JPWO2020250587A1 - スパッタリングターゲット及び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及びスパッタリングターゲットの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020250587A1
JPWO2020250587A1 JP2020560509A JP2020560509A JPWO2020250587A1 JP WO2020250587 A1 JPWO2020250587 A1 JP WO2020250587A1 JP 2020560509 A JP2020560509 A JP 2020560509A JP 2020560509 A JP2020560509 A JP 2020560509A JP WO2020250587 A1 JPWO2020250587 A1 JP WO2020250587A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
backing tube
central axis
recesses
sputtering target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020560509A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6942939B2 (ja
Inventor
優 和田
優 和田
宏 追鳥
宏 追鳥
勝仁 齋藤
勝仁 齋藤
和美 田屋
和美 田屋
高橋 一寿
一寿 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of JPWO2020250587A1 publication Critical patent/JPWO2020250587A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6942939B2 publication Critical patent/JP6942939B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3488Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/3491Manufacturing of targets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3286Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/604Pressing at temperatures other than sintering temperatures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

【課題】隣り合うターゲット部材間に形成される間隙への接合材の侵入をより確実に抑制する。【解決手段】バッキングチューブは筒状であり、外周面に複数の凹部が形成されている。ターゲット本体は、バッキングチューブの外周面を囲む円筒状の複数のターゲット部材を有し、複数のターゲット部材のそれぞれが離間するように並設される。中心軸方向に複数のターゲット部材が並ぶにことによって隣り合うターゲット部材間に形成される間隙がバッキングチューブの中心軸周りを周回し、間隙が複数の凹部のそれぞれと交差する。接合材は、バッキングチューブとターゲット本体との間に設けられ、上記バッキングチューブと複数のターゲット部材のそれぞれとを接合する。遮蔽部材は、複数の凹部のそれぞれを跨ぐように接合材とターゲット本体との間に配置され、間隙を接合材の側から遮蔽する。【選択図】図1

Description

本発明は、スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法に関する。
薄型テレビの大画面化に伴い、フラットパネルディスプレイを製造するときに使用されるスパッタリングターゲットの大型化が進行している。これに伴い、大面積の酸化物ターゲットが出現している。特に、長く且つ円筒型の酸化物ターゲットが取り付けられる成膜装置が開発されている。長い円筒型の酸化物ターゲットを得るために、複数個の円筒型の酸化物焼結体を円筒型のバッキングチューブに接合材で接合する方法が提供されている。
しかし、複数個のターゲット部材でスパッタリングターゲットを構成した場合、ターゲット部材の熱膨張によって隣り合うターゲット部材同士が接触して、ターゲット部材が割れる場合がある。この接触による割れを防ぐために、隣り合うターゲット部材間には、間隙が設けられる場合がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2015−168832号公報
