JP2018159132A - スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【課題】イグニッション（プラズマ点火）の点火失敗率を低下させることができ、安定的にスパッタプロセスを開始することを可能とするターゲットの提供。【解決手段】成膜に寄与するフラット部と、スパッタリングターゲットのスパッタ面の外周端部において実質的に成膜には寄与しないかあるいは寄与が少ない部分であるテーパ部を備えたスパッタリングターゲットにおいて、ターゲットのテーパ部に、面積比率が０．６％以上で１０％以下で、深さが０．１ｍｍ以上のイグニッション用の加工溝が配置されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。【選択図】図１
Description
本発明は、スパッタリングにおいてスパッタ時のイグニッション（プラズマ点火）を安定的に行うことが可能なスパッタリングターゲットに関する。
半導体集積回路の配線は、世代を重ねるごとに細線化が要求されており、このような配線となる薄膜の形成には、物理蒸着法の一種であるスパッタリングが使用されている。近年では、スパッタリングの成膜速度を上げるために電磁力によりプラズマを制御するマグネトロンスパッタリングが使用されることが多い。このような最先端に用いられるスパッタリングにおいては、安定かつ制御が容易なターゲットが不可欠となる。プラズマ点火不良により装置が停止したり、電圧変動などが発生したりして、安定した成膜ができない場合、生産性を低下させるだけでなく、製品の品質を劣化させることがある。また、制御が困難であると、成膜条件を意図的に変化させた場合、安定した成膜を開始、維持できなくなるということがある。
銅配線のバリア膜を形成するために、タンタルからなるスパッタリングターゲットが使用されている。バリア膜は、アスペクト比（段差の深さと開口の比）の高い配線孔にも形成するため成膜速度を制御して、安定的に極薄膜を形成できる必要がある。また、スパッタ収率を上げるためにハイパワーでスパッタする必要もあり、そのような条件下でも膜厚制御に有利な、成膜速度の低いターゲットが望まれている。そして、このような成膜制御技術は、ＰＶＤの発展の一翼を担っている。
タンタルターゲットは、汎用性の観点から、純度４Ｎ５（９９．９９５ｗｔ％）品が使用されているが、不純物による膜の密着性の劣化やリーク電流の増加などを極力抑制するために、実質的に純度６Ｎ（９９．９９９９ｗｔ％）品が使用されることもある。近年では、配線設計の自由度を高めるために、このような超高純度の材料を使用することが増えている。
ターゲットは、純度を高めることでその材料は軟化し、塑性加工後の集合組織の配向不均質や熱処理による再結晶時の結晶粗大化など、ターゲットの品質を制御することが困難となることがある。これらの問題は、ターゲットの製造プロセスを厳密に制御することである程度解決可能であるが、このような作製された高品質ターゲットにおいても、ターゲットの使用環境がより厳しくなることで、新たな問題が顕在化することがある。
ところで、スパッタリングは、ターゲットをカソードとして電圧を印加し、ターゲットから飛び出した一次電子が、導入されたＡｒガスをイオン化し、Ａｒイオンがカソードであるターゲットに引き寄せられて衝突し、ターゲット材を叩き出すと共に二次電子を放出し、再度Ａｒをイオン化するといったサイクルが連続的に継続する現象であるが、このとき、プラズマを発生させるために点火（イグニッション）が必要となる。
このプラズマ点火において、導入ガスの低減による膜質の向上、電圧印加時間の短縮による歩留まりの向上、装置保護のため、点火失敗による再点火プロセスの回数制限などイグニッションプロセスに関する条件は厳しくなっている。このような状況下において超高純度材料は点火プロセスが不安定になりやすく、点火成功率を上げるために低純度品とするか、品質を向上させるために高純度品を採用するかというジレンマがあった。
ここでの問題は、成膜プロセスの第１段階である点火プロセスのみであり、その後の成膜プロセスはプラズマが安定してしまえば、問題なく継続されるため、点火プロセスにのみ作用し、その後の成膜には寄与しないような特性を備えたターゲットを作製することが考えられた。なお、形状に特徴を有するスパッタリングターゲットとして、下記特許文献１〜４などが知られている。
本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであって、スパッタ時のプラズマ点火（イグニッション）の際に、点火不良によるリトライや装置停止などなく、安定的にスパッタを開始することが可能なスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。特には、高純度材料や導入ガス低減などイグニッションに不利な状況下にあっても、安定的にスパッタを開始することができるスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
かかる知見を基礎として、本発明は、以下の技術を提供する。
１）フラット部とテーパ部を備えたスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲットのテーパ部に加工溝が配置されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
２）前記テーパ部の加工溝の面積比率が０．６％以上であることを特徴とする上記１）記載のスパッタリングターゲット。
３）前記フラット部の加工溝の面積比率が１０％以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリングターゲット。
４）前記加工溝の深さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。
５）純度４Ｎ５以上のタンタルからなることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
１）フラット部とテーパ部を備えたスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲットのテーパ部に加工溝が配置されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
