JP4007010B2 - Sputtering target - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マグネトロン放電型スパッタ装置に用いるに好適な磁性材製のスパッタリングターゲットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のスパッタリングターゲットとしては、図7,8に示すものが知られている(例えば、特開平6−264218号公報参照)。
【0003】
支持部材1の上には、磁界発生装置2を介してバッキングプレート3が設けられており、バッキングプレート3の表面には、磁性材製のスパッタリングターゲット4が装着されている。磁界発生装置2は、バッキングプレート3側がS極になるようにバッキングプレート3の中央部に配置された永久磁石2aと、この永久磁石2aを四角枠状に取囲み且つバッキングプレート3側がN極になるように配置された永久磁石2bとを備えている。スパッタリングターゲット4において、スパッタ面には、漏れ磁束を多くするために、深さ3mm程度の溝4Aが磁石2a,2b間の空間に対応して四角枠状に形成されている。
【0004】
図9,10は、従来の磁性材製のスパッタリングターゲットの他の例を示すもので、図7,8と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。図9のスパッタリングターゲット5は、図7のスパッタリングターゲット4とは4A相当の溝がない点で異なるものである。また、図10のスパッタリングターゲット6は、図7のスパッタリングターゲット4とは4A相当の溝がない点と、形状が円形である点とで異なるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図9,10のスパッタリングターゲットによると、スパッタ面において、磁石2a,2b間の空間に対応する個所に磁束が集中するため、エロージョン(磁界による自己スパッタ)が進行してエロージョン溝5a,6aが形成される。この結果、ターゲット寿命が短くなる。また、ターゲットの一部分が集中的にイオンに打たれるため、スパッタ粒径が不揃いになり、スパッタ組成や膜厚分布の均一性が低下する。
【0006】
一方、図7,8のスパッタリングターゲットによると、溝4Aに放電プラズマが集中的に作用するため、高速のスパッタリングが可能になるものの、溝4Aにてエロージョンが進行するのを避けることができない。このため、ターゲット寿命が短くなると共にスパッタ粒径が不揃いになるという問題点を免れない。
【0007】
この発明の目的は、ターゲット寿命の延長とスパッタ組成及び膜厚分布の均一性向上とを達成できる新規なスパッタリングターゲットを提供することにある。
【0008】
この発明に係るスパッタリングターゲットは、バッキングプレートを介して磁界が印加される磁性材製のスパッタリングターゲットであって、スパッタ面においてエロージョン溝の形成が予想される磁束集中領域の近傍に磁束漏洩用の溝を設けたスパッタリングターゲットにおいて、前記磁束集中領域の一方側及び他方側にそれぞれ前記溝を複数並設し、前記複数並設された溝は、前記磁束集中領域に近い溝より前記磁束集中領域に遠い溝を深く形成したことを特徴とするものである。
【0009】
この発明のスパッタリングターゲットによれば、スパッタ面においてエロージョン溝の形成が予想される磁束集中領域の近傍に磁束漏洩用の溝を設けたので、放電プラズマは、磁束集中領域のみならず磁束漏洩用の溝及びその近傍にも作用するようになり、スパッタ面積が拡大される。このため、ターゲットの均一消費が可能となり、ターゲット寿命が延長される。また、スパッタ粒径が揃うようになり、スパッタ組成の均一性及びスパッタ膜厚分布の均一性が向上する。
【0010】
この発明のスパッタリングターゲットは、磁束集中領域の一方側及び他方側にそれぞれ磁束漏洩用の溝を複数並設し、磁束漏洩用の溝を複数並設したときに磁束集中領域に近い溝より磁束集中領域に遠い溝を深く形成する。このようにすると、スパッタ面積が一層拡大され、ターゲット消費の均一性が一層向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1,2は、この発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットを示すもので、図1は、図2のA−A’線に沿う断面を示す。
【0012】
Cu等の導電材からなるバッキングプレート12の一方の主面には、磁界発生装置10が設けられと共に、バッキングプレート12の他方の主面には、Fe等の磁性材からなるスパッタリングターゲット14が設けられている。磁界発生装置10は、バッキングプレート12側がN極になるようにバッキングプレート12の中央部に配置された永久磁石10aと、この永久磁石10aを四角枠状に取囲み且つバッキングプレート12側がS極になるように配置された永久磁石10bとを備えている。スパッタリングターゲット14には、破線Mで磁束分布を示すように磁界発生装置10からバッキングプレート12を介して磁界が印加される。
【0013】
スパッタリングターゲット14のスパッタ面において、エロージョン溝の形成が予想される磁束集中領域14aの内側には、磁石10aの4つの外側壁にそれぞれ対応して磁束漏洩用の溝16,18,20,22が形成されると共に、磁束集中領域14aの外側には、磁石10bの4つの内側壁にそれぞれ対応して磁束漏洩用の溝24,26,28,30が形成されている。溝16〜30について、深さDは、0.2〜0.6mm程度とすることができる。溝16〜30の形成は、切削加工等により行うことができる。
