JP5721817B2 - カソード - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリング法による成膜装置内に用いられるカソードに関する。
本願は、２０１１年４月１５日に出願された特願２０１１−０９１１８８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

半導体デバイス分野又はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）分野において、各種の薄膜を形成する装置として、スパッタリング装置が用いられている。
一般的なスパッタリング装置では、チャンバ内にスパッタリング用のカソードが設けられ、減圧したチャンバ内において、カソードに取り付けられたターゲットと所定の間隔を空けて対向するように被処理体が配置される。
次に、チャンバ内に不活性ガス（例えば、アルゴンガス）を導入し、ターゲットに負の電圧を印加して放電させ、放電によりイオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させる。
そして、ターゲットから飛び出す粒子を被処理体に付着させることにより、成膜処理が行われる。

図４Ａは、スパッタリング法を用いた、従来の成膜装置６００の一例を示している（特許文献１参照）。
図４Ｂは、図４Ａの複数のチャンバ６０１の各々において、ターゲットとその近傍に配置された部材Ｃとを示す拡大図である（特許文献２参照）。
図４Ｂに示すように、ターゲットは、バッキングプレート６０４と、バッキングプレート６０４の表面に配置された母材６０５で構成されている。ターゲットにスパッタリング電圧を印加するカソード本体６１０は、複数のボルト部材を用いてターゲットに取り付けられる。
そして、カソード本体６１０は、チャンバ６０１内に配置されたカソード取付けフランジ６１１に、絶縁板６１２を介して複数のボルト部材を用いて取り付けられている。カソード取付けフランジ６１１は接地されている。

バッキングプレート６０４の内部には、母材６０５の表面上に漏洩磁束を生成する磁場生成部Ｈが設けられている。
また、バッキングプレート６０４の内部には、ターゲットを冷却するために、冷却水が導入される流路６０８ａ及び冷却水が導出される流路６０８ｂで構成された循環流路が設けられている。
バッキングプレート６０４及びカソード本体６１０は、グラウンドシールド６０１ａによって覆われている。グラウンドシールド６０１ａには、ターゲットをチャンバ内の空間（成膜空間）に露出させる開口が形成されている。
グラウンドシールド６０１ａは、成膜空間に面している部材のうち、ターゲット以外の部材において生じる放電を抑え、通常、接地された状態で、チャンバ（壁部）６０１に複数のボルト部材を用いて取り付けられている。

ところで、スパッタリング法を用いる従来の成膜装置では、一つのチャンバ内に設けられたカソードが備えるスパッタリング用ターゲットの母材の種類は、一種類のみである。そして、一つのチャンバにおいては、一種類の母材を用いた成膜処理のみが行われる。
したがって、複数種類の成膜を連続して行う場合には、成膜の種類ごとに対応した別々のチャンバを用いる必要があり、チャンバが設置される複数のスペースを設けなければならない。
また、処理が終わるたびに、被処理体を、次の処理を行うチャンバへ搬送する必要がある。そのため、被処理体の搬送作業に要する時間、及び被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業（工程）に要する時間が生じ、一つの処理が終わってから次の処理が始まるまでの時間が長くなる。その結果として、成膜処理するために必要な時間が短くなる。

特開２００９−２８０８３４号公報 特開２００３−３２８１１９号公報

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、スパッタリング法による成膜装置内に用いられるカソードであって、一つのチャンバ内で異なる二種類のスパッタリング処理を連続して行うことが可能なカソードを提供することを目的とする。

本発明の一態様のカソードは、第１主面，前記第１主面とは反対側に位置する第２主面，第１側面，及び前記第１側面とは反対側に位置する第２側面を有するバッキングプレートと、前記第１主面に配置された第一母材と、前記第２主面に配置された第二母材と、前記第１側面から前記第２側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、成膜空間内に設けられたターゲットと、前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電力を供給する制御部と、前記第一母材又は前記第二母材に漏洩磁束が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置に設けられた磁場生成部とを含み、前記磁場生成部は、前記バッキングプレートの外部にあり、漏洩磁束が前記第一母材に生成されるときは、前記第二母材に近い位置に配置され、漏洩磁束が前記第二母材に生成されるときは、前記第一母材に近い位置に配置されている。