２）前記テーパ部の加工溝の面積比率が０．６％以上であることを特徴とする上記１）記載のスパッタリングターゲット。
３）前記フラット部の加工溝の面積比率が１０％以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリングターゲット。
４）前記加工溝の深さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。
５）純度４Ｎ５以上のタンタルからなることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
本発明のスパッタリングターゲットは、導入ガスの低減、電圧印加時間の短縮などの条件下においても、イグニッション（プラズマ点火）の点火失敗率を低下させることができ、安定的にスパッタプロセスを開始することを可能とする。これにより、装置のダウンタイムを短縮することができるので、スループットの向上やコストパフォーマンスの改善に寄与することができる。
本発明のスパッタリングターゲットは、スパッタ面のテーパ部において、イグニッション用の加工溝が配置されていることを特徴とするものである。このように配置された加工溝は、プラズマを発生させる際に電子雪崩を生じやすくするため、イグニッションの発生や安定化に大きく寄与することができる。このメカニズムは必ずしも明確ではないが、一次荷電粒子（Ａｒイオン、電子）がターゲットの加工溝に突入する際の角度が浅くなるために、二次電子放出確率を向上させることが可能となることが考えられる。
また、加工溝のエッジ部において、同種荷電粒子同士の反発力が小さくなるため、電界集中が起きて、二次電子放出確率を向上させることが可能となることも考えられる。二次電子は一次荷電粒子の突入点を起点にあらゆる方向に広がるように発生するため、平面部よりも斜面部の方が二次電子の放出確率が向上する。さらに加工面の凹凸により、ガス分子や荷電粒子の散乱回数が増加して、結果的に荷電粒子の衝突回数を向上させ電離率を向上させることなどが考えられる。
いずれにしても、後述の実施例で示すように、スパッタ面のテーパ部に加工溝を形成することにより、イグニッションの点火失敗率を格段に低減することができる。なお、本発明において、スパッタ面とは、スパッタリングターゲットのプラズマに曝される面を意味する。また、テーパ部とは、スパッタリングターゲットのスパッタ面の外周端部において、面取り加工された部分を意味し、実質的に成膜には寄与しないかあるいは寄与が少ない部分である。また、フラット部とは、スパッタ面のうち、テーパ部を除いた実質的に成膜に寄与する部分である。
本発明のスパッタリングターゲットについて、以下、図１に基づいて説明する。図１（上図）は、スパッタリングターゲットのスパッタ面を示し、図１の（下図）は、スパッタリングターゲットの断面を示す。なお、図１はあくまで理解を容易にするための一形態であり、この形態によって本発明は制限されるものではない。本発明は以下に説明する形態以外の種々の変形を包含するものである。
加工溝は、通常、ターゲットのスパッタ面側のテーパ部に形成するが、テーパ部だけでなく、図１に示すようにフラット部（対向するウエハ面に平行する面）にまたがって形成してもよい。この場合、ターゲット表面のエロージョンが最も深い部分の２／３より浅く、成膜への関与が少ない部分（低エロージョン領域）に形成されていることが好ましい。エロージョンの進行が速い部分では、加工溝による磁束の漏れ量が変化し、成膜時の電流−電圧変化への影響が大きくなるためである。
本発明は、ターゲットの外周部（ターゲットの中心からターゲットのテーパ部を含む最端部までの長さの半分から外側の領域）にあるフラット部やテーパ部に加工溝を形成することが好ましい。加工溝をテーパ部のみに形成するか、或いは、テーパ部及びフラット部の両方の領域に形成するかは、スパッタ装置の仕様に依存することがあるため、その仕様に応じて適宜選択することができる。また、このような加工溝は、スパッタリングターゲット表面を切削、或いは、ナーリング（押し付け駒や切削駒を用いて、物質表面に凹凸溝を形成する手法）などの機械加工によって形成することができる。
また、加工溝は１箇所或いは２箇所に配置することができるが、ターゲットに４箇所、８箇所、１６箇所、３２箇所などのように上下左右対称となるように複数配置するのが好ましい。このように配置することで、マグネトロンスパッタ装置においてマグネットの回転数１回／秒程度に対して、少なくとも１／４秒毎に作用することとなり、イグニッションの安定性を向上させることができる。
加工溝は、図２に示すような同心円状とするより、図３に示すような放射状（ターゲットの中心を起点とした放射状の線状）に形成する方が効果的であり、エロージョンに伴う効果の低下（ライフ依存性）も少ない。特に、ターゲットの直径方向に対して平行又は直径方向とのなす角が４５度以内に形成することが好ましい。また、イグニッション効果に着目すれば、加工溝が等間隔に形成されていることは必ずしも必須ではないが、スパッタ膜厚分布のプロファイル安定性や発塵抑制を考慮すれば、等間隔に形成されていることが好ましい。
加工溝の断面形状は、Ｖ字型、Ｕ字型、角型などとすることができ、その形状は加工の容易さや異物発生状況に応じて選択又は組み合わせることができる。加工溝の深さは、上記面積比率に関与しないため、特に制限はないが、加工の都合上、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。また、ターゲットの直径方向と角度をなす溝の場合、図３に示すような２つの異なる方向に施した複数の溝が交差して、格子状模様を構成することもよい。上述する加工溝の位置、直径方向との角度、形状、箇所数などは、スパッタ装置の仕様などに応じて、最適なものを選択することは言うまでもない。
ターゲットのテーパ部に加工溝を形成する場合、その加工溝の面積比率は、０．６％以上とすることが好ましい。本発明において加工溝の面積比率は、加工により切り取られた溝のスパッタ面に投影される面積を意味する。テーパ部における加工溝の面積比率が０．６％未満であると、イグニッション安定化の効果が低くなることがある。一方、ターゲットのフラット部にまたがって溝を形成する場合、その加工溝の面積比率は、フラット部に対して、最大でも１０％とする。
