプレートに接合した分割ターゲ
ット材の継ぎ目の隙間は特に限定されず、大きくなった
場合には、ターゲット材と同一組成の薄板等のスペーサ
で埋めて隙間を小さくした後、溶接により接合すればよ
い。隙間は０．５ｍｍ以下程度とするのが好ましく、こ
の場合、スペーサを使用しないで直接溶接してもよい
が、スペーサを挿入して０．２ｍｍ以下程度の隙間とし
た後、溶接するのが好ましい。
ット材の継ぎ目の隙間は特に限定されず、大きくなった
場合には、ターゲット材と同一組成の薄板等のスペーサ
で埋めて隙間を小さくした後、溶接により接合すればよ
い。隙間は０．５ｍｍ以下程度とするのが好ましく、こ
の場合、スペーサを使用しないで直接溶接してもよい
が、スペーサを挿入して０．２ｍｍ以下程度の隙間とし
た後、溶接するのが好ましい。
【００３４】ここで、継ぎ目の溶接は、厚さ方向の表面
側のみを行う。分割ターゲットの継ぎ目の厚さ方向表面
側を溶接するとは、後述するように、溶接後、表面を研
磨等した後に、少なくとも表面に隙間がなければよい
が、好ましくは、研磨後、０．５ｍｍ程度の溶接部が残
存するようにするのが好ましく、本発明の効果を得るこ
とができる。このように表面側のみを溶接する場合に
は、溶接を短時間で且つより簡便に行うことができる。
側のみを行う。分割ターゲットの継ぎ目の厚さ方向表面
側を溶接するとは、後述するように、溶接後、表面を研
磨等した後に、少なくとも表面に隙間がなければよい
が、好ましくは、研磨後、０．５ｍｍ程度の溶接部が残
存するようにするのが好ましく、本発明の効果を得るこ
とができる。このように表面側のみを溶接する場合に
は、溶接を短時間で且つより簡便に行うことができる。
【００３５】本発明に適用される溶接は、継ぎ目の隙間
を接合できるものであれば特に限定されないが、ＹＡＧ
レーザや電子ビームによる溶接を用いるのが好ましい。
酸化物の発生を極力押さえて、アーキングを防止し得る
接合を行うことができるからである。ＹＡＧレーザや電
子ビームによる溶接条件も特に限定されず、できるだけ
酸化が生じ難く、成分の一部が蒸発することなく、気泡
等が生じないような条件で且つアーキングを防止するよ
うな接合が可能な条件を選択すればよい。なお、電子ビ
ームによる溶接は真空下で行うため酸化物が生じること
はなく、また、ＹＡＧレーザは局所的な溶接ができるの
で大気中で溶接しても酸化が生じ難いという利点があ
る。
を接合できるものであれば特に限定されないが、ＹＡＧ
レーザや電子ビームによる溶接を用いるのが好ましい。
酸化物の発生を極力押さえて、アーキングを防止し得る
接合を行うことができるからである。ＹＡＧレーザや電
子ビームによる溶接条件も特に限定されず、できるだけ
酸化が生じ難く、成分の一部が蒸発することなく、気泡
等が生じないような条件で且つアーキングを防止するよ
うな接合が可能な条件を選択すればよい。なお、電子ビ
ームによる溶接は真空下で行うため酸化物が生じること
はなく、また、ＹＡＧレーザは局所的な溶接ができるの
で大気中で溶接しても酸化が生じ難いという利点があ
る。
【００３６】ここで、溶接の際に溶接棒等を用いなくて
も用いてもよいが、上述したように、分割ターゲット材
の継ぎ目の隙間（ギャップ）を小さくするために、スペ
ーサを挟んだ後、溶接するようにすれば、溶接棒を使用
する必要はない。
も用いてもよいが、上述したように、分割ターゲット材
の継ぎ目の隙間（ギャップ）を小さくするために、スペ
ーサを挟んだ後、溶接するようにすれば、溶接棒を使用
する必要はない。
【００３７】このような溶接は、上述したように、この
後の研磨工程の後に溶接部が残る程度まで行えばよく、
例えば、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜
２ｍｍ程度の深さまで溶接すればよい。一般的には、Ｙ
ＡＧレーザによると、２ｍｍ程度の深さまで溶接され、
電子ビームではそれ以上溶接できるので、一般的な条件
で溶接すれば十分な深さまで溶接可能である。
後の研磨工程の後に溶接部が残る程度まで行えばよく、
例えば、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜
２ｍｍ程度の深さまで溶接すればよい。一般的には、Ｙ
ＡＧレーザによると、２ｍｍ程度の深さまで溶接され、
電子ビームではそれ以上溶接できるので、一般的な条件
で溶接すれば十分な深さまで溶接可能である。
【００３８】このように本発明方法によると、分割ター
ゲット材のバッキングプレートに接合する工程の後に、
各分割ターゲット材の継ぎ目を溶接で接合する工程を行
う。これは、溶接を先に行うと反りが生じてバッキング
プレートとの接合が困難になったり、また、接合した部
分が割れてしまったりする虞があるからである。
ゲット材のバッキングプレートに接合する工程の後に、
各分割ターゲット材の継ぎ目を溶接で接合する工程を行
う。これは、溶接を先に行うと反りが生じてバッキング
プレートとの接合が困難になったり、また、接合した部
分が割れてしまったりする虞があるからである。
【００３９】また、バッキングプレートとターゲット材
との接合時には、ターゲット材が大型なターゲットであ
る場合、ターゲット材とバッキングプレートの熱膨張率
の相違により、低融点合金の再凝固温度から室温までの
熱歪みが低融点金属、低融点合金層を介して、ターゲッ
ト材とバッキングプレートの間に蓄積されるが、本発明