本発明の一態様のカソードにおいては、前記磁場生成部は、前記ターゲットが回転するときに前記ターゲットの回転半径より外側に前記磁場生成部を退避し、前記回転が終了したときに前記磁場生成部を元の位置に戻す退避駆動部を備えていることが好ましい。

本発明の一態様のカソードにおいては、前記磁場生成部は、前記ターゲットの長手方向に垂直な方向及び前記ターゲットの長手方向に平行な方向のうち少なくとも一方向に前記磁場生成部を揺動させる揺動駆動部を備えていることが好ましい。

本発明の一態様のカソードにおいては、前記バッキングプレートの内部に設けられ、前記第１主面あるいは前記第２主面に近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路を備えることが好ましい。

本発明の一態様のカソードにおいては、前記制御部は、前記回転軸を通して、前記循環流路に冷却水を循環させることが好ましい。

本発明の一態様のカソードにおいては、前記バッキングプレートは、前記第１側面及び前記第２側面とは異なる第３側面を有し、前記第３側面には絶縁部材を介して防着板が配置されていることが好ましい。

本発明の一態様のカソードは、二つの主面に、個別に母材が配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。そして、第１側面から第２側面に向けてバッキングプレートを貫通するように設けられた回転軸により、ターゲットを回転させることが可能である。
ターゲット（バッキングプレート）を回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向していた主面（第１主面）と、被処理体に対向していなかった主面（第２主面）とを変更（交換）することができる。即ち、バッキングプレートの二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方をスパッタリング処理に適用することができる。

したがって、二種類の成膜工程を同一チャンバ内で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々のチャンバを用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。

また、一つ目の母材（第一母材）を用いて第１成膜処理を行った後に、被処理体を、二つ目の母材（第一母材）を用いて第２成膜処理を行うチャンバへ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間が生じることがなく、被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業（工程）に要する時間が生じない。
したがって、第１成膜処理（一種類目の成膜処理）が終わってから第２成膜処理（二種類目の成膜処理、次の成膜処理）が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。

本発明の実施形態のカソードを備えた成膜装置を示す断面図である。 制御部に接続された本発明の実施形態のカソードを示す斜視図である。 本発明の実施形態のカソードを示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態の変形例において用いるターゲットを示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。 従来技術に係るカソードを備えた成膜装置を示す断面図である。 従来技術に係るカソードを示す図であって、長手方向に垂直な面に対応する断面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

＜カソードを備えた成膜装置の実施形態＞
図１Ａは、本発明の実施形態に係るカソード１２０を備えた成膜装置１００の構成について、説明する図である。
成膜装置１００は、スパッタリング用のチャンバ１０１およびカソード１２０で構成されている。
チャンバ１０１の壁部には、チャンバ内を排気する排気装置（排気部）Ｐが付設されている。
カソード１２０は、スパッタリング用のターゲットＣと、ターゲットＣと接続された制御部Ｅと、磁場生成部Ｈとを有する。
制御部Ｅは、回転駆動部と、電力供給部と、冷却水循環部とを有する。回転駆動部は、ターゲットＣに備えられた回転軸を回転させる。電力供給部は、スパッタリングに用いられる電圧（電力）をターゲットＣに印加したり、ターゲットＣを接地させたりする。即ち、制御部Ｅの電力供給部はターゲットＣに対する電力供給のスイッチングを行う。冷却水循環部は、ターゲットＣの温度を制御するために用いられる冷却水をカソード１２０に供給したり、カソード１２０から冷却水を排出したりする。
ターゲットＣは、チャンバ１０１内において、被処理基板（被処理体）１０２を支持する台（支持台）１０３と対向する位置に配置される。支持台１０３は、接地部を通じて接地されている。

ターゲットＣは、平坦な形状を有するバッキングプレート１０４と、バッキングプレート１０４の第１主面１０４ａ（一方の主面）に配置された第一母材１０５と、第２主面１０４ｂ（他方の主面）に配置された第二母材１０６とで構成される。

