JPH0860353A

JPH0860353A - スパッタリングカソード

Info

Publication number: JPH0860353A
Application number: JP19953294A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Tani; 典明谷; Ikuo Suzuki; 郁生鈴木; Kyuzo Nakamura; 久三中村; Koukou Suu; 紅▲コウ▼ 鄒; Michio Ishikawa; 道夫石川
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】金属板でスパッタリング中にターゲット材が
熱膨張により外側に伸びることを抑制することが出来、
また、長時間の連続放電を行ってもアーキングの回数が
極めて少なくなり、かつアーキングが生じたとしてもセ
ラミックスターゲットの側端部が欠けたり、ひび割れた
りしないで、安定して連続放電が可能となるスパッタリ
ングカソード。【構成】セラミックスターゲットを用いてスパッタリ
ングを行うスパッタリングカソードを、セラミックスタ
ーゲットと、該セラミックスターゲットの側端部を保護
するための金属板と、電気的にフローティング電位のシ
ールド板から成る構成のスパッタリングカソード。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上にスパッタリン
グ法を用いて誘電体膜を成膜するためのスパッタリング
カソードに関し、更に詳しくは、長時間アーキングやタ
ーゲットのチッピングのない、安定した成膜を行うため
のスパッタリングカソードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上にスパッタリング法を用い
て誘電体膜を成膜するためのスパッタリングカソードは
以下のような構成が一般的である。

【０００３】即ち、得ようとする誘電体膜を成膜するた
めのセラミックスターゲットと、それを冷却するために
ボンディングまたは接触して設置されるバッキングプレ
ートおよびこれに電位を印加した際にターゲット以外の
部分をスパッタしないようにターゲットが設置された部
分以外をシールドする電気的に接地された所謂アースシ
ールドから成る。

【０００４】セラミックスターゲットをスパッタリング
する場合には、一般的にＲＦスパッタリング法、或いは
ＲＦにＤＣを重畳したスパッタリング法が用いられてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のスパッタリ
ングカソードを用いて例えばＲＦスパッタリング法によ
りセラミックスターゲットにスパッタリングを行う時、
ターゲットやバッキングプレートとアースシールドの距
離が遠すぎると、アースシールドとバッキングプレート
の間に放電が起こり、バッキングプレート材がスパッタ
され、成膜中の誘電体膜中に不純物として混入するとい
う不具合が生じるので、その空隙は一般に数mm程度に設
定される。

【０００６】しかし、この場合長時間連続してスパッタ
リングを行っていると、時々アースシールドとターゲッ
トの間で所謂アーキングが突発的に生じることがある。

【０００７】このアーキングは普通数時間から数十時間
に１〜２回程度の頻度であるから、ターゲット材料が金
属材である場合には、それほど問題とはならない。しか
しターゲット材料がセラミックス材の場合は材料自体が
脆く割れやすいので、このようなアーキングが生じた場
合にはターゲット材料の端部等が欠ける所謂チッピング
が生じてしまう。このようにターゲット材料が金属材の
場合にはアーキングが生じても割れたり、欠けたりする
ことはないが、ターゲット材料がセラミックス材の場合
にはチッピングが生じると大量の発塵を生じたり、ター
ゲット材料に欠けが進行して行き、連続した安定成膜が
不可能となるという問題がある。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点を解消し、主
としてチタン酸系セラミックス材から成るターゲット材
料に長時間連続放電した際、アーキングの発生によりタ
ーゲット材の割れや欠けが生じないスパッタリングカソ
ードを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
カソードは、セラミックスターゲットと、該セラミック
スターゲットの側端面に接して設置された金属板と、該
金属板と空間的に１０mm以下の空隙を保って該金属板上
を蔽っている電気的にフローティング状態のシールド板
から成ることを特徴する。

【００１０】また、前記セラミックスターゲットをＢａ
ＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ₃、ＰｂＴ
ｉＯ₃、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ₃等のチタン酸系セラミックスターゲットとして
もよい。

【００１１】また、前記金属板をセラミックスターゲッ
トを構成する元素の少なくとも１つから成る金属材料、
もしくは少なくとも１つから成る金属を主成分とする金
属材料としてもよい。

