JPH06510090A - カソードスパッタリング用ターゲットエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 カソードスパッタリング用ターゲットエレメント本発明はカソードスパッタリン グ用ターケットエレメントに係る。本発明は更に、前記エレメントの製造方法及 び前記エレメントから構成されるターゲット、特に大面積ターゲットに係る。

特殊な特性を有する薄層により種々の材料をコーティングする技術は、現在めざ ましい発展を遂げている。特に、金属上の腐食防止層の堆積、光学ガラス上の反 射防止層の堆積、又は機械的素子上の超硬質材料の堆積を挙げることができる。

このような層を作成するために、特にコーティング層を生成する化合物の種類に 依存して多くの方法が提案されている。即ち、コーティング生成用化合物が気体 である場合には、プラズマ式又は非プラズマ式の種々の化学的気相蒸着法を利用 することができる。コーティング生成用化合物が液体又は可溶性であるならば、 金属層を堆積する場合には電気化学的方法を使用することができ、あるいはスピ ンコーティング又はホントスプレーのような堆積法を使用することができる。

コーティング生成源が固体材料である場合にコーティングを作成するために最も 広く使用されている方法はカソードスパッタリングである。このような方法では 、金属もしくは金属合金から構成されるか又は非常に高い融点を有する無機化学 化合物（例えばセラミック又は耐火性酸化物）から構成される「ターゲット材料 」又は「ターゲット」と通称されるコーティング生成用固体材料を使用し、ター ゲット材料から粒子を放出させるために十分なエネルギーを有するイオンをター ゲット材料に衝突させ、被覆対象に粒子を堆積させ、被覆対象上に所望のコーテ ィングを形成する。

ターゲット材料から放出される粒子により形成される堆積物の均質性と成長速度 により、対象上に堆積すべき前記ターゲット材料の表面は十分な寸法を有する必 要がある。

従って、大面積の対象（例えば窓ガラス）に被覆する場合には、大面積のターゲ ットを使用することが必要になり、ターゲットの面積は被覆対象よりも広いほう が有利である。

金属又は金属合金から大面積のターゲットを製造する場合には問題がないとして も、高融点を有する無機化学化合物のような材料を使用する場合には問題がある 。実際に、このような材料からターゲットを製造するには、セラミック又は使用 材料からなる焼結生成物を中間的に製造しなければならない。大面積のセラミッ ク又は焼結生成物を製造するには最適プロセスを逐次調整することが必要であり 、このような調整はほとんどの場合に時間がかかり、困難であり、従って費用が かかり、更に必ず専門家が実施しなければならない。

本発明は大面積のターゲットを簡単に製造することが可能なカソードスパッタリ ング用ターゲットエレメントを提案するものであり、該エレメントはセラミック 又は焼結分野の専門知識をもたない者でも実施することが可能な簡単で迅速で且 つ廉価な方法により得ることができる。

本発明のカソードスパッタリング用ターゲットエレメントは、融点〉３００℃の 無機化合物の層がその厚みの少なくとも一部において金属フオーム又はフェルト から構成される支持体層に侵入し、無機化合物と支持体とが相互に侵入し合い且 つ厚さが支持体層以下である複合層を支持体層と共に形成するように、前記支持 体上に堆積された前記無機化合物の層から構成されることを特徴とする。

有利には、複合層の厚さｅは支持体層の全厚ｅ、（即ち無機化合物に含浸された 支持体層の部分の厚さと無機化合物を含まない支持体層の部分の厚さとの和）の １０〜１００％、好ましくは５０〜１００％に相当し得る。

更に、複合層の厚さｅは無機化合物が存在する層の全厚ｅｃ（即ち支持体の外側 に位置する無機化合物の層の部分の厚さと支持体に含まれる無機化合物の層の部 分の厚さとの和）の１０〜１００％、好ましくは２０〜８０％に相当し得る。

無機化合物の支持体として使用される金属フオーム又はフェルトは前記無機化合 物に対して実質的に不活性な金属又は金属合金から形成される。本発明に従って 使用可能な金属フオーム又はフェルトの非限定的な例としては、金、白金、ニッ ケル、チタン又は銅フオーム又はフェルトを挙げることができる。金属フオーム 又はフェルトの気孔率は非常に広い範囲であり、はとんどの場合は＞９０％であ る。

ターゲットエレメントの無機化合物は特に融点〉３００℃の金属酸化物、硫化物 、ハロゲン化物又はオキシハロゲン化物であり、該無機化合物は遷移金属又は非 遷移金属であり得る１種以上の金属から得られる。

特に、ターゲットエレメントの無機化合物は式：Ｅａ’Ｚｓ　’　及Ｕ　Ｍ　、 °Ｔ、’Ｚ、’［式中、Ｅは元素周期表のｆ−ＶＩＩＩ族の少な（とも１種の金 属（例えばＦｅ、Ｃｕ、Ｃｏ。

Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ及びＩｎ）を表し、Ｍ及びＴは元素周期表の ■〜ＶＴＩＩ族の２種の異なる金属（例えばＭはＬｉ、Ｎａ、に、Ａｇ、Ｃｕ及 びＴＩであり、ＴはＮｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ及びＴｉである）を 表し、Ｚは酸素、硫黄、フッ素及び塩素から選択される少な（とも１種の元素で あり、記号に、ｑ、ｎ及びｐは夫々元素Ｅ、Ｍ、Ｔ及びＺの平均酸化度を表し、 α及びβはαに＋βｐ＝０となるような正の整数を表し、Ｘ、ｙ及びＺはｑｘ＋ ｎｙ＋ｐＺ＝Ｏとなるような正の整数を表す〕のいずれかに対応し得る。

各元素に適用される平均酸化度なる用語は、該当元素が該当化合物中で複数の酸 化度を有し得ることを意味する。

無機化合物は特に酸化物、特に式：Ｅ、’Ｏβ２−及びＭ　、　ＱＴ、’Ｏ，’ −［式中、ＥＬｔ元素周期表のＩ−ＶＩＩＩ族の少なくとも１種の金Ｒ（例えば Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ。

Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｎ及びＩｎ）であり、Ｍ及びＴは元素周期表の２種の異な る金属（例えばＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ。

Ａｇ、Ｃｕ及びＴＩであり、ＴはＮｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｎ。

Ｃｒ、Ｆｅ、Ｖ及びＴｉである）を表し、記号に、（ｌ及びｎは夫々元素Ｅ、Ｍ 及びＴの平均酸化度を表し、α及びβはαに一２β＝０となるような正の整数を 表し、ｘ、ｙ及び２はＱ　Ｘ　＋　ｎ　ｙ　−２ｚ　＝　Ｏとなるような正の整 数を表すコのいずれかを有する酸化物であり得る。このような酸化物の非限定的 な例としては、ＷＯ３，Ｍｏ　０３．　Ｃｒ　２０３．　Ｔｉ　０２．　Ｆ　ｅ 　２０３．　Ｌ　ｉ　、、Ｎ　ｉ　０２　（０≦Ｖ≦１）、ＬｉＣｒｙ２．Ｌｉ Ｆｅ○２．ＬｉＷＯ３及びＬｉ２ＷＯ，を挙げることができる。

本発明のターゲットエレメントは大面積ターゲットエレメントとして直接得られ る。また、得ようとする大面積ターゲットの面積よりも小さい面積を有するター ゲットエレメントを作成した後、後述するように複数のこのようなエレメントを 結合して大面積ターゲットエレメントを形成することも可能である。

大面積であるか小面積であるかに拘わらず、本発明のり−ゲントエレメント製造 方法は、選択される無機化合物の前駆物質系を金属フオーム又はフェルト層から 構成される支持体に塗布し、無機化合物の前駆物質系の層で被覆された支持体か ら構成されるアセンブリにＱ、１ＭＰａ〜１５Ｍ　Ｐ　ａ　、好ましくは０．１ ＭＰａ　〜５ＭＰａの圧力を加え、アセンブリを焼結するのに適切であり且つ支 持体の融点よりも低い３００〜１６００’Ｃ１好ましくは６００〜１２００°Ｃ の温度に該アセンブリを加熱し、焼結アセンブリを得るための十分な時間前記ア センブリを到達温度に維持し、その後、急冷現象を避けながら焼結アセンブリを 周囲温度まで冷却することを特徴とする。

無機化合物の前駆物質系は、特に式、Ｅ、ｋＺ、ｐの上記化合物の場合、特に式 ：ＥａｋＯａ”−の上記酸化物の場合などには無機化合物自体から構成され得る 。無機化合物の前駆物質系は更に、上記温度の化学反応により所期無機化合物を 生成する成分の混合物から構成してもよい。従って、無機化合物が式Ｍ、’Ｔ、 ’Ｚ、’（７）化合物、特に式Ｍ　、　ａ　Ｔ　、　′Ｏ、Ｑ−の酸化物から構 成される場合には、無機化合物の前駆物質系は、上記温度で反応して化合物Ｍ、 ’Ｔ、”Ｚ　、＋１を形成することか可能な金属Ｍの化合物と金属Ｔの化合物を 適当な割合で含む混合物から構成され得る。例えば、無機化合物が式Ｍ、”Ｔ、 ”０，２−の酸化物即ちセラミック型の混合酸化物である場合には、このような 酸化物の前駆物質混合物は有利には式Ｍ　、ａ　（ＣＯｓ）、−／２の金属Ｍの 炭酸塩と式Ｔ、　ｎＯｏア／２２−の金属Ｔの酸化物との混合物から構成され得 る。

従って、式ＬｉｚＮｉＯ２，Ｌｉ、ＣｒＯ，ＬｉＦｅＯ２及びＬｉ２ＷＯ４のセ ラミック型の無機化合物は等モル量のＬｉ、ＣＯ３とＮｉｐ、Ｌ　１ｚｃｏ３と Ｃｒ２Ｏ３、Ｌｉ２ＣＯ５とＦｅ２Ｏ３又はＬｉ２Ｃ０，とＷＯ３を夫々含有す る前駆物質混合物から形成される。

