JP2017014603A

JP2017014603A - スパッタリングターゲットおよびスパッタリングターゲットの製造方法

Info

Publication number: JP2017014603A
Application number: JP2015135425A
Authority: JP
Inventors: 透小松; Toru Komatsu; 信昭中島; Nobuaki Nakajima
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: JP6549430B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、スパッタリング時の異常放電およびスパッタリングターゲットからのダストを防止して微細なパーティクルを低減したスパッタリングターゲットおよびそのスパッタリングターゲットの製造方法を提供することにある。【解決手段】スパッタリングターゲット本体と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体の外周部のスパッタ装置のシールド部品に近接する角部のＲがＲ３以上であり、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方、または前記各本体表面の上に形成した溶射膜の表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下である複数の球状凹みを有することを特徴とするスパッタリングターゲットおよびその製造法である。バッキングプレートは、耐食性と強度を有するＡｌ合金が好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、スパッタ装置に使用される、スパッタリングターゲットおよびスパッタリングターゲットの製造方法に関する。

半導体あるいは液晶などの微細構造を有する電子部品は、歩留まり向上のため、従来から、その製造工程において歩留まり悪化要因であるパーティクルなどのダスト低減策が進められてきている。スパッタ装置に使用されるスパッタリングターゲットは、スパッタされた成分の被膜がターゲット自体に再付着し、そのような再付着した被膜が剥離脱落することによって、パーティクルとして半導体基板等へ脱落し、ダスト不良の要因となる。そのため、従来から、このような再付着膜の脱落防止対策として、スパッタリングターゲットおよびそのバッキングプレートのスパッタ成分が再付着する領域に再付着膜の付着密着性をあげるため、ブラスト処理により表面を荒らしたり（特許文献１参照）、溶射（特許文献２、３参照）やＰＶＤ，ＣＶＤによって被膜（特許文献４参照）を形成したりしてきた。さらに、スパッタリングターゲットとスパッタ装置との間隔（クリアランス）が不適切で、スパッタリングターゲットの表面、外周面等に突起状部分がある場合は、スパッタ装置とターゲットとの前記の部分で異常放電が発生し易く、異常放電が発生した場合にダスト不良が発生し易い。また、バッキングプレートの腐食によるダスト、あるいは変形により発生したマイクロクラックからのダストが発生し易い。

特開平９−２８７０７２号特許第３８９５２７７号特許第３７９１８２９号特許第４８２０５０８号

近年の半導体などの高集積化に伴い、内部構造の微細化が進み、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属配線幅も狭くなってきている（例えば、メモリ配線幅は１９ｎｍ⇒１５ｎｍ⇒１０ｎｍ以下と狭小化している）。このような極細配線になると、従来は注目されなかった、直径が０．２μｍ以下の微細なパーティクルも配線不良や素子不良などを引起すことが現実的な問題になってくる。これに伴い、従来よりさらに微細なパーティクル（大きさ０．２μｍ以下）の発生を低減させなければならなくなってきた。
これに対して、従来のブラスト処理においては、鋭角部を有する先鋭な砥粒を被処理材の表面に衝突させたり、球状のメディアを表面で破砕させているため、砥粒の被処理材への食込みが生じ易く、被処理材の表面に破砕層が形成されるなど傷が付き易い。そのため前記表面を粗くできるが、傷が多数残存するので、微小なパーティクルの発生を皆無にすることは不可能であった。
また、スパッタリングターゲットとスパッタ装置との間での異常放電に関しては、スパッタリングターゲットの表面、外周面等に存在する異常な突起状部分を低減することはなされてきたが、スパッタリングターゲットの形状・デザインそのもの及び材質の影響については、あまり検討がなされていない。
そのため、ダストの低減や、ターゲットライフを伸ばすことが難しかった。