【００１２】また、前記シールド板の開口部をセラミッ
クスターゲットの寸法に対して該セラミックスターゲッ
トの側端部よりターゲット中央側方向に２０mm以下、該
セラミックスターゲットの側端部より更に外方向に１０
mm以下の開口部としてもよい。

【００１３】また、前記金属板の厚さをターゲット厚さ
に対し１／２から２倍の板厚としてもよい。

【００１４】

【作用】セラミックスターゲットの側端面に接しで設置
された金属板はセラミックスターゲットの側端部保護の
役割をなす。また、該金属板はセラミックスターゲット
が熱膨張によって外側に伸び熱割れが生じないよう、熱
膨張を押さえ込む働きもなす。

【００１５】また、金属板はシールド板により、その上
部が蔽われているので、スパッタされることがない。

【００１６】

【実施例】本発明において、スパッタリングカソードを
セラミックスターゲットと、該セラミックスターゲット
の側端面に接して設置した金属板と、該金属板と空間的
な空隙を保って該金属板の上を蔽った電気的にフローテ
ィング状態のシールド板から成る構成としたのは、一般
的にはシールド板は接地されているのが普通ではある
が、複数個の基板上に誘電体膜を得るためにスパッタリ
ングを連続して長時間行った場合、ターゲット材料周囲
にある防着板や基板等、種々の構造物上に誘電体膜材料
が厚く堆積するので、スパッタリングの初期は電気的に
アース電位であったとしても、構造物上への誘電体膜の
堆積と共に、フローティング状態へと変化する。

【００１７】その際、シールド板は他の構造物に比べて
誘電体膜が堆積しにくい位置にあるので、長時間スパッ
タリングを行った場合にはシールド板がアース電位にあ
るとターゲット材料とシールド板の間で放電が集中す
る。

【００１８】その時、ターゲット材料の端部でアーキン
グが生じたり、またプラズマが集中することによって発
生する熱でターゲット材料に熱膨張のためのクラックが
生じ、場合によってはターゲット材料の側端部が欠ける
ことがある。

【００１９】従って、シールド板は電気的にフローティ
ングにしたり、シールド板の材質を絶縁物にする等の工
夫を施している。

【００２０】しかし、このような工夫を施しても長時間
スパッタを行った場合、数時間から数十時間に１〜２回
はアーキングが発生することが多い。特に信頼性を重要
視するプロセスにおいてターゲット材料の脆性が高い場
合には、このアーキングが生じたことによるターゲット
材料の側端部が欠け、また欠けることによって更にそこ
に放電が集中する等して欠けが進行し、安定した放電が
維持出来なくなる。

【００２１】そこで、セラミックスターゲットの側端面
に接して金属板を設けた場合、アーキングが発生しても
そのアーキングはシールド板と金属板との間で起こるの
でターゲット材料に欠けが生じることはない。

【００２２】即ち、セラミックスターゲットの側端面に
接しで設置された金属板はセラミックスターゲットの側
端部保護の役割をなす。また、該金属板はセラミックス
ターゲットが熱膨張によって外側に伸び熱割れが生じな
いよう、熱膨張を押さえ込む働きもなす。

【００２３】また、セラミックスターゲットはバッキン
グプレートを介して冷却されるが、セラミックス材の低
い熱伝導率のため冷却効率が悪い。そこで、セラミック
スターゲットの側端面に接して金属板を設置することに
よってターゲット材料の側端面の冷却が強化され、側端
部の熱割れを防止する働きもなす。

【００２４】この金属板はシールド板によりその上部が
蔽われているので、スパッタされることがないが、万が
一、誘電体膜中への混入に備えてターゲット材料を構成
する金属元素から成ることが望ましい。

【００２５】以上の理由により、本発明のスパッタリン
グカソードを用いた場合、セラミックスターゲットに割
れや欠けが生じず、長時間安定したスパッタリングが可
能となる。

【００２６】本発明において、シールド板を金属板と空
間的１０mm以下の空隙を保って該金属板を蔽って電気的
にフローティング状態としたのは、空隙が１０mm以上で
はシールド板と金属板の間の空間にプラズマが入り、金
属板がスパッタされるため、得られる誘電体膜中に金属
板材料が混入し、不具合を生じるためである。