金属フオーム又はフェルト支持体に塗布するためには、無機化合物の前駆物質は 支持体の気孔率に適応する粒度の粉末形態であり得る。この場合には、金属フオ ーム又はフェルト支持体に粉末を散布することにより該支持体に無機化合物の前 駆物質系を塗布する。

前駆物質系を水又は有機液体のような１種以上の液体と混合することによりコー ティングペーストを調製するか、又は従来のゾル／ゲル法の任意の１種により粉 末状前駆物質系からゲルを調製した後、金属フオーム又はフェルト支持体に前記 ペースト又は前記ゲルを被覆してもよい。

上述のように、支持体を形成する金属フオーム又はフェルトは好ましくは無機化 合物及びその前駆物質系に対して実質的に不活性な金属又は金属合金から構成さ れ、例えば金、白金、チタン、銅又はニッケルのような金属から構成される。

ペースト又はゲル型の湿潤生成物を被覆することにより支持体に無機化合物の前 駆物質系を塗布する場合には、支持体にペースト又はゲルを被覆することにより 形成されたアセンブリを乾燥し、実質的に乾燥した生成物を得た後に圧力の作用 を加える（圧縮段階）と有利である。

無機化合物の前駆物質系で被覆した支持体から構成されるアセンブリの圧縮は、 金属フオーム又はフェルト支持体に中程度の圧潰をもたらすように実施される。

前記圧縮は、圧縮後の支持体層が該支持体層の初期厚さの少なくとも１０％、好 ましくは少なくとも５０％に相当するように実施すると有利である。

圧縮したアセンブリを３００−１６００’Ｃの温度に加熱する際には、特に無機 化合物の表面層の亀裂の原因となる熱衝撃を避けるように昇温速度を制御すると 有利である。

昇温速度は０．０５〜３０°Ｃ／分、特に０．１〜１５°Ｃ／分にすると満足な 結果が得られる。

また、アセンブリを３００〜１６００°Ｃの温度から周囲温度に冷却する際には 、過度に迅速な冷却を避け、冷却中にアセンブリの急冷を生じないようにしなけ ればならない。

０．０５〜３０°Ｃ／分、特に０．１〜ｂ度で操作すると有利である。

本発明のターゲットエレメントを金属フオーム又はフェルト支持体の側で熱及び 電気伝導性接着剤により金属基板（例えば黄銅、アルミニウム、チタン、銅、タ ングステン又はステンレス鋼基板）に接着し、カソードスパッタリング装置に取 り付は可能なターゲットを形成する。

本発明によると、例えば約４００ｃｍ２〜１ｍ２の大面積ターゲットエレメント を直接形成し、上述のように対応する面積の金属基板に前記エレメントを接着し 、大面積のターゲットを作成することができる。

作成すべき大面積ターゲットよりも小さい面積を有する本発明のターゲットエレ メントを作成した後、作成すべき大面積ターゲットに対応する面積の金属基板上 に、大面積ターゲットに所望される面積に対応する面積を覆うように複数のター ゲットエレメントを結合して並べ、前記基板に上述のように接着することにより 、大面積のターゲットを作成することも可能である。

有利には、上述のように適切な面積の金属基板上に１又は複数のターゲットエレ メントを接着することにより得られる小面積、小面積又は大面積のターゲットで は、金属基板は単一のターゲットエレメントの外形又は小面積のターゲットエレ メントを並べて結合することにより得られたターゲットエレメントの外形を包囲 する外形を有する面積を有しており、金属基板とターゲットエレメントの外形は 、ターゲットエレメントを接着した金属基板の面上にターゲットエレメントを包 囲する周辺領域を規定するように好ましくは相互に平行である。この周辺領域に 金属基板を貫通するオリフィスを穿孔し、カソードスパッタリング装置の支持部 材にターゲットを固定するための固定部材（例えばねじ等）を挿通ずる。

添付図面中、図１ａ及び１ｂは大面積を有する単一ターゲットエレメントから得 られる大面積ターゲットの概略平面図（図１ａ）及び縦断面図（図１ｂ）であり 、図２ａ及び２ｂは複数の小面積ターゲットエレメントから得られる大面積ター ゲットの概略平面図（図２ａ）及び縦断面図（図２ｂ）である。

図１ａ及び１ｂ中、大面積ターゲット１は例えば長さ３０ｃｍ及び幅２０ｃｍを 有する矩形の大面積ターゲットエレメント２からなる。エレメント２は熱及び電 気伝導性接着剤（例えば銀を含有するエポキシ系２成分伝導性接着剤）の層３を 介して矩形エレメント２よりもわずかに大きい寸法を有する金属基板４に結合さ れている。矩形金属基板４の縁部５〜８により形成される外形は、エレメント２ を接着した金属基板の面１３上に該エレメント２を包囲する周辺領域１４を規定 するように、矩形ターゲットエレメント２の縁部９〜１２により形成される外形 を包囲し且つこれに平行である。この周辺領域に金属基板を貫通するオリフィス （例えば１５）を穿孔し、カソードスパッタリング装置の支持部材にターゲット １を取り付けるための固定部材（例えばねじ等）を挿通ずる。ターゲットエレメ ント２は、融点〉３００℃の無機化合物（特にセラミック又は耐火性酸化物）の 層１６を金属フオーム又はフェルト及び該無機化合物から構成される複合層１７ に結合することにより構成され、金属フオーム又はフェルト及び有機化合物は前 記複合層の全厚において相互に侵入し合い、層１６は複合層１７の縁部も被覆し 得る。