これに対して、発明者は、前記微細パーティクルについて、その成分分析、スパッタリングターゲットにおける発生位置の調査、検証を重ね、鋭意試作・検討した結果、微細パーティクルの発生の要因として、ターゲット面の面性状（面粗さ、面形状）、ブラスト処理に使用されるメディアの種類、溶射膜における再付着膜不安定箇所、およびターゲットの外周形状自体、バッキングプレートの材質が関係していることを見出した。本発明におけるスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット本体またはバッキングプレートを有するスパッタリングターゲットのいずれかを示す。
本発明は、前記の微細パーティクル発生要因を対策・改善して、スパッタリングターゲットおよびそのバッキングプレートからのダストの脱落を防止して微細なパーティクルを低減するとともにスパッタリングターゲット自体のデザインの最適化により、スパッタ装置とスパッタリングターゲットとの間で発生する異常放電の発生を抑制することによって、異常放電による微細なパーティクルを低減することおよびそれによってターゲットライフを伸ばすことを目的としている。

本発明の第一の発明は、スパッタリングターゲット本体と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体の外周部のスパッタ装置のシールド部品に近接する角部のＲがＲ２．５以上であることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
さらに、前記スパッタリングターゲットにおいて、前記外周部の断面形状が前記外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法：図２のｈ）が０．３ｍｍ以上である逆テーパ形状であることを特徴とするスパッタリングターゲットである。

本発明の第二の発明は、前記スパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲット本体表面と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレート本体表面の再付着膜が付着する領域の表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下である複数の球状凹みを有することを特徴とするスパッタリングターゲットである。表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下であれば、スパッタリングターゲット本体表面とバッキングプレート本体表面の再付着膜が付着する領域に付着した付着物の密着性が優れ、前記付着物の膜剥離が効果的に抑制され、パーティクルの発生が減少する。表面粗さが２０μｍを超える場合には、表面のシャープな凸部に起因する再付着膜の膜突起が形成され易くなり、その膜突起周辺に微粒子が不安定に堆積した形態が表面に露出し、スパッタ時のプラズマによる熱変化によりこれら微粒子が脱落してパーティクルの発生を引き起し易くなる。したがって、前記スパッタリングターゲット本体表面とバッキングプレート本体表面の再付着膜が付着する領域の表面粗さＲａは２０μｍ以下と規定される。より好ましくは、１０〜２０μｍの範囲である。

前記の複数の球状凹みにおいて、球状凹みの平均直径が５０〜３００μｍであり、平均深さが５〜３０μｍの範囲であることが好ましい。この球状凹みの形状・個数を制御することにより、前記球状凹みの平均直径範囲および平均深さの範囲内において、本体表面の再付着膜が付着する領域の表面粗さＲａを２０μｍ以下に調整することが可能である。前記球状凹みの平均直径および平均深さは、本体表面の再付着膜が付着する領域の断面組織写真を観察し隣接した５個のくぼみを任意に選択し、それらの直径および深さを測定し、その平均値として測定される。また、前記球状凹みは表面を塑性加工することによって形成することが好ましい。

前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方において、前記球状凹みは、ボールショット処理により塑性加工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る。

本発明の第三の発明は、スパッタリングターゲット本体と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方の一部領域に溶射被膜が形成され、前記溶射被膜の表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下である複数の球状凹みを有することを特徴とするスパッタリングターゲットである。表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下であれば、スパッタリングターゲット本体表面とバッキングプレート本体表面の上に溶射被膜が形成された、再付着膜が付着する領域に付着した付着物の密着性が優れ、付着膜の膜剥離が効果的に抑制され、パーティクルの発生が減少する。表面粗さが２０μｍを超える場合には、表面のシャープな凸部に起因する再付着膜の膜突起が形成され易くなり、その膜突起周辺に微粒子が不安定に堆積した形態が表面に露出し、スパッタ時のプラズマによる熱変化によりそれら微粒子が脱落してパーティクルの発生を引き起し易くなる。したがって、前記スパッタリングターゲット本体表面とバッキングプレート本体表面の一部領域に溶射被膜が形成された、再付着膜が付着する領域の表面粗さＲａは２０μｍ以下と規定される。より好ましくは、１０〜２０μｍの範囲である。

