JPH06128735A - スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタリングターゲットに関し、スパッタ
リングの際の接合部の剥離防止を目的とする。 【構成】 ターゲット部材とバッキングプレートとの半
田接合部を、溶融半田内で浸漬接合することにより形成
し、半田材料の酸化物が半田接合部に侵入しないように
する。これによって、半田接合に際して生じ易い接合部
の半田の濡れ不足を防止して、スパッタリングターゲッ
トの接合部の強度を維持し、スパッタリングの際の接合
部の剥離を防止することで、半導体装置の配線膜形成等
に際して生産効率及び歩留りの向上を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングターゲ
ットの製造方法に関し、詳しくは、シリコンウエハ上の
配線形成において特に好適なアルミニウム、アルミニウ
ム合金、或いはチタン等の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】ＬＳＩ或いは磁気ヘッド等の電子デバイ
スでは、例えば、アルミニウム或いはチタンを主成分と
する配線は、１μm厚み程度の薄膜として絶縁層上に形
成された後、リソグラフィによって所定の配線パターン
に形成される。薄膜形成には、スパッタリング法が多用
されており、このためのスパッタリングターゲットに
は、加速されたイオンに照射されるターゲット部材と、
このターゲット部材の支持部材を成すバッキングプレー
トとが接合される形式のものがある。

【０００３】一般に、ターゲット部材及びバッキングプ
レートは夫々、円形若しくは長方形の平板形状を成して
いる。ターゲット部材は、目的とする配線組成により適
宜選択され、アルミニウム、アルミニウム合金、あるい
はチタン等の金属若しくは合金から構成され、バッキン
グプレートも同様に、例えばアルミニウム、銅又はステ
ンレス等の金属若しくは合金から構成される。

【０００４】上記形式のスパッタリングターゲットで
は、ターゲット部材とバッキングプレートとの接合に
は、双方の部材よりも融点が低い半田材料による半田接
合が採用され、スパッタ面と逆側のターゲット部材の背
面が、バッキングプレートの一方の面と半田材料を介し
て接合される。半田材料としては、比較的融点の低いＰ
ｂ−Ｓｎ系合金等が好適である。

【０００５】図２（ａ）〜（ｃ）は夫々、従来のスパッ
タリングターゲットの製造方法で採用されるターゲット
部材及びバッキングプレートの構造を示すための断面模
式図である。同図（ａ）に示した円板状のターゲット部
材１は、例えばアルミニウム合金から構成され、上面が
スパッタ面１１を成している。バッキングプレート２
は、同様に円板状を成し、例えばステンレス鋼から成
る。バッキングプレート２の上面には、ターゲット部材
１を所定位置に着座させるために浅い凹部２１が形成さ
れている。

【０００６】双方の部材１、２は、夫々単独に物理的及
び化学的洗浄のための所定の前処理を行い、その後、予
め夫々の接合面１２、２１となる部分に所定の組成の予
備半田が付着させてある。この予備半田付けは、例え
ば、蒸着によってＰｂ−Ｓｎ系の半田材料を接合面上に
堆積させることで行われる。

【０００７】接合に先立って、まず、予備半田材料と同
じ組成の半田材料を、温度２２０℃として溶融させて、
ターゲット部材１及びバッキングプレート２の予備半田
材料の表面上に供給する。これにより、双方の部材に
は、その冷却後半田層５が夫々形成される（図２
（ｂ））。

【０００８】前記のように用意された双方の部材１、２
を組み合わせ、ターゲット部材１の接合面１２をバッキ
ングプレート２の凹部２１に位置決めする。ターゲット
部材を押圧固定すると共に、熱風等の熱源により半田層
５をリフローさせる。押圧固定状態を保ってそのまま冷
却することにより、ターゲット部材１とバッキングプレ
ート２とが接合される（同図（ｃ））。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】スパッタリング法によ
って、例えば半導体ウエハ上に配線膜を形成している際
に、スパッタリングターゲットのターゲット部材とバッ
キングプレートとが剥離すると、そのスパッタリングを
停止させなければならず、半導体装置の生産効率が低下
するばかりか、その時のウエハが無駄になり歩留りも低
下する。このため、双方の部材の接合部に剥離が生じな
いよう、接合部を堅固にする必要がある。しかし、従来
のスパッタリングターゲットでは、半田接合部の強度不
足のため往々にしてターゲット部材の剥離が生じてい
た。