図２ａ及び２ｂ中、大面積ターゲット２１は例えば長さ３３ｃｍ及び幅２０ｃｍ の矩形の大面積ターゲットエレメント２２からなり、各々例えば１辺ＩＱｃｍの 正方形の６個のターゲットエレメント３６〜４１を並べて結合することにより形 成される。ターゲットエレメント２２を形成するターゲットエレメント３６〜４ １は、熱及び電気伝導性接着剤（例えば銀を含有するエポキシ系２成分伝導性接 着剤）の層２３により矩形エレメント２２よりもわずかに大きい寸法を有する金 属基板２４に結合されている。矩形金属基板２４の縁部２５〜２８により形成さ れる外形は、エレメント２２を形成するターゲットエレメント３６〜４１を接着 した金属基板の面３３上に該エレメント２２を包囲する周辺領域３４を規定する ように、矩形エレメント２２の縁部２９〜３２により形成される外形を包囲し且 つこれに平行に配置される。この周辺領域に金属基板を貫通するオリフィス（例 えば３５）を穿孔し、ターゲット２１をカソードスパッタリング装置の支持部材 に取り付けるための固定部材（例えばねじ等）を挿通する。大面積エレメント２ ２を形成するために結合されるターゲットエレメント３６〜４１は、融点〉３０ ０℃の無機化合物（特にセラミック又は耐火性酸化物）の層１６を金属フオーム 又はフェルトと前記無機化合物から構成される複合層１７に結合することにより 各々構成される本発明のエレメントであり、金属フオーム又はフェルトと無機化 合物は複合層の全厚において相互に侵入し合い、層１６は複合層１７の縁部をも 被覆し得る。

本発明のターゲットエレメントを構成するために金属フオーム又はフェルトから 構成される支持体を使用すると、ターゲットの良好な機械的挙動を容易に得るこ とができる。

以下、非限定的な実施例により本発明を説明する。

酸化インジウム／酸化錫ターゲットエレメント及び対応するターゲット いずれも粒度１０〜１００μｍの粉末形態である酸化インジウムＩｎ２０５１４ ｇ及び酸化錫ＳｎＯ，１ｇを乳鉢に入れた。次に乳鉢の内容物に水１０ｇを加え 、均質なペーストが得られるまで全体を混合した。単位面積当たり質量１　ｋ　 ｇ／ｍ”及び厚さ１．７〜２ｍｍを有する金フオームシートから１辺１０ｃｍの 正方形プレートを切り取り、スパチュラを使用してフオームプレートの片面を上 記ペーストで被覆した。この被覆はフオームシートが見えなくなるまで行った。

次に１１０℃のオーブンに１時間維持することにより、被覆後のアセンブリを乾 燥した。乾燥したアセンブリを次にプレスに入れ、周囲温度でＩＭＰａの圧力の 作用下に１分間このプレスで圧縮した。次に圧縮したアセンブリをオーブンに入 れ、オーブン温度を５°Ｃ／分の速度で周囲温度から９５０°Ｃに上昇させ、次 いで９５０℃に６時間維持し、最後にオーブン温度を５℃／分の速度で９５０℃ から周囲温度に低下させることからなる熱処理をこのオーブン内で行った。上記 種々の操作は大気雰囲気（周囲大気）下で実施した。

熱処理後、酸化インジウム／酸化錫ターゲットエレメントを構成するアセンブリ として、金フオームとインジウム及び錫の混合酸化物とがフオーム層の全厚にお いて相互に侵入し合った厚さ１ｍｍの複合層に厚さ２ｍｍのインジウム及び錫の 混合酸化物層を接着してなるアセンブリを得た。

上記のように得られたターゲットエレメントを支持する基板の面に幅１ｃｍの周 辺領域を残し、銀を含有するエポキシ系２成分伝導性接着剤により１辺１２ｃｍ の正方形のステンレス鋼基板にターゲットエレメントを接着し、前記周辺領域に ねじのような固定部材を挿通するためのオリフィスを穿孔した。こうして図１ａ 及び１ｂに略示するような構造と１００ｃｍ２の有効面積（ターゲットエレメン トの面積）を有するターゲットを得た。

こうして作成したターゲットをカン−トスバッタリングで使用し、種々の電気化 学システムで特に透明電極として使用可能なインジウム及び錫の混合酸化物の透 明薄膜堆積物をガラス支持体上に生成した。このターゲットを使用して得られた 透明薄膜堆積物を分析した処、堆積物中に金は検出されず、混合酸化物の支持体 として使用したフオームは表面に現れないことが判明した。