前記球状凹みにおいて、球状凹みの平均直径が５０〜３００μｍであり、平均深さが５〜３０μｍの範囲であることが好ましい。この球状凹みの形状・個数を制御することにより、前記球状凹みの平均直径範囲および平均深さの範囲内において、溶射被膜の再付着膜が付着する領域の表面粗さＲａを２０μｍ以下に調整することが可能である。前記球状凹みの平均直径および平均深さは、溶射被膜の再付着膜が付着する領域の断面組織写真を観察し隣接した５個のくぼみを任意に選択し、それらの直径および深さを測定し、その平均値として測定される。また、前記球状凹みは表面を塑性加工することによって形成することが好ましい。

前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方の一部領域に溶射被膜が形成された面において、前記球状凹みは、ボールショット処理により塑性加工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る。

前記溶射被膜は、平均粒子径が５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子を含む組織を有し、前記溶射被膜の相対密度が７５％以上９９％以下であることが好ましい。さらに、前記溶射被膜の膜厚が５０μｍ以上であることが好ましい。この溶射被膜の膜厚が５０μｍ未満と過小になると、再付着堆積した付着物との熱膨張差を緩和する機能が低下するために、前記表面に付着堆積した付着物が剥離脱落し易くなり、パーティクル量が増加してしまう。したがって、溶射被膜の膜厚は５０μｍ以上と規定されるが、１００〜５００μｍの範囲が好ましく、更に１５０〜２５０μｍの範囲がより好ましい。

上記相対密度が９９％より大きいか、あるいは平均粒子粒径が５μｍ未満であると、溶射被膜に応力が負荷された場合に粒子間にクラックが発生し易く、応力緩和能力が低下して被膜の剥離が生じる。また、相対密度が７５％未満であるか、平均粒子径が１５０μｍを超えると、溶射表面の凹凸が顕著になり、溶射表面形態に応じて堆積した付着物表面から突起に起因したダスト（パーティクル）が多量に発生する。上記相対密度のさらに好ましい範囲は、９７％以上９９％以下である。

また、溶射被膜の相対密度は次の方法で求めるものとする。まず、溶射被膜の膜厚方向に切断した断面組織を光学顕微鏡により倍率５００倍で観察し、縦２１０μｍ、横２７０μｍの視野で空孔の面積を測定し、下記（１）式から相対密度（％）として換算し、視野１０箇所の平均値を相対密度として計算する。

相対密度（％）＝｛（Ｓ1−Ｓ2）／Ｓ1｝×１００（１）
但し、Ｓ1は縦２１０μｍ×横２７０μｍの視野面積（μｍ^２）で、Ｓ2は縦２１０μｍ×横２７０μｍの視野内における空孔の合計面積（μｍ^２）である。

このような溶射被膜を得る具体的な方法としては、プラズマ溶射やアーク溶射を適宜選択して使用する。溶射材料としては、粉末やワイヤーが用いられ、Ｒａ２０μｍ以下に制御するための粉末粒径やワイヤー径を使用することが必要である。

上記の溶射法は、プラズマ放電やアーク放電による熱源で供給粉末やワイヤーを溶融させて扁平粒子が堆積する膜構造となる溶射被膜を得る方法であるが、燃焼用ガスを熱源として供給粉末やワイヤーを溶融状態で吹き付けるフレーム溶射を使用しても良い。

一方、供給粉末のプラズマ溶射条件を制御することによって、供給粉末が粒状あるいは楕円状の粒子として存在する多孔質な溶射被膜が得られる。このような組織構造を有する溶射被膜をボールショット処理して溶射層を塑性加工することにより、さらに応力緩和機能が増加する。そのためにスパッタリングターゲットのライフアップが可能となると共に、パーティクル低減をも可能にする溶射被膜が得られることが、新たな知見として得られた。

得られた溶射被膜に対して、ボールショット処理を実施して溶射被膜表面を塑性変形させて、最終的な表面粗さを２０μｍ以下に制御する。このボールショット処理に際しては、ボール径、ボール材質、噴出圧力、ショット距離、ショット角度などのショット条件をコントロールすることによって、溶射被膜の表面粗さおよび表面形態などを制御することができる。

また、溶射被膜の表面粗さは、溶射処理のみによって所定の範囲に調整することは可能である。しかしながら、この場合には、溶射膜表面に微細な凹凸や空洞部が形成され易く、この凹凸や空洞部を起点として再付着膜の異常成長部が形成され易くなる。この異常成長部は不安定であるため、溶射皮膜表面部から脱落し易くパーティクルの発生原因となり易い。そこで、溶射被膜の表面を塑性加工することにより、前記凹凸や空洞部などの欠陥部を解消することが望ましい。

