스퍼터링 타겟 구조체 document_id A220623108142

스퍼터링에 의한 박막 형성은, 진공 용기 중에 아르곤 등의 희가스를 도입하고, 스퍼터링 타겟에 부 (負) 의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시키고, 이것에 의해 생성된 플라즈마 양이온을 스퍼터링 타겟에 충돌시키고, 이것에 의해 방출된 스퍼터링 타겟 구성 원자를 대향 기판에 퇴적시킴으로써 실시한다. 스퍼터링 타겟으로는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 고융점 금속 (텅스텐, 몰리브덴, 티탄 등) 및 그 합금, 고융점 실리사이드 (몰리브덴실리사이드, 텅스텐실리사이드 등) 등이 대표적인 것이지만, 최근에는, ITO (인듐-주석-옥사이드) 소결체 등도 사용되고 있다. 배킹 플레이트는, 지지체로서 기능함과 함께, 스퍼터링에 의해 스퍼터링 타겟 중에서 발생하는 열을 제거하는 냉각체로서 기능한다. 이 때문에, 배킹 플레이트는, 통상, 내부에 냉각 기구를 갖고 있다. 배킹 플레이트로는, 무산소 구리, 구리 합금, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 티탄 합금 등이 사용되고 있다. 이들 중, 구리제 배킹 플레이트는, 열전도성이 우수하기 때문에 상용되지만, 선팽창률이 17 × 10-6/K 로 크기 때문에, 반복 사용되면 신장에 의한 변형이 커져, 복수 회의 사용으로 재이용을 할 수 없게 된다는 문제가 있다. 상기 스퍼터링 공정에서 사용되는 스퍼터링 타겟은, 통상, 배킹 플레이트에 저융점 땜납재로 땜납 접착된 구조체의 상태로 사용된다. 스퍼터링 공정에 있어서 스퍼터링 타겟 구조체가 플라즈마 양이온의 충돌에 의해 고온이 된 경우, 이것을 구성하는 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트 사이에서 선팽창률에 큰 차가 있으면, 스퍼터링 타겟 구조체는 바이메탈과 같이 변형되어 버린다. 이와 같은 변형은, 스퍼터링 타겟 구조체를 제조할 때에도 일어날 수 있다. 이와 같은 변형이 일어나면, 스퍼터링 타겟에 균열이 발생하거나, 땜납재가 융해되어 땜납 접착 부분이 박리되거나 하는 문제가 발생한다. 이 때문에, 스퍼터링 등에 의해 고온에 노출되어도 바이메탈 변형을 일으키는 경우가 없고, 따라서, 스퍼터링 타겟의 균열이나 박리의 문제가 없는 스퍼터링 타겟 구조체가 요구되고 있다. 최근에는, 스퍼터링 타겟재로서, 몰리브덴이나 티탄이 사용되게 되었지만, 이들 금속의 선팽창률은, 배킹 플레이트재로서 상용되고 있는 구리의 선팽창률과 크게 상이하기 때문에, 상기와 같은 문제가 없는 스퍼터링 타겟 구조체에 대한 요청은 강해지고 있다. 상기와 같은 문제가 없는 스퍼터링 타겟 구조체를 얻기 위해서, 지금까지 여러 가지 제안이 이루어졌다. 예를 들어, 땜납재 내지 땜납 접착 방법에서의 검토로서, 스퍼터링 타겟과 냉각판 (배킹 플레이트) 사이에 주석 합금 등의 시트를 개재시키고, 이 시트와 스퍼터링 타겟 및 냉각판 사이에 각각 인듐 합금 등을 끼워 넣어 용융 접착시키는 방법 (특허 문헌 1), 스퍼터링 타겟에 도금 또는 증착 등의 전처리를 함과 함께, 완충재를 스퍼터링 타겟과 냉각판 (배킹 플레이트) 사이에 삽입하는 방법 (특허 문헌 2), 스퍼터링 타겟과 냉각판 (배킹 플레이드) 사이에 인서트재를 삽입하는 방법 (특허 문헌 3), 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트 사이에 열전도성 접착제를 삽입하고, 이 접착제와 스퍼터링 타겟 및/또는 배킹 플레이트 사이에 저융점 금속을 개재시켜 접착시키는 방법 (특허 문헌 4) 등이 있다. 이들 방법은, 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트 사이의 얇은 땜납재층 구성의 변형에 의해 효과를 얻고자 하는 것이며, 소기의 효과가 얻어진다고는 말하기 어렵다. 또한, 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트 사이에 여러 가지의 것을 개재시키는 것에 의한 열전도의 저하라는 마이너스 효과도 무시할 수 없는 것이다. 게다가, 인듐을 사용하는 것은 가격면에서도 문제가 있다. 한편, 배킹 플레이트측에서의 검토로서, 특허 문헌 5 에는, 배킹 플레이트를 몰리브덴-티탄-몰리브덴 등의 3 층 구조로 하는 방법이 제안되어 있다. 이것은, 배킹 플레이트의 선팽창률을 스퍼터링 타겟의 그것과 일치되도록 하고자 하는 것이다. 또한, 특허 문헌 6 에는, 배킹 플레이트를 몰리브덴과 구리의 복합 재료로 구성하는 것이 개시되어 있다. 또한 특허 문헌 7 에는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 세라믹스의 복합 재료로 배킹 플레이트를 제조하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이들 재료는 기계 가공성도 양호하지 않고, 특히 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트의 열팽창차가 문제가 되는 FPD 용의 대형품에는 응용이 곤란하다. 또한, 특허 문헌 8 은, 배킹 플레이트를 티탄으로 구성하는 것을 제안하고 있지만, 이것은 열전도도가 매우 작기 때문에 냉각 기구를 구비한 스퍼터링 타겟과 배킹 플레이트의 구조체로는 부적합하다. 또한, 특허 문헌 9 에는, 배킹 플레이트의 스퍼터링 타겟과 접합하는 면에 홈을 형성하는 것이 제안되어 있다. 이것은, 이 홈에 의해 열변형을 흡수하는 것을 겨냥한 것이지만, 한편, 열전도의 저하를 벗어날 수 없다는 문제가 있다. 특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 소61-250167호 특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평5-25620호 특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평4-365857호 특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 2000-160334호 특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평8-246144호 특허 문헌 6 : 일본 공개특허공보 소62-67168호 특허 문헌 7 : 일본 공개특허공보 2002-161361호 특허 문헌 8 : 일본 공개특허공보 평6-293963호 특허 문헌 9 : 일본 공개특허공보 평2-43362호