JPH04276070A - マグネトロンスパッタリング用ターゲット - Google Patents
マグネトロンスパッタリング用ターゲットInfo
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- JPH04276070A JPH04276070A JP6408891A JP6408891A JPH04276070A JP H04276070 A JPH04276070 A JP H04276070A JP 6408891 A JP6408891 A JP 6408891A JP 6408891 A JP6408891 A JP 6408891A JP H04276070 A JPH04276070 A JP H04276070A
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Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマグネトロンスパッタリ
ングに用いられるターゲットに関するものである。
ングに用いられるターゲットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マグネトロンスパッタリングとは図１に
示すようにターゲット（１） の下側に磁石（２） を
配置し、該磁石（２） の磁束（３） に集中するプラ
ズマを高密度化して成膜速度を増大させる方法である。
示すようにターゲット（１） の下側に磁石（２） を
配置し、該磁石（２） の磁束（３） に集中するプラ
ズマを高密度化して成膜速度を増大させる方法である。
【０００３】上記マグネトロンスパッタリングにおいて
は、ターゲット（１）において該磁石（２） の磁束（
３） が集中する部分が浸食されるが、該浸食部分（４
） の巾は通常数ｍｍから数十ｍｍのオーダーである。 従来のターゲット（１） はスパッタリング材料である
Ｃｏ，Ｔｉ，Ｗ等の金属を溶解し鋳造により製造する溶
解法や、該金属粉末を加熱加圧してブロックに焼結する
ことにより製造する焼結法により製造されているが、該
ターゲットを構成する結晶粒の径は数ｍｍ以上の大きな
ものであった。
は、ターゲット（１）において該磁石（２） の磁束（
３） が集中する部分が浸食されるが、該浸食部分（４
） の巾は通常数ｍｍから数十ｍｍのオーダーである。 従来のターゲット（１） はスパッタリング材料である
Ｃｏ，Ｔｉ，Ｗ等の金属を溶解し鋳造により製造する溶
解法や、該金属粉末を加熱加圧してブロックに焼結する
ことにより製造する焼結法により製造されているが、該
ターゲットを構成する結晶粒の径は数ｍｍ以上の大きな
ものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大きな結晶粒径を有するターゲット（１） では浸
食部分（４） の大きさと略同等となり、ターゲット（
１） 表面に露出する結晶面が不均一となり、該結晶面
によってスパッタリング速度が大きく変化するために、
スパッタリング膜の膜厚が不均一になる。
うな大きな結晶粒径を有するターゲット（１） では浸
食部分（４） の大きさと略同等となり、ターゲット（
１） 表面に露出する結晶面が不均一となり、該結晶面
によってスパッタリング速度が大きく変化するために、
スパッタリング膜の膜厚が不均一になる。
【０００５】またこの種のスパッタリングにおいては、
合金を材料とするターゲットも多く用いられているが、
合金の場合は混相組織となることが多いためにターゲッ
ト内部における組成分布も不均一になり、そのためにス
パッタリング膜表面組成の経時変化が大きくなり、スパ
ッタリング膜の厚み方向に対する組成のバラツキが大き
くなる。
合金を材料とするターゲットも多く用いられているが、
合金の場合は混相組織となることが多いためにターゲッ
ト内部における組成分布も不均一になり、そのためにス
パッタリング膜表面組成の経時変化が大きくなり、スパ
ッタリング膜の厚み方向に対する組成のバラツキが大き
くなる。
【０００６】このような組成のバラツキの大きいスパッ
タリング膜をハードディスク等に適用した場合には、信
号の出力や信号密度にバラツキが生じる。
タリング膜をハードディスク等に適用した場合には、信
号の出力や信号密度にバラツキが生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、Ｃｏ 基合金および／ま
たはＦｅ 基合金からなり、結晶粒径が０．２ｍｍ以下
であるマグネトロンスパッタリング用ターゲットを提供
するものである。
を解決するための手段として、Ｃｏ 基合金および／ま
たはＦｅ 基合金からなり、結晶粒径が０．２ｍｍ以下
であるマグネトロンスパッタリング用ターゲットを提供
するものである。
【０００８】本発明において、スパッタリング材料とし
て用いられるＣｏ基合金としては、Ｃｏ−Ｃｒ 合金、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ 合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ 合金、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｎｉ 合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｚｒ 合金、Ｃｏ
