JP2738263B2 - マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材 - Google Patents
マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材Info
- Publication number
- JP2738263B2 JP2738263B2 JP5120963A JP12096393A JP2738263B2 JP 2738263 B2 JP2738263 B2 JP 2738263B2 JP 5120963 A JP5120963 A JP 5120963A JP 12096393 A JP12096393 A JP 12096393A JP 2738263 B2 JP2738263 B2 JP 2738263B2
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- Japan
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- target material
- surface roughness
- sputtering
- magnetron sputtering
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、長期に亘ってパーテ
ィクルの少ない成膜形成が可能なマグネトロンスパッタ
リング用Ｔｉターゲット材に関するものである。
ィクルの少ない成膜形成が可能なマグネトロンスパッタ
リング用Ｔｉターゲット材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、雰囲気ガスとしてＮ2 や
Ｏ2 などの反応性ガスを用いてプラズマを発生させ、マ
グネットによりＴｉターゲット材の表面に垂直方向の磁
界を印加しながら、前記Ｔｉターゲット材表面をスパッ
タして基体の表面にＴｉＮ膜などを形成するマグネトロ
ンスパッタリング法が知られている。
Ｏ2 などの反応性ガスを用いてプラズマを発生させ、マ
グネットによりＴｉターゲット材の表面に垂直方向の磁
界を印加しながら、前記Ｔｉターゲット材表面をスパッ
タして基体の表面にＴｉＮ膜などを形成するマグネトロ
ンスパッタリング法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のこの種マ
グネトロンスパッタリング装置の大型化および高性能化
はめざましく、これに伴ないスパッタ条件は一段と苛酷
さを増す状況にあるが、上記の従来Ｔｉターゲット材の
場合、特に苛酷な条件下でのスパッタでは、比較的短時
間の操業で成膜中に、通常直径：０．３μｍ以上の粗大
なパーティクルが多数発生するようになり、これが原因
で使用寿命に至るのが現状である。
グネトロンスパッタリング装置の大型化および高性能化
はめざましく、これに伴ないスパッタ条件は一段と苛酷
さを増す状況にあるが、上記の従来Ｔｉターゲット材の
場合、特に苛酷な条件下でのスパッタでは、比較的短時
間の操業で成膜中に、通常直径：０．３μｍ以上の粗大
なパーティクルが多数発生するようになり、これが原因
で使用寿命に至るのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、成膜中に粗大パーティクルを発
生させないマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲッ
ト材を開発すべく研究を行なった結果、 （ａ） 従来Ｔｉターゲット材の場合、比較的短時間の
使用で成膜中に多数のパーティクルが形成されるように
なるのは、操業中にターゲット材のスパッタ面の非エロ
ージョン部、すなわちスパッタ面の中央部および外周縁
部にＴｉＮなどのスパッタ生成物が堆積するが、この堆
積物がある量になると、スパッタ中に前記非エロージョ
ン部から剥離し、これが成膜中にパーティクルとして混
入するようになることに原因があること。
上述のような観点から、成膜中に粗大パーティクルを発
生させないマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲッ
ト材を開発すべく研究を行なった結果、 （ａ） 従来Ｔｉターゲット材の場合、比較的短時間の
使用で成膜中に多数のパーティクルが形成されるように
なるのは、操業中にターゲット材のスパッタ面の非エロ
ージョン部、すなわちスパッタ面の中央部および外周縁
部にＴｉＮなどのスパッタ生成物が堆積するが、この堆
積物がある量になると、スパッタ中に前記非エロージョ
ン部から剥離し、これが成膜中にパーティクルとして混
入するようになることに原因があること。
【０００５】（ｂ） 一般に、従来Ｔｉターゲット材に
おいては、そのスパッタ面の面粗さを全面に亘って０．
１〜１．５μｍＲａ（中心線平均粗さ、以下同じ）とし
ているが、これをスパッタ面における上記非エロージョ
ン部の面粗さを相対的に粗い３．６２１〜５μｍＲａと
し、残りの平面リング状のエロージョン部の面粗さをこ
れより平滑な０．１〜１μｍＲａとすると、前記エロー
ジョン部の表面粗さによってスパッタが円滑に、かつ多
数のパーティクルの発生が極力抑制された状態で行なわ
れるようになり、一方上記非エロージョン部の相対的に
粗い面粗さによって操業中に堆積したスパッタ生成物と
の間に強固な密着力が形成されることから、苛酷な条件
でスパッタを行なっても前記スパッタ生成堆積物が非エ
ロージョン部から剥離することがなく、成膜中のパーテ
ィクルの形成が長期に亘って抑制されるようになるこ
と。 （ｃ）上記非エロージョン部における外周縁部の角部を
Ｒ加工面とすると異常放電が防止できること。以上
（ａ）〜（ｃ）に示される研究結果を得たのである。
おいては、そのスパッタ面の面粗さを全面に亘って０．
