JPH0285361A - 多元組成物薄膜の形成方法 - 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】 〔（既　　要〕 本発明は、多元組成物薄膜、特に金属と絶縁物質とから
成る化合物または混合物の薄膜の形成方法に関し、 複合ターゲットの使用可能期間を大幅に延長できる、ス
パッタ法による多元組成物薄膜の形成方法を提供するこ
とを目的とし、 多元組成物の薄膜をスパッタ法で形成する方法において
、スパッタレートの大きい上記組成物の成分を上記組成
物中での所定濃度よりも高い濃度で組み込んだ少なくと
も１つの複合高濃度ターゲ７）と上記成分を上記所定濃
度よりも低い濃度で組み込んだ少なくとも１つの複合低
濃度ターゲットとを含む少なくとも２つのターゲットを
用いて多元スパッタを行い、この多元スパッタにおいて
上記高濃度ターゲットおよび上記低濃度ターゲットのス
パッタパワー比を調整することによって堆積膜の上記成
分濃度を上記所定濃度に維持するように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、多元組成物薄膜、特に金属と絶縁物質とから
成る化合物または混合物の薄膜の形成方法に関する。

（従来の技術〕 化合物および／または混合物から成る多元組成物の薄膜
をスパッタ法で形成することが広く行われている。その
場合、−船釣には複合ターゲットを用いて反応スパッタ
を行うか、または２元スパッタ等の多元スパッタを行う
。

このような方法で形成される多元組成物薄膜として、光
磁気ディスク用保護膜のＴｂ　　５ｉＯｚやサーマルヘ
ッド材料のＴａ　　ＳｉＯ□のような、金属と絶縁物質
とから成る薄膜が最近開発されている。このような金属
−絶縁物質系薄膜は、複合ターゲットや化合物粉末焼結
ターゲットを用いたスパッタ法で形成されており、ター
ゲットの作製が比較的容易なことから、特に複合ターゲ
ットが用いられることが多い。

しかし、複合ターゲットの一方の構成部材である金属成
分は、他方の構成部材である絶縁物質に（らべてスパッ
タレートが著しく大きいためにより早期に消耗し、薄膜
量産中に短期間で堆積膜中の金属成分濃度が低下する経
時変化が避けられない。その結果、堆積膜の所定組成を
維持するためにターゲット交換のための生産中断が頻繁
に必要である等、生産性の向上およびターゲットコスト
の低減にとって大きな障害となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題点を解消するために、複合ターゲ
ットの使用可能期間を大幅に延長できる、スパッタ法に
よる多元組成物薄膜の形成方法を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段） 上記の目的は、本発明によれば、多元組成物の薄膜をス
パッタ法で形成する方法において、スパッタレートの大
きい上記組成物の成分を上記組成物中での所定濃度より
も高い濃度で組み込んだ少なくとも１つの複合高濃度タ
ーゲットと上記成分を上記所定濃度よりも低い濃度で組
み込んだ少なくとも１つの複合低濃度ターゲットとを含
む少なくとも２つのターゲットを用いて多元スパッタを
行い、この多元スパッタにおいて上記高濃度ターゲット
および上記低濃度ターゲットのスパッタパワー比°を調
整することによって堆積膜の上記成分濃度を上記所定濃
度に維持することを特徴とする多元組成物薄膜の形成方
法によって達成される。

〔作　用〕

本発明の方法は、製膜期間中に、高濃度ターゲットおよ
び低濃度ターゲットのスパッタパワー比を調整すること
によって、複合ターゲットの使用可能期間すなわちター
ゲット交換インタバルを実質的に少なくとも高潮ターゲ
ットの使用可能期間にまで延長することができる。

以下に、添付図面を参照し、実施例によって本発明を更
に詳細に説明する。

〔実施例］ 複合ターゲットとして、φ６インチ５ｉＯｚターゲット
にＴｂチップ埋め込んだものを用いた。Ｔｂの濃度はＴ
ｂチップの数で制御し、目標濃度４５％（ａｔ％、以下
同様）を挟んで高濃度（６０％）と低濃度（３０％）の
ものを各々１つ（合計２つ）用意した。膜のＴｂの濃度
はこの２つのターゲットを用い、２元スパッタでそれぞ
れの投入パワーで制御した。第１図に２つのターゲット
を別々にスパッタした場合のスパッタ積算時間に対する
堆積膜のＴｂ濃度の変化を実線（Ｃ１：高濃度ターゲッ
ト、Ｃ２：低濃度ターゲット）で示す。また、比較例と
して、ターゲット−つで製膜した場合の目標Ｔｂ１度（
４５±２％、図中Ｒの範囲）近傍でのＴｂ濃度の変化（
スパッタパワー１．５ｋＷ）も破線Ｐで示した。ターゲ
ット−って製膜した場合、目標濃度範囲内に収まるスパ
ッタ積算時間は約５０時間であった（図中■）。

２元スパッタにおいて、目標Ｔｂ濃度へのパワー制御は
次のように行った。

２元スパッタでのＴｂ濃度は次の式で表せる。

Ｃ１，Ｃ２は高濃度ターゲット１と低濃度ターゲット２
で製膜した場合の堆積膜のＴｂ濃度を表し、Ｓｌ、Ｓ２
はそれぞれのスパッタレートである。

実際には、目標Ｔｂ濃度は４５％であり、初期の高濃度
のＴｂ１度は６０％、低濃度のＴｂ１度は３０％である
から上式から Ｓｌ／５２＝１ となるようにそれぞれのスパッタパワーを決めた（Ｐ　
１＝Ｐ２＝１．５ｋＷ、）　、次に４０時間後にそれぞ
れの濃度を測定し、次式によりスパッタパワーを決めた
。

Ｓ　１／５２＝１７／１２ スパッタパワーは、Ｐ１＝１．７Ｋ１４　　Ｐ２＝１．
２ｋＷとした。

以下同様にして濃度コントロールを行った。

この方法によれば、スパッタ積算時間にして２００時間
（図中■）まではＴｂ目標濃度範囲を維持することがで
きる。したがって、従来のターゲット−つを用いた場合
に比較してスパッタ積算時間は４倍になる。

本実施例においては、高濃度ターゲットおよび低濃度タ
ーゲットを各々１つ用いて２元スパッタを行ったが、い
ずれか１方または各々に濃度の異なる複数の複合ターゲ
ットを用いて製膜速度を高めることもできる。

〔発明の効果］ 本発明の方法は、複合ターゲットの実質的な使用可能期
間を大幅に延長することができるので、生産性の向上お
よびターゲットコストの低減に多大な寄与をなす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スパッタ積算時間に対する堆積膜のＴｂｆｉ
度の変化を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多元組成物の薄膜をスパッタ法で形成する方法にお
   いて、スパッタレートの大きい上記組成物の成分を上記
   組成物中での所定濃度よりも高い濃度で組み込んだ少な
   くとも１つの複合高濃度ターゲットと上記成分を上記所
   定濃度よりも低い濃度で組み込んだ少なくとも１つの複
   合低濃度ターゲットとを含む少なくとも２つのターゲッ
   トを用いて多元スパッタを行い、この多元スパッタにお
   いて上記高濃度ターゲットおよび上記低濃度ターゲット
   のスパッタパワー比を調整することによって堆積膜の上
   記成分濃度を上記所定濃度に維持することを特徴とする
   多元組成物薄膜の形成方法。