【００１０】本発明は、上記に鑑み、従来のスパッタリ
ングターゲットにおいて、ターゲット部材と、ターゲッ
ト支持部材を成すバッキングプレートとの接合部を改良
し、スパッタリングの際にこの接合部が容易に剥離しな
いスパッタリングターゲットの製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、
金属若しくは合金から成るターゲット部材と、金属若し
くは合金から成り前記ターゲット部材を支持するための
バッキングプレートとを、溶融半田内で浸漬接合するこ
とを特徴とする。

【００１２】本発明者らは、従来、スパッタリングター
ゲットの接合部において生じていた剥離の原因が、ター
ゲット部材とバッキングプレートとの半田接合の際にそ
の接合部に混入する半田材料の表面酸化物であり、この
酸化物の存在により、半田接合の際に双方の部材の接合
部において夫々半田の濡れ不足が生じていたことに想到
し、本発明の前記構成を採用してこの酸化物の除去を可
能としたものである。

【００１３】

【作用】ターゲット部材とバッキングプレートとを溶融
半田内で浸漬接合することにより、半田材料の酸化物が
接合部に混入することを防止できるので、この半田接合
の際に双方の部材の接合面に半田の濡れ不足が生ずるこ
とはない。このため、得られたスパッタリングターゲッ
トの接合部に強度の低下が生ずることはなく、従って、
スパッタリングの際に接合部の剥離が生じ難いスパッタ
リングターゲットを得ることができる。

【００１４】

【実施例】図面を参照して本発明を更に説明する。図１
（ａ）〜（ｃ）は、本発明のスパッタリングターゲット
の製造方法におけるターゲット部材とバッキングプレー
トとの接合工程を順次に示す断面模式図である。同図
（ａ）において、ターゲット部材１は、円板状を成しそ
の上面にスパッタ面１１を備えており、下面１２に予備
半田付けが施してある。また、バッキングプレート２
は、上面にターゲット部材着座のための浅い凹部２１を
備え、その凹部２１には、一面に予備半田付けが施して
ある。これらの予備半田の厚みは例えば、２０〜５０μ
mである。

【００１５】ターゲット部材１は、目的とする配線組成
により適宜選択される。例えばターゲット部材がアルミ
ニウム合金の場合には、溶媒を成すアルミニウムに少量
の溶質元素が添加され、このターゲット部材からスパッ
タリング法により薄膜として形成される配線の機械的特
性等の向上が図られる。例えば、０．０１〜３重量％の
Ｓi元素から成る溶質、或いは、０．０１〜３重量％の
Ｓi元素の他に０．０１〜３重量％のＣu、Ｔi、Ｐd、Ｚ
r、Ｈf、及びＹ、Ｓcを含む希土類元素から成る元素の
１種又は２種以上から成る溶質が、このアルミニウム合
金内に含まれている。また、バッキングプレートは、例
えば、ステンレス鋼から形成されている。

【００１６】双方の部材は、その材料としての性質上、
通常の状態でいずれも強固な酸化膜を表面に有するの
で、双方の接合面に半田の濡れ不足が生じ易く直接半田
接合をすることが困難である。このため、ターゲット部
材１及びバッキングプレート２は、表面の酸化膜を剥離
させ、その後の半田付けを容易にするために、前記の如
く予備半田付けを施すものである。

【００１７】この予備半田付けは、例えば超音波電気ゴ
テを使用する超音波法採用の半田メッキにより行う。予
備半田付けの後、双方の部材から剥離した酸化膜が予備
半田の表面に浮き上がるので、この酸化膜を除去する。
なお、ターゲット部材１については、他に摩擦半田付け
法によって予備半田付けを行うこともできる。これらの
予備半田付け方法は、フラックスを使用しないで行うこ
とができるので、残留フラックスに起因する接合部の腐
食のおそれがない。

【００１８】ターゲット部材１及びバッキングプレート
２は、夫々予備半田付けの後、半田浴槽３内に収容され
た溶融半田４内に浸漬する。溶融半田の温度は、例えば
２２０℃である。前記酸化膜除去の後に再び酸化膜が予
備半田表面に形成されたとしても、この酸化膜は、溶融
半田内に溶け出して双方の接合面から除去され、比重の
差により溶融半田の液面に浮上する。このため、酸化膜
は半田浴槽内から容易に除去できる。