バッキングプレート１０４を構成する材料としては、高い導電性、熱伝導性、低ガス放出性を有する材料ものが望ましく、主に銅又はステンレスが用いられる。

第一母材１０５および第二母材１０６としては、金属又は絶縁体等の、被処理基板１０２に形成する膜の材料が用いられる。なお、第一母材１０５と第二母材１０６とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。

磁場生成部Ｈは、成膜空間５０に近い前記バッキングプレートの面（第一母材１０５又は第二母材１０６）に漏洩磁束が生成されるように、成膜空間５０（スパッタリングが行われる領域）から離れた位置であって、バッキングプレート１０４の面に近い位置（非スパッタリング処理面側）に配置される。
以下の説明において、バッキングプレート１０４の「非スパッタリング処理面」とは、第１主面１０４ａ又は第２主面１０４ｂであって、スパッタリングに用いられていない母材（第一母材１０５又は第二母材１０６）が載置されている主面を意味する。
また、バッキングプレート１０４の「スパッタリング処理面」とは、第１主面１０４ａ又は第２主面１０４ｂであって、スパッタリングに用いられる母材（第一母材１０５又は第二母材１０６）が載置され、成膜空間５０に近い位置に配置される主面を意味する。
このような「非スパッタリング処理面」及び「スパッタリング処理面」は、バッキングプレート１０４の回転に伴って切り替わり、第１主面１０４ａが非スパッタリング処理面である場合には、第２主面１０４ｂがスパッタリング処理面となり、第１主面１０４ａがスパッタリング処理面である場合には、第２主面１０４ｂが非スパッタリング処理面となる。
磁場生成部Ｈにより生成される磁束の一部は、バッキングプレート１０４を非スパッタリング処理面からスパッタリング処理面に向けて貫通し、バッキングプレート１０４のスパッタリング処理面に配置された母材（図１Ａ〜図１Ｃでは第一母材１０５）の表面に漏洩する。
磁束が漏洩した領域においては、プラズマが収束することにより、集中的に母材がスパッタリングされるため、高速で成膜をすることが可能となる。

磁場生成部Ｈは、第一母材１０５を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第二母材１０６に近い位置であってターゲットＣと離間するように配置され、漏洩磁束を第一母材１０５の表面に生成する。
また、磁場生成部Ｈは、第二母材１０６を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第一母材１０５に近い位置であってターゲットＣと離間するように配置され、漏洩磁束を第二母材１０５の表面に生成する。

図１Ｂは、本発明の実施形態に係るカソード１２０を構成するターゲットＣを示す拡大斜視図である。
バッキングプレート１０４は、その長手方向Ｌに平行な回転軸である回転軸１０７を有する。回転軸１０７は、バッキングプレート１０４の第１側面１１１（一方の側面）から第２側面１１２（他方の側面）に向けてバッキングプレート１０４を貫通している。回転軸１０７は、制御部Ｅと電気的に接続されており、制御部Ｅを用いて回転する。
そして、回転軸１０７の回転に連動して、バッキングプレート１０４が回転する。安定した回転を実現するために、回転軸はバッキングプレート１０４の重心に一致するように貫通していることが望ましい。

スパッタリング処理を行う際に、磁場生成部Ｈは、ターゲットＣに近い位置に配置されていることが望ましいが、ターゲットＣを回転させるためには、その回転を妨げないように磁場生成部Ｈとバッキングプレート１０４との間に距離を空ける必要がある。
そこで、本発明の実施形態に係る磁場生成部Ｈは、退避駆動部Ｈ１を備えている。退避駆動部Ｈ１は、磁場生成部Ｈの位置を制御する装置であり、通常、ターゲットＣに近い位置に磁場生成部Ｈを配置させる。また、ターゲットＣが回転する際には、退避駆動部Ｈ１は、ターゲットＣの回転半径よりも外側に磁場生成部Ｈを退避させる。また、退避駆動部Ｈ１は、ターゲットＣの回転が終了した後に、ターゲットＣを通常の位置（ターゲットＣに近い位置、ターゲットＣの回転半径よりも内側）に戻す。