【００２７】また、シールド板の開口部をセラミックス
ターゲットの寸法に対してセラミックスターゲットの側
端部よりターゲット中央側方向に２０mm以下、該セラミ
ックスターゲットの側端部より更に外方向に１０mm以下
としたのは、セラミックスターゲットの側端部よりター
ゲット中央側方向に２０mmを超えた場合は、発生してい
るプラズマにシールド板がさらされるため、僅かではあ
るがシールド板がスパッタされ、得られる誘電体膜中に
シールド板材料が混入し、不具合を生じるようになり、
セラミックスターゲットの側端部より更に外方向に１０
mmを超えた場合は、金属板がスパッタされるため、得ら
れる誘電体膜中に金属板材料が混入し、不具合を生じる
からである。

【００２８】また、金属板の厚さをセラミックスターゲ
ット厚さに対して１／２から２倍の到厚としたのは、金
属板の厚さがセラミックスターゲット厚さの１／２に満
たない場合は、ターゲットの側端保護の効果が弱くな
り、端部がチッピングを起こし易くなり、金属板の厚さ
がセラミックスターゲット厚さの２倍を超えた場合は、
金属板のターゲット側の側面がスパッタされ、得られる
誘電体膜中に金属板材料が混入するからである。

【００２９】以下に本発明の具体的実施例を比較例と共
に説明する。

【００３０】実施例１本実施例は請求項第１項の実施例である。

【００３１】図１は本発明のスパッタリングカソードの
１実施例を示し、図中、１はスパッタリングカソードを
示す。

【００３２】スパッタリングカソード１はセラミックス
ターゲット２と、該セラミックスターゲット２を冷却す
るためのバッキングプレート３とから成り、該バッキン
グプレート３の裏面側にマグネトロン放電を起こさせる
ための磁石４と、磁石４を固定するための磁気回路用鉄
ヨーク５を配置する。バッキングプレート３の裏面側の
開口部６は冷却用蓋７で閉塞され、閉塞された空間部８
内で冷却水Ｗを循環させてバッキングプレート３を介し
てセラミックスターゲット２を冷却するための導入口９
と排出口１０を冷却用蓋７に配設した。

【００３３】また、バッキングプレート３の周囲を真空
チャンバー壁１１に絶縁板１２ａを介して配設し、更
に、真空チャンバー壁１１内にシールド板用絶縁板１２
ｂを介してシールド板１３を配設した。

【００３４】そして、本実施例ではセラミックスターゲ
ット２として外径100mm、厚さ5mmのＢａＴｉＯ₃（チタ
ン酸バリウム）ターゲットを用い、該セラミックスター
ゲット２をバッキングプレート３上にボンディングし
た。

【００３５】また、内径100.1mm、外径130mm、厚さ5mm
のリング状のＴｉ（チタン）製の金属板１４をセラミッ
クスターゲット２に嵌め込み、ネジ（図示せず）でバッ
キングプレート３上に固定した。

【００３６】また、シールド板１３を内径100mmの円形
状の開口部１５を有するステンレス製のシールド板と
し、これをシールド板用絶縁板１２を用いてアース電位
の真空チャンバー内壁１１から電気的にフローティング
状態とした。

【００３７】また、シールド板１３と金属板１４との空
隙Ｃを3mmとした。

【００３８】また、スパッタリング時のスパッタ圧力は
アルゴン（Ａｒ）ガス0.5Pa、酸素（Ｏ₂）ガス0.1Paと
した。

【００３９】そして、誘電体膜を成膜すべき基板として
Ｓｉウェハを用い、スパッタリングカソード１にＲＦ1k
Wを印加し、連続100時間の放電を行って基板上にＢａＴ
ｉＯ₃の誘電体膜を成膜すると共に、放電中のアーキン
グの検知を行った。

【００４０】アーキングの検知はＲＦ電源の反射波波形
（以下Ｐｒと称する）をレコーダーに記録し、瞬間的に
Ｐｒが増大した時と、目視によるアーキングの発生が一
致していることから、Ｐｒの瞬間的増大の回数を計数し
た。その結果、アーキング回数は２回であった。