【００１９】溶融半田浴内において、所定の組合わせ形
状となるように双方の部材を組み合わせ押圧した後（図
１（ｂ））、その押圧固定状態のまま半田浴槽３から取
り出す。その後、押圧を続けながら双方の部材を冷却し
て、接合部の半田を凝固させる（同図（ｃ））。この構
成により、双方の部材の接合面が空気に触れるおそれが
なく、従って、接合部の半田材料表面に再び酸化膜が形
成されることはない。冷却後、所定のターゲット寸法と
なるように、研削加工が施される。

【００２０】上記実施例の方法によれば、半田接合の際
にターゲット部材１及びバッキングプレート２の接合部
に酸化物の侵入するおそれがないので、双方の接合面に
おける半田の濡れ不足が防止され、半田の濡れ不足に起
因する接合面の強度不足が生ずることはない。従って、
スパッタリングターゲットの半田接合部の強度が所定の
大きさに容易に維持でき、スパッタリング法による配線
膜の形成に際して、スパッタリングターゲットの接合部
が剥離するおそれが減少する。

【００２１】前記実施例の方法により作製したスパッタ
リングターゲットと、従来の製造方法により作製したス
パッタリングターゲットとについて、超音波探傷器を採
用して接合面の欠陥率を測定することとした。

【００２２】超音波探傷器により、半田接合面に存在す
る０．１mm以上の直径を有する全てのボイドを探し出
し、その各ボイドについて接合面内の面積を測定した。
各ボイドの面積の合計と接合面全体面積との比を、半田
接合部の欠陥率とした。上記各方法により半田接合を行
った５個づつの試料の欠陥率についてその平均をとり、
各方法により製造されたスパッタリングターゲットの接
合部の欠陥率とした。

【００２３】実施例の方法により製造したスパッタリン
グターゲットでは、上記接合部の欠陥率は０％であった
が、従来の方法により製造したスパッタリングターゲッ
トでは、その欠陥率が９．０％であった。従って、本発
明の実施例の方法により製造したスパッタリングターゲ
ットの接合部の良好性が確認できた。

【００２４】なお、上記実施例では、ターゲット部材及
びバッキングプレートがいずれも円板状であるとして説
明したが、部材の形状としては、例えば、双方の部材が
いずれも長方形の板状である、或いは組合わせ形状が円
筒状である等、種々の形状を採用することが可能であ
り、実施例の形状に限定されるものではない。

【００２５】また、ターゲット部材、バッキングプレー
ト、或いは半田の材料としては、従来から採用されてい
る種々の材料を選定することができ、上記実施例の材料
に限定されるものでもない。例えばターゲット部材とし
ては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン等が採
用され、バッキングプレートとしてはステンレス鋼の他
にアルミニウム、銅等が採用される。また半田材料とし
ては、Ｐｂ−Ｓｎ系の他にＰｂ−Ａｇ系、Ｉｎ系等種々
のものが採用できる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスパッタ
リングターゲットの製造方法により得られるスパッタリ
ングターゲットは、接合部に半田材料の酸化物等が混入
し難いので、半田接合の際に接合部に半田の濡れ不足が
生じなく、半田接合の強度が容易に所定以上に維持され
る。このため、スパッタリング法による配線膜形成の際
に接合部の剥離が生じ難く、スパッタリング停止等の事
態が起らないので、半導体装置の配線形成等に際して生
産効率及び歩留りの向上が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は夫々、本発明のスパッタリン
グターゲットの製造方法における接合時のステップを示
す断面模式図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は夫々、従来のスパッタリング
ターゲットの製造方法で採用されるターゲット部材及び
ターゲット支持部材の構造を示すための断面模式図であ
る。

【符号の説明】

１：ターゲット部材 11：スパッタ面 12：下面 ２：バッキングプレート 21：凹部 ３：半田浴槽 ４：溶融半田

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属若しくは合金から成るターゲット部
   材と、金属若しくは合金から成り前記ターゲット部材を
   支持するためのバッキングプレートとを、溶融半田内で
   浸漬接合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。