フラット部における加工溝の面積比率が１０％を超えると、スパッタ時の電流値が低下し、印可電力が不安定となることがある。なお、テーパ部はスパッタ時の印可電圧に影響を与えないため、上記の面積比率の算出にはテーパ部は含まれない。また、先述のテーパ部に加工溝が形成されていれば、イグニッションの改善に有効であるので、必ずしもフラット部に加工溝が形成されていなくともよい。この場合、フラット部における加工溝の面積比率は０％となる。
例えば、直径４４４ｍｍのスパッタリングターゲット（スパッタ面：直径４０６ｍｍ、テーパ部：４０６ｍｍから外側の面）において、スパッタ面（フラット部）に幅６ｍｍ、長さ：フラット部１３ｍｍ、テーパ部１２ｍｍ、深さ３ｍｍの断面Ｕ字型の加工溝を４ヶ所作製した場合、ターゲットのスパッタ面への加工溝の面積比率は、(６×１３×４)／(π×２０３２)×１００≒０．２４（％）となる。なお、投影面積の下では、面積が同一で形状が異なる場合があるが、電解集中やエッジ効果による二次電子放出確率の向上の効果という観点から、形状の相違はそれほど影響を与えない。
上述する加工溝は、あくまでスパッタリングターゲットの形状に関するものであり、ターゲットの材質や組成に関係なく、イグニッションの改善効果を有するものである。しかしながら、イグニッションが不安定になりやすい高純度材料からなるスパッタリングターゲット、例えば、銅配線のバリア膜を形成するための純度４Ｎ５（９９．９９５％）以上のタンタルターゲットなどに用いる場合、より効果的にその機能を発揮させることができる。なお、本発明において、純度４Ｎ５（９９．９９５％）とは、溶解後のＴａインゴットをグロー放電質量分析法（ＧＤＭＳ）にて分析し、Ｎａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒの合計値が５０ｐｐｍ未満であることを意味する。
以下、実施例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで理解を容易にするための一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明で説明する実施例以外の種々の変形を包含するものである。
（実施例１）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向に対して平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。このターゲットの写真を図４に示す。溝の幅を６ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０．２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を１．１％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３４．７％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向に対して平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。このターゲットの写真を図４に示す。溝の幅を６ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０．２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を１．１％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３４．７％まで著しく低下した。
（点火試験について）
第１ステップ「ガス安定」（５ｓｅｃ）
Ａｒガスを５ｓｃｃｍ導入する。
第２ステップ「イグニッション」（１ｓｅｃ（点火まで５ｓｅｃ））
Ａｒガスを５ｓｃｃｍ導入したまま、ＤＣ電源で１０００Ｗ印加する。
（真空度：０．２〜０．３ｍＴｏｒｒ）
第３ステップ「真空引き」（１０ｓｅｃ）
チャンバ内の真空引きを行う（真空度：１〜３μＴｏｒｒ）。
上記３ステップを１サイクルとして、点火試験を実施する。イグニッションの成否は、第２ステップの「イグニッション」において、印可開始から５ｓｅｃ以内に実電力に到達したかで判断する。５ｓｅｃ以内にイグニッションが成功しなかった場合、第２ステップの「イグニッション」の始めに戻り、設定電力を再度印加する。この第２ステップの「イグニッション」で設定電力の印加を３回繰り返し、合計４回行ってもイグニッションが成功しない場合は点火失敗と判断し、処理を停止する。
第１ステップ「ガス安定」（５ｓｅｃ）
Ａｒガスを５ｓｃｃｍ導入する。
第２ステップ「イグニッション」（１ｓｅｃ（点火まで５ｓｅｃ））
Ａｒガスを５ｓｃｃｍ導入したまま、ＤＣ電源で１０００Ｗ印加する。
（真空度：０．２〜０．３ｍＴｏｒｒ）
第３ステップ「真空引き」（１０ｓｅｃ）
チャンバ内の真空引きを行う（真空度：１〜３μＴｏｒｒ）。
上記３ステップを１サイクルとして、点火試験を実施する。イグニッションの成否は、第２ステップの「イグニッション」において、印可開始から５ｓｅｃ以内に実電力に到達したかで判断する。５ｓｅｃ以内にイグニッションが成功しなかった場合、第２ステップの「イグニッション」の始めに戻り、設定電力を再度印加する。この第２ステップの「イグニッション」で設定電力の印加を３回繰り返し、合計４回行ってもイグニッションが成功しない場合は点火失敗と判断し、処理を停止する。
（実施例２）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０．１２％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３１．６％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０．１２％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３１．６％まで著しく低下した。