しかしながら、間隙が設けられると、必然的に間隙に接合材が侵入する確率が高くなったり、バッキングチューブが隙間に露出したりして、ターゲット部材以外の成分が間隙から放出される可能性がある。このような現象が起きると、酸化物以外の成分が被膜に混入し、被膜の特性が悪化することになる。また、成膜工程での異常放電の要因にもなる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙からの異物の放出をより確実に抑制す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にある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るスパッタリングターゲットは、バッキングチューブと、ターゲット本体と、接合材と、遮蔽部材とを具備する。
上記バッキングチューブは、筒状であり、外周面に複数の凹部が形成され、上記複数の凹部のそれぞれが中心軸方向に延在し、上記複数の凹部のそれぞれが中心軸周りに並設されている。
上記ターゲット本体は、上記バッキングチューブの外周面を囲む円筒状の複数のターゲット部材を有し、上記複数のターゲット部材のそれぞれが上記バッキングチューブの中心軸方向に離間するように並設される。上記中心軸方向に上記複数のターゲット部材が並ぶにことによって隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が上記バッキングチューブの中心軸周りを周回し、上記間隙が上記複数の凹部のそれぞれと交差する。
上記接合材は、上記バッキングチューブと上記ターゲット本体との間に設けられ、上記バッキングチューブと上記複数のターゲット部材のそれぞれとを接合する。
上記遮蔽部材は、上記複数の凹部のそれぞれを跨ぐように上記接合材と上記ターゲット本体との間に配置され、上記間隙を上記接合材の側から遮蔽する。
このようなスパッタリングターゲットによれば、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が遮蔽部材によって確実に遮蔽されて、間隙からの異物の放出が確実に抑制される。
上記スパッタリングターゲットにおいては、上記遮蔽部材は、環状の弾性部材により構成されてもよい。
このようなスパッタリングターゲットによれば、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が環状の弾性部材により構成された遮蔽部材によって確実に遮蔽されて、間隙からの異物の放出が確実に抑制される。
上記スパッタリングターゲットにおいては、上記遮蔽部材が当接する上記ターゲット部材の面が上記中心軸方向に対し傾いてもよい。
このようなスパッタリングターゲットによれば、遮蔽部材が当接するターゲット部材の面が中心軸方向に対し傾いているので、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が弾性部材により確実に遮蔽されて、間隙からの異物の放出が確実に抑制される。
上記スパッタリングターゲットにおいては、上記ターゲット本体は、上記バッキングチューブの上記中心軸方向に列状となって複数並設されてもよい。
このようなスパッタリングターゲットによれば、長尺のスパッタリングターゲットが簡便に得られる。
上記スパッタリングターゲットにおいては、上記複数のターゲット部材のそれぞれは、酸化物の焼結体によって構成されてもよい。
このようなスパッタリングターゲットによれば、複数のターゲット部材のそれぞれが酸化物の焼結体によって構成されても、間隙への接合材の侵入が抑制される。
上記スパッタリングターゲットにおいては、上記酸化物は、In、Ga、及びZnを有してもよい。
このようなスパッタリングターゲットによれば、焼結体がIn、Ga、及びZnを有するので、安定した酸化物半導体膜が形成される。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法では、外周面に複数の凹部が形成され、上記複数の凹部のそれぞれが中心軸方向に延在し、上記複数の凹部のそれぞれが中心軸周り並設されたバッキングチューブが準備される。
上記複数の凹部のそれぞれを跨ぐように環状の遮蔽部材が上記バッキングチューブの周りに配置される。
第1ターゲット部材及び第2ターゲット部材によって上記バッキングチューブの上記外周面が包囲される。
上記第1ターゲット部材及び上記第2ターゲット部材が上記中心軸方向に並ぶように配置される。
上記第1ターゲット部材及び上記第2ターゲット部材との間に形成される間隙が上記遮蔽部材によって上記バッキングチューブの側から遮蔽される。
上記第1ターゲット部材と上記バッキングチューブとの間に溶融した上記接合材が充填され、上記接合材が上記複数の凹部を通じて上記第2ターゲット部材と上記バッキングチューブとの間に充填される。
上記接合材を固化することで、上記第1ターゲット部材と上記バッキングチューブとの間及び上記第2ターゲット部材と上記バッキングチューブとの間が接合され、上記第1ターゲット部材と上記第2ターゲット部材とを有する上記ターゲット本体が上記バッキングチューブの周りに形成される。
このようなスパッタリングターゲットの製造方法によれば、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が遮蔽部材によって確実に遮蔽されて、間隙からの異物の放出が確実に抑制される。