では分割ターゲット材を接合するので、反りを小さく抑
えることができる。
との接合時には、ターゲット材が大型なターゲットであ
る場合、ターゲット材とバッキングプレートの熱膨張率
の相違により、低融点合金の再凝固温度から室温までの
熱歪みが低融点金属、低融点合金層を介して、ターゲッ
ト材とバッキングプレートの間に蓄積されるが、本発明
では分割ターゲット材を接合するので、反りを小さく抑
えることができる。
【００４０】なお、分割ターゲット材の継ぎ目の溶接に
よる接合を行った後、好ましくは表面を研削あるいは研
磨してもよい。これにより、初期アーキングが防止され
るからである。
よる接合を行った後、好ましくは表面を研削あるいは研
磨してもよい。これにより、初期アーキングが防止され
るからである。
【００４１】本発明のスパッタリングターゲットによる
と、分割ターゲット材の継ぎ目が溶接により埋められて
いるので、アーキングが防止される。このような効果を
得るためには、継ぎ目の少なくとも表面側のみを溶接す
ればよい。
と、分割ターゲット材の継ぎ目が溶接により埋められて
いるので、アーキングが防止される。このような効果を
得るためには、継ぎ目の少なくとも表面側のみを溶接す
ればよい。
【００４２】ここで、表面側から溶接する際の継ぎ目の
ギャップは０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。また、
隙間にスペーサを挿入した場合には、分割ターゲット材
とスペーサとの隙間が０．５ｍｍ以下、好ましくは０．
２ｍｍ以下とするのがよい。このようなギャップとする
と、継ぎ目の隙間の表面側が塞がれていない厚さになる
までスパッタが進行しても、スパッタリング原子のター
ゲット材への再付着により、隙間全体が埋められるの
で、その後のスパッタリングによるアーキングも大幅に
低減され、また、隙間の下の下地がスパッタされる虞が
ないからである。
ギャップは０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。また、
隙間にスペーサを挿入した場合には、分割ターゲット材
とスペーサとの隙間が０．５ｍｍ以下、好ましくは０．
２ｍｍ以下とするのがよい。このようなギャップとする
と、継ぎ目の隙間の表面側が塞がれていない厚さになる
までスパッタが進行しても、スパッタリング原子のター
ゲット材への再付着により、隙間全体が埋められるの
で、その後のスパッタリングによるアーキングも大幅に
低減され、また、隙間の下の下地がスパッタされる虞が
ないからである。
【００４３】なお、分割ターゲット材の表面側を溶接に
より接合していない場合には、初期アークが激しく、ま
た、その後のスパッタリングによっても隙間が埋まるこ
とがなく、アーキングが激しく発生するので、使用する
ことはできない。
より接合していない場合には、初期アークが激しく、ま
た、その後のスパッタリングによっても隙間が埋まるこ
とがなく、アーキングが激しく発生するので、使用する
ことはできない。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００４５】図１は一実施形態に係るスパッタリングタ
ーゲットの製造方法により製造したスパッタリングター
ゲットの斜視図、図２はその製造工程を示す図である。
ーゲットの製造方法により製造したスパッタリングター
ゲットの斜視図、図２はその製造工程を示す図である。
【００４６】両図に示すように、スパッタリングターゲ
ット１０は、４枚の分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄを
バッキングプレート１２に、低融点金属層１３を介して
接合したものであり、且つ各分割ターゲット材１１Ａ〜
１１Ｄの継ぎ目１４の表面側を溶融部１５により接合し
たものである。
ット１０は、４枚の分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄを
バッキングプレート１２に、低融点金属層１３を介して
接合したものであり、且つ各分割ターゲット材１１Ａ〜
１１Ｄの継ぎ目１４の表面側を溶融部１５により接合し
たものである。
【００４７】かかるスパッタリングターゲット１０は、
図２に示すような手順で製造される。まず、銅製などの
バッキングプレート１２上に、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ系合
金など低融点金属を充填した状態で（図示せず）、分割
ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄを並べ（図２（ａ））、低
融点金属の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキン
グプレートの間の低融点金属を溶かした後、冷却し、低
融点金属が再凝固した低融点金属層１３により分割ター
ゲット材１１Ａ〜１１Ｄとバッキングプレート１２とを
接合する（図２（ｂ））。その後、例えば、電子ビーム
やＹＡＧレーザにより、各分割ターゲット材１１Ａ〜１
１Ｄの継ぎ目１４の表面側を溶接し、継ぎ目１４を接合
する溶接部１５を形成する。その後、必要に応じて表面
を研削・研磨し、スパッタリングターゲット１０とす
る。
図２に示すような手順で製造される。まず、銅製などの
