JP5952653B2 - ターゲット接合体 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスやタッチセンサー等の電子デバイスにおいて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の電極材料や、センサーへの電気接続配線用のＣｕ合金薄膜を形成するために使用され、スパッタリングターゲットとバッキングプレートをろう材を介して接合したターゲット接合体に関するものである。

Ｃｕ薄膜は電気抵抗が低く、加工が比較的容易である等の理由から、液晶ディスプレイ等の表示デバイスの走査電極や信号電極、タッチセンサー等の電子デバイスの電気接続配線として、微細加工がされて使用されている。Ｃｕ薄膜の素材としては、純Ｃｕではガラス等の基材との密着性が悪く、また酸化し易いことから表面が変色し易く、しかも半導体中での拡散係数が大きいというデメリットがある。こうしたことから、電気接続配線用の薄膜の素材としては、Ｃｕ合金が使用されるのが一般的である。Ｃｕ合金薄膜では、上記のような純Ｃｕ薄膜を使用するときの問題を改善することができ、用途に応じた適切な添加元素を選択することによって、配線用薄膜として使用する際の機能を向上させることができる。そのため、電子デバイス用途に関して、様々な種類のＣｕ合金薄膜が開発されている。

Ｃｕ合金薄膜の形成には、一般にスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法が採用される。このスパッタリング法は、真空容器内にアルゴン等の不活性ガスを低ガス圧下で導入し、薄膜と同一の材料からなるスパッタリングターゲットと、基材との間に高電圧を印加して、プラズマ放電を発生させる。そのプラズマ放電によってイオン化された気体（ここではアルゴン）をスパッタリングターゲットに加速・衝突させ、非弾性衝突によってスパッタリングターゲットの構成原子をたたき出し、これを基板上に付着・堆積させて薄膜を作製する方法である。

金属薄膜の成膜法には、スパッタリング法の他に、真空蒸着法も知られているが、スパッタリング法ではスパッタリングターゲットと同じ組成の薄膜を連続して形成できるというメリットを有する。また特に金属材料の場合には、スパッタリング法を適用すると、希土類元素等の様にＣｕ中に固溶しない合金元素を薄膜中に強制固溶させることができる。工業的には、大面積に連続して安定成膜できるという観点からしても、スパッタリング法は優位な成膜法である。

このようなスパッタリング法に適用するスパッタリングターゲットとしては、一般に長方形状、円盤状等の平板状のものが使用され、スパッタリングターゲットは、その冷却や支持を目的にバッキングプレート（支持体）にはんだ等でろう付けされた状態（ターゲット接合体）で用いられるのが一般的である。

ところで上記バッキングプレートは、上述の通り、成膜時に加熱されたターゲットの冷却を目的としていることから、一般に熱伝導率の高い純Ｃｕ製、Ｃｕ合金製、純Ａｌ製またはＡｌ合金製のものが使用されている。一方、上記バッキングプレートに取り付けられるスパッタリングターゲットは、形成する薄膜に応じた金属材料からなり、電気接続配線用のＣｕ合金薄膜を形成するためＣｕ合金としては、下地膜との密着性の優れるＣｕ合金として、また、下地膜や上部膜中の原子の拡散を抑制するバリア膜用のＣｕ合金として、所定量のＭｎを合金元素として含むＣｕ−Ｍｎ合金を用いることが主流になっている。またターゲット材とバッキングプレートの接合には、熱伝導性と導電性が良好な低融点はんだ（例えばインジウム基はんだやすず基はんだ）等のボンディング材を用いたメタルボンディングが一般的に行われている。

Ｃｕ−Ｍｎ合金薄膜に関する技術として、例えば特許文献１には、液晶ディスプレイの電極として用いられるＣｕ−Ｍｎ合金薄膜について、Ｍｎが優先的に酸素と反応して、Ｃｕの酸化を抑止する酸化物皮膜を形成することが示されている。この技術では、Ｃｕ−Ｍｎ合金薄膜を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の電極材料として使用した場合の有用性が示されている。

