JPH02209476A - スパッタリング方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、薄膜電子部品を製造する場合に使用して好
適なスパッタリング方法に関する。

（従来の技術） 一般に、スパッタリングはその膜付着強度の大きいこと
、回り込み効果があり、大面積で均一な膜厚が得られる
ことなどで、導電性・非導電性膜を得る有力な方法とし
て広く用いられている。

このようなスパッタリングには種々の方式があるが、最
も簡単な例は対向した２枚の平板の一方をスパッタされ
るターゲット（陰極）とし、他方を膜を付ける基板のホ
ルダー（陽極）としており、代表的なバッチ式スパッタ
リング装置は、第６図に示すように構成されている。

即ち、真空容器１内にターゲット２と基板３を対向配設
し、両者間に高周波電圧を印加してスパッタリングを行
なう。図中の符号４は高周波電極、５は基板ホルダー　
６はシャッタ、７は真空計、８は暗部、９はアルゴンイ
オン、１０はスパッタ原子、１１はプラズマ、１２は冷
却水である。

ところで近年、特に基板３を配置する領域の大面積化の
傾向は強まり、それに伴ないターゲット２も大形化の傾
向を示している。ところが、焼結体からなるターゲット
２の中には、大形化が困難なため複数のターゲット材を
つないで１枚とじて使用するが、つなぎ合わせる場合は
熱膨張で剥がれたり変形しないように、分割されたター
ゲット相互間に隙間を設けている。

即ち、従来のターゲット２は第５図に示すように構成さ
れ、焼結体からなり分割された複数のタゲット材２ａ、
２ｂのつなぎ合わせ面を４５″〜６０°の角度θの隙間
ｇをあけて配列し、支持体１３に接合金属１４により接
合している。これは、隙間ｇがスパッタ面に対し光学的
に遮蔽されていれば、接合金属１４がスパッタされるこ
とはないという考えに基づいている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、実際には第５図に示すようなターゲット
２では、スパッタ中に接合金属１４がターゲット２相互
の隙間ｇから浸み出し、コンタミネーションの原因とな
ったり、基板３に異物となって付着したり、異常放電を
誘発しターゲット２の寿命を著しく低下させるという欠
点がある。

これは、上記の現象が特に高周波電力の投入時に起こり
易いことを考えると、スパッタ中にはターゲット２を冷
却水により間接的に冷やしてはいるものの、焼結体及び
接合金属１４の温度が上昇し、接合金属１４の融点程度
になるためと考えられる。

又、角度を付けた隙間ｇを設けるのは、加工が困難なた
め、コストが高くなる。そして、隙間ｇに電界が集中し
、ターゲット材のこの角部のスパッタ率が周囲より高く
なる等の欠点もあり、改善が望まれている。

この発明は、従来技術が有していた上記のような欠点を
改良すべく成されたものであり、スパッタ中に接合金属
が隙間ｇから浸み出したリスバッタするのを防ぎ、コン
タミネーション、異物付着、異常放電、スパッタ率の不
均一等が起こらない安定なスパッタリングをターゲット
のライフエンドまで続けることが出来るスパッタリング
方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、ターゲットと基板を対向配設し、両者間に
所定電圧を印加してスパッタリングを行なうスパッタリ
ング方法において、ターゲットは、複数に分割し互いに
隙間を設けて支持体の表面に載置し、且つ隙間から所定
距離を隔てた位置に設けた接合金属により支持体に接合
してなるスパッタリング方法である。

（作　用） この発明によれば、複数に分割されたターゲット材間の
隙間の両側に接合金属が付着しない空間を有しているた
め、スパッタ中に接合金属が隙間より浸み出すことがな
くなる。この結果、コンタミネーション、異物付着、異
常放電等が起こらない安定なスパッタリングを、ターゲ
ットのライフエンドまで続けることが出来る。

又、隙間に角度を付ける必要もなくなるため、隙間にに
発生する電界集中が緩和されることになり、スパッタ率
の不均一が解消される。又、各ターゲット材の加工が簡
単になる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明のスバ・タリング方法は、既述の従来と同様な
方法で行なわれるが、この発明ではターゲットが従来と
は異なるので、ターゲットについてのみ述べることにす
る。

即ち、この発明のスパッタリング方法で用いるターゲッ
ト２は、第１図に示すように構成され、従来例（第５図
）と同一箇所は同一符号を付すと、複数のターゲット材
２ａ、２ｂを支持体１３の表面に、各ターゲット材２ａ
、２ｂ相互間に隙間ｇを設けて載置している。この隙間
ｇの寸法は、スパッタリングガスの平均自由行程以下に
設定されている。

そして、隙間ｇから所定距離を隔てた位置に接合金属１
４を設け、この接合金属１４により各ターゲット材２ａ
、２ｂを支持体１３に接合（ボンディング）している。

つまり、この発明では、隙間ｇの両側に接合金属１４が
付着しない空間を有している訳である。

このようなターゲット２は、具体的には次のようにして
製造するが、この実施例では、大きさが５’Ｘ１５’に
してＳｉ３Ｎ４　　ＳｉＯ２の混合粉末を焼結してなる
２個のターゲット材２　ａ　％２ｂを、隙間ｇを介して
隣合わせ、大きさが５″×３０′のターゲットを形成す
る場合について述べる。