バッキングプレート１２上に、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ系合
金など低融点金属を充填した状態で（図示せず）、分割
ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄを並べ（図２（ａ））、低
融点金属の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキン
グプレートの間の低融点金属を溶かした後、冷却し、低
融点金属が再凝固した低融点金属層１３により分割ター
ゲット材１１Ａ〜１１Ｄとバッキングプレート１２とを
接合する（図２（ｂ））。その後、例えば、電子ビーム
やＹＡＧレーザにより、各分割ターゲット材１１Ａ〜１
１Ｄの継ぎ目１４の表面側を溶接し、継ぎ目１４を接合
する溶接部１５を形成する。その後、必要に応じて表面
を研削・研磨し、スパッタリングターゲット１０とす
る。
【００４８】また、図３には、他の実施形態に係る製造
工程を示す。上述した実施形態と同様に、銅製などのバ
ッキングプレート１２上に、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ系合金
など低融点金属を充填した状態で（図示せず）、分割タ
ーゲット材１１Ａ〜１１Ｄを並べ（図２（ａ））、低融
点金属の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキング
プレートの間の低融点金属を溶かした後、冷却し、低融
点金属が再凝固した低融点金属層１３により分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄとバッキングプレート１２とを接
合した後、各分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄの間に薄
板状のスペーサ１１を挿入する（図２（ｂ）〜
（ｃ））。その後、例えば、電子ビームやＹＡＧレーザ
により、各分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄの継ぎ目１
４の表面側を溶接し、継ぎ目１４を接合する溶接部１５
を形成する。その後、必要に応じて表面を研削・研磨
し、スパッタリングターゲット１０とする。
工程を示す。上述した実施形態と同様に、銅製などのバ
ッキングプレート１２上に、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ系合金
など低融点金属を充填した状態で（図示せず）、分割タ
ーゲット材１１Ａ〜１１Ｄを並べ（図２（ａ））、低融
点金属の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキング
プレートの間の低融点金属を溶かした後、冷却し、低融
点金属が再凝固した低融点金属層１３により分割ターゲ
ット材１１Ａ〜１１Ｄとバッキングプレート１２とを接
合した後、各分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄの間に薄
板状のスペーサ１１を挿入する（図２（ｂ）〜
（ｃ））。その後、例えば、電子ビームやＹＡＧレーザ
により、各分割ターゲット材１１Ａ〜１１Ｄの継ぎ目１
４の表面側を溶接し、継ぎ目１４を接合する溶接部１５
を形成する。その後、必要に応じて表面を研削・研磨
し、スパッタリングターゲット１０とする。
【００４９】（実施例１）組成（ａｔ％）がＡｌ92.6Ｍ
ｇ6.0Ｃ1.3である、１２．７ｍｍ×１９．０ｍｍで厚さ
が６ｍｍのアルミニウム系合金ターゲット材を鋳造・圧
延法で製造し、このターゲット材を２枚、Ｉｎを介して
銅製のバッキングプレート上に接合した。その後、ター
ゲット材の継ぎ目をＹＡＧレーザにより溶接した。ＹＡ
Ｇレーザの条件は以下の通りであり、溶接深さは約２ｍ
ｍであった。
ｇ6.0Ｃ1.3である、１２．７ｍｍ×１９．０ｍｍで厚さ
が６ｍｍのアルミニウム系合金ターゲット材を鋳造・圧
延法で製造し、このターゲット材を２枚、Ｉｎを介して
銅製のバッキングプレート上に接合した。その後、ター
ゲット材の継ぎ目をＹＡＧレーザにより溶接した。ＹＡ
Ｇレーザの条件は以下の通りであり、溶接深さは約２ｍ
ｍであった。
【００５０】＜ＹＡＧ溶接条件＞
発信器 ：パルスＹＡＧレーザ
条件速度 ：０．０３ ｍ／ｍｉｎ．
平均出力 ：１２０ Ｗ（＝５８ Ｊ）
パルス高さ ：４０％
パルス幅 ：１３ｍＳ
周波数 ：２Ｈｚ
シールドガス ：Ａｒ （２５Ｌ／ｍｉｎ．）
【００５１】（比較例１）分割ターゲット材の継ぎ目を
溶接しない以外は実施例１と同様にした分割ターゲット
を製造した。
溶接しない以外は実施例１と同様にした分割ターゲット
を製造した。
【００５２】（試験例１）実施例１及び比較例１のスパ
ッタリングターゲットを用いて下記のスパッタ条件でス
パッタリングを行い、アーキング回数を計測した。この
結果を表１に示す。
ッタリングターゲットを用いて下記のスパッタ条件でス
パッタリングを行い、アーキング回数を計測した。この
結果を表１に示す。
【００５３】＜スパッタ条件＞
到達真空度 ：１．３３×１０−３ Ｐａ
スパッタ圧力 ：０．４Ｐａ
スパッタ電力 ：１．５ Ｗ／ｃｍ２
基板温度 ：２００ ℃
プレスパッタ ：３．５ Ｗｈｒ／ｃｍ２
【００５４】
【表１】