また特許文献２には、光記録層の保護層として用いられるＺｎＳからのＳ拡散が起因で発生するＣｕの硫化に対して、Ｃｕ−Ｍｎ合金薄膜では界面反応が抑制されることが示されている。

一方、特許文献３では、スパッタリングターゲットのろう材との濡れ性を向上して、スパッタリングターゲットのバッキングプレートとの接合強度を増大させるようなスパッタリングターゲットの製造方法が示されている。

特許第４０６５９５９号公報 特許第４６０３０４４号公報 特許第２９７０７２９号公報

メタルボンディングによるスパッタリングターゲットとバッキングプレートとの接合は、スパッタリングターゲットとバッキングプレートの夫々を加熱して、接合させたい面の夫々に溶融したろう材を塗り、ろう材を塗った面同士を重ね合わせることによって行われる。しかしながら、スパッタリングターゲットがＣｕ−Ｍｎ合金のようにＭｎを含有するものからなる場合には、溶融したろう材中に、スパッタリングターゲット中のＭｎが染みだし、ろう材表面に濃化するという現象が生じることが、本発明者らの検討によって明らかになった。

ろう材表面に濃化したＭｎは、酸化され易いため酸化膜が形成されることになる。ろう材の表面に酸化膜が形成された状態でろう付けによるボンディングを行うと、酸化膜はろう材との濡れ性が悪いために、スパッタリングターゲットとバッキングプレートを重ね合わせたときに、ろう材中にポロシティ（気泡）が生じることになる。このポロシティ部分は、熱伝導性に劣るので、スパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲットの部分的な温度上昇が生じ、成形膜厚の面内での不均一が生じやすい。また、スパッタリングターゲットの温度上昇が生じると、ろう材が溶け、スパッタリングターゲットとバッキングプレートとの界面からはみ出して異常放電の原因となり、安定した成膜が行えないという問題がある。はみ出したろう材は、ガラス基板に付着しパーティクルやスプラッシュが発生する原因にもなる。

これまでＣｕ−Ｍｎ合金薄膜を形成する技術については、様々提案されているが、いずれもろう材中にポロシティ（気泡）の問題については、全く認識されていない。例えば、上記特許文献１のような技術では、スパッタリングターゲット中の合金元素が、ろう材中に拡散し、バッキングプレートとの貼り合わせで、ろう材中にポロシティ（気泡）が発生するような系で、安定した成膜が行えないという問題が生じることが予想される。

また、特許文献２の技術では、実際にはスパッタリングターゲットを用いてＣｕ−Ｍｎ合金薄膜の成膜を行っておらず、擬似的に作製したＣｕ−Ｍｎ合金インゴットに対してＺｎＳを被覆しているため、実際にバッキングプレートにボンディングしてスパッタリングしたときの課題については把握されていない。

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、Ｃｕ−Ｍｎ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングして成膜したときに、成形膜厚の面内での不均一を防止して厚さが均一な薄膜を形成することのできるターゲット接合体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ろう材の溶けだしによる異常放電を防止して安定した成膜が行えると共に、パーティクルやスプラッシュの発生を防止できるターゲット接合体を提供することにある。

上記目的を達成し得た本発明のターゲット接合体とは、スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％含むＣｕ−Ｍｎ合金であると共に、前記ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して１６％以下である点に要旨を有する。こうした構成を採用することによって、成形膜厚の面内での不均一を防止して厚さが均一な薄膜を形成することのできるターゲット接合体が提供できる。

また本発明のターゲット接合体は、スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％含むＣｕ−Ｍｎ合金であると共に、前記ろう材中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下である点にも要旨を有する。こうした構成を採用することによって、ろう材の溶けだしによる異常放電を防止して安定した成膜が行えると共に、パーティクルやスプラッシュの発生を防止できるターゲット接合体が提供できる。

更に、また本発明のターゲット接合体は、スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、
前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％含むＣｕ−Ｍｎ合金であると共に、前記ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して１６％以下であり、且つ前記ろう材中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下である点にも要旨を有する。こうした構成を採用することによって、上記の両特性を兼ね備えることができる。