先ず、導電性・伝熱性が良い例えば銅からなる支持体１
３を、１５０〜１６０℃に加熱しながら、支持体１３表
面に形成した酸化被膜を機械的に研磨する。

これは、支持体１３表面の酸化被膜により、接合金属１
４であるインジウム−すず（Ｉｎ−８ｎ）合金半田の濡
れ性が悪化するのを防止するためである。従って、接合
金属１４を付ける必要のない隙間ｇ近傍（第１図のａの
範囲）には、この研磨処理を行わない。この場合、表面
の酸化銅被膜がそのまま残り、Ｉｎ−８ｎが付着しない
。

次に、支持体１３の加熱を続けながら、ＩｎＳｎ半田を
溶かし、均一な厚さとなるように接合の必要箇所に塗布
する。第１図のａの範囲は、１０〜４０ｍｍが適当であ
る。これは１０ｍｍ以下では、スパッタ中の接合金属１
４の浸み出しやスパッタが生じ易＜、４０ｍｍ以上では
ターゲット２の冷却効果が薄れるためである。

この実施例では、第１図に示すａの範囲を略２０ｍｍと
し、接合金属１４であるＩｎ−８ｎ半田の厚さは略０．
２〜０．３ｍｍとした。

次に、大きさが５’Ｘ１５’にしてＳＬ、Ｎ。

５ｉｎ２の混合粉末を焼結してなる２個のターゲット材
２ａ、２ｂを用意し、先に形成した接合金属１４の付い
ていない範囲、即ち、第１図のａの中央部に隙間ｇが来
るように各ターゲット材２ａ、２ｂを支持体１３に並べ
て接合する。

この時、各ターゲット材２ａｓ２ｂ間の隙間ｇの形状は
、支持体１３表面に角度を付けないで垂直なカット面と
し、隙間ｇの寸法は０．１〜０．３ｍｍ程度になるよう
にした。

このような製造方法によるターゲット２を使用して、ア
ルゴン圧力が４．０ＸＩＯ−”Ｐａ、高周波（１３，５
６ＭＨｚ）電力が４．ＯＫｗの条件下でスパッタしたと
ころ、スパッタ中に接合金属１４が各ターゲット２の隙
間ｇより浸み出すこともなく、コンタミネーション、異
物付着、異常放電等の起こらない安定なスパッタリング
を、タゲット２のライフエンドまで続けることが出来た
。

又、各ターゲット材２ａ、２ｂ間の隙間ｇの形状も、支
持体１３表面に垂直なカットであるため、隙間ｇへの電
界集中も緩和され、スパッタ率の局部的な不均一も殆ど
起こらず、又、用意するタゲット材２ａｓ２ｂに特別な
加工も不要なので、ターゲットの製造コストも安価とな
った。

尚、この発明のターゲット２を使用してスパッタリング
を行なう場合、成膜する基板３よりもターゲット２を広
い面積にして対向させるか、或いはターゲット２を固定
し基板３を回転させるようにしてスパッタリングを行な
えば、良好な結果が得られる。

（変形例） 上記実施例では、隙間ｇの両側に接合金属１４を設けな
いために、接合金属１４と支持体１３の濡れ性を向上さ
せる処理を行なわないようにしたが、第２図に示すよう
に、支持体１３にＩｎ−３ｎが一部溶融したものを溜め
る溝１５を設けたり、第３図に示すように、隙間ｇ直下
の支持体１３の形状を凸型１３ａとしたり、第４図に示
すように、隙間ｇ直下にターゲット２と同材質のストッ
パ１６を設けたりして、接合金属１４が隙間ｇに到達す
るのを防いでも良い。

又、上記実施例及び変形例では、ターゲット２はＳ　ｉ
３　Ｎ４　　Ｓ　ｉ　０２の混合粉末を焼結したもので
あったが、これに限らずＳｉＣなどのセラミックス、Ｍ
ｏなどの粉末冶金製材料がら形成しても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、ターゲットは
、複数の焼結ターゲット材を互いに隙間を設けて支持体
の表面に載置し、且つ隙間がら所定距離を隔てた位置に
設けた接合金属により支持体に接合しているので、信頼
性の向上を図ることが出来ると共に、成膜品質の向上を
図ることが出来る。

即ち、スパッタ中に、接合金属が各ターゲット間の隙間
より浸み出すことがない。この結果、コンタミネーショ
ン、異物付着、異常放電等の起こらない安定なスパッタ
リングを、ターゲットのライフエンドまで続けることが
出来る。

又、隙間の形状も、支持体表面に垂直なカットであるた
め、隙間への電界集中も緩和され、スパッタ率の不均一
も起り難い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るスパッタリング方法
で使用するターゲットを示す断面図、第２図乃至第４図
はこの発明の変形例を示す断面図、第５図は従来のター
ゲットを示す断面図、第６図は代表的なバッチ式ＲＦ２
極スパッタリング装置を示す構成図である。 ２・・・ターゲット、２’　ａ　ｓ　２　ｂ・・・複数
のターゲット材、３・・・基板、１３・・・支持体、１
４・・・接合金属、ｇ・・・隙間。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３ 図 第 図 第２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部を所定雰囲気にする真空容器内に、支持体に接合し
   たターゲットと基板とを対向配設してスパッタリングを
   行なうスパッタリング方法において、 上記ターゲットとして、複数のターゲット材を互いに隙
   間を設けて支持体の表面に載置し、且つ上記隙間から所
   定距離を隔てた位置に設けた接合金属により上記支持体
   に接合したものを使用することを特徴とするスパッタリ
   ング方法。