以上述べたように、本発明によれば、隣り合うターゲット部材間に形成される間隙からの異物の放出をより確実に抑制するスパッタリングターゲット及びその製造方法が提供される。
図(a)は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す模式的斜視図である。図(b)は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す模式的段面図である。 本実施形態に係るスパッタリングターゲットのバッキングチューブと、バッキングチューブを囲む遮蔽部材とを示す模式的斜視図である。 ターゲット本体と接合材との間に設けられた遮蔽部材を示す模式的断面図である。 ターゲット本体とバッキングチューブとの間に接合材が充填される様子を示す模式図である。 本実施形態に係るスパッタリングターゲットの変形例1を示す模式的斜視図である。 本実施形態に係るスパッタリングターゲットの変形例2を示す模式的断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、XYZ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
図1(a)は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す模式的斜視図である。図1(b)は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す模式的段面図である。図1(b)には、図1(a)のA1−A2線に沿ったX−Y軸断面が示されている。
図2は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットのバッキングチューブと、バッキングチューブを囲む遮蔽部材とを示す模式的斜視図である。図2には、図1(a)から、接合材30と、ターゲット本体20とが取り除かれた状態が示されている。
図1(a)、(b)に示すスパッタリングターゲット1は、スパッタリング成膜に用いられる円筒状のターゲットアセンブリである。スパッタリングターゲット1は、バッキングチューブ10と、ターゲット本体20と、接合材30と、遮蔽部材40とを具備する。
バッキングチューブ10は、筒状体であり、その内部が中空状になっている。バッキングチューブ10は、一軸方向(例えば、中心軸10cの方向)に延在する。中心軸10cの方向は、バッキングチューブ10の長手方向である。また、バッキングチューブ10は、スパッタリングターゲット1の基材であることから、中心軸10cは、スパッタリングターゲット1の中心軸でもある。
バッキングチューブ10は、中心軸10cの周りを周回する外周面101と、外周面101とは反対側に位置し、中心軸10cの周りを周回する内周面102とを有する。バッキングチューブ10を中心軸10cと直交する平面(例えば、X−Y軸平面)で切断した場合、その形状は、例えば、環状になっている。
バッキングチューブ10の外周面101には、複数の凹部103が形成されている(図2)。複数の凹部103のそれぞれは、例えば、スリット状の溝であり、それぞれが中心軸10cの方向に延在する。複数の凹部のそれぞれは、中心軸10cの周りに並設されている。凹部103の個数は、特に限定されず、例えば、8個の凹部103が外周面101に設けられる。
バッキングチューブ10の材料は、熱伝導性に優れた材料を有し、例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)等である。バッキングチューブ10の内部には、適宜、冷媒が流通する流路が形成されてもよい。
ターゲット本体20は、バッキングチューブ10の外周面101を囲む。ターゲット本体20は、バッキングチューブ10に対して同心状に配置される。ターゲット本体20は、複数のターゲット部材を有する。例えば、図1(a)、(b)の例では、ターゲット本体20は、一組のターゲット部材20A、20Bを有している。本実施形態では、ターゲット部材20Aを第1ターゲット部材、ターゲット部材20Bを第2ターゲット部材とする。
ターゲット部材20A、20Bのそれぞれは、円筒状である。ターゲット部材20A、20Bのそれぞれは、バッキングチューブ10を囲む。また、ターゲット部材20A、20Bは、バッキングチューブ10の中心軸10cの方向に並設される。
ターゲット部材20A、20BのそれぞれをX−Y軸平面で切断した場合、その形状は、例えば、環状になっている。例えば、X−Y軸平面におけるターゲット部材20A、20Bのそれぞれの断面形状は、同じ形状をしている。また、Z軸方向におけるターゲット部材20A、20Bのそれぞれの長さは、同じである。
ターゲット部材20A、20Bのそれぞれは、互いに接触することなく、バッキングチューブ10の中心軸10cの方向に互いに接触することなく離間するように並設される。換言すれば、ターゲット本体20は、中心軸10cに沿った方向で分割された分割構造を有する。