本発明のターゲット接合体において、好ましく用いるろう材としては、インジウム基はんだやすず基はんだ等が挙げられる。

またバッキングプレートは、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも１種であることも好ましい実施態様である。

本発明によれば、ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計を、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して所定の割合に規定しているため、スパッタリングして成膜したときに、成形膜厚の面内での不均一を防止して厚さが均一な薄膜を形成することができる。また本発明では、ろう材中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積を、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して所定の割合に規定することによって、スパッタリングして成膜したときに、ろう材の溶けだしによる異常放電を防止して安定した成膜が行えると共に、パーティクルやスプラッシュの発生を防止できる。

ターゲット接合体の完成品を模式的に示した概略説明図（断面図）である。 スパッタリングターゲットを、溶融したろう材を介してバッキングプレート上に配置した状態を模式的に示した概略説明図（断面図）である。 スパッタリングターゲットを、溶融したろう材を介してバッキングプレート上に配置した他の状態を模式的に示した概略説明図（断面図）である。 スパッタリングターゲットを、溶融したろう材を介してバッキングプレート上に配置した更に他の状態を模式的に示した概略説明図（断面図）である。

スパッタリングターゲットとバッキングプレートを、ボンディング材を介してターゲット接合体とする際に、ボンディング材としてインジウム基（Ｉｎ基）はんだやすず基（Ｓｎ基）はんだ等の低融点金属を用い、加熱処理して低融点金属を溶融してターゲット材を融着させている。このとき、スパッタリングターゲットとして、Ｃｕ−Ｍｎ合金を用いた場合には、含有されているＭｎがろう材中に溶出し、ろう材表面に酸化膜を形成するため、ターゲットとバッキングプレートの貼り合わせ工程で、ろう材中にポロシティが生じ易い状態となる。こうした状態は、上記したような様々な問題を招くことになる。

上記した問題は、これまで全く認識されておらず、Ｃｕ−Ｍｎ合金以外のスパッタリングターゲットとバッキングプレートを接合する際には、何ら問題は生じないものとされていた。

本発明者らはこのような問題を解決できるターゲット接合体の構成について鋭意研究を重ねた。その結果、スパッタリングターゲット材とバッキングプレートがボンディング材を介して接合されたターゲット接合体において、（ａ）ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計や、（ｂ）ろう材中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積を、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して所定の割合となるように制御すれば、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。

図１は、ターゲット接合体の完成品を模式的に示した概略説明図（断面図）である。本発明のターゲット接合体１は、スパッタリングターゲット２とバッキングプレート３がろう材４を介して接合された構成となっている。尚、図１では、説明の便宜上、ろう材４は、凝固した状態を示しており、その中に存在することのあるポロシティについては図示していない。

本発明のターゲット接合体１において、ろう材４中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット２裏面への投影面積とは、ろう材４を図１の上方から見たときのポロシティの面積（平面視面積）を意味し、この面積の合計の、スパッタリングターゲット３裏面の接合領域全体の面積に対する割合（以下、単に「投影面積率」と呼ぶことがある）が、１６％以下となっている。この投影面積率を１６％以下と規定したのは、投影面積率が高くなると、スパッタリング時におけるスパッタリングターゲット２の均一冷却が悪化し、成膜速度がスパッタリングターゲット２内で不均一となるからである。好ましい投射面積率は１０％以下、より好ましくは７％以下である。尚、ポロシティが投影方向に２つ重なって存在していた場合、「投影面積の合計」とは、２つポロシティを同時に投影してできる影の面積とする。

投影面積率を上記のように制御するには、スパッタリングターゲット２とバッキングプレート３を溶融したろう材（後記図２の４ａ参照）で接合する際に、例えばスパッタリングターゲット２を上下動（ポンピング）させ（後記図２参照）、ろう材４ａ中のポロシティ５を追い出すようにすればよい。こうした方法によって投影面積率を小さくするには、上下動の際、例えばろう材中のポロシティを浮力により大気中に排出しやすくするため、インジウム基ろう材の温度を、粘性の低下する１７５℃以上に保持し、更にポンピング回数を１０回以上実施するなどして、制御することが好ましい。