【００５５】この結果より、実施例１のスパッタリング
ターゲットは、ターゲット材の継ぎ目を溶接により接合
しているので、溶接していない比較例１のものと比較し
てアーキング数が大幅に低減したことがわかった。
ターゲットは、ターゲット材の継ぎ目を溶接により接合
しているので、溶接していない比較例１のものと比較し
てアーキング数が大幅に低減したことがわかった。
【００５６】（実施例２）組成（ａｔ％）がＡｌ97Ｎｉ
2Ｃ1である、直径２０３ｍｍの半円形で厚さが６ｍｍの
アルミニウム系合金ターゲット材を鋳造・圧延法で製造
し、このターゲット材を２枚、Ｉｎを介して銅製のバッ
キングプレート上に接合した。その後、ターゲット材の
継ぎ目である０．５ｍｍの隙間に０．４５ｍｍ厚のＡｌ
97Ｎｉ2Ｃ1板を挟んで、ＹＡＧレーザにより溶接した。
ＹＡＧレーザの条件は以下の通りであり、溶接深さは約
２ｍｍであった。
2Ｃ1である、直径２０３ｍｍの半円形で厚さが６ｍｍの
アルミニウム系合金ターゲット材を鋳造・圧延法で製造
し、このターゲット材を２枚、Ｉｎを介して銅製のバッ
キングプレート上に接合した。その後、ターゲット材の
継ぎ目である０．５ｍｍの隙間に０．４５ｍｍ厚のＡｌ
97Ｎｉ2Ｃ1板を挟んで、ＹＡＧレーザにより溶接した。
ＹＡＧレーザの条件は以下の通りであり、溶接深さは約
２ｍｍであった。
【００５７】＜ＹＡＧ溶接条件＞
発信器 ：パルスＹＡＧレーザ
条件速度 ：０．０３ ｍ／ｍｉｎ．
平均出力 ：６８０Ｗ（＝３２９Ｊ）
パルス高さ ：５５％
パルス幅 ：１２ｍＳ
周波数 ：１０Ｈｚ
シールドガス ：Ａｒ （２５Ｌ／ｍｉｎ．）
【００５８】（比較例２）分割ターゲット材の継ぎ目を
溶接しない以外は実施例２と同様にした分割ターゲット
を製造した。継ぎ目の隙間は０．５ｍｍ以下であった。
溶接しない以外は実施例２と同様にした分割ターゲット
を製造した。継ぎ目の隙間は０．５ｍｍ以下であった。
【００５９】（比較例３）分割ターゲットではなく、一
体品のものをスパッタリングターゲットとした。
体品のものをスパッタリングターゲットとした。
【００６０】（試験例２）実施例２及び比較例２、３の
スパッタリングターゲットを用いて下記のスパッタ条件
でスパッタリングを行い、アーキング回数を計測した。
この結果を表２に示す。
スパッタリングターゲットを用いて下記のスパッタ条件
でスパッタリングを行い、アーキング回数を計測した。
この結果を表２に示す。
【００６１】
＜スパッタ条件＞
到達真空度 ：５×１０−６ Ｐａ
スパッタ圧力 ：０．５ Ｐａ
測定時間 ：１５分
しきい値 ：アークエネルギー１０〜１５ｍＪをカウント
スパッタ電力 ：６．２Ｗ／ｃｍ２、９．３Ｗ／ｃｍ２
【００６２】
【表２】
【００６３】この結果、実施例２の溶接したものは、分
割品の比較例２よりアーキング回数が大幅に低減し、一
体品である比較例３に近い性能を有していた。
割品の比較例２よりアーキング回数が大幅に低減し、一
体品である比較例３に近い性能を有していた。
【００６４】（試験例３）試験例１及び試験例２のスパ
ッタリングで得られた薄膜について電気抵抗を測定して
比較したところ、実施例１と比較例１、並びに実施例２
と比較例２のスパッタリングターゲットを用いて形成し
た薄膜について差異はなかった。この結果、溶接箇所が
あっても、形成される膜の組成に影響を及ぼすことがな
いことが確認された。
ッタリングで得られた薄膜について電気抵抗を測定して
比較したところ、実施例１と比較例１、並びに実施例２
と比較例２のスパッタリングターゲットを用いて形成し
た薄膜について差異はなかった。この結果、溶接箇所が
あっても、形成される膜の組成に影響を及ぼすことがな
いことが確認された。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分割ターゲット材の継ぎ目を溶接により接合しているの
で、アーキング等の問題のない大型スパッタリングター
ゲットを比較的容易に且つ安価に製造でき、例えば、加
工性の小さいアルミニウム系合金のターゲット材におい
ても、例えば、１ｍ×１ｍというような大型スパッタリ
ングターゲットを容易に提供することができるという効
果を奏する。
分割ターゲット材の継ぎ目を溶接により接合しているの
で、アーキング等の問題のない大型スパッタリングター
ゲットを比較的容易に且つ安価に製造でき、例えば、加
工性の小さいアルミニウム系合金のターゲット材におい
ても、例えば、１ｍ×１ｍというような大型スパッタリ
ングターゲットを容易に提供することができるという効
果を奏する。
【図１】本発明の一実施形態のスパッタリングターゲッ
トの製造方法で製造したスパッタリングターゲットの概
略を示す斜視図である。
トの製造方法で製造したスパッタリングターゲットの概
略を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のスパッタリングターゲッ
トの製造工程を説明する図である。
トの製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態のスパッタリングターゲ
ットの製造工程を説明する図である。
ットの製造工程を説明する図である。
１０ スパッタリングターゲット
１１Ａ〜１１Ｄ 分割ターゲット材
１１ スペーサ
１２ バッキングプレート
１３ 低融点金属層
１４ 継ぎ目
１５ 溶接部
Claims (8)