前記塑性加工方法はボールショット処理であることが好ましい。ボールショット処理は丸いボール状の金属製微細砥粒を高圧流体と共に被処理材（ターゲット・バッキングプレート、溶射被膜）の表面に衝突させて表面処理を行う方法であり、被処理材表面に砥粒を残存させず、かつ被処理材表面に損傷（破砕層形成）を与えずにくぼみを形成することができる。このくぼみの形状（直径および深さ）はボール状砥粒のボール径、ボール状砥粒の噴射距離、噴射圧力、噴射時間等の処理条件を制御することにより調整できる。

また、ボールショット処理で使用する硬質ボールとしては、普通鋼、ステンレス鋼やセラミックス材料製の球状ボールであれば、噴射による強い衝撃力を受けた場合においてもボール自体が破損せずに繰り返して使用が可能である。また、ボールの直径としては２ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである。２ｍｍを超えるように粗大となった場合は、溶射被膜表面の凹部までボールの衝突が及ばず、溶射形態がそのまま残存する部分が発生し、溶射面全体が均一な形態とならないためである。

上記ボールショット処理における吹付け圧力としては、ボールが均一な運動量を持って吹付けられる圧力であれば良く、具体的には５ｋｇ／ｃｍ^２以下が好適である。しかしながら、この吹付け圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超えると溶射被膜表面が極端に塑性変形して、所望の表面粗さを得ることが困難となる。一方、上記吹付け圧力が過度に低くなるとボールが安定的に噴出しないため、溶射被膜表面が完全な平滑状態とならず、溶射被膜表面に溶射形態が残存した不均一な形態となって膜の生産性が低下してしまう。

なお、ボールショット処理後に更にドライアイスショット処理を併用することにより、平滑化した溶射面に残留する付着物が除去され、異物が残存しない表面を形成できる効果があり、パーティクルの更なる低減に繋がるために有効な手段となる。

ドライアイス処理はドライアイスペレットを吹付けて表面をクリーニングすることを目的としている。このドライアイス処理によれば、ボールショット被処理材（ターゲット・バッキングプレート、溶射被膜）の表面にボールショット処理した際に残存する異物をドライアイスの昇華エネルギーで短時間で除去することが可能であり、清浄なボールショット処理によるくぼみを維持することが出来る。

また、ドライアイス処理は、溶射後に行なっても効果がある。溶射皮膜の表面には飛散粒子などの剥がれ易い粒子が残存していることがあるために、そのままの状態でボールショット処理を行った場合、ボールショット処理面には飛散粒子が潰された非常に剥離し易い被膜が存在する可能性がある。そのため、溶射皮膜を最初にドライアイス処理することで、脱落し易い飛散粒子が除去されて、ボールショット処理後でも剥離し易い異常部の形成を削減できる。

特に、上記ボールショット処理とドライアイス処理とを組合せることにより、一方の処理で溶射皮膜表面部に残存した微細な凹凸部を他方の処理で取り除くことが可能であり、微小なパーティクルの発生原因となる欠陥部を解消できるために、直径が０．１μｍ程度の微細なパーティクルをも低減することができ、ターゲットの長寿命（ライフ）化と微小パーティクル低減効果との両方を実現することができる。