なお、本発明の実施形態に係る磁場生成部Ｈは、通常、ターゲットＣの回転半径の外側に位置してもよい。この場合、スパッタリング処理中にのみ、退避駆動部Ｈ１がターゲットＣに近い位置に磁場生成部Ｈを移動させ、かつ、スパッタリング処理が終了した後に、退避駆動部Ｈ１が磁場生成部Ｈを通常の位置に戻してもよい。

また、磁場生成部Ｈは、揺動駆動部Ｈ２を備えている。揺動駆動部Ｈ２は、磁場生成部Ｈを、バッキングプレート１０４の主面（１０４ａ、１０４ｂ）に対して平行な方向に揺動させる。また、揺動駆動部Ｈ２は、ターゲットＣの長手方向Ｌに垂直な方向及びターゲットＣの長手方向Ｌに平行な方向の少なくとも一方向に、磁場生成部Ｈを揺動させる。
この揺動により、磁場生成部Ｈよって生成される磁束を、スパッタリング処理面に近い位置に配置された母材の表面に、均一に漏洩させることができる。
漏洩磁束を均一に発生させることにより、母材の表面においてプラズマが収束する領域が一様に形成される。
そのため、スパッタリング処理によって母材表面に生じるエロージョンが均一化され、ターゲットＣの利用効率を向上させることができる。
そして、被処理基板１０２の表面に対して、面内分布の均一性を高めた成膜処理を行うことができる。

図１Ｃは、図１Ｂに示す本発明の実施形態に係るカソードを構成するターゲットＣを示す図であって、その長手方向Ｌに垂直な面に対応する断面図である。
バッキングプレート１０４内には、第２主面１０４ｂに近い位置（近傍）に形成され、流路１０８ａ及び１０８ｂで構成された循環流路（第１循環流路及び第２循環流路）が形成されている。循環流路には、冷却水が流動する。
冷却水は、流路１０８ａおよび１０８ｂのうち、一方から導入され、他方から導出される。循環流路１０８ａおよび１０８ｂに冷却水（冷媒）を流すことにより、スパッタリング処理中の第一母材１０５および第二母材１０６の温度上昇を抑えることができる。

図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、回転軸１０７は制御部Ｅと接続されている。
バッキングプレート１０４に印加するスパッタリング電圧は、制御部Ｅから、回転軸１０７内に設けられた電力供給ラインを介してバッキングプレート１０４に供給される。
また、循環流路１０８ａ、１０８ｂを流れる冷却水は、制御部Ｅから、回転軸１０７内に設けられた冷却水の供給及び排出用ラインを介して、循環流路に供給される。

図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、バッキングプレート１０４の長手方向Ｌに平行な第３側面１１３に、防着板１０９が設けられている。
防着板１０９は、接地されており、スパッタリング処理中に発生した粒子がバッキングプレートの側面に回り込むのを防ぐ。
また、防着板１０９とバッキングプレート１０４との間には絶縁部材１０９ａが配置され、絶縁部材１０９ａは、スパッタリング時に供給される電圧によって防着板１０９にダメージが発生することを防ぐ。

本発明の実施形態に係るカソードは、バッキングプレート１０４の二つの主面の各々に設けられ、母材が配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。
そして、このカソードは、第１側面１１１から第２側面１１２に向けてターゲットを貫通する回転軸により、ターゲットを回転させることが可能である。
ターゲットを回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向していた主面（第１主面）と、被処理体に対向していなかった主面（第２主面）とを変更（交換）することができる。即ち、バッキングプレートの二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方をスパッタリング処理に適用することができる。

したがって、二種類の成膜工程を同一チャンバ内で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々のチャンバを用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。

また、一つ目の母材（第一母材）を用いて第１成膜処理を行った後に、被処理体を、二つ目の母材（第一母材）を用いて第２成膜処理を行うチャンバへ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間が生じることがなく、被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業（工程）に要する時間が生じない。
したがって、第１成膜処理が終わってから第２成膜処理（次の成膜処理）が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。