これにより、ターゲット部材20Aとターゲット部材20Bとの間には、間隙(分割部)201が形成される。間隙201は、バッキングチューブ10の中心軸10cの周りを周回する。間隙201は、複数の凹部103のそれぞれを跨ぎ、複数の凹部103のそれぞれと交差する。間隙201の中心軸10cの方向における幅については、特に限定されず、例えば、ターゲット部材20A、20Bの熱膨張によって、それぞれが互いに接触しない程度に設定される。例えば、間隙201の幅は、0.1mm以上0.5mm以下である。
ターゲット部材20A、20Bは、同一材料で構成され、例えば、酸化物の焼結体によって構成されている。一例として、焼結体は、In及びZnを有する。例えば、焼結体は、In−Ga−Zn−O(IGZO)からなる。例えば、焼結体は、In−Ti−Zn−Sn−O(ITZTO)焼結体、In−Ti−Zn−Sn−O(IGTO)焼結体等でもよい。
接合材30は、バッキングチューブ10とターゲット本体20との間に介設されている。接合材30は、バッキングチューブ10とターゲット本体20とに密に接している。接合材30は、バッキングチューブ10と複数のターゲット部材20A、20Bのそれぞれとを接合する。接合材30をバッキングチューブ10とターゲット本体20との間に充填した後には、凹部103にも接合材30が注入される。接合材30は、例えば、インジウム(In)、錫(Sn)、ハンダ材等を有する。
遮蔽部材40は、複数の凹部103以外のバッキングチューブ10の外周面101に接し、複数の凹部103のそれぞれを跨ぐように接合材30とターゲット本体20との間に配置される(図2)。遮蔽部材40は、間隙201と接合材30との間に位置する。遮蔽部材40は、間隙201を接合材30の側から遮蔽する。
図3は、ターゲット本体と接合材との間に設けられた遮蔽部材を示す模式的断面図である。図3には、凹部103の位置から中心軸10cの周りに逸れた遮蔽部材40が示されている。
ターゲット部材20Aとターゲット部材20Bとが中心軸10cの方向に間隙201を隔てて対向することで、ターゲット部材20Aは、ターゲット部材20Bに対向する端面202を有し、ターゲット部材20Bは、ターゲット部材20Aに対向する端面203を有する。
また、ターゲット部材20Aは、バッキングチューブ10の側に傾斜面205を有し、ターゲット部材20Bは、バッキングチューブ10の側に傾斜面206を有する。傾斜面205は、端面202に連設され、傾斜面206は、端面203に連設されている。傾斜面205、206のそれぞれは、中心軸10cの方向に対して傾いている。
中心軸10cの方向における傾斜面205と傾斜面206との距離は、中心軸10cから遠ざかるほど狭くなる。傾斜面205と傾斜面206とが中心軸10cの方向に対向することで、間隙201のバッキングチューブ10の側にはテーパ構造が構成される。遮蔽部材40は、ターゲット部材20Aの傾斜面205に当接し、ターゲット部材20Bの傾斜面206に当接している。
遮蔽部材40の断面径は、特に限ることなく、例えば、その最小径が傾斜面205と、傾斜面206と、外周面101とに当接する程度あればよい。遮蔽部材40が傾斜面205と、傾斜面206と、外周面101とに当接し、遮蔽部材40が若干の弾性変形することで、遮蔽部材40のターゲット部材20A、20Bに対する接触面積が充分に確保される。なお、弾性変形をする前の遮蔽部材40の断面の外形は、例えば、円状をしている。
また、この構成によれば、遮蔽部材40が中心軸10cの方向において傾斜面205と傾斜面206とによって挟まれることになる。これにより、接合材30の注入時には、遮蔽部材40の中心軸10cの方向における位置ずれが起きにくくなる。
遮蔽部材40は、環状の弾性部材により構成されている。遮蔽部材40は、例えば、Oリングである。遮蔽部材40の材料は、耐熱性、プラズマ耐性に優れた材料を有し、例えば、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等である。
このような遮蔽部材40を間隙201と接合材30との間に配置することにより、接合材30の間隙201への漏れが抑制され、間隙201に接合材30が侵入しにくくなる。また、スパッタリング時に間隙201がプラズマに晒されたとしても、遮蔽部材40により接合材30がプラズマから遮蔽される。これにより、スパッタリング時には、接合材30の成分(例えば、In)がターゲット本体20の成分と混ざりにくくなる。さらに、遮蔽部材40がプラズマ耐性を有することから、遮蔽部材40もターゲット本体20の成分と混ざりにくくなる。
次に、スパッタリングターゲット1の製造方法について説明する。
先ず、図2に示すバッキングチューブ10が準備され、ターゲット部材20Aによって、バッキングチューブ10の外周面101が包囲される。
次に、複数の凹部103のそれぞれを跨ぐように環状の遮蔽部材40がバッキングチューブ10の周りに配置される。遮蔽部材40は、例えば、中心軸10cの方向において、複数の凹部103のそれぞれの中心付近に位置する。遮蔽部材40とバッキングチューブ10との間には、凹部103によって空隙が形成される。
次に、ターゲット部材20Bによって、バッキングチューブ10の外周面101が包囲される。これにより、ターゲット部材20A及びターゲット部材20Bによってバッキングチューブ10の外周面101が包囲される。