実施例２： 酸化インジウム／酸化錫ターゲットエレメント及び対応する大面積ターゲット 実施例１に記載したように操作することにより、各々面積１００ｃｍ２と実施例 １に示す構造を有する酸化インジウム／酸化錫ターゲットエレメントを作成した 。

こうして得られた６個のターゲットエレメントが長さ３４ｃｍ幅２４ｃｍの矩形 ステンレス鋼基板上に長さ３０ｃｍ幅２０ｃｍの矩形面積を占有するように、タ ーゲットエレメントを支持する基板の面に幅２ｃｍの周辺領域を残し、銀を含有 するエポキシ系２成分伝導性接着剤によりこれらのターゲットエレメントを金属 フオーム側で基板に接着し、周辺領域にねじのような固定部材を挿通するための オリフィスを穿孔した。こうして図２ａ及び２ｂに略示するような構造と有効面 積（ターゲットエレメントアセンブリにより占有される面積）６０Ｑｃｍ２を有 する大面積ターゲットを得た。

こうして作成したターゲットを直流カソードスパッタリングで使用し、大面積ガ ラス支持体上にインジウム及び錫の混合酸化物の透明薄膜堆積物を生成した。得 られた透明薄膜堆積物は金を全く含んでいなかった。

実施例３： 酸化タングステンターゲットエレメント及び対応するターゲット 酸化インジウム及び酸化錫の代わりに粒度１ｏμｍ〜１００μｍの粉末形態の酸 化タングステンｗｏｓｌ　Ｏｇを使用し、５ｇの水で酸化タングステンペースト を形成した以外は実施例１と同様に操作した。

熱処理後、酸化タングステンターゲットエレメントを構成するアセンブリとして 、金フオームとｗｏ３とがフオーム層の全厚において相互に侵入し合った厚さ１ ｍｍの複合層に厚さ２ｍｍの酸化タングステンＷ　Ｏ３の層を接着してなるアセ ンブリを得た。

前記ターゲットエレメントを実施例１に記載したように１辺１２ｃｍの正方形の タングステン基板にフオーム側で接着した。こうして図１ａ及び１ｂに示すよう な構造と有効面積１００ｃｍ２を有するターゲットを得た。

実施例４゜ リチウム及びニッケルの混合酸化物ターゲットエレメント及び対応するターゲッ ト いずれも粒度１０μｍ〜１００μｍの粉末形態である炭酸リチウムＬ　ｉ　２Ｃ Ｏ３３，７ｇ及び酸化ニッケルＮｉ０７゜５ｇを乳鉢に入れ、均質な生成物が得 られるまで全体を混合した。

単位面積当たり質量０．　５　ｋ　ｇ／ｍ２及び厚さ約２ｍｍを有する銅フオー ムシートから１辺ＩＱｃｍの正方形プレートを切り取り、Ｌ１□ＣＯ３及びＮｉ Ｏの粉末混合物をフィー一ムプレートの片面に分散した。次に、得られたアセン ブリをプレスに入れ、周囲温度で１．５ＭＰａの圧力の作用下に５分間このプレ スで圧縮した。圧縮したアセンブリを次にオーブンに入れ、オーブン温度を１０ ℃／分の速度で周囲温度から４００℃に上昇させた後、４００℃に６時間維持し て炭酸リチウムを完全に分解させ、次いでオーブン温度を１０６Ｃ／分の速度で ８５０℃まで上昇させた後、８５０℃に６時間維持し、最後にオーブン温度を１ ０°Ｃ／分の速度で８５０℃から周囲温度に低下させることからなる熱処理をこ のオーブンで行った。上記種々の操作は大気雰囲気下で実施した。

熱処理後、式ＬｉＮｉＯ２のリチウム及びニッケル混合酸化物ターゲットエレメ ントを構成するアセンブリとして、銅フオームと混合酸化物ＬｉＮｉＯ２とがフ オーム層の全体で相互に侵入し合った厚さ１ｍｍの複合層に厚さ２ｍｍの混合酸 化物ＬｉＮｉＯ２層を接着してなるアセンブリを得た。

得られたターゲットエレメントを実施例１に記載したように１辺１２ｃｍの正方 形黄銅基板に接着した。こうして図１ａ及びｌｂに示すような構造と有効面積１ ００ｃｍ２を有するターゲットを得た。

こうして作成したターゲットを直流カソードスパッタリングで使用し、基板上に リチウム及びニッケルの混合酸化物の薄膜堆積物を生成した。得られた薄膜堆積 物は銅を全く含まず、基板として使用したフオームはターゲットエレメントの表 面に現れないことが判明した。

リチウム及びクロム混合酸化物ターゲットエレメント及び対応するターケント 酸化ニッケルの代わりに酸化クロムＣｒｚＯ３７，６ｇを使用し、銅フオームの 代わりに単位面積当たり質量０．　５ｋｇ／ｍ２及び厚さ約２ｍｍを有するニッ ケルフオームを使用した以外は実施例４と同様に操作した。