また、本発明の実施形態の構成では、磁場生成部Ｈが、バッキングプレート１０４の内部に設けられておらず、バッキングプレート１０４と離間した位置に配置されている。したがって、一つの磁場生成部Ｈのみを用いて、二つの母材それぞれの表面に、漏洩磁束を生成することができる。

また、第二母材１０６が第一母材１０５と同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、交換にともなって発生する、チャンバ内の気体を排気する作業（工程）の回数を減らすことができる。

また、第一母材１０５及び第二母材１０６の各々が、被処理基板１０２上に形成される積層膜の下層及び上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材１０５による成膜工程と第二母材１０６による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業（工程）が不要となり、このような作業（工程）に要する時間を短縮することができる。

＜ターゲットの製造方法の実施形態＞
上記本発明の実施形態の構成を備えたターゲットの製造方法について、図２Ａ〜図２Ｆに示す工程図を用いて説明する。
まず、図２Ａに示す第一工程において、第一母材１０５をバッキングプレート１０４の第１主面１０４ａに対向するように配置し、第二母材１０６をバッキングプレート１０４の第２主面１０４ｂに対向するように配置する。

次に、図２Ｂに示す第二工程において、第一接着部材（不図示）を用いて、第一母材１０５をバッキングプレート１０４の第１主面１０４ａに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート１０４の第１主面１０４ａに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート１０４及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材１０５を配置し、第一母材１０５とバッキングプレート１０４との間に融解した第一接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。

第二工程では、バッキングプレート１０４と第一母材１０５とが、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート１０４は圧縮される。
このとき、第１主面１０４ａにのみ第一母材１０５が接合されているため、第１主面１０４ａにおけるバッキングプレート１０４の圧縮率と、第２主面１０４ｂにおけるバッキングプレート１０４の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート１０４は、第１主面１０４ａあるいは第２主面１０４ｂにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。

図２Ｂでは、バッキングプレート１０４が第１主面１０４ａに凸状の反りが生じている例が示されているが、バッキングプレート１０４と第一母材１０５とを構成する材料の組合せによっては、第２主面１０４ｂに凸状の反りが生じる場合もある。

次に、図２Ｃに示す第三工程において、第一母材１０５とバッキングプレート１０４との接合により反ったバッキングプレート１０４を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート１０４を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート１０４の第２主面１０４ｂに対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。

次に、図２Ｄに示す第四工程において、第二接着部材（不図示）を用いて、第二母材１０６をバッキングプレート１０４の第２主面１０４ｂに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート１０４の第２主面１０４ｂに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート１０４及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材１０６を配置し、第二母材１０６とバッキングプレート１０４との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。

第四工程では、バッキングプレート１０４と第二母材１０６とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート１０４は圧縮される。
このとき、第１主面１０４ａには第一母材１０５が接合され、第２主面１０４ｂには第二母材１０６が接合されているため、第１主面１０４ａにおけるバッキングプレート１０４の圧縮率と、第２主面１０４ｂにおけるバッキングプレート１０４の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート１０４は、第１主面１０４ａあるいは第２主面１０４ｂにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。

そこで、図２Ｅに示す第五工程において、第二母材１０６とバッキングプレート１０４との接合により反ったバッキングプレート１０４を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート１０４を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート１０４に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。

そして、図２Ｆに示す第六工程において、バッキングプレート１０４の長手方向Ｌに平行な側面に、絶縁性の接着部材（絶縁部材）１０９ａを用いて、防着板１０９を接合することにより、本発明の実施形態のターゲットが形成されている。

ここでは、バッキングプレート１０４に対して、第一母材１０５、第二母材１０６の順に接合する例を示したが、接合する順序を逆にしてもよいし、あるいはバッキングプレート１０４の両面に第一母材１０５及び第二母材１０６を同時に接着した後に、機械的に矯正する方法でもよい。

上記本発明の実施形態のターゲットの製造方法によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート１０４の各々の主面に配置された第一母材１０５及び第二母材１０６の全域をスパッタリングに用いることができる。

また、本発明の実施形態のターゲットの製造方法では、バッキングプレートの第１主面１０４ａあるいは第２主面１０４ｂに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートが、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。