この際、ターゲット部材20Aとターゲット部材20Bとが中心軸10cの方向に並ぶように配置される。遮蔽部材40は、ターゲット部材20Aとターゲット部材20Bとによって挟まれる。これにより、ターゲット部材20Aとターゲット部材20Bとの間に形成される間隙201は、バッキングチューブ10の側から遮蔽部材40によって遮蔽される。
次に、バッキングチューブ10を立てかけた状態で、溶融した接合材30がバッキングチューブ10の下方からバッキングチューブ10とターゲット本体20との間に充填される。接合材30の充填では、圧力(重力)差を利用した充填、圧入等が利用される。
図4(a)、(b)は、ターゲット本体とバッキングチューブとの間に接合材が充填される様子を示す模式図である。
まずは、図4(a)に示すように、ターゲット本体20の中、ターゲット部材20Aとバッキングチューブ10との間に接合材30が注入される。接合材30の注入を続け、接合材30が遮蔽部材40の位置に到達しても、間隙201が遮蔽部材40で遮蔽されているため、接合材30がバッキングチューブ10の側から間隙201に漏れにくくなっている。
この後、バッキングチューブ10の外周面101には、凹部103が設けられているため、図4(b)に示すように、接合材30は、遮蔽部材40とバッキングチューブ10との間の凹部103を通り抜ける。これにより、接合材30は、凹部103を介してバッキングチューブ10とターゲット部材20Bとの間にも充填される。
この後、接合材30が固化し、バッキングチューブ10とターゲット部材20Aとが接合材30によって接合され、バッキングチューブ10とターゲット部材20Bとが接合材30によって接合される。これにより、ターゲット本体20がバッキングチューブ10の周りに形成される。この後、必要に応じて、ターゲット部材20A、20Bの表面粗さを調える仕上げ加工が施される。
スパッタリングターゲット1を用いた場合の効果の一例について説明する。
スパッタリングターゲット1においては、ターゲット部材20A、20B間の間隙201がバッキングチューブ10の側から遮蔽部材40により遮蔽される。遮蔽部材40は、弾性変形が可能な材料で構成されている。
これにより、間隙201は、バッキングチューブ10の側から遮蔽部材40によって確実に遮蔽される。この結果、接合材30が間隙201に挿入しにくくなり、接合材30の成分、バッキングチューブ10の成分が被膜に混入しにくくなる。また、バッキングチューブ10も間隙201に露出されず、間隙201からターゲット部材の成分以外の成分(異物)が放出されにくくなる。
また、遮蔽部材40が間隙201を通じてプラズマに晒されたとしても、遮蔽部材40は、プラズマ耐性の高い材料で構成されているため、遮蔽部材40の成分は、被膜に混入しにくくなっている。
また、遮蔽部材として、粘着性テープを代用した場合に比べて、断面が円状の遮蔽部材40では、傾斜面205、206によって、その位置が強固に固定される。従って、遮蔽部材40を用いれば、粘着性テープに比べて接合材注入時の中心軸10cの方向における位置ずれが起きにくくなる。
また、遮蔽部材40は、粘着層を有しないため、貼付作業がなく、取り付けが簡便になる。また、バッキングチューブ10への取り付けで、その位置がずれたとしても、バッキングチューブ10に貼付されていないため、再度の位置調整が簡便になる。
また、バッキングチューブ10の外周面101には凹部103が設けられている。このため、遮蔽部材40がターゲット本体20及びに密着したとしても、接合材30は、凹部103を通じて、複数のターゲット部材のそれぞれと、バッキングチューブ10との間の全域に行き渡る。
(変形例1)
図5は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットの変形例1を示す模式的斜視図である。
スパッタリングターゲット2においては、ターゲット本体20がバッキングチューブ10の中心軸10cの方向に列状となって複数並設されている。複数のターゲット本体20のそれぞれは、中心軸10cの方向に互いに離間して配置される。傾斜面205、206は、一組のターゲット部材20A、20Bに限らず、隣り合うターゲット部材間に形成される。複数のターゲット本体20を有するスパッタリングターゲット2の中心軸10cの方向における長さは、2000mm以上である。
このような構成によれば、上述した効果に加え、スパッタリングターゲットの中心軸10cの方向における長さを簡便に長くすることができる。
(変形例2)
図6は、本実施形態に係るスパッタリングターゲットの変形例2を示す模式的断面図である。
例えば、遮蔽部材40が当接するバッキングチューブ10の外周面101に、中心軸10cの周りを周回する浅い凹部104が設けられてもよい。凹部104の深さは、凹部103の深さよりも浅い。このような凹部104を設けることにより、遮蔽部材40は、傾斜面205、206のほかに、凹部104によってもその位置が固定される。これにより、遮蔽部材40の位置ずれがさらに抑制される。
(実施例)
原料として、一次粒子の平均粒径が1.1μmであるIn粉と、一次粒子の平均粒径が0.5μmであるZnO粉と、一次粒子の平均粒径が1.3μmであるGaを酸化物のモル比で1:2:1となるように秤量した。これらの原料粉末を湿式ボールミルで粉砕・混合した。粉砕メディアとしてφ5mmのジルコニアボールを使用した。粉砕混合したスラリーをスプレードライヤで乾燥造粒し、造粒粉を得た。