熱処理後、リチウム及びクロム混合酸化物ターゲットエレメントを構成するアセ ンブリとして、ニッケルフオームとリチウム及びクロム混合酸化物とがフオーム 層の全厚において相互に侵入し合った厚さ１ｍｍの複合層に厚さ３ｍｍのリチウ ム及びクロム混合酸化物層を接着してなるアセンブリを得た。

得られたターゲットアセンブリを実施例１に記載したように１辺１２ｃｍの正方 形の黄銅プレートにフオーム側で接着した。こうして、図１ａ及び１ｂに示すよ うな構造と有効面積１００ｃｍ２を有するターゲットを得た。

こうして作成したターゲットをカソードスパッタリングで使用し、基板上にリチ ウム及びクロムの混合酸化物の薄膜堆積物を生成した。得られた薄膜堆積物はニ ッケルを全く含まず、支持体として使用したフオームはターゲットエレメントの 表面に現れないことが判明した。

酸化ニッケルの代わりに８ｇの酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３を使用し、銅フオームの代わり に単位面積当たり質量１ｋｇ／ｍ２及び厚さ約２ｍｍを有する金フオームを使用 し、炭酸リチウムの分解後にオーブン温度を９５０°Ｃに上昇させた以外は実施 例４と同様に操作した。

熱処理後、リチウム及び鉄混合酸化物ターゲットエレメントを構成するアセンブ リとして、金フオームとリチウム及び鉄混合酸化物とがフオーム層の全厚におい て相互に侵入し合った厚さ１ｍｍの複合層に厚さ２．５ｍｍのリチウム及び鉄混 合酸化物の層を接着してなるアセンブリを得た。

得られたターゲットエレメントを実施例１に記載したように１辺１２ｃｍの正方 形アルミニウムプレートにフオーム側で接着した。こうして、図１ａ及び１ｂに 示すような構造と有効面積１００ｃｍ２を有するターゲットを得た。

こうして作成したターゲットをカソードスパッタリングで使用し、リチウム及び 鉄混合酸化物の薄膜を生成した。

得られた薄膜は金を全く含んでいなかった。

実施例７： リチウム及びタングステン混合酸化物ターゲットエレメント及び対応するターゲ ット 炭酸リチウムと酸化クロムの混合物の代わりに、試験Ａでは炭酸リチウム３．７ ｇ及びＷＯ３４６ｇ、試験Ｂでは炭酸リチウム７．４ｇ及びＷＯ３４６ｇを含有 する粒度１０μｍ〜１００μｍの粉末混合物を使用した以外は実施例５と同様に 操作することにより、リチウム及びタングステン混合酸化物ターゲットエレメン トを作成する２種の試験（Ａ及びＢ）を実施した。

熱処理後、リチウム及びタングステン混合酸化物ターゲットエレメントを構成す るアセンブリとして、ニッケルフオームとリチウム及びタングステン混合酸化物 とが相互に侵入し合い且つ厚さがフオーム層の全厚に相当する厚さ１ｍｍ（試験 Ａ及び試験Ｂ）の複合層に厚さ２ｍｍ（試験Ａ）又は２．５ｍｍ（試験Ｂ）のリ チウム及びタングステン混合酸化物層を接着してなるアセンブリを得た。得られ たターゲットエレメントの各々を実施例１に記載したように１辺１２ｃｍの正方 形のタングステンプレートにフオーム側で接着した。こうして図１ａ及び１ｂに 示すような構造と有効面積１００ｃｍ”を有するターゲットを得た。