１〜１．５μｍＲａ（中心線平均粗さ、以下同じ）とし
ているが、これをスパッタ面における上記非エロージョ
ン部の面粗さを相対的に粗い３．６２１〜５μｍＲａと
し、残りの平面リング状のエロージョン部の面粗さをこ
れより平滑な０．１〜１μｍＲａとすると、前記エロー
ジョン部の表面粗さによってスパッタが円滑に、かつ多
数のパーティクルの発生が極力抑制された状態で行なわ
れるようになり、一方上記非エロージョン部の相対的に
粗い面粗さによって操業中に堆積したスパッタ生成物と
の間に強固な密着力が形成されることから、苛酷な条件
でスパッタを行なっても前記スパッタ生成堆積物が非エ
ロージョン部から剥離することがなく、成膜中のパーテ
ィクルの形成が長期に亘って抑制されるようになるこ
と。 （ｃ）上記非エロージョン部における外周縁部の角部を
Ｒ加工面とすると異常放電が防止できること。以上
（ａ）〜（ｃ）に示される研究結果を得たのである。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、スパッタ面の平面リング状のエ
ロージョン部の表面粗さを０．１〜１μｍＲａとし、残
りのスパッタ面の中央部および外周縁部で構成された非
エロージョン部の表面粗さを３．６２１〜５μｍＲａと
し、さらに上記非エロージョン部における外周縁部の角
部をＲ加工面とすることにより、長期に亘ってパーティ
クルの少ない成膜形成を可能ならしめたマグネトロンス
パッタリング用Ｔｉターゲット材に特徴を有するもので
ある。
なされたものであって、スパッタ面の平面リング状のエ
ロージョン部の表面粗さを０．１〜１μｍＲａとし、残
りのスパッタ面の中央部および外周縁部で構成された非
エロージョン部の表面粗さを３．６２１〜５μｍＲａと
し、さらに上記非エロージョン部における外周縁部の角
部をＲ加工面とすることにより、長期に亘ってパーティ
クルの少ない成膜形成を可能ならしめたマグネトロンス
パッタリング用Ｔｉターゲット材に特徴を有するもので
ある。
【０００７】つぎに、この発明のＴｉターゲット材にお
いて、エロージョン部および非エロージョン部の表面粗
さを上記の通りに限定した理由を説明する。すなわち、
エロージョン部の表面粗さを０．１〜１μｍＲａとした
のは、その表面粗さが０．１μｍＲａ未満では、スパッ
タ面が平滑すぎて、特に初期段階でのスパッタがスムー
ズに行なわれず、一方その表面粗さが１μｍＲａを越え
ると、異常放電が発生し易くなり、パーティクル多発の
原因となるという理由によるものである。また、非エロ
ージョン部の表面粗さを３．６２１〜５μｍＲａとした
のは、その表面粗さが３．６２１μｍＲａ未満では、ス
パッタ生成堆積物との間にスパッタ中に剥離のない強固
な密着力を形成することができず、この結果上記の通り
スパッタ生成堆積物の剥離が起ってパーティクルの多数
発生の原因となり、一方その表面粗さが５μｍＲａを越
えると、特にスパッタ初期において、粗面が原因で異常
放電を起し易くなり、同様に成膜中のパーティクル数が
増大するようになるという理由にもとづくものである。
いて、エロージョン部および非エロージョン部の表面粗
さを上記の通りに限定した理由を説明する。すなわち、
エロージョン部の表面粗さを０．１〜１μｍＲａとした
のは、その表面粗さが０．１μｍＲａ未満では、スパッ
タ面が平滑すぎて、特に初期段階でのスパッタがスムー
ズに行なわれず、一方その表面粗さが１μｍＲａを越え
ると、異常放電が発生し易くなり、パーティクル多発の
原因となるという理由によるものである。また、非エロ
ージョン部の表面粗さを３．６２１〜５μｍＲａとした
のは、その表面粗さが３．６２１μｍＲａ未満では、ス
パッタ生成堆積物との間にスパッタ中に剥離のない強固
な密着力を形成することができず、この結果上記の通り
スパッタ生成堆積物の剥離が起ってパーティクルの多数
発生の原因となり、一方その表面粗さが５μｍＲａを越
えると、特にスパッタ初期において、粗面が原因で異常
放電を起し易くなり、同様に成膜中のパーティクル数が
増大するようになるという理由にもとづくものである。
【０００８】
【実施例】つぎに、この発明のＴｉターゲット材を実施
例により説明する。それぞれ表１に示されるスパッタ面
表面粗さを有し、かつ直径：２５０mm×厚さ：１０mmの
寸法をもった平面円形の本発明Ｔｉターゲット材１〜
２、および従来Ｔｉターゲット材１〜３をそれぞれ用意
した。ついで、この結果の各種Ｔｉターゲット材を用
い、直流マグネトロンスパッタリング装置にて、電圧：
４００Ｖ、出力：５０００Ｗ、雰囲気：Ａｒ＋Ｎ2 の気
流の条件で、直径：１５０mmの平面円形のＳｉウエハの
表面に０．５μｍのＴｉＮ成膜を形成する操作を繰り返
し行ない、ＴｉＮ成膜中に存在する直径：０．３μｍ以
上のパーティクル数をパーティクルカウンターを用い、
レーザー光を当てて観察し、前記成膜中に前記パーティ
クルが１００個以上存在する至るまでのＳｉウエハ枚数
を測定した。これらの測定結果を表１に示した。
例により説明する。それぞれ表１に示されるスパッタ面
表面粗さを有し、かつ直径：２５０mm×厚さ：１０mmの
寸法をもった平面円形の本発明Ｔｉターゲット材１〜
２、および従来Ｔｉターゲット材１〜３をそれぞれ用意
した。ついで、この結果の各種Ｔｉターゲット材を用
い、直流マグネトロンスパッタリング装置にて、電圧：
４００Ｖ、出力：５０００Ｗ、雰囲気：Ａｒ＋Ｎ2 の気
流の条件で、直径：１５０mmの平面円形のＳｉウエハの
表面に０．５μｍのＴｉＮ成膜を形成する操作を繰り返
し行ない、ＴｉＮ成膜中に存在する直径：０．３μｍ以
上のパーティクル数をパーティクルカウンターを用い、
レーザー光を当てて観察し、前記成膜中に前記パーティ
クルが１００個以上存在する至るまでのＳｉウエハ枚数
を測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明Ｔｉタ