【0014】
溝16〜30を設けたので、磁束集中領域14aのみならず磁束漏洩用の溝16〜30及びその近傍にも導電プラズマが作用するようになり、スパッタ面積が拡大される。このため、ターゲット14の均一消費が可能となり、ターゲット寿命が延長される。また、スパッタ粒径が揃うようになり、スパッタ組成や膜厚分布の均一性が向上する。
【0015】
図3,4は、この発明の他の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示すもので、図3は、図4のB−B’線断面を示す。図3,4において、図1,2と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する
図3,4のスパッタリングターゲット14は、図1,2に関して前述したスパッタリングターゲットにおいて、溝16〜30をいずれも2本にしたものに相当する。すなわち、エロージョン溝の形成が予想される磁束集中領域14aの内側には、4組の磁束漏洩用の溝16a−16b,18a−18b,20a−20b,22a−22bが磁石10aの4つの外側壁にそれぞれ対応して設けられると共に、磁束集中領域14aの外側には、4組の磁束漏洩用の溝24a−24b,26a−26b,28a−28b,30a−30bが磁石10bの4つの内側壁にそれぞれ対応して設けられている。磁束漏洩用の各組の2本の溝は、ほぼ平行に延長するように形成されている。
【0016】
図5は、図3,4のスパッタリングターゲットの変形例を示すもので、図3,4と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0017】
図5のスパッタリングターゲット14は、図3,4に関して前述したスパッタリングターゲットにおいて、磁束漏洩用の各組の2本の溝のうち磁束集中領域14aに近い溝より磁束集中領域14aから遠い溝を深く形成したものに相当する。すなわち、溝16a〜30aより溝16b〜30bが深く形成されている。溝16a〜30aについて、深さD1は、0.2〜0.6mmとすることができると共に、溝16b〜30bについて、深さD2は、0.6〜0.7mmとすることができる。
【0018】
図6は、図3,4のスパッタリングターゲットの他の変形例を示すもので、図3,4と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0019】
図6のスパッタリングターゲット14は、図3,4に関して前述したスパッタリングターゲットにおいて、磁束漏洩用の各組の2本の溝をそれぞれ複数に分割したものに相当する。すなわち、溝16a,16b、20a,20b、24a,24b、28a,28bは、各組毎に2分割されると共に、溝18a,18b、22a,22b、26a,26b、30a,30bは、各組毎に3分割されている。
【0020】
図3〜6に関して前述したパッタリングターゲットによれば、図1,2に関して前述したパッタリングターゲットに比べてスパッタ面積が一層拡大される。従って、ターゲット寿命が一層延長されると共に、スパッタ組成や膜厚分布の均一性が一層向上する。
【0021】
以上のように、この発明によれば、磁性材製のスパッタリングターゲットのスパッタ面にエロージョン溝の形成が予想される磁束集中領域の近傍に磁束漏洩用の溝を設けたスパッタリングターゲットにおいて、前記磁束集中領域の一方側及び他方側にそれぞれ前記溝を複数並設し、前記複数並設された溝は、前記磁束集中領域に近い溝より前記磁束集中領域に遠い溝を深く形成したことにより、ターゲットの均一消費を可能としたので、ターゲットの寿命延長とスパッタ組成及び膜厚分布の均一性向上とを達成できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す断面図である。
【図2】 図1のスパッタリングターゲットのスパッタ面を示す平面図である。
【図3】 この発明の他の実施形態に係るスパッタリングターゲットを示す断面図である。
【図4】 図3のスパッタリングターゲットのスパッタ面を示す平面図である。
【図5】 図3,4のスパッタリングターゲットの変形例を示す断面図である。
【図6】 図3,4のスパッタリングターゲットの他の変形例を示す断面図である。
【図7】 従来のスパッタリングターゲットの一例を示す斜視図である。
【図8】 図7のX−X’線に沿う断面図である。
【図9】 従来のスパッタリングターゲットの他の例を示す一部断面斜視図である。
【図10】 従来のスパッタリングターゲットの更に他の例を示す一部断面斜視図である。
【符号の説明】
10:磁界発生装置、12:バッキングプレート、14:スパッタリングターゲット、14a:磁束集中領域、16〜30,16a〜30a,16b〜30b:磁束漏洩用の溝。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sputtering target made of a magnetic material suitable for use in a magnetron discharge type sputtering apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of sputtering target, the one shown in FIGS. 7 and 8 is known (see, for example, JP-A-6-264218).