【００４１】連続放電後、真空チャンバーを開き、内部
の観察を行ったところ、リング状のＴｉ製金属板１４の
内方端部と、シールド板１３の開口部１５端部との間に
アーキングが生じた小さな放電跡が２ケ所あった。

【００４２】また、エロージョン部分のセラミックスタ
ーゲット２の表面粗さが、他の部分に比べて少し荒れて
いただけで、それ以外は何ら変化は見られなかった。

【００４３】また、誘電体膜を成膜されたＳｉウエハ上
のダスト数をダストカウンター（トプコン社製WM-1000
B）で測定（ダスト径0.2μm以上）したところ、成膜時
に発生したダスト数は８個であった。

【００４４】次に、基板として予め下地Ｐｔ膜を形成さ
れたＳｉウエハを用いて、前記と同様にＢａＴｉＯ₃誘
電体膜を成膜後、その上に更に直径1mmφの上部Ｐｔ電
極を形成した。下地Ｐｔ電極と上部Ｐｔ電極との間に電
圧を印加し、上下電極間に流れる電流密度が１×１０³
Ａ／cm²以上になる時の電圧（以下この時の電圧を耐圧
と呼ぶ）を測定した結果４０Ｖであった。

【００４５】比較例１図２は比較例１を行う際に用いるスパッタリングカソー
ドの該略図である。

【００４６】図２に示すスパッタリングカソード１は、
リング状のＴｉ製の金属板を用いず、またシールド板１
３の円形状の開口部１５の内径を106mmとし、シールド
板１３とバッキングプレート３との空隙Ｓを3mmとした
以外は前記実施例１（図１）に示すスパッタリングカソ
ード１と同一とした。他の符号は図１に示すスパッタリ
ングカソードと同一のため説明を省略する。

【００４７】そして、前記実施例１と同様の方法で連続
100時間の放電を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜
を成膜した。

【００４８】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は５
回でであり、また、セラミックスターゲットの側端部が
欠けており、欠けた部分から細かいひびが各個所ともに
３〜４本セラミックスターゲットの中央方向に２〜３cm
生じていた。また、ウエハ上のダスト数は８９個であっ
たが、ターゲット側端が欠けた所に対応して、ウエハ上
のダストも片寄って付着していた。ダストの少ない部分
で測定した耐圧は３７Ｖであった。

【００４９】比較例２図３は比較例２を行う際に用いるスパッタリングカソー
ドの該略図である。

【００５０】図３に示すスパッタリングカソード１は、
リング状のＴｉ製の金属板を用いず、またシールド板１
３の円形状の開口部１５の内径を106mmとし、シールド
板１３とパッキングプレート３との空隙Ｓを3mmとし、
シールド板１３は真空チャンバー内壁１１に直接取付け
て電気的にアース電位とした以外は前記実施例１（図
１）に示すスパッタリングカソード１と同一とした。他
の符号は図１に示すスパッタリングカソードと同一のた
め説明を省略する。

【００５１】そして、前記実施例１と同様の方法で連続
100時間の放電を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜
を成膜した。

【００５２】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は１
２０回であり、また、セラミックスターゲットの側端部
とシールド板の開口部端部との間にアーキングが発生し
た痕跡がいたるところにあり、また、セラミックスター
ゲットの側周縁がほぼ全周囲に亘って欠け落ちていた。
また、その部分から発生したと思われる細いひびがセラ
ミックスターゲット全面に亘り多数観察された。また、
成膜ダスト数は１０００個以上であった。

【００５３】前記実施例１、比較例１並びに比較例２の
結果から明らかなように、比較例２では、真空チャンバ
ー内のシールド板以外の周囲の防着板等の構造物は厚い
誘電体膜で蔽われているので、電気的に絶縁されている
のに対し、シールド板は配置的に誘電体膜が廻り込みに
くいため、比較的長時間アース電位を保ち続ける。その
結果、セラミックスターゲット上からアーキングが発生
しようとした際、このアース電位であるシールド板とタ
ーゲットとの間でアーキングが起こる。この時、シール
ド板は一般に金属材料で出来ているので、痕跡がうすく
残る程度ですむが、セラミックスターゲットは材質的に
脆く強度がないため、アーキングが発生した個所より欠
けや割れが生じてしまう。