本発明に係るスパッタリングターゲットのバッキングプレートの材質は、耐食性と強度を有するAl合金であることが好ましい。スパッタリングターゲットのバッキングプレートは、従来から、Al合金やCu合金が使用されているが、本発明に係るボールショットによるダスト削減効果を最も効果的に実現できる、ターゲットとバッキングプレートの組合せは、バッキングプレートが耐食性と強度を有するAl合金の場合である。前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートの材質は、Ｍｎが０．４ｗｔ％から１．０ｗｔ％、Ｍｇが４．０ｗｔ％から４．９ｗｔ％、Ｃｒが０．０５ｗｔ％から０．２５ｗｔ％、残部がＡｌ、またはＭｇが０．８ｗｔ％から１．２ｗｔ％、Ｓｉが０．４ｗｔ％から０．８ｗｔ％、Ｃｕが０．１５ｗｔ％から０．４ｗｔ％、残部がＡｌのいずれかのＡｌ合金であることが好ましい。前記バッキングプレートにおいて、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｓｉ，Ｃｕを前記範囲で添加することによって、Ａｌ合金の耐食性と強度を向上させることができる。そのため、Ａｌ合金の腐食によるダストの発生や、強度不足で発生する変形によるマイクロクラック起因のダストの発生を抑制することができる。さらに、Ａｌ合金とすることによって、従来の銅合金に比べて、軽量である。銅合金では、強度がＡｌ合金より高い場合が多く、その場合、前記の球状凹みを形成することが難しい。

本発明によるスパッタリングターゲットによれば、スパッタリングターゲットとスパッタ装置との近接する部分の形状を、角部Ｒが２．５以上、前記外周部の断面形状が前記外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法：図２のｈ）が０．３ｍｍ以上である逆テーパ形状とすることによって、異常放電の発生が抑制され、異常放電によるパーティクルの発生が抑制される。さらに、ターゲット及びバッキングプレート本体の表面に一体に形成された溶射被膜の表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下で複数の球状凹みがあるために、微小パーティクルの発生が減り、配線不良や素子不良などを引起すことが少なくなり電子部品の製造歩留まりを大幅に改善することができる。前記バッキングプレートの材質を耐食性と強度を有するＡｌ合金とすることによって、腐食や変形によるマイクロクラックによるダストを削減することができる。前記ダストの削減によりターゲットライフを伸ばせることから、スパッタリングターゲットやバッキングプレートからの成膜材料の膜剥離が長期間に亘って効果的に抑制されるために、成膜装置のクリーニングや構成部品の交換頻度も減少し成膜装置の運転管理が極めて容易になると共に、膜製品の生産性を高めることができ、成膜コストの低減も可能になる。

従来のスパッタリングターゲットの構成の１例を示す部分断面図である。スパッタ装置のシールド部品３に近接する角部がＲ２の例を示す。本発明の第一の発明に係るスパッタリングターゲットの構成の１例を示す部分断面図である。スパッタ装置のシールド部品３に近接する角部がＲ２．５以上である。ｈは、外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）を示す。本発明の第二の発明に係るスパッタリングターゲットのバッキングプレートに溶射膜がない構成の１例を示す部分断面図である。本発明の第三の発明に係るスパッタリングターゲットのバッキングプレートに溶射膜がある構成の１例を示す部分断面図である。本発明に係るスパッタリングターゲットの本体表面の表面性状を調整する操作の１例を示す部分断面図である。本発明に係るバッキングプレートの本体表面の溶射膜の表面性状を調整する操作の１例を示す部分断面図である。直径Ｄ及び深さｄは、球状凹み７の直径及び深さを示す。ｔは、溶射膜厚さを示す。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
図２は、本発明の第一の発明に係るスパッタリングターゲット本体１およびバッキングプレート本体２からなるスパッタリングターゲットの構成の１例を示す部分断面図である。スパッタ装置のシールド部品３に近接する角部がＲ２．５以上である。ｈは、外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）を示す。図３は、本発明の第二の発明を示しており、スパッタリングターゲット本体１およびバッキングプレート本体２の表面の再付着膜が付着する領域４に複数の球状凹みを有している。スパッタ装置のシールド部品３に近接する角部がＲ２．５以上である。ｈは、外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）を示す。さらに、図４は、本発明の第三の発明を示しており、スパッタリングターゲット本体１およびバッキングプレート本体２の溶射被膜５を含む再付着膜が付着する領域４に複数の球状凹みを有している。スパッタ装置のシールド部品３に近接する角部がＲ２．５以上である。ｈは、外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）を示す。

前記の実施例であるスパッタリングターゲットおよびそれを保持するバッキングプレートについては、ボールショット処理を実施したり、ボールショット処理とドライアイスショット処理とを併用して実施したりする処理を行った。