造粒粉を金属製の芯棒を内部に設置したポリウレタン製の円筒状のゴム型に充填して、造粒粉を密封後、98MPaの圧力でCIP(Cold Isostatic Pressing)成形を行い、円筒状の成形体を得た。成形体を設定温度1500℃、10時間、焼成することで円筒型の焼成体(ターゲット部材20A、またはターゲット部材20Bに相当)を得た。
ターゲット部材を外径155mm、内径135mm、長さ260mmになるように機械加工を行った。外径133mm、内径125mm、長さ1600mmのTi製のバッキングチューブ10の中心軸10cの周りに等間隔に幅2mm、最大深さ2mm、長さ20mmの凹部103を12個、形成した。
ターゲット部材及びバッキングチューブ10を加熱装置にセットして180℃に加熱しながらターゲット部材の内周面と、バッキングチューブ10の外周面101とに加熱融解したInを晒した。
ターゲット部材20Aにバッキングチューブ10を挿入した後、バッキングチューブ10に、断面径1.5mm、直径133mmの環状のフッ素樹脂製Oリングを取り付けて、ターゲット部材20Aに密着させた。さらに、2個目のターゲット部材20Bにバッキングチューブ10を挿入し、Oリングを挿入した。この動作を繰り返して、6個のターゲット部材と、5個のOリングとを有するスパッタリングターゲットを得た。
バッキングチューブ10とターゲット部材との位置を調整した後、160℃で加熱溶融したInをバッキングチューブ10と、各ターゲット部材との間に注入した。Inが冷却後、マイクロスコープを用いて、間隙201の観察を行ったところ、Inは、観察されなかった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
1、2…スパッタリングターゲット
10…バッキングチューブ
10c…中心軸
20…ターゲット本体
20A、20B…ターゲット部材
30…接合材
40…遮蔽部材
101…外周面
102…内周面
103、104…凹部
201…間隙
202、203…端面
205、206…傾斜面

Claims (7)

  1. 筒状であり、外周面に複数の凹部が形成され、前記複数の凹部のそれぞれが中心軸方向に延在し、前記複数の凹部のそれぞれが中心軸周りに並設されたバッキングチューブと、
    前記バッキングチューブの外周面を囲む円筒状の複数のターゲット部材を有し、前記複数のターゲット部材のそれぞれが前記バッキングチューブの中心軸方向に離間するように並設され、前記中心軸方向に前記複数のターゲット部材が並ぶにことによって隣り合うターゲット部材間に形成される間隙が前記バッキングチューブの中心軸周りを周回し、前記間隙が前記複数の凹部のそれぞれと交差するターゲット本体と、
    前記バッキングチューブと前記ターゲット本体との間に設けられ、前記バッキングチューブと前記複数のターゲット部材のそれぞれとを接合する接合材と、
    前記複数の凹部のそれぞれを跨ぐように前記接合材と前記ターゲット本体との間に配置され、前記間隙を前記接合材の側から遮蔽する遮蔽部材と
    を具備するスパッタリングターゲット。
  2. 請求項1に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
    前記遮蔽部材は、環状の弾性部材により構成されている
    スパッタリングターゲット。
  3. 請求項1または2に記載のスパッタリングターゲットであって、
    前記遮蔽部材が当接する前記ターゲット部材の面が前記中心軸方向に対し傾いている
    スパッタリングターゲット。
  4. 請求項1〜3に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
    前記ターゲット本体は、前記バッキングチューブの前記中心軸方向に列状となって複数並設されている
    スパッタリングターゲット。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
    前記複数のターゲット部材のそれぞれは、酸化物の焼結体によって構成されている
    スパッタリングターゲット。
  6. 請求項5に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
    前記酸化物は、In、Ga、及びZnを有する
    スパッタリングターゲット。
  7. 筒状のバッキングチューブと、前記バッキングチューブを囲むターゲット本体と、前記バッキングチューブと前記ターゲット本体との間に介設され、前記バッキングチューブと前記ターゲット本体とを接合する接合材とを有するスパッタリングターゲットの製造方法であって、
    外周面に複数の凹部が形成され、前記複数の凹部のそれぞれが中心軸方向に延在し、前記複数の凹部のそれぞれが中心軸周り並設されたバッキングチューブを準備し、
    前記複数の凹部のそれぞれを跨ぐように環状の遮蔽部材を前記バッキングチューブの周りに配置し、
    第1ターゲット部材及び第2ターゲット部材によって前記バッキングチューブの前記外周面を包囲し、