また、溶融したろう材４ａを、スパッタリングターゲット２とバッキングプレート３の間に注入する際に、インジェクター８を用いて、ろう材４ａをスパッタリングターゲット２とバッキングプレート３間に噴射・注入するようにしてもよい（後記図３参照）。こうした方法によって投影面積率を小さくするには、インジェクターを用いてろう材を噴射・注入する際、例えばインジェクター中のインジウム基ろう材の温度を１７５℃以上に保持して粘性を低下させ、ろう材中の気泡を自然に浮き上がらせて除去する。その後、スパッタリングターゲットとバッキングプレートの界面のろう材を置換するため、インジェクター中のろう材の押し出し量を加減して制御することが好ましい。

或は、スパッタリングターゲット２とバッキングプレート３を溶融したろう材４ａで接合する際に、バッキングプレート３を振動台９に載置し（後記図４参照）、一体的にスパッタリングターゲット２を揺動させることによって、溶融したろう材４ａ中のポロシティ５を追い出すようにしてもよい（後記図４参照）。こうした方法によって投影面積率を小さくするには、スパッタリングターゲット２を揺動する際、例えばインジウム基ろう材の温度を１７５℃以上に保持して粘性を低下させ、スパッタリングターゲットを３°以上傾斜させて揺動する時間で制御することが好ましい。

本発明のターゲット接合体１では、ろう材４中に存在する、特に少なくとも接合端部中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット２裏面への投影面積が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下であることも有用である。上記「接合端部」とは、図１に示したターゲット接合体１の両端（実際には、全周部）から、内側へ５％程度（Ｌ₁／Ｌ₀×１００）までの領域を意味する。少なくとも接合端部中に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積（以下、「各ポロシティの大きさ」と呼ぶことがある）が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下とすることによって、ろう材の溶けだしによる異常放電を防止して安定した成膜が行えると共に、パーティクルやスプラッシュの発生を防止できるものとなる。各ポロシティの大きさが、上記特性に影響を与えるのは、接合端部での影響が大きいものとなる。従って、上記領域において、各ポロシティの大きさが「０．２％以下」となっていれば、中心部での各ポロシティの大きさが０．２％よりも大きくなっていてもよい。各ポロシティの大きさは、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．１％未満（測定限界）である。

尚、各ポロシティの大きさを上記のように制御するには、基本的に投影面積率を制御するときと同様にすればよいが、少なくとも接合端部に上記の制御が及ぶような制御を行えばよい。具体的には、スパッタリングターゲットとバッキングプレートの貼り合わせ時に、インジウム基ろう材の温度を１７５℃以上に保持し、生じたポロシティをスパッタリングターゲットのポンピング回数、もしくはインジェクターによるろう材の押し出し量、もしくはスパッタリングターゲットを傾斜させて揺動する時間を制御すればよい。

本発明で使用されるスパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％含むＣｕ−Ｍｎ合金である。Ｍｎはスパッタリングターゲットに酸化物皮膜層を形成するために含有されるものである。Ｍｎによる効果を発揮させるためには、Ｍｎ含有量は０．１原子％程度以上でもよく、Ｍｎ含有量が増大するにつれて上記効果も大きくなる。そして、Ｍｎ含有量が増大するに伴いポロシティが生成しやすい状態となる。本発明では、上記効果を発揮させるがポロシティが生成しやすくなるＭｎ含有量として、その下限を２原子％と規定した。好ましくは５原子％以上であり、より好ましくは１０原子％以上である。

しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、相対的にＣｕ量が少なくなってＣｕ−Ｍｎ合金の導電率が低下し、電気接続配線用としての機能が発揮されにくくなるので、３０原子％以下とする必要がある。好ましくは２５原子％以下であり、より好ましくは２０原子％以下である。

本発明で使用されるスパッタリングターゲットには、その特性を阻害しない程度の他の成分を含んでいてもよい。こうした成分としては、例えば、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ａｌ等が挙げられ、これらの成分の１種以上を２原子％まで含むことが許容できる（残部は不可避不純物）。