なお、図２Ａ〜図２Ｆでは、接着部材を用いて、第一母材１０５及び第二母材１０６を、バッキングプレート１０４の各々の主面に接合する方法を例として示した。別の例として、ボルト又はクランプ等の固定用部材を用いて、第一母材１０５及び第二母材１０６を、バッキングプレート１０４の各々の主面に固定する方法もある。

ボルト又はクランプ等の固定用部材を用いる場合には、第一母材１０５とバッキングプレートとの熱膨張率差あるいは第二母材１０６とバッキングプレートとの熱膨張率差に起因した反りが生じることはない。
したがって、上記第二工程及び第四工程に相当する工程は不要となり、より簡略化したプロセスでターゲットを製造することができる。

＜変形例＞
図３は、ターゲットの変形例を示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。
上記実施形態のバッキングプレート１０４は、単板で形成されていたのに対し、変形例のバッキングプレート２１４は、二枚の板（バッキングプレート）２０４及び２１１が重ね合わされた合板で構成されている。
バッキングプレート２１４の内部には、バッキングプレートの最外面である第１主面２１４ａに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路２０８ａ、２０８ｂと、バッキングプレートの最外面である第２主面２１４ｂに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路２１３ａ、２１３ｂとが設けられている。
変形例において、ターゲットにおけるその他の構成は、本発明の実施形態の構成と同様である。図３において、上記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。

本発明の実施形態の構成では、冷却水の循環流路１０８ａ、１０８ｂは、バッキングプレート１０４内において、第１主面１０４ａ及び第２主面１０４ｂのいずれか一方に近い位置に形成されている。
これに対し、変形例の構成では、冷却水の循環流路２０８ａ、２０８ｂは、バッキングプレート２１４内において、第１主面２１４ａ及び第２主面２１４ｂの両方に近い位置に形成されている。
したがって、変形例の構成によれば、第一母材２０５及び第二母材２１２の両方を冷却する高い冷却機能を有するターゲットを得ることができる。

ターゲットの変形例においては、バッキングプレートの最外面である二つの主面の各々に、スパッタリングに用いられる母材が配置されている。
そのため、チャンバ内において、第１主面２１４ａに配置された第一母材２０５を用いてスパッタリング処理を行った後に、ターゲットを反転させて、第２主面２１４ｂに配置された第二母材２１２を用いてスパッタリング処理を行うことができる。

したがって、第二母材２１２が第一母材２０５と同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、交換にともなって発生する、チャンバ内の気体を排気する作業（工程）の回数を減らすことができる。

また、第一母材２０５及び第二母材２１２の各々が、被処理基板上に形成される積層膜の下層及び上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材２０５による成膜工程と第二母材２１２による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業（工程）が不要となり、このような作業（工程）に要する時間を短縮することができる。

＜ターゲットの製造方法の変形例＞
上記変形例の構成を備えたターゲットの製造方法の一例について説明する。

まず、第一工程において、第一接着部材を用いて、第一母材２０５をバッキングプレート２０４の第１主面２０４ａに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート２０４の第１主面２０４ａに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート２０４及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材２０５を配置し、第一母材２０５とバッキングプレート２０４との間に融解した第一接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。

第一工程では、バッキングプレート２０４と第一母材２０５とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート２０４は圧縮される。
このとき、第１主面２０４ａにのみ第一母材２０５が接合されているため、第１主面２０４ａにおけるバッキングプレート２０４の圧縮率と、第２主面２０４ｂにおけるバッキングプレート２０４の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート２０４は、第１主面２０４ａあるいは第２主面２０４ｂにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。

次に、第二工程において、第一母材２０５とバッキングプレート２０４との接合により反ったバッキングプレート２０４を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート２０４を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート２０４に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。

次に、第三工程において、第二接着部材を用いて、第二母材２１２をバッキングプレート２１１の第１主面２１１ａに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート２１１の第１主面２１１ａに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート２１１及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材２１２を配置し、第二母材２１２とバッキングプレート２１１との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。

次に、第四工程において、バッキングプレート２１１と第二母材２１２との接合により反ったバッキングプレート２１１を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート２１１を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート２１１に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。