【００５４】比較例１ではシールド板がフローティング
状態なので比較例２に比べてアーキングの発生回数は激
減しているが、しかしアーキングが発生した際はセラミ
ックスターゲットの欠けはどうしても発生してしまい、
次第にこの欠けが拡大していく。

【００５５】本発明の実施例１のようにセラミックスタ
ーゲットの側端面に接して金属板を設置すると、アーキ
ングが万が一発生してもこのアーキングは金属板の上面
或いは内周端面で発生するので、セラミックスターゲッ
トが割れたり、ひびが入ったりしない。この金属板は所
謂セラミックスターゲットの欠けを保護するためのもの
であることが分かる。

【００５６】実施例２〜６本実施例は請求項第２項の実施例である。

【００５７】セラミックスターゲット材料としてＳｒＴ
ｉＯ₃（チタン酸ストロンチウム）、（Ｂａ₀.₅Ｓ
ｒ₀.₅）ＴｉＯ₃（チタン酸ストロンチウムバリウム）、
ＰｂＴｉＯ₃（チタン酸鉛）、Ｐｂ（Ｚｒ₀.₅Ｔｉ₀.₅）
Ｏ₃（ジルコン酸チタン酸鉛）、（Ｐｂ₀.₈Ｌａ₀.₂）
（Ｚｒ₀.₅Ｔｉ₀.₅）Ｏ₃（ジルコン酸チタン酸鉛ランタ
ン）を用いた以外は、前記実施例１と同様の方法で連続
100時間の放電を行って基板上に各ターゲット材料の誘
電体膜を成膜した。

【００５８】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた各ターゲット材料の誘電体膜の状態を調べた。その
結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１から明らかなように、アーキング回数
が６回以下と極めて少なく、また、ターゲットの状態も
欠けやひび割れがなく、また、成膜ダストの数も２０個
以下と極めて少なく、かつ耐圧も３０Ｖ以上得られてい
る。

【００６１】実施例７本実施例は請求項第３項の実施例である。

【００６２】セラミックスターゲットの側端面に嵌め込
み配置する金属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ
5mmのリング状のＰｂ（鉛）製の金属板を用いた以外
は、前記実施例５と同様の方法で連続100時間の放電を
行って基板上にＰｂ（Ｚｒ₀.₅Ｔｉ₀.₅）Ｏ₃の誘電体膜
を成膜した。

【００６３】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は３
回であり、また、セラミックスターゲットは欠けやひび
割れ等がなく、また、成膜ダスト数は１３個、耐圧は４
０Ｖであった。

【００６４】比較例３セラミックスターゲットの側端面に嵌め込み配置する金
属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ5mmのリング
状のステンレス製（ＳＵＳ３０４）の金属板を用いた以
外は、前記実施例１と同様の方法で連続100時間の放電
を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００６５】放電後、化学分析（ＩＣＰ法）により誘電
体膜組成を調べたところ、Ｆｅ（鉄）が約0.6%含まれて
いた。成膜ダスト数は９個であったが、耐圧は１１Ｖで
あった。

【００６６】実施例８本実施例は請求項第４項の実施例である。

【００６７】シールド板として円形状の開口部の内径を
60mm（セラミックスターゲットの側端部に対してターゲ
ットの中央側方向に向ってシールド板が20mmオーバーラ
ップしている状態）としたシールド板を用いた以外は、
前記実施例１と同様の方法で連続100時間の放電を行っ
て基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００６８】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は６
回であり、また、セラミックスターゲットは特に変化が
なかった。成膜ダスト数は２０個で、耐圧は３０Ｖであ
った。

【００６９】比較例４図４は比較例４を行う際に用いるスパッタリングカソー
ドの該略図である。

【００７０】図４に示すスパッタリングカソード１は、
シールド板１３の円形状の開口部１５の内径を50mm（セ
ラミックスターゲットの側端部に対してターゲットの中
央側方向に向ってシールド板が25mmオーバーラップして
いる状態）とした以外は前記実施例１（図１）に示すス
パッタリングカソード１と同一とした。他の符号は図１
に示すスパッタリングカソードと同一のため説明を省略
する。

【００７１】そして、前記実施例１と同様の方法で連続
100時間の放電を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜
を成膜した。