本発明で使用されるバッキングプレートについては特に限定されないが、各種公知のバッキングプレートを用いることができる。例えば耐熱性、導電性、熱伝導性に優れたバッキングプレートとして、銅、各種銅合金、アルミニウム、各種アルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも１種を含むバッキングプレートが用いられる。またバッキングプレートには冷却水水路等の冷却手段などが設けられていてもよい。

本発明で用いるろう材については、従来から使用されている低融点はんだ（例えばインジウム基はんだやすず基はんだ等の金属）等が使用できる。具体的には、５２質量％Ｉｎ−４８質量％Ｓｎ、９７質量％Ｉｎ−３質量％Ａｇ等のインジウム基はんだや、９１質量％Ｓｎ−９質量％Ｚｎ等のすず基はんだ等が挙げられる。

本発明のターゲット接合体は、下記の手順で作製することができる。まず、例えば溶解鋳造したＣｕ−Ｍｎ合金のインゴットに機械加工を施すことによって、板状のスパッタリングターゲットを作製する。この作製したスパッタリングターゲットを、ろう材を用いてバッキングプレートにボンディングしてターゲット接合体とする。

そして、このようにして作製したターゲット接合体を、真空装置であるスパッタリング装置に取り付け、バッキングプレートとそれに対向する基板との間に電界を印加することによって、スパッタリングターゲットと基板との間にプラズマを形成し、プラズマ中の陽イオンをスパッタリングターゲットに衝突させることにより、スパッタリングターゲットを構成する原子を叩きだして、対向する基板上にスパッタリングターゲットに対応した組成の薄膜を均一に堆積させる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

［実験例１］
溶解鋳造したＣｕ−１０原子％Ｍｎ合金のインゴットを熱間圧延（圧延温度：７００℃、圧下率：８０％）し、切断後、機械加工を施して、直径：１００ｍｍ×厚さ５ｍｍの円盤状に加工し、スパッタリングターゲット２（Ｃｕ−Ｍｎ合金ターゲット）とした。このスパッタリングターゲット２と、純銅製のバッキングプレート３（サイズ：直径１２６ｍｍ×厚さ７ｍｍ）を、純インジウムろう材を用いて、貼り合わせてボンディングし、ターゲット接合体１を作製した。

スパッタリングターゲット２を、溶融したろう材（溶融状態のろう材）４ａを介してバッキングプレート３上に配置した状態を模式的に図２（概略説明図）に示す。貼り合わせた後、溶融したろう材４ａ中には、ポロシティ５（気泡）が含まれるが、バッキングプレート３上に溶融したろう材４ａを介してスパッタリングターゲット２を載せた状態で、スパッタリングターゲット２を１２回上下動（図２中、矢印Ａで示す）させ、ろう材４ａ中のポロシティ５を追い出し、ポロシティ５の投影面積率およびポロシティ５の大きさを制御した。尚、図２中、６はろう材留め用の堰を示している。

ターゲット接合体１は、ろう材４ａが凝固する温度まで冷却し、ターゲット接合体１よりはみ出したろう材４ａを除去し、完成品とした（実験例１）。ターゲット接合体１の完成品は、前記図１（概略説明図）に示した通りである。このターゲット接合体１において、水浸式の超音波探傷装置（「超音波透視装置ＨＩＳ−２」商品名クレウトクレーマ−社製）を用い、ポロシティの投影面積率および各ポロシティの大きさを測定した。

このときポロシティの投影面積率については、上記超音波探傷装置によってポロシティによる反射エコーを検知して、ポロシティの投影面積を測定し、スパッタリングターゲット２裏面面積全体に対する割合を計算した。また各ポロシティの大きさについては、ターゲット接合体１の両端（実際には、全周部）から５ｍｍ内側までの領域（接合端部）にて、各ポロシティの投影面積の最大値を測定し、そのスパッタリングターゲット裏面面積全体に対する割合（接合端部での各ポロシィの大きさ）を計算した。