麺−ｍ−−ｓ＋ｓｗ−ｍＱＩＩ＋１ｗＰｍｍｍ　ｂ　ｆｌｗｍｍ　ｍＭ）１−− １−ｗ　徨幽−１１畑陽雫嘲−一０１１Ｋｗ　ＩＤＰ　ｆｋ　Ｍに−Ｐ−−ｋｍ −帥呵−−−−−ｗｅ−−１ｅｒｄｍ−ｓｇ−−０９／１２／９２フロントペー ジの続き （７２）発明者　ドウラ、クロード フランス国、エフ−３３４００・タランス、レズイダンス・ボア・ダルスイ・べ ・３３２（７２）発明者　ボルテイエ、ジョゼフフランス国、エフ−３３１７０ ・グラデイニイアン、リュ・ドウ・ガゼラン、９ （７２）発明者　サラルデエンヌ、シャンフランス国、エフ−３３６００・ペサ ツク、アブニュ・レイモン・ポワベン、４３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．融点＞３００℃の無機化合物の層（１６）がその厚みの少なくとも一部にお いて金属フォーム又はフェルトから構成される支持体層に侵入し、無機化合物と 支持体とが相互に侵入し合い且つ厚さが支持体層以下である複合層（１７）を支 持体層と共に形成するように、前記支持体上に堆積された前記無機化合物の層か ら構成されることを特徴とするカソードスパッタリング用ターゲットエレメント （２，２２）。 ２．複合層の厚さｅが支持体層の全厚ｅ■の１０〜１００％、好ましくは５０〜 １００％に相当することを特徴とする請求項１に記載のターゲットエレメント。 ３．複合層の厚さｅが、無機化合物を含む層の全厚ｅｃの１０〜１００％、好ま しくは２０〜８０％に相当することを特徴とする請求項１又は２に記載のターゲ ットエレメント。 ４．無機化合物の支持体として使用される金属フォーム又はフェルトが、該無機 化合物に対して実質的に不活性な金属又は金属合金から形成されることを特徴と する請求項１から３のいずれか一項に記載のターゲットエレメント。 ５．無機化合物の支持体が金、白金、ニッケル、チタンもしくは銅フォーム又は フェルトから形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載 のターゲットエレメント。 ６．金属フォーム又はフェルトが＞９０％の気孔率を有することを特徴とする請 求項１から５のいずれか一項に記載のターゲットエレメント。 ７．無機化合物が融点＞３００℃の金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物又はオキ シハロゲン化物であり、前記無機化合物が遷移金属又は非遷移金属である１種以 上の金属から得られることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の ターゲットエレメント。 ８．式：ＥαｋＺβｐ及びＭｘｑＴｙｎＺｚｐ［式中、Ｅは元素周期表のＩ〜Ｖ ＩＩＩ族の少なくとも１種の金属（例えばＦｅ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｎ及びＩｎ）を表し、Ｍ及びＴは元素周期表のＩ〜ＶＩＩＩ族の ２種の異なる金属（例えばＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ａｇ，Ｃｕ及びＴｌであり、Ｔ はＮｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ及びＴｉである）を表し、Ｚは酸素、 硫黄、フッ素及び塩素から選択される少なくとも１種の元素であり、記号ｋ，ｑ ，ｎ及びｐは夫々元素Ｅ，Ｍ，Ｔ及びＺの平均酸化度を表し、α及びβはαｋ＋ βｐ＝０となるような正の整数を表し、ｘ，ｙ及びｚはｑｘ＋ｎｙ＋ｐｚ＝０と なるような正の整数を表す］のいずれかに対応することを特徴とする請求項１か ら６のいずれか一項に記載のターゲットエレメント。 ９．無機化合物が酸化物、特に式：Ｅαｋ＝Ｏβ２−及びＭｘｑＴｙｎＯｘ２− ［式中、Ｅは元素周期表のＩ〜ＶＩＩＩ族の少なくとも１種の金属（例えばＦｅ ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｓｎ及びＩｎ）であり、Ｍ及びＴ は元素周期表の２種の異なる金属（例えばＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ａｇ，Ｃｕ及び Ｔｌであり、ＴはＮｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ及びＴｉである）を表 し、記号ｋ，ｑ及びｎは夫々元素Ｅ，Ｍ及びＴの平均酸化度を表し、α及びβは αｋ−２β＝０となるような正の整数を表し、ｘ，ｙ及びｚはｑｘ＋ｎｙ−２ｚ ＝０となるような正の整数を表す］のいずれかに対応する酸化物であることを特 徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のターゲットエレメント。 １０．融点＞３００℃の無機化合物の前駆物質系を金属フォーム又はフェルトの 層から構成される支持体に塗布し、無機化合物の前駆物質系層で被覆された支持 体から構成されるアセンブリに０．１ＭＰａ〜１５ＭＰａの圧力を加え、アセン ブリを焼結するのに適しており且つ支持体の融点よりも低い３００〜１６００℃ の温度にアセンブリを加熱し、焼結アセンブリを得るために十分な時間、アセン ブリを到達温度に維持し、その後、急冷現象を避けるように焼結アセンブリを室 温まで冷却することを特徴とする請求項１に記載のターゲットエレメントの製造 方法。 １１．無機化合物の前駆物質系層で被覆した支持体から形成されるアセンブリに 加える圧力が０．１ＭＰａ〜５ＭＰａであることを特徴とする請求項１０に記載 の方法。 １２．圧力作用後にアセンブリを加熱及び維持する温度が６００〜１２００℃で あることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。 １３．