【００７２】そして、放電中のアーキング回数、放電後
セラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜され
た誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は６回
であったが、シールド板の開口部端部とその近傍のセラ
ミックスターゲットとの間でアーキングが生じた痕跡が
認められ、その部分のセラミックスターゲットの表面が
2mm×5mm位の大きさでうろこ状に２ケ所欠けていた。ま
た、その欠けた個所から細いひびが３方向に伸びてい
た。

【００７３】また、成膜ダスト数は１１８個、耐圧は１
５Ｖであった。

【００７４】実施例９本実施例は請求項第４項の実施例である。

【００７５】シールド板として円形状の開口部の内径が
120mm（セラミックスターゲットの側端部より更に外方
向に向ってシールド板の開口部が10mmの位置関係にある
状態）のシールド板を用いた以外は、前記実施例１と同
様の方法で連続100時間の放電を行って基板上にＢａＴ
ｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００７６】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は２
回であり、また、セラミックスターゲットは割れや欠け
等の変化はなく、また、成膜ダスト数は１０個、耐圧は
３３Ｖであった。

【００７７】比較例５シールド板として円形状の開口部の内径が130mm（セラ
ミックスターゲットの側端部より更に外方向に向ってシ
ールド板の開口部が15mmの位置関係にある状態）のシー
ルド板を用いた以外は、前記実施例１と同様の方法で連
続100時間の放電を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体
膜を成膜した。

【００７８】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は１
回と少なかったか、Ｔｉ製のリング状の金属板の上面も
スパッタされており、また、誘電体膜のＢａ／Ｔｉ組成
比はＢａＴｉＯ₃の化学量論組成1.0に比べて0.97とＴｉ
が多めに混入していた。成膜ダスト数は７個、耐圧は１
７Ｖであった。

【００７９】実施例１０本実施例は請求項第５項の実施例である。

【００８０】セラミックスターゲットの側端面に嵌め込
み配置する金属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ
2.5mmのリング状のＴｉ（チタン）製の金属板を用いた
以外は、前記実施例１と同様の方法で連続100時間の放
電を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜し
た。

【００８１】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は４
回であった。また、セラミックスターゲットは特に欠け
や割れ等がなく、また、成膜ダスト数は２０個、耐圧は
３５Ｖであった。

【００８２】比較例６セラミックスターゲットの側端面に嵌め込み配置する金
属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ2mmのリング
状のＴｉ（チタン）製の金属板を用いた以外は、前記実
施例１と同様の方法で連続100時間の放電を行って基板
上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００８３】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は２
回であったが、アーク放電痕跡のセラミックスターゲッ
ト材の端部、上部が夫々１ケ所小さくは欠けていた。ま
た、成膜ダスト数は５１個、耐圧は３０Ｖであった。

【００８４】実施例１１本実施例は請求項第５項の実施例である。

【００８５】セラミックスターゲットの側端面に嵌め込
み配置する金属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ
10mmのリング状のＴｉ（チタン）製の金属板を用いた以
外は、前記実施例１と同様の方法で連続100時間の放電
を行って基板上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００８６】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は３
回であった。また、セラミックスターゲットは特に欠け
や割れ等がなく、また、成膜ダスト数は１６個、耐圧は
３０Ｖであった。

【００８７】比較例７セラミックスターゲットの側端面に嵌め込み配置する金
属板として内径100.1mm、外径130mm、厚さ11mmのリング
状のＴｉ（チタン）製の金属板を用いた以外は、前記実
施例１と同様の方法で連続100時間の放電を行って基板
上にＢａＴｉＯ₃の誘電体膜を成膜した。

【００８８】そして、放電中のアーキング回数、放電後
のセラミックスターゲットの状態並びに基板上に成膜さ
れた誘電体膜の状態を調べた結果、アーキング回数は３
回であり、セラミックスターゲットは特に欠けやひび割
れがなく、また、成膜ダスト数は２０個であったが、耐
圧は１８Ｖまで低下していた。また、誘電体膜のＢａ／
Ｔｉ組成比は0.99と化学量論組成に比べてＴｉが多めに
混入していた。