−Ｃｒ−Ｎｂ 合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ 合金、Ｃｏ−
Ｔａ−Ｚｒ 合金、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｔａ 合金等が例示さ
れ、またＦｅ 基合金とはＦｅ−Ｃｒ 合金、Ｆｅ−Ｓ
ｉ 合金、Ｆｅ−Ｔａ 合金、Ｆｅ−Ｈｆ 合金、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ 合金等が例示される。
て用いられるＣｏ基合金としては、Ｃｏ−Ｃｒ 合金、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ 合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ 合金、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｎｉ 合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｚｒ 合金、Ｃｏ
−Ｃｒ−Ｎｂ 合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ 合金、Ｃｏ−
Ｔａ−Ｚｒ 合金、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｔａ 合金等が例示さ
れ、またＦｅ 基合金とはＦｅ−Ｃｒ 合金、Ｆｅ−Ｓ
ｉ 合金、Ｆｅ−Ｔａ 合金、Ｆｅ−Ｈｆ 合金、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ 合金等が例示される。
【０００９】本発明のターゲットは溶解法あるいは焼結
法により製造される。溶解法にあっては上記合金を真空
アーク炉等を用いて溶解して溶湯とし、鋳型に注入して
冷却しインゴットを鋳造した後ターゲットに切削加工す
るが、結晶粒径を０．２ｍｍ以下とするには上記鋳造に
おいて冷却水等を用いて急冷する。
法により製造される。溶解法にあっては上記合金を真空
アーク炉等を用いて溶解して溶湯とし、鋳型に注入して
冷却しインゴットを鋳造した後ターゲットに切削加工す
るが、結晶粒径を０．２ｍｍ以下とするには上記鋳造に
おいて冷却水等を用いて急冷する。
【００１０】また焼結法にあっては上記合金粉末を例え
ば加熱静水圧プレスによりブロックに焼結した後ターゲ
ットに鍛造するが、結晶粒径を０．２ｍｍ以下とするに
は、上記合金粉末の粒径を５０μｍ以下とし、また鍛造
時に温度を１２００℃以下に制限して加工率を上げ、鍛
造組織を細かく均一にすると云うような手段がとられる
。
ば加熱静水圧プレスによりブロックに焼結した後ターゲ
ットに鍛造するが、結晶粒径を０．２ｍｍ以下とするに
は、上記合金粉末の粒径を５０μｍ以下とし、また鍛造
時に温度を１２００℃以下に制限して加工率を上げ、鍛
造組織を細かく均一にすると云うような手段がとられる
。
【００１１】
【作用】本発明のターゲットは上記したようにマグネト
ロンスパッタリングの際にターゲットに生ずる浸食部分
の巾よりもはるかに小さい０．２ｍｍ以下の結晶粒径を
有するから、ターゲット表面に露出する結晶面が均一化
され、またターゲット内の組織も均一化される。
ロンスパッタリングの際にターゲットに生ずる浸食部分
の巾よりもはるかに小さい０．２ｍｍ以下の結晶粒径を
有するから、ターゲット表面に露出する結晶面が均一化
され、またターゲット内の組織も均一化される。
【００１２】
【発明の効果】したがって本発明のターゲットを用いて
マグネトロンスパッタリングを行なうと、膜厚および組
成が均一なスパッタリング膜が得られる。
マグネトロンスパッタリングを行なうと、膜厚および組
成が均一なスパッタリング膜が得られる。
【００１３】
【実施例】〔実施例１〕本発明品として表１に示す組成
で平均粒径５０μｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ 合金粉を用い
、１０００℃、３０気圧の静水圧プレスによってブロッ
クに焼結した後、１０００℃の鍛造によって結晶粒径の
平均が０．１ｍｍである径６インチの円盤形ターゲット
を作成した。従来品として同様な組成の合金を用いて従
来の溶解法により結晶粒径の平均が０．５ｍｍである同
形同寸法のターゲットを作成した。
で平均粒径５０μｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ 合金粉を用い
、１０００℃、３０気圧の静水圧プレスによってブロッ
クに焼結した後、１０００℃の鍛造によって結晶粒径の
平均が０．１ｍｍである径６インチの円盤形ターゲット
を作成した。従来品として同様な組成の合金を用いて従
来の溶解法により結晶粒径の平均が０．５ｍｍである同
形同寸法のターゲットを作成した。
【００１４】上記ターゲットを用い基材としてシリコン