ーゲット材１〜２は、いずれもエロージョン部はスパッ
タ効率の点から従来表面粗さと同等であるが、特に非エ
ロージョン部を構成するスパッタ面中央部および外周縁
部の表面粗さを相対的に粗くすることにより、これに堆
積するスパッタ生成物との密着性が高いものとなってい
るので、スパッタ中に前記スパッタ生成堆積物が剥れる
ことがなくなり、この結果成膜中のパーティクルの多発
が著しく長期に亘って抑制されるようになるのに対し
て、従来Ｔｉターゲット材１〜３は、スパッタ面の表面
粗さが全面同じであり、その表面粗さもスパッタ効率を
主体としたものとなり、どうしても相対的に平滑なもの
とならざるを得ず、この結果特に苛酷な条件でのスパッ
タではスパッタ生成堆積物のスパッタ面からの剥離を避
けることができなくなり、短時間の操業でパーティクル
の多発を見るようになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明のＴｉターゲット材は、苛酷な条件での
スパッタでも成膜中にパーティクルが多発するのを長期
に亘って抑制することができるので、マグネトロンスパ
ッタリング装置の大型化および高性能化に十分満足に対
応でき、長い使用寿命を示すものである。
ーゲット材１〜２は、いずれもエロージョン部はスパッ
タ効率の点から従来表面粗さと同等であるが、特に非エ
ロージョン部を構成するスパッタ面中央部および外周縁
部の表面粗さを相対的に粗くすることにより、これに堆
積するスパッタ生成物との密着性が高いものとなってい
るので、スパッタ中に前記スパッタ生成堆積物が剥れる
ことがなくなり、この結果成膜中のパーティクルの多発
が著しく長期に亘って抑制されるようになるのに対し
て、従来Ｔｉターゲット材１〜３は、スパッタ面の表面
粗さが全面同じであり、その表面粗さもスパッタ効率を
主体としたものとなり、どうしても相対的に平滑なもの
とならざるを得ず、この結果特に苛酷な条件でのスパッ
タではスパッタ生成堆積物のスパッタ面からの剥離を避
けることができなくなり、短時間の操業でパーティクル
の多発を見るようになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明のＴｉターゲット材は、苛酷な条件での
スパッタでも成膜中にパーティクルが多発するのを長期
に亘って抑制することができるので、マグネトロンスパ
ッタリング装置の大型化および高性能化に十分満足に対
応でき、長い使用寿命を示すものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 スパッタ面の平面リング状のエロージョ
ン部の表面粗さを０．１〜１μｍＲａ（中心線平均粗
さ）とし、残りのスパッタ面の中央部および外周縁部で
構成された非エロージョン部の表面粗さを３．６２１〜
５μｍＲａとし、さらに上記非エロージョン部における
外周縁部の角部をＲ加工面としたことを特徴とするマグ
ネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120963A JP2738263B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120963A JP2738263B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306592A JPH06306592A (ja) | 1994-11-01 |
| JP2738263B2 true JP2738263B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=14799342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5120963A Expired - Lifetime JP2738263B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738263B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1180942A (ja) * | 1997-09-10 | 1999-03-26 | Japan Energy Corp | Ｔａスパッタターゲットとその製造方法及び組立体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59211575A (ja) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | Toshiba Corp | スパツタリング用タ−ゲツト |
| JPH02236277A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-19 | Fujitsu Ltd | スパッタリング方法 |
| JPH04173965A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-22 | Vacuum Metallurgical Co Ltd | スパッタリング用ターゲット |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP5120963A patent/JP2738263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06306592A (ja) | 1994-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971216 |
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