JPH0375367A - スパッタリングターゲット - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＤＣマグネトロン型反応性スパッタリング用の
ターゲットに関する。詳しくは、異常放電を防止し、放
電安定性に優れたＤＣマグネトロン型反応性スパッタを
可能にするスパッタリングターゲットに関するものであ
る。

（従来の技術とその課題） 従来より、基板上に金属の酸化物や窒化物等の薄膜をス
パッタリングによって形成させる方法として、スパッタ
戒膜中にターゲット物質とスパッタガス成分（反応性ガ
スという）とを化学反応させてそれらの化合物薄膜を形
成する反応性スパッタが広く用いられている。本発明に
おいては、上記反応性スパッタをＤＣマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて行う方法を、以下ＤＣマグネトロン型
反応性スパッタと称する。

ＤＣマグネトロン型反応性スパッタで基板に金属化合物
の薄膜を形成するとき、ターゲット上での金属化合物の
スパッタ速度とターゲット上での金属化合物の形成速度
の大小により、第３図、第４図に示すように、スパッタ
が優勢となる領域２（スパッタ領域２）と、金属化合物
の形成速度が優勢となる領域３（非スパッタ領域３）と
がターゲット１上に生じる。

金属化合物の形成が優勢となる領域では、ターゲット上
に金属化合物の絶縁性の薄膜が徐々に堆積し、スパッタ
を連続して行っているとその膜の薄い脆弱部分が絶縁破
壊を起こすようになり、スパークを発し、放電が不安定
になる。また、堆積した膜が絶縁破壊を起こすときに、
破壊部分に過電流が流れ、溶融物質の塊が飛散し基板側
の成膜部に付着して欠陥を生じる原因となることもある
。

従って、ターゲット上に堆積した絶縁性の薄膜を定期的
に除去してやる必要があり、そのためにはスパッタリン
グを中断して減圧を解除しなければならず、極めて非効
率的である。特にインライン型のスパッタリング装置に
おいて生産性低下の極めて大きな原因となる。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、ＤＣマグネトロ
ン型反応性スパッタで金属等の化合物膜を形成するに際
して、ターゲットの上述のような欠陥を低減し、生産効
率の向上を可能にすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は上記の問題を解決すべく鋭意検討を行ない
、先にタゲット上の非スパッタ領域をある程度の厚さを
有する絶縁性物質で予め覆っておくことにより、異常放
電が防止され、欠陥の少ないスパッタ膜が得られること
を見いだした。

この提案方法では異常放電が著しく減少してはいるが、
成膜を長時間連続して行なった場合には、ターゲットと
絶縁性物質との境界面に薄膜の絶縁性物質が生威し、徐
々に放電が不安定となり、長時間の間には異常放電を生
起することが判明した。

本発明者等は更に異常放電を起すことの少ないタゲット
に関し検討を重ねた結果、ターゲツト材の非スパッタ領
域を特定形状の絶縁性物質からなる被覆部材で被覆する
ことにより上記問題点が改善され、異状放電が著しく減
少することを見出し、本発明を完成した。

本発明の要旨はＤＣマグネトロン型反応性スパッタリン
グ用ターゲットであって、ターゲツト材の非スパッタ領
域をあらかじめ厚さが５０ｐ以上の絶縁性物質で被覆し
た構造を有し、かつ該被覆材のス前 バッタ領域にダする側の縁部を傾斜させたことを特徴と
するスパッタリングターゲットに存する。

以下、図面を用いて本発明のターゲットの一例につき更
に詳しく説明する。

第１図は本発明のターゲットの一例を示す縦断面図、第
２図は第１図に示したターゲットの絶縁性被膜の一部を
拡大して示す図面、第３図（ａ）　（ｂ）、第４図（ａ
）　（ｂ）は従来のターゲットの平面図及び縦断面図。

１はターゲット、２はスパッタ領域、３は非スパッタ領
域、４は絶縁性被膜をそれぞれ示す。

本発明が適用されるターゲットとしてはＤＣマグネトロ
ン型スパッタでスパッタできるものなら何でも良く、例
えばＡｈ　Ｔｉ、　Ｖ、　Ｏｒ、　Ｍｎ、　Ｆｅ、　Ｃ
ｏ。

Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ｚｎ、　Ｇｅ１Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｍｏ
、　Ｒｕ、　Ｒｈ、Ｐｄ。

Ａｇ、　Ｈｆ５Ｔａ、　Ｗ、　Ｒｅ、　Ｏｓ、　Ｉｒ、
　Ｐｔ、　Ａｕ、　Ｔｈなどの金属、Ｃ，Ｓｉ、　Ｓｅ
、　Ｔｅ、　Ｇｅなどの非金属、及びそれらの化合物が
挙げられる。また、反応性ガスとしては、上記ターゲツ
ト材と反応して化合物を形成するガスなら何でも良く、
例えばＮ２、Ｎ２．０２、Ｆ２、Ｃ１２、ＣＨ４、Ｃ２
Ｈ４、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４等が挙げられる。