ウエハを用いて、常法によりマグネトロンスパッタリン
グを２０回行ない、各回毎に形成されるスパッタリング
膜のＣｒ とＴａ との組成比をＥＰＭＡ分析により測
定し、その最小値と最大値との差（変動巾）ΔＣ（Ｃｒ
）とΔＣ（Ｔａ）とを求めた。その結果は表１に示され
る。
ウエハを用いて、常法によりマグネトロンスパッタリン
グを２０回行ない、各回毎に形成されるスパッタリング
膜のＣｒ とＴａ との組成比をＥＰＭＡ分析により測
定し、その最小値と最大値との差（変動巾）ΔＣ（Ｃｒ
）とΔＣ（Ｔａ）とを求めた。その結果は表１に示され
る。
【表１】
【００１５】表１をみるとΔＣ（Ｃｒ）については本発
明品によるスパッタリング膜は、従来品によるスパッタ
リング膜の１／５以下であり、ΔＣ（Ｔａ）についても
本発明品によるスパッタリング膜は、従来品によるスパ
ッタリング膜の略１／５以下であり、本発明品は従来品
よりもはるかに組成的にバラツキが小さいことが証明さ
れた。
明品によるスパッタリング膜は、従来品によるスパッタ
リング膜の１／５以下であり、ΔＣ（Ｔａ）についても
本発明品によるスパッタリング膜は、従来品によるスパ
ッタリング膜の略１／５以下であり、本発明品は従来品
よりもはるかに組成的にバラツキが小さいことが証明さ
れた。
【００１６】更に２０回スパッタリングを行なった後の
Ｃｏ−１２Ｃｒ−４Ｔａ 合金ターゲット表面の浸食部
分の厚みを測定した。該浸食部分の中心部の厚みの減少
量の分布を図２および図３（本発明品）そして図４およ
び図５（従来品）に示す。図２および図３そして図４お
よび図５をみると、本発明品の場合は浸食部分の厚みの
減少量は、中心部を最大として略同心円的に均一に小さ
くなるように分布するが、従来品は歪んだ分布形状にな
り、結晶構造（結晶配向性）が不均一であることが分か
る。
Ｃｏ−１２Ｃｒ−４Ｔａ 合金ターゲット表面の浸食部
分の厚みを測定した。該浸食部分の中心部の厚みの減少
量の分布を図２および図３（本発明品）そして図４およ
び図５（従来品）に示す。図２および図３そして図４お
よび図５をみると、本発明品の場合は浸食部分の厚みの
減少量は、中心部を最大として略同心円的に均一に小さ
くなるように分布するが、従来品は歪んだ分布形状にな
り、結晶構造（結晶配向性）が不均一であることが分か
る。
【００１７】〔実施例２〕Ｃｏ−１２Ｃｒ−２Ｔａ 合
金を用いて溶解法により実施例１と同様なターゲットを
作成するが、鋳造の際の冷却速度を調節して種々の結晶
粒径のものを得る。該ターゲットを用いて実施例１と同
様にシリコンウエハ上にマグネトロンスパッタリングを
２０回行ない、実施例１と同様にΔＣ（Ｃｒ）とΔＣ（
Ｔａ）とを求めた。このようにして求めたΔＣ（Ｃｒ）
およびΔＣ（Ｔａ）と、ターゲットの結晶粒径との関係
を図４に示す。図において横軸には対数目盛で結晶粒径
（ｍｍ）をとり、縦軸にはΔＣ（Ｃｒ）およびΔＣ（Ｔ
ａ）を原子％単位でとった。図４に示すようにΔＣ（Ｃ
ｒ）およびΔＣ（Ｔａ）ともにターゲットの結晶粒径が
０．２ｍｍを越えると急激にΔＣ（Ｃｒ）とΔＣ（Ｔａ
）が増大する。
金を用いて溶解法により実施例１と同様なターゲットを
作成するが、鋳造の際の冷却速度を調節して種々の結晶
粒径のものを得る。該ターゲットを用いて実施例１と同
様にシリコンウエハ上にマグネトロンスパッタリングを
２０回行ない、実施例１と同様にΔＣ（Ｃｒ）とΔＣ（
Ｔａ）とを求めた。このようにして求めたΔＣ（Ｃｒ）
およびΔＣ（Ｔａ）と、ターゲットの結晶粒径との関係
を図４に示す。図において横軸には対数目盛で結晶粒径
（ｍｍ）をとり、縦軸にはΔＣ（Ｃｒ）およびΔＣ（Ｔ
ａ）を原子％単位でとった。図４に示すようにΔＣ（Ｃ
ｒ）およびΔＣ（Ｔａ）ともにターゲットの結晶粒径が
０．２ｍｍを越えると急激にΔＣ（Ｃｒ）とΔＣ（Ｔａ
）が増大する。
【００１８】
【図１】マグネトロンスパッタリングの説明図
【図２】
マグネトロンスパッタリングにおける本発明品のターゲ
ットの浸食部分の厚みの減少量の平面分布図
マグネトロンスパッタリングにおける本発明品のターゲ
ットの浸食部分の厚みの減少量の平面分布図
【図３】図
２におけるｘ断面分布図（Ａ−Ａ断面図）
２におけるｘ断面分布図（Ａ−Ａ断面図）
【図４】従来
品のターゲットの平面分布図
品のターゲットの平面分布図
【図５】図４におけるｘ断
面分布図（Ｂ−Ｂ断面図）
面分布図（Ｂ−Ｂ断面図）
【図６】ターゲットの結晶粒
径と組成変動巾との関係を示すグラフ
径と組成変動巾との関係を示すグラフ
（１）・・・・・ターゲット
（２）・・・・・磁石
（３）・・・・・磁束
（４）・・・・・浸食部分
Claims (1)
- 【請求項１】Ｃｏ 基合金および／またはＦｅ 基合金
からなり、結晶粒径が０．２ｍｍ以下であることを特徴
とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6408891A JPH04276070A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | マグネトロンスパッタリング用ターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6408891A JPH04276070A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | マグネトロンスパッタリング用ターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276070A true JPH04276070A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13247976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6408891A Pending JPH04276070A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | マグネトロンスパッタリング用ターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04276070A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6033537A (en) * | 1996-12-26 | 2000-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and method of manufacturing a semiconductor device |
| US6365014B2 (en) * | 1991-11-29 | 2002-04-02 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Cathode targets of silicon and transition metal |
| US6793781B2 (en) | 1991-11-29 | 2004-09-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Cathode targets of silicon and transition metal |
| EP1785505A1 (en) * | 2004-08-10 | 2007-05-16 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Barrier film for flexible copper substrate and sputtering target for forming barrier film |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP6408891A patent/JPH04276070A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6365014B2 (en) * | 1991-11-29 | 2002-04-02 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Cathode targets of silicon and transition metal |
| US6793781B2 (en) | 1991-11-29 | 2004-09-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Cathode targets of silicon and transition metal |
| US6033537A (en) * | 1996-12-26 | 2000-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and method of manufacturing a semiconductor device |
| US6586837B1 (en) | 1996-12-26 | 2003-07-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and method of manufacturing a semiconductor device |
| EP1785505A1 (en) * | 2004-08-10 | 2007-05-16 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Barrier film for flexible copper substrate and sputtering target for forming barrier film |
| EP1785505A4 (en) * | 2004-08-10 | 2008-03-19 | Nippon Mining Co | BARRIER FILM FOR FLEXIBLE COPPER SUBSTRATE AND SPUTTER TARGET FOR FORMING A BARRIER FILM |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001121 |