ここで、上記ボールショット処理は、第二の発明では、例えば、スパッタターゲット本体１の表面に直径が０．８ｍｍのステンレス製ボール６を、噴出し圧力５ｋｇ／ｃｍ2で噴射ノズル７から射出して実施した。ここで、図５に示すように、バッキングプレート本体２の表面にも同様に直径が０．８ｍｍのステンレス製ボール６を、噴出し圧力５ｋｇ／ｃｍ^２で噴射ノズル７から射出して実施した。第三の発明では、図６に示すように、例えば、バッキングプレート本体２の表面に形成されたアークＡｌ溶射被膜５の表面に、直径が０．８ｍｍのステンレス製ボール６を、噴出し圧力５ｋｇ／ｃｍ^２で噴射ノズル７から射出して実施した。

前記ボールショット処理を実施することによって、溶射被膜４の表面部が組成加工を受けて変形し、図６に示すようにボールの外表面形状に対応した曲面を有する球状凹み８が多数形成される。この球状凹み８の直径Ｄ及び深さｄは、上記ボール径、噴出し圧力などのショット条件を調整することにより制御できる。これは、図５で示す、溶射膜がない場合も同様である。

また、さらにドライアイスショット処理を実施することによって、ボールショット処理前に溶射被膜表面に残存していた付着物および突起部等を容易に除去してほぼ完全なクリーニングが実行できる。

［実施例１〜８］
実施例１，２は、ターゲット角部ＲをＲ２．５、Ｒ３に加工し、テーパ寸法ｈは０．３０ｍｍ，０．３９ｍｍの２種類とした。実施例３，４は、ターゲット角部ＲをＲ２．５、Ｒ３に加工し、テーパ寸法ｈは０．３９ｍｍとし、ボールショット処理を実施した。実施例５，６は、ターゲット角部ＲをＲ３に加工し、テーパ寸法ｈは０．３９ｍｍとし、アークＡｌ溶射して表１に示す厚さを有する溶射被膜を形成した後ボールショット処理を実施した。実施例７，８は、ターゲット角部ＲをＲ３に加工し、テーパ寸法ｈは０．３９ｍｍとし、アークＡｌ溶射して表１に示す厚さを有する溶射被膜を形成した後ボールショット処理とドライアイス処理を実施した。バッキングプレートは、実施例１〜８まで全てＡｌ合金とし、各Ａｌ合金の成分は表１に示す。

［比較例１〜９］
比較例１は、ターゲット角部ＲをＲ２に加工し、テーパがないスパッタリングターゲット。比較例２は、ターゲット角部をＲ２に加工し、テーパ寸法ｈを０．３９ｍｍとした。比較例３，４，５は、ターゲット角部をＲ３に加工し、比較例３はＳｉＣｎによるブラスト処理、比較例４はワイヤーショット（ワイヤーを表面にブラスト処理）、比較例５はバッキングプレート材質をＣｕ合金として、ボールショット処理を実施した。比較例６，７，８は、ターゲット角部をＲ３に加工し、テーパ寸法ｈを０．３９ｍｍとし、アークＡｌ溶射して表１に示す厚さを有する溶射被膜を形成した。比較例７は、ＳｉＣでブラスト処理を実施した。比較例８は、ワイヤーショット処理を実施した。比較例１〜４、６〜８のバッキングプレートはＡｌ合金とし、各Ａｌ合金の成分は表１に示す。

これら実施例１〜８、比較例１〜８のスパッタリングターゲットについて、１２インチウエハーへスパッタして成膜した。これらターゲットを使用したスパッタにおいて、成膜後の製品にダストＮＧ（２０ｐ以上発生）が多発するまでのスパッタターゲットのライフ（ｋＷｈ）を調査した。これらウエハー表面上に混入した直径０．２μｍ以上のダスト数をパーティクルカウンタ（ＷＭ−３）で測定した。これらのターゲットライフ（ｋＷｈ）、直径０．２μｍ以上のダスト数（ｐ）の測定結果を前記表１に示す。

上記表１に示す結果から明らかなように、本発明のよるスパッタリングターゲットによれば、各比較例に比べてパーティクル発生量が大幅に低減され、さらにターゲットライフが伸ばせることが判明した。この結果から、各実施例で形成した溶射被膜によりパーティクル発生を効果的かつ安定的に防止できることが確認された。