【００８９】前記実施例ではセラミックスターゲットの
材料としてチタン酸系化合物を用いたが、チタン酸系化
合物に代えて誘電体膜材であるＬｉＮｂＯ₃（ニオブ酸
リチウム）、ＬｉＴａＯ₃（タンタル酸リチウム）を用
いてもよい。

【００９０】また、金属板の材料としてＮｂ（ニオ
ブ）、Ｔａ（タンタル）を用いてもよい。

【００９１】また、セラミックスターゲットの大きさ、
形状はＲＦスパッタリング法、或いはＲＦにＤＣを重畳
したスパッタリング法に適応させて他の寸法、形状のタ
ーゲットを用いてもよい。

【００９２】

【発明の効果】本発明によるときは、セラミックスター
ゲットを用いてスパッタリングを行うスパッタリングカ
ソードを、セラミックスターゲットと、該セラミックス
ターゲットの側端部を保護するための金属板と、電気的
にフローティング電位のシールド板から成る構成とした
ので、長時間の連続放電を行ってもアーキングの回数が
極めて少なくなり、かつアーキングが生じたとしてもセ
ラミックスターゲットの側端部が欠けたり、ひび割れた
りしないで、安定して連続放電が可能となる等の効果が
ある。

【００９３】また、金属板をセラミックスターゲットを
構成する元素の少なくとも１つから成る金属材料、もし
くは少なくとも１つから成る金属を主成分とする金属材
料を用いることにより、万が一、ごく僅かでも金属板が
スパッタリングされ、膜中に混入することが生じても耐
圧を低下させないことが出来る。

【００９４】また、シールド板の開口部の大きさをセラ
ミックスターゲットの寸法に対して該セラミックスター
ゲットの側端部よりターゲット中央側方向に２０mm以
下、該セラミックスターゲットの側端部より更に外方向
に１０mm以下の開口部とすることにより、シールド板や
金属板がスパッタリングされることなく、従って、膜中
にこれらの材料が混入することを避けることが出来る。

【００９５】また、金属板の厚さをターゲット厚さに対
し１／２から２倍の板厚とすることにより、ターゲット
の側端を保護し、万が一、アーキングがこの近傍で発生
してもターゲットの欠けや割れ等を防ぐことが出来、ま
た、金属板材料がスパッタリングされ、膜中に金属板材
料が混入するのを防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリングカソードの１実施例
の該略図、

【図２】比較例１で用いたスパッタリングカソードの
該略図、

【図３】比較例２で用いたスパッタリングカソードの
該略図、

【図４】比較例４で用いたスパッタリングカソードの
該略図。

【符号の説明】

１スパッタリングカソード、２セラミックス
ターゲット、３バッキングプレート、１３
シールド板、１４金属板、１５
シールド板の開口部、Ｃ空隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鄒紅▲こう▼ 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者石川道夫千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技術株式会社千葉超材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックスターゲットと、該セラミッ
クスターゲットの側端面に接して設置された金属板と、
該金属板と空間的に１０mm以下の空隙を保って該金属板
上を蔽っている電気的にフローティング状態のシールド
板から成ることを特徴するスパッタリングカソード。
【請求項２】前記セラミックスターゲットはＢａＴｉ
Ｏ₃、ＳｒＴｉＯ₃、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ₃、ＰｂＴｉ
Ｏ₃、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）
Ｏ₃等のチタン酸系セラミックスターゲットであること
を特徴とする請求項第１項に記載のスパッタリングカソ
ード。
【請求項３】前記金属板はセラミックスターゲットを
構成する元素の少なくとも１つから成る金属材料、もし
くは少なくとも１つから成る金属を主成分とする金属材
料であることを特徴とする請求項第１項または第２項に
記載のスパッタリングカソード。
【請求項４】前記シールド板はセラミックスターゲッ
トの寸法に対して該セラミックスターゲットの側端部よ
りターゲット中央側方向に２０mm以下、該セラミックス
ターゲットの側端部より更に外方向に１０mm以下の開口
部を有することを特徴とする請求項第１項ないし第３項
のいずれか１項に記載のスパッタリングカソード。
【請求項５】前記金属板の厚さはターゲット厚さに対
し１／２から２倍の板厚であることを特徴とする請求項
第１項ないし第４項のいずれか１項に記載のスパッタリ
ングカソード。