    前記第1ターゲット部材及び前記第2ターゲット部材を前記中心軸方向に並ぶように配置し、
    前記第1ターゲット部材及び前記第2ターゲット部材との間に形成される間隙を前記遮蔽部材によって前記バッキングチューブの側から遮蔽し、
    前記第1ターゲット部材と前記バッキングチューブとの間に溶融した前記接合材を充填し、前記接合材を前記複数の凹部を通じて前記第2ターゲット部材と前記バッキングチューブとの間に充填し、
    前記接合材を固化することで、前記第1ターゲット部材と前記バッキングチューブとの間及び前記第2ターゲット部材と前記バッキングチューブとの間を接合し、前記第1ターゲット部材と前記第2ターゲット部材とを有する前記ターゲット本体を前記バッキングチューブの周りに形成する
    スパッタリングターゲットの製造方法。
JP2020560509A 2019-06-10 2020-04-27 スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法 Active JP6942939B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019107933 2019-06-10
JP2019107933 2019-06-10
PCT/JP2020/017914 WO2020250587A1 (ja) 2019-06-10 2020-04-27 スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020250587A1 true JPWO2020250587A1 (ja) 2021-09-13
JP6942939B2 JP6942939B2 (ja) 2021-09-29

Family

ID=73780931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020560509A Active JP6942939B2 (ja) 2019-06-10 2020-04-27 スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6942939B2 (ja)
KR (1) KR102376281B1 (ja)
CN (1) CN113490763B (ja)
TW (1) TWI760739B (ja)
WO (1) WO2020250587A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012121028A1 (ja) * 2011-03-04 2012-09-13 シャープ株式会社 スパッタリングターゲット、その製造方法、および薄膜トランジスタの製造方法
JP2015168832A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットとその製造方法
JP2018507961A (ja) * 2015-03-18 2018-03-22 ユミコア 回転スパッタリングターゲットを形成する方法
JP2018119173A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 住友金属鉱山株式会社 円筒形スパッタリングターゲット、バッキングチューブ、および円筒形スパッタリングターゲットの製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10102493B4 (de) 2001-01-19 2007-07-12 W.C. Heraeus Gmbh Rohrförmiges Target und Verfahren zur Herstellung eines solchen Targets
JP2005232580A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Toyoshima Seisakusho:Kk 分割スパッタリングターゲット
EP1813695B8 (en) * 2006-01-31 2011-09-28 Materion Advanced Materials Technologies and Services Inc. Tubular sputtering target with improved stiffness
JP5309978B2 (ja) * 2008-08-20 2013-10-09 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
KR101227607B1 (ko) * 2010-11-08 2013-01-30 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 분할 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법
US20120222956A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming a cylindrical target assembly