無機化合物の前駆物質系が該無機化合物自体からなり、該化合物が特に式 ：ＥαｋＺβｐ［式中、Ｅは元素周期表のＩ〜ＶＩＩＩ族の少なくとも１種の金 属（例えばＦｅ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｎ及びＩｎ）で あり、Ｚは酸素、硫黄、フッ素及び塩素から選択される少なくとも１種の元素で あり、記号ｋ及びｐは夫々元素Ｅ及びＺの平均酸化度を表し、α及びβはαｋ＋ βｐ＝０となるような正の整数である］の化合物であることを特徴とする請求項 １０から１２のいずれか一項に記載の方法。 １４．無機化合物の前駆物質系が該無機化合物自体からなり、該化合物が酸化物 、特に式：ＥαｋＯβ２−［式中、Ｅは元素周期表のＩ〜ＶＩＩＩ族の少なくと も１種の金属（例えばＦｅ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｓｎ及 びＩｎ）であり、記号ｋは金属Ｅの平均酸化度を表し、α及びβはαｋ−２β＝ ０となるような正の整数である］の酸化物であることを特徴とする請求項１０か ら１２のいずれか一項に記載の方法。 １５．無機化合物の前駆物質系が焼結のために選択される温度での化学反応によ り所望の無機化合物を生成する成分の混合物から形成されることを特徴とする請 求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。 １６．無機化合物が式：ＭｘｑＴｙｎＺｚｐ［式中、Ｍ及びＴは元素周期表のＩ 〜ＶＩＩＩ族の２種の異なる金属（例えばＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ａｇ，Ｃｕ及び Ｔｌであり、ＴはＮｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ及びＴｉ）であり、Ｚ は酸素、硫黄、フッ素及び塩素から選択される少なくとも１種の元素であり、記 号ｑ，ｎ及びｐは夫々元素Ｍ，Ｔ及びＺの平均酸化度を表し、ｘ，ｙ及びｚはｑ ｘ＋ｎｙ＋ｐｚ＝０となるような正の整数を表す］の化合物であり、無機化合物 の前駆物質系が３００〜１６００℃の温度で反応して化合物ＭｘｑＴｙｎＺｚｐ を形成することが可能な金属Ｍの化合物と金属Ｔの化合物とを適切な割合で含有 する混合物から構成されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。 １７．無機化合物が酸化物、特に式：ＭｘｑＴｙｐＯｚ２−（式中、Ｍ、Ｔ、ｑ 及びｎは請求項１６に記載したと同義であり、ｘ，ｙ及びｚはｑｘ＋ｎｙ−２ｚ ＝０となるような正の整数である）の酸化物であり、該無機化合物の前駆物質系 が式Ｍｘｑ（ＣＯ３）ｑｘ／２の金属Ｍの炭酸塩と式ＴｙｎＯｎｙ／２２−の金 属Ｔの酸化物との混合物から構成されることを特徴とする請求項１６に記載の方 法。 １８．無機化合物の前駆物質系が支持体の気孔率に適応する粒度を有する粉末形 態であり、前記支持体に前記粉末を散布することにより支持体に前駆物質系を塗 布することを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の方法。 １９．無機化合物の前駆物質系が粉末状前駆物質系を水もしくは有機液体のよう な１種以上の液体と混合することにより得られるコーティング用ペースト形態又 はゾル／ゲル法により粉末前駆物質系から得られるゲル形態であり、前記ペース ト又は前記ゲルで被覆することにより支持体に前駆物質系を塗布することを特徴 とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の方法。 ２０．支持体をペースト又はゲルで被覆して得られたアセンブリを乾燥し、実質 的に乾燥した生成物を得た後、圧力の作用を加えることを特徴とする請求項１９ に記載の方法。 ２１．作用後の支持体層の厚さが該支持体層の初期厚さの少なくとも１０％、好 ましくは少なくとも５０％に相当するように、無機化合物の前駆物質系で被覆し た支持体から構成されるアセンブリに圧力を作用させることを特徴とする請求項 １０から２０のいずれか一項に記載の方法。 ２２．圧力作用を加えたアセンブリを次に０．０５〜３０℃／分、好ましくは０ ．１〜１５℃／分の速度で３００〜１６００℃の温度に加熱することを特徴とす る請求項１０から２１のいずれか一項に記載の方法。 ２３．焼結アセンブリを０．０５〜３０℃／分、好ましくは０．１〜１５℃／分 の速度で３００〜１６００℃の温度から周囲温度に冷却することを特徴とする請 求項１０から２２のいずれか一項に記載の方法。 ２４．熱及び電気伝導性接着剤（３，２３）、特に銀を含有するエポキシ系２成 分伝導性接着剤により請求項１から９のいずれか一項に記載のターゲットエレメ ント（２，２２）を支持体側で金属基板（４，２４）、例えば黄銅、アルミニウ ム、銅、チタン、タングステン又はステンレス鋼基板に接着してなるカソードス パッタリング用ターゲット。 ２５．対応する面積の金属基板（４）に接着された大面積ターゲットエレメント （２）から構成されることを特徴とする請求項２４に記載のターゲット。 ２６．所期大面積ターゲットの面積に対応する面積の金属基板（２４）上に、大 面積ターゲットに所望される面積に対応する面積を覆うようにターゲットよりも 小さい面積の複数のターゲットエレメント（３６，３７，３８）を結合して並べ 、前記基板に接着することにより構成される大面積ターゲットの形態であること を特徴とする請求項２４に記載のターゲット。 ２７．金属基板（４，２４）が単一のターゲットエレメント（２）又は小面積の ターゲットエレメント（３６，３７，３８）を結合して並べることにより形成さ れるターゲットエレメント（２２）の外形を包囲する外形を有する面積を有して おり、金属基板とターゲットエレメントの外形が、ターゲットエレメントを接着 した金属基板の面上にターゲットエレメント（２，２２）を包囲する周辺領域（ １４，３４）を規定するように、好ましくは相互に平行であることを特徴とする 請求項２４から２６のいずれか一項に記載のターゲット。 ２８．前記周辺領域（１４，３４）に金属支持体を貫通するオリフィス（１５， ３５）を穿孔し、カソードスパッタリング装置の支持部材にターゲットを固定す るための固定部材を挿通するように構成したことを特徴とする請求項２７に記載 のターゲット。