［実験例２］
実験例１と同様にして、スパッタリングターゲット２（Ｃｕ−Ｍｎ合金ターゲット）を機械加工し、これと純銅製のバッキングプレート３（サイズ：直径１２６ｍｍ×厚さ７ｍｍ）を、純インジウムろう材を用い、貼り合わせてボンディングし、ターゲット接合体１を作製した。このとき、図３（概略説明図）に示すように、溶融したろう材４ａを、インジェクター８を用いてスパッタリングターゲット２とバッキングプレート３との間に噴射・注入し、ろう材４ａ中のポロシティ５（気泡）を追い出し、ポロシティの投影面積率、および接合端部での各ポロシティの大きさを制御した。

ターゲット接合体１は、ろう材４ａが凝固する温度まで冷却し、ターゲット接合体１よりはみ出したろう材４ａを除去し、完成品とした（実験例２）。ターゲット接合体１の完成品は、前記図１（概略説明図）に示した通りである。このターゲット接合体１において、実験例１と同様にして、ポロシティの投影面積率、および接合端部での各ポロシティの大きさを測定した。

［実験例３］
実験例１と同様にして、スパッタリングターゲット２（Ｃｕ−Ｍｎ合金ターゲット）を機械加工し、これと純銅製のバッキングプレート３（サイズ：直径１２６ｍｍ×厚さ７ｍｍ）を、純インジウムろう材を用い、貼り合わせてボンディングし、ターゲット接合体１を作製した。このとき、ろう材４ａ中のポロシテイ（気孔）を追い出すために、図４（概略説明図）に示すように、スパッタリングターゲット２とバッキングプレート３との間にろう材４ａを介在させた状態で、振動台９上で一体的に揺動し、ろう材４ａ中のポロシティ５（気泡）を追い出し、揺動を１０秒間実施することによってポロシティの投影面積率、および接合端部での各ポロシティの大きさを制御した。

ターゲット接合体１は、ろう材４ａが凝固する温度まで冷却し、ターゲット接合体１よりはみ出したろう材４ａを除去し、完成品とした（実験例３）。ターゲット接合体１の完成品は、前記図１（概略説明図）に示した通りである。このターゲット接合体１において、実験例１と同様にして、ポロシティの投影面積率、および接合端部での各ポロシティの大きさを測定した。

［実験例４〜６］
実験例１と同様にして、スパッタリングターゲット２（Ｃｕ−Ｍｎ合金ターゲット）を機械加工し、これと純銅製のバッキングプレート３（サイズ：直径１２６ｍｍ×厚さ７ｍｍ）を、純インジウムろう材を用い、貼り合わせてボンディングし、各種ターゲット接合体１を作製した（実験例４〜６）。このとき、実験例４については、ろう材４ａ中のポロシテイ（気孔）を追い出す作業（実験例１〜３のいずれかに記載の作業）を一切行わず、スパッタリングターゲット２（Ｃｕ−Ｍｎ合金ターゲット）とバッキングプレート３をボンディングした。また、実験例５については、ろう材中のポロシテイ（気孔）を振動台上での揺動を５秒間実施することによって追い出し、実験例６については、ろう材中のポロシテイ（気孔）をターゲットのポンピングを一回のみ実施することによって追い出す作業を行った。

各ターゲット接合体１は、ろう材４ａが凝固する温度まで冷却し、ターゲット接合体１からはみ出したろう材４ａを除去し、完成品とした（実験例４〜６）。ターゲット接合体１の完成品は、前記図１（概略説明図）に示した通りである。これらのターゲット接合体１において、実験例１と同様にして、ポロシティの投影面積率、および接合端部での各ポロシティの大きさを測定した。

上記実験例１〜６の各ターゲット接合体１を、マグネトロンＤＣスパッタリング装置に装着し、ＤＣ電力：２６０Ｗ、圧力：２ｍＴｏｒｒでスパッタリングを行った。１０分間のプレスパッタを実施した後、成膜時間１分で厚さ約３００ｎｍの膜をφ５０ｍｍのガラス基板に成膜し、イニシャルの特性（初期特性）として、基板の中心から２０ｍｍの距離における膜厚を８箇所で測定した。