- 【請求項１】 金属又は合金からなる複数の分割ターゲ
ット材をバッキングプレートに接合してなる金属系スパ
ッタリングターゲットの製造方法において、前記バッキ
ングプレートに前記分割ターゲット材を接合する工程
と、各分割ターゲット材同士の継ぎ目の厚さ方向表面側
のみを溶接により接合する工程とを具備することを特徴
とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記分割ターゲット
材を前記バッキングプレートに溶接した後、各分割ター
ゲット材の間の隙間を当該分割ターゲットと同材質のス
ペーサで埋める工程を有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】 請求項２において、前記分割ターゲット
材を前記バッキングプレートに接合した後の当該分割タ
ーゲット材同士の隙間が０．５ｍｍ以下であり、前記ス
ペーサで埋めた後の隙間が０．２ｍｍ以下であることを
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４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記分
割ターゲット材同士の溶接を表面から１ｍｍ〜２．５ｍ
ｍの深さまで行う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５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記分
割ターゲット材同士の溶接による接合後、表面を機械研
磨する工程を具備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６】 請求項５において、前記機械研磨後に前
記分割ターゲット材同士の溶接による接合が、表面から
少なくとも０．５ｍｍの深さまで行われていることを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記分
割ターゲット材がアルミニウム系合金からなることを特
徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１〜６の何れかにおいて、各分割
ターゲット材の継ぎ目の接合をＹＡＧレーザ又は電子ビ
ームによる溶接で行う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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002309291A JP4162467B2 (ja) | 2001-10-30 | 2002-10-24 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-331947 | 2001-10-30 | ||
| JP2001331947 | 2001-10-30 | ||
| JP2002309291A JP4162467B2 (ja) | 2001-10-30 | 2002-10-24 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003201561A true JP2003201561A (ja) | 2003-07-18 |
| JP4162467B2 JP4162467B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002309291A Expired - Fee Related JP4162467B2 (ja) | 2001-10-30 | 2002-10-24 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4162467B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006348380A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Applied Materials Inc | スパッタリングターゲットタイルの電子ビーム溶接 |
| JP2007063621A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Showa Denko Kk | スパッタリングターゲット材、スパッタリングターゲット材用アルミニウム材の製造方法及びスパッタリングターゲット材用アルミニウム材 |
| JP2009185372A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | ターゲットプレートおよびスパッタ装置 |
| US8470396B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-06-25 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
| US8703233B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-22 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets by cold spray |