（実施例３）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３３．７％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３３．７％まで著しく低下した。
（実施例４）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように３２ヶ所形成した。このターゲットの写真を図５に示す。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を４．５％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から７．４％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように３２ヶ所形成した。このターゲットの写真を図５に示す。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を４．５％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から７．４％まで著しく低下した。
（実施例５）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部の全てに、断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向に対して±４５度の角度を成すように１ｍｍの等間隔でナーリング加工して、格子状模様を形成した。このターゲットの加工溝部分の写真を図６に示す。溝の幅を１ｍｍ、溝の深さを０．１ｍｍ、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を９０％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３．２％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部の全てに、断面Ｖ字型の加工溝をターゲットの直径方向に対して±４５度の角度を成すように１ｍｍの等間隔でナーリング加工して、格子状模様を形成した。このターゲットの加工溝部分の写真を図６に示す。溝の幅を１ｍｍ、溝の深さを０．１ｍｍ、フラット部の加工溝の面積比率を０％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を９０％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から３．２％まで著しく低下した。
（実施例６）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部に断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成し、溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとした。合わせて、外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成し、溝の幅を６ｍｍ、深さを３ｍｍ、溝の長さを外周約１２５６ｍｍ、内周約１１９３ｍｍとした。上記２種類の加工溝によりテーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とし、フラット部の加工溝の面積比率を９．５％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から２５．３％まで著しく低下した。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周テーパ部に断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成し、溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部０ｍｍ、テーパ部１２ｍｍとした。合わせて、外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成し、溝の幅を６ｍｍ、深さを３ｍｍ、溝の長さを外周約１２５６ｍｍ、内周約１１９３ｍｍとした。上記２種類の加工溝によりテーパ部の加工溝の面積比率を０．６％とし、フラット部の加工溝の面積比率を９．５％とした。次に、このターゲットを以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から２５．３％まで著しく低下した。
（比較例１）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、加工溝が無いターゲットを作製した。このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、点火失敗率は７５．０％であった。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、加工溝が無いターゲットを作製した。このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、点火失敗率は７５．０％であった。
（比較例２）
直径４４４ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度３Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成した。このターゲットの写真を図７に示す。溝の幅を６ｍｍ、深さを３ｍｍ、溝の長さを外周約１２５６ｍｍ、内周約１１９３ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を９．５％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５．０％から７０．９％と大きな低下は見られなかった。