その後、同じ条件で、２時間の放電を行い、再度成膜時間１分で厚さ約３００ｎｍの膜をφ５０ｍｍのガラス基板に成膜し、基板の中心から２０ｍｍの距離における膜厚を８箇所で測定した。イニシャルの８箇所の膜厚中の最大値と最小値の差と、２時間放電後の同じく８箇所の膜厚中の最大値と最小値の差を比較し、２時間放電後の８箇所の膜厚中の最大値と最小値の差が、イニシャルの８箇所の膜厚中の最大値と最小値の差に対して１．３倍以上変化している場合に、膜厚偏差発生有り（１．３倍未満では膜厚偏差発生無し）と判断した。

また、２時間放電後のガラス基板への成膜を終了した後、スパッタリングターゲットとバッキングプレートの界面にろう材の溶け出しがあるかどうかについても調査した。これらの結果を、ポロシティの投影面積率、接合端部での各ポロシティの大きさ（ポロシティの最大面積率）と共に、下記表１に示す。

この結果から、次のように考察できる。まず実験例４と実験例６に示すように、ポロシティの投影面積率が１６％を超えた場合には、膜厚偏差が発生したが、実験例１〜３、５のように投影面積率が１６％以下では、膜厚偏差が発生しないことが分かる。こうした現象が生じる理由については、次のように考えることができる。即ち、成膜初期には、スパッタリングターゲット全体が、水冷されたバッキングプレートを介して均一に冷却されていると考えられるが、ポロシティの投影面積率が大きくなると、ポロシティ近傍のスパッタリングターゲットが局部的に冷却不足となり、スパッタリングターゲット表面の温度が局部的に上昇すると考えられる。スパッタリングターゲットの温度が上昇すると、スパッタリング率（即ち、成膜速度）が低下することが知られており、その影響で、膜厚偏差が発生したものと考えることができる。

また、実験例４と実験例５のように、スパッタリングターゲット端５ｍｍ領域でのポロシティの最大面積率が０．２％を超えた場合には、上記と同様の理由からスパッタリングターゲットが部分的に温度上昇するため、ターゲット接合体の接合端部から、ろう材が溶け出すものと考えられる。これに対し、接合端部での各ポロシティの大きさが０．２％以下の場合（実験例１〜３、６）には、ろう材が溶け出すほどのターゲットの局部的な温度上昇は生じないものと考えられる。

１ ターゲット接合体
２ スパッタリングターゲット
３ バッキングプレート
４ ろう材
４ａ 溶融したろう材
５ ポロシティ
６ 堰
８ インジェクター
９ 振動台

Claims (5)

1. スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、
   前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％；Ｚｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｌの１種以上を２原子％以下含み、残部：Ｃｕおよび不可避不純物であるＣｕ合金であると共に、前記ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して１６％以下であることを特徴とするターゲット接合体。
2. スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、
   前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％；Ｚｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｌの１種以上を２原子％以下含み、残部：Ｃｕおよび不可避不純物であるＣｕ合金であると共に、前記ターゲット接合体の全周部から、内側へ５％までの領域である接合端部中のろう材に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下であることを特徴とするターゲット接合体。
3. スパッタリングターゲットとバッキングプレートとろう材を備え、スパッタリングターゲットの裏面がろう材を介してバッキングプレートと接合されてなるターゲット接合体において、
   前記スパッタリングターゲットは、Ｍｎを２〜３０原子％；Ｚｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｌの１種以上を２原子％以下含み、残部：Ｃｕおよび不可避不純物であるＣｕ合金であると共に、前記ろう材中に存在するポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積の合計が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して１６％以下であり、且つ、前記ターゲット接合体の全周部から、内側へ５％までの領域である接合端部中のろう材に存在する各ポロシティのスパッタリングターゲット裏面への投影面積が、スパッタリングターゲット裏面の接合領域全体の面積に対して０．２％以下であることを特徴とするターゲット接合体。
4. 前記ろう材は、インジウム基はんだまたはすず基はんだである請求項１〜３のいずれかに記載のターゲット接合体。
5. 前記バッキングプレートは、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載のターゲット接合体。

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