上記ターゲット１及び反応性ガスを用いて、ＤＣマグネ
トロン型反応性スパッタで化合物を形成する場合、一般
にはマグネットの磁場の垂直成分が大きい部分はスパッ
タされないか、あるいはスパッタされにくい。これらの
部分（非スパッタ領域）は、逆にターゲット１と反応性
ガスとの化合物が堆積し導電性が悪くなり、前述したよ
うな絶縁破壊を起す原因となる。

本発明者等はこのような異常放電を起すのを防止するた
めに、該非スパッタ領域３上に予めガラス、セラミック
ス等の板状の絶縁性物質の被膜４を設けてその電位勾配
を軽減して絶縁破壊を防止し放電安定性を高めることを
考えた。

上記の方法によればほぼ目的は達せられるが、なおガラ
ス等の絶縁性物質とターゲットとの境界部分において厚
板状の絶縁性物質によってターゲットをスパッタするイ
オン原子（アルゴン等の不活性ガス）の一部が遮られ、
この部分にスパッタにより生成する絶縁性物質の膜が堆
積し、長時間の連続運転のうちには異常放電を起すこと
が判明した。

本発明は上記ガラス等の絶縁性被膜４とターゲット１と
の境界部分での異常放電の発生を防止するもので、上記
非スパッタ領域３上に特定の形状の絶縁性被膜４を被覆
して異常放電の発生を防止することを特徴とするもので
ある。該被覆部材としてはガラス、セラミック等が代表
例として挙げられるが、電気的絶縁性物質であればどの
ようなものでも良い。その形状としては、第２図にその
断面図を示すように、そのスパッタ領域２に面する側の
外周縁部を傾斜面に形成したもので、その傾斜面が形成
する傾斜角ｅは通常６０°以下、望ましくは２０〜６０
’、さらに望ましくは３０〜４０°の範囲内が好適であ
る。該傾斜角ｅがあまり大きすぎると異常放電の防止効
果が低下する。また、被覆部材の厚みとしては、スパッ
タ時に絶縁破壊を起こさない厚み（通常５０ｐ以上）が
あればよいが、取扱い上から通常１〜数ｍｍ程度の厚み
とされるのが良い。通常傾斜面端部（第２図のｂ）の厚
みが０．０１ｍｍ以上、望ましくは０．１ｍｍ以上、さ
らに望ましくは０．２ｍｍ以上であり、また上面平担部
（第２図のＣ）の厚みが通常１ｍｍ以上、望ましくは１
〜３ｍｍの範囲が好適である。

上記絶縁性被膜４をターゲットの非スパッタ領域３上に
被覆する方法としては接着法、ネジ止め法、塗布法等の
任意の方法が採用できる。

本発明においては、ターゲットの非スパッタ領域上に上
記の形状の被覆部材で被覆しているので、絶縁性被膜４
とターゲット１との境界部分において、該被膜４がター
ゲット１をスパッタするイオン化原子の飛来を妨げない
ので、境界部分での絶縁性物質の生成を防ぐことができ
、放電の安定性が向上する。これにより欠陥の少ないス
パッタ膜を安定して底膜することができる。

るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。

実施例Ｉ Ｔａターゲットを０２１Ａｒ雰囲気５Ｘ１０−”Ｔｏｒ
ｒ中、２Ｗ／ａｍ２でスパッタを行った。ターゲットの
非スパッタ領域をガラスで覆わない場合、非スパッタ領
域に絶縁性の膜が堆積し、５分間に１度の割合で異常放
電が生じた。一方、非スパッタ領域をガラス（厚み２．
８ｍｍ）で覆った場合、異常放電の発生回数は１時間に
１度に減少した。さらに、第２図に示すように非スパッ
タ領域を第２図のｂが０．２ｍｍ、Ｃが２．８ｍｍ、　
ｅが３１°の形状を有するガラスで覆った場合、異常放
電の発生が２時間に１度に減少した。

（発明の効果） 本発明のＤＣマグネトロン型反応性スパッタ方法によれ
ば、欠陥の少ないスパッタ膜を安定的に得ることができ
、生産効率の向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のターゲットの一例を示す縦断面図、第
２図は第１図に示したターゲットの絶縁性被膜の一部を
拡大して示す図面、第３図（ａ）　（ｂ）、第４図（ａ
）　（ｂ）は従来のターゲットの平面図及び縦断面図。 １はターゲット、２はスパッタ領域、３は非スパッタ領
域、４は絶縁性被膜をそれぞれ示す。 昂　１　凪 第２図 （久） （＾） 昂 凪 Ｃｂ’） 第４図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＤＣマグネトロン型反応性スパッタリング用ター
   ゲットであって、ターゲットの非スパッタ領域を、あら
   かじめ、厚さが５０μ以上の絶縁性物質で被覆した構造
   を有し、かつ該被覆材のスパッタ領域に面する側の縁部
   を傾斜させたことを特徴とするスパッタリングターゲッ
   ト。