| US9095932B2 (en) | 2006-12-13 | 2015-08-04 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
| CN106884147A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-23 | 中山市博顿光电科技有限公司 | 一种利用率高的离子源溅射靶材装置及其使用方法 |
| US9783882B2 (en) | 2007-05-04 | 2017-10-10 | H.C. Starck Inc. | Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom |
-
2002
- 2002-10-24 JP JP2002309291A patent/JP4162467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100753271B1 (ko) | 2005-06-13 | 2007-08-29 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 스퍼터링 타켓 타일의 전자 빔 용접 |
| US7652223B2 (en) | 2005-06-13 | 2010-01-26 | Applied Materials, Inc. | Electron beam welding of sputtering target tiles |
| JP2007063621A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Showa Denko Kk | スパッタリングターゲット材、スパッタリングターゲット材用アルミニウム材の製造方法及びスパッタリングターゲット材用アルミニウム材 |
| US9095932B2 (en) | 2006-12-13 | 2015-08-04 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
| US9783882B2 (en) | 2007-05-04 | 2017-10-10 | H.C. Starck Inc. | Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom |
| JP2009185372A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | ターゲットプレートおよびスパッタ装置 |
| US8961867B2 (en) | 2008-09-09 | 2015-02-24 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
| US8470396B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-06-25 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
| US8734896B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-05-27 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing high-strength large-area sputtering targets |
| US8703233B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-22 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets by cold spray |
| US9108273B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-08-18 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints |
| US9120183B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-09-01 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets |
| US9293306B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-03-22 | H.C. Starck, Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints |
| US9412568B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-08-09 | H.C. Starck, Inc. | Large-area sputtering targets |
| CN106884147A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-23 | 中山市博顿光电科技有限公司 | 一种利用率高的离子源溅射靶材装置及其使用方法 |
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