[0003]
A
[0004]
FIGS. 9 and 10 show another example of a conventional sputtering target made of a magnetic material, and the same parts as those in FIGS. The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the sputtering target shown in FIGS. 9 and 10, since the magnetic flux concentrates on the sputtering surface at a location corresponding to the space between the
[0006]
On the other hand, according to the sputtering target of FIGS. 7 and 8, since discharge plasma acts intensively on the
[0007]
An object of the present invention is to provide a novel sputtering target capable of achieving an extension of the target life and an improvement in the uniformity of the sputtering composition and film thickness distribution.
[0008]
A sputtering target according to the present invention is a sputtering target made of a magnetic material to which a magnetic field is applied via a backing plate, and a magnetic flux leakage groove is formed in the vicinity of a magnetic flux concentration region where erosion grooves are expected to be formed on the sputtering surface. The plurality of grooves are arranged in parallel on one side and the other side of the magnetic flux concentration region, respectively, and the plurality of parallel grooves are farther from the magnetic flux concentration region than the grooves near the magnetic flux concentration region. The groove is formed deeply .
[0009]
According to the sputtering target of the present invention, since the magnetic flux leakage groove is provided in the vicinity of the magnetic flux concentration region where erosion grooves are expected to be formed on the sputtering surface, the discharge plasma is used not only for the magnetic flux concentration region but also for magnetic flux leakage. It also acts on the groove and its vicinity, and the sputter area is expanded. For this reason, the target can be consumed uniformly and the life of the target is extended. Also, the sputter particle size becomes uniform, and the uniformity of the sputter composition and the sputter film thickness distribution are improved.
[0010]
The sputtering target of the present invention, a groove for each magnetic flux leaking to the one side and the other side of the magnetic flux concentration regions plurality juxtaposed, the magnetic flux from the groove close to the area of magnetic flux concentration when multiple parallel grooves for magnetic flux leakage distant grooves in concentration region formed deeply. In this way, the sputtering area is further expanded, and the uniformity of target consumption is further improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a sputtering target according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a cross section taken along line AA ′ of FIG.
[0012]
A
[0013]
On the sputtering surface of the sputtering
[0014]
Since the
[0015]
3 and 4 show a sputtering target according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a cross section taken along line BB ′ of FIG. 3 and 4, parts similar to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The sputtering target 14 in FIGS. All of the
[0016]
FIG. 5 shows a modification of the sputtering target of FIGS. 3 and 4, and parts similar to those of FIGS.
[0017]
The
[0018]
FIG. 6 shows another modification of the sputtering target of FIGS. 3 and 4, and parts similar to those of FIGS.
[0019]
The
[0020]
According to the sputtering target described above with reference to FIGS. 3 to 6, the sputtering area is further increased as compared with the sputtering target described above with reference to FIGS. Accordingly, the target life is further extended, and the uniformity of the sputter composition and the film thickness distribution is further improved.
[0021]
As described above, according to the present invention, the sputtering target having a groove for the magnetic flux leaking in the vicinity of the area of magnetic flux concentration to formation of d Rojon grooves on the sputter surface of the sputtering target made of a magnetic material is expected, the flux A plurality of the grooves are arranged side by side on one side and the other side of the concentration region, and the plurality of the grooves arranged in parallel are deeper in the magnetic flux concentration region than the grooves near the magnetic flux concentration region. As a result, it is possible to achieve the effect of extending the life of the target and improving the uniformity of the sputter composition and the film thickness distribution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sputtering target according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a sputtering surface of the sputtering target of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sputtering target according to another embodiment of the present invention.
4 is a plan view showing a sputtering surface of the sputtering target of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the sputtering target of FIGS.
6 is a cross-sectional view showing another modification of the sputtering target of FIGS. 3 and 4. FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a conventional sputtering target.
8 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
FIG. 9 is a partial cross-sectional perspective view showing another example of a conventional sputtering target.
FIG. 10 is a partial cross-sectional perspective view showing still another example of the conventional sputtering target.
[Explanation of symbols]
10: Magnetic field generator, 12: Backing plate, 14: Sputtering target, 14a: Magnetic flux concentration area, 16-30, 16a-30a, 16b-30b: Groove for magnetic flux leakage.
Claims (2)
前記磁束集中領域の一方側及び他方側にそれぞれ前記溝を複数並設し、
前記複数並設された溝は、前記磁束集中領域に近い溝より前記磁束集中領域に遠い溝を深く形成したことを特徴とするスパッタリングターゲット。In a sputtering target made of a magnetic material to which a magnetic field is applied via a backing plate, wherein a magnetic flux leakage groove is provided in the vicinity of a magnetic flux concentration region where erosion grooves are expected to be formed on the sputtering surface .
A plurality of the grooves are arranged in parallel on one side and the other side of the magnetic flux concentration region,
The sputtering target characterized in that the plurality of grooves arranged in parallel are formed deeper in the magnetic flux concentration region than in the magnetic flux concentration region .
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