US20130140173A1 (en) * 2011-06-10 2013-06-06 Séverin Stéphane Gérard Tierce Rotary sputter target assembly
CN102677006A (zh) * 2012-05-18 2012-09-19 友达光电股份有限公司 一种透明非晶态氧化物半导体溅镀靶材
JP6110224B2 (ja) * 2013-06-24 2017-04-05 株式会社アルバック ターゲットアセンブリ及びその製造方法
CN105908137B (zh) * 2015-02-24 2020-12-15 Jx金属株式会社 溅射靶

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012121028A1 (ja) * 2011-03-04 2012-09-13 シャープ株式会社 スパッタリングターゲット、その製造方法、および薄膜トランジスタの製造方法
JP2015168832A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットとその製造方法
JP2018507961A (ja) * 2015-03-18 2018-03-22 ユミコア 回転スパッタリングターゲットを形成する方法
JP2018119173A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 住友金属鉱山株式会社 円筒形スパッタリングターゲット、バッキングチューブ、および円筒形スパッタリングターゲットの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6942939B2 (ja) 2021-09-29
TWI760739B (zh) 2022-04-11
KR102376281B1 (ko) 2022-03-17
CN113490763A (zh) 2021-10-08
TW202106907A (zh) 2021-02-16
CN113490763B (zh) 2022-07-19
KR20210118174A (ko) 2021-09-29
WO2020250587A1 (ja) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7467741B2 (en) Method of forming a sputtering target assembly and assembly made therefrom
KR20080054414A (ko) 스퍼터링 타켓 조립체를 형성하는 관성 접합 방법 및그로부터 제조된 조립체
JP2008184640A (ja) 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP6052137B2 (ja) 円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材、ならびに、円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP6942939B2 (ja) スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
JP5474230B2 (ja) 光レセプタクル
JP2015168832A (ja) 円筒形スパッタリングターゲットとその製造方法
JP6110224B2 (ja) ターゲットアセンブリ及びその製造方法
JP6968300B2 (ja) スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
JP3223183B2 (ja) 半導体ディスクのための保持装置の製造方法及び該方法によって製造される保持装置
CN113508187B (zh) 溅射靶及溅射靶的制造方法
US10679833B2 (en) Cylindrical sputtering target
US7919193B1 (en) Shielding, particulate reducing high vacuum components
KR20200023100A (ko) 열전 모듈 제조 방법 및 이에 의해 제조된 열전 모듈
EP2782124A1 (en) Power semiconductor mounting
JP2022071241A (ja) 保持装置
JP2007311433A (ja) 電子装置用ステムとその製造方法
JP2019052344A (ja) 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法及び円筒形スパッタリングターゲット
JP2007311434A (ja) 電子装置用ステムとその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210810

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6942939

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250