直径４４４ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度３Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成した。このターゲットの写真を図７に示す。溝の幅を６ｍｍ、深さを３ｍｍ、溝の長さを外周約１２５６ｍｍ、内周約１１９３ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を９．５％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施して、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５．０％から７０．９％と大きな低下は見られなかった。
（比較例３）
直径４４４ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度３Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成した。溝の幅は１４ｍｍ、深さは３ｍｍ、溝の長さは外周約１２３７ｍｍ、内周約１１５０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率は１１．１％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施したところ、スパッタ時の電流値が低下し、スパッタ電力が安定しない現象が見られたため、評価を中止した。
直径４４４ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度３Ｎ５以上）において、その外周部に断面Ｖ字型の加工溝を同心円状に形成した。溝の幅は１４ｍｍ、深さは３ｍｍ、溝の長さは外周約１２３７ｍｍ、内周約１１５０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率は１１．１％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットを実施例１と同条件にて、スパッタを実施したところ、スパッタ時の電流値が低下し、スパッタ電力が安定しない現象が見られたため、評価を中止した。
（比較例４）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周フラット部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０.２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から６８．５％と大きな低下はみられなかった。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周フラット部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を３ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０.２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から６８．５％と大きな低下はみられなかった。
以上の結果をまとめたものを表１に示す。
本発明のスパッタリングターゲットは、導入ガスの低減、電圧印加時間の短縮などの条件下においても、イグニッション（プラズマ点火）の点火失敗率を低下させることができ、安定的にスパッタプロセスを開始することを可能とする。これにより、装置のダウンタイムを短縮できるので、スループットの向上やコストパフォーマンスの改善に寄与することができる。本発明のスパッタリングターゲットは、電子デバイス用薄膜を形成するのに有用である。
（比較例４）
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周フラット部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を６ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０.２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から６８．５％と大きな低下はみられなかった。
直径４４４ｍｍ、スパッタ面の直径が４０６ｍｍのタンタルスパッタリングターゲット（純度４Ｎ５以上）において、その外周フラット部のみに断面Ｕ字型の加工溝をターゲットの直径方向と平行に、等間隔となるように４ヶ所形成した。溝の幅を６ｍｍ、溝の深さを３ｍｍ、溝の長さをフラット部１３ｍｍ、テーパ部０ｍｍとし、フラット部の加工溝の面積比率を０.２４％とし、テーパ部の加工溝の面積比率を０％とした。次に、このターゲットをバッキングプレートに接合した後、以下の条件でスパッタリングを実施し、イグニッションの点火失敗率（（イグニッション失敗回数／イグニッション実施回数）×１００）を調べた。その結果、加工溝がない同型のターゲットに比べて、点火失敗率は、７５％から６８．５％と大きな低下はみられなかった。
以上の結果をまとめたものを表１に示す。
Claims (5)
- フラット部とテーパ部を備えたスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲットのテーパ部に加工溝が配置されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 前記テーパ部の加工溝の面積比率が０．６％以上であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲット。
- 前記フラット部の加工溝の面積比率が１０％以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記加工溝の深さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 純度４Ｎ５以上のタンタルからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
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