特にボールショット処理およびドライアイスショット処理の２種の後処理を併用することにより溶射被膜形成直後またはボールショット施工直後に溶射被膜表面に残存していた付着物を効果的に除去できるため、異常成長した付着物の脱落が効果的に防止できるために、ウエハー上に混入するパーティクルなどのダスト数をさらに低減できることが実証された。なお、実施例１〜８にかかるスパッタリングターゲットの溶射被膜の密度を測定したところ、いずれも密度９１〜９９％の範囲内であった。

１スパッタリングターゲット本体
２バッキングプレート本体
３スパッタ装置のシールド部品
４再付着膜が付着する領域
５溶射膜
６ステンレス製ボール
７噴射ノズル
８球状凹み
Ｄ球状凹み８の直径
ｄ球状凹み８の深さ
ｔ溶射膜５の厚さ
ｈテーパ寸法
R２従来のターゲット角部の１例としてR２を示す
R２．５≦ 本発明に係るターゲット角部Rが２．５以上であることを示す

Claims

スパッタリングターゲット本体と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体の外周部のスパッタ装置のシールド部品に近接する角部のＲがＲ２．５以上であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記外周部の断面形状が前記外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）が０．３ｍｍ以上の逆テーパ形状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。
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲット本体の外周部表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方に表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下である複数の球状凹みを有することを特徴とする請求項1乃至２のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
前記球状凹みにおいて、前記球状凹みの平均直径が５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
前記球状凹みにおいて、前記球状凹みの平均深さが５〜３０μｍであることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方において、前記球状凹みは、ボールショット処理またはドライアイス処理の少なくともいずれか一方により塑性加工されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
スパッタリングターゲット本体と、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体外周部表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方に溶射被膜が形成され、前記溶射被膜の表面粗さが算術平均粗さＲａで２０μｍ以下である複数の球状凹みを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
前記球状凹みにおいて、前記球状凹みの平均直径が５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項７に記載のスパッタリングターゲット。
前記球状凹みにおいて、前記球状凹みの平均深さが５〜３０μｍであることを特徴とする請求項７に記載のスパッタリングターゲット。
前記溶射被膜表面において、溶射は、アーク溶射またはプラズマ溶射であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
前記溶射被膜表面において、前記球状凹みはボールショット処理またはドライアイス処理の少なくともいずれか一方により塑性加工されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、バッキングプレートの材質が耐食性と強度を有するＡｌ合金であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、バッキングプレートの材質がＭｎが０．４ｗｔ％から１．０ｗｔ％、Ｍｇが４．０ｗｔ％から４．９ｗｔ％、Ｃｒが０．０５ｗｔ％から０．２５ｗｔ％、残部がＡｌ、またはＭｇが０．８ｗｔ％から１．２ｗｔ％、Ｓｉが０．４ｗｔ％から０．８ｗｔ％、Ｃｕが０．１５ｗｔ％から０．４ｗｔ％、残部がＡｌのいずれかのＡｌ合金であるであることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲットを保持するバッキングプレートを有し、前記スパッタリングターゲット本体の外周部のスパッタ装置のシールド部品に近接する角部のＲがＲ２．５以上となるように加工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１乃至１３のいずれかに記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記外周部の断面形状が前記外周部の角部からバッキングプレートのターゲット側立ち上がり開始部に向けての寸法（テーパ寸法）が０．３ｍｍ以上の逆テーパ形状となるよう加工することを特徴とする請求項１４に記載のスパッタリングターゲットの製造法。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方の表面に複数の球状凹みを塑性加工により形成することを特徴とする請求項１４乃至１５のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方にボールショット処理またはドライアイス処理により塑性加工することで前記球状凹みを形成することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方に溶射被膜を形成し、前記溶射被膜の表面に複数の球状凹みを形成することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の前記スパッタリングターゲットにおいて、前記スパッタリングターゲット本体表面または前記バッキングプレート本体表面の少なくともいずれか一方に溶射被膜を形成し、ボールショット処理またはドライアイス処理の少なくともいずれか一方により塑性加工することで前記球状凹みを形成することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。