次に、第五工程において、バッキングプレート２０４の第２主面２０４ｂとバッキングプレート２１１の第２主面２１１ｂとが、向かい合うように、バッキングプレート２０４とバッキングプレート２１１とを一体化させる。
２つのバッキングプレートを一体化させる方法としては、例えば、主面２０４ｂと主面２１１ｂとの間に接着部材を配置し、両プレートを接合する方法が挙げられる。或いは、主面２０４ｂと主面２１１ｂとを重ね合わせた状態で、両プレートをボルト又はクランプ等の固定用部材により固定する方法がある。

次に、第六工程において、バッキングプレート２１４の長手方向に平行な側面（第３側面１１３）に、絶縁性の接着部材（絶縁部材）２０９ａを用いて、防着板２０９を接合することにより、ターゲットの変形例が形成される。

なお、第一工程〜第二工程と、第三工程〜第四工程とは、順序を入れ替えて行ってもよいし、同時に行ってもよい。

また、ターゲットの変形例は、二枚の板２０４および２１１を重ね合わせることによってバッキングプレート２１４を予め形成し、その後、本発明の実施形態におけるバッキングプレート１０４と同様に、上述したターゲットの製造方法を用いることによっても形成される。

上記ターゲットの製造方法の変形例によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート２１４の各々の主面に配置された第一母材２０５及び第二母材２１２の全域をスパッタリングに用いることができる。

また、ターゲットの製造方法の変形例では、バッキングプレートの第１主面２１４ａあるいは第２主面２１４ｂに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートを、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。

本発明は、被処理体にスパッタリング法による成膜工程を行う場合に対し、広く適用することができる。

１００・・・成膜装置、１０４・・・バッキングプレート、１０４ａ、１０４ｂ・・・主面、１０５・・・第一母材、１０６・・・第二母材、１０７・・・回転軸、１０８ａ、１０８ｂ・・・流路、１０９・・・防着板、１０９ａ・・・絶縁部材、１２０・・・カソード、Ｃ・・・ターゲット、Ｅ・・・制御部、Ｈ・・・磁場生成部、Ｌ・・・長手方向。

Claims (6)

1. 第１主面，前記第１主面とは反対側に位置する第２主面，第１側面，及び前記第１側面とは反対側に位置する第２側面を有するバッキングプレートと、前記第１主面に配置された第一母材と、前記第２主面に配置された第二母材と、前記第１側面から前記第２側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、成膜空間内に設けられたターゲットと、
   前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電力を供給する制御部と、
   前記第一母材又は前記第二母材に漏洩磁束が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置に設けられた磁場生成部とを含み、
   前記磁場生成部は、前記バッキングプレートの外部にあり、漏洩磁束が前記第一母材に生成されるときは、前記第二母材に近い位置に配置され、漏洩磁束が前記第二母材に生成されるときは、前記第一母材に近い位置に配置されている
   ことを特徴とするカソード。
2. 請求項１に記載のカソードであって、
   前記磁場生成部は、
   前記ターゲットが回転するときに前記ターゲットの回転半径より外側に前記磁場生成部を退避し、前記回転が終了したときに前記磁場生成部を元の位置に戻す退避駆動部を備えている
   ことを特徴とするカソード。
3. 請求項１又は２に記載のカソードであって、
   前記磁場生成部は、
   前記ターゲットの長手方向に垂直な方向及び前記ターゲットの長手方向に平行な方向のうち少なくとも一方向に前記磁場生成部を揺動させる揺動駆動部を備えている
   ことを特徴とするカソード。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカソードであって、
   前記バッキングプレートの内部に設けられ、前記第１主面あるいは前記第２主面に近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路を備える
   ことを特徴とするカソード。
5. 請求項４に記載のカソードであって、
   前記制御部は、前記回転軸を通して、前記循環流路に冷却水を循環させる
   ことを特徴とするカソード。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカソードであって、
   前記バッキングプレートは、前記第１側面及び前記第２側面とは異なる第３側面を有し、前記第３側面には絶縁部材を介して防着板が配置されている
   ことを特徴とするカソード。

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