JPH09111445A - スパッタリングターゲット - Google Patents
スパッタリングターゲットInfo
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- JPH09111445A JPH09111445A JP29042095A JP29042095A JPH09111445A JP H09111445 A JPH09111445 A JP H09111445A JP 29042095 A JP29042095 A JP 29042095A JP 29042095 A JP29042095 A JP 29042095A JP H09111445 A JPH09111445 A JP H09111445A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マグネトロンスパタリング方式によるターゲ
ットが部分的に消耗し、使用効率の低下を招いていた。 【解決手段】 ターゲットのうち、消耗の激しい部位の
板厚を厚くする。又は、ターゲットを分割することによ
り当該消耗の激しい部位の交換を可能とする。
ットが部分的に消耗し、使用効率の低下を招いていた。 【解決手段】 ターゲットのうち、消耗の激しい部位の
板厚を厚くする。又は、ターゲットを分割することによ
り当該消耗の激しい部位の交換を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング用
ターゲット、特にマグネトロン方式のスパッタリングに
用いられるターゲットに関する。
ターゲット、特にマグネトロン方式のスパッタリングに
用いられるターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】無機薄膜、例えば、ＩＴＯ、ＣｒやＳｉ
Ｏ２薄膜の成膜方法として、スパッタリング方式があ
る。基本的な構造は、図６に示すように、予めポンプ６
４で真空とした真空チャンバー６２内に於いて、対向す
る平行平板６５、６９間に電離したガスを充満させ、該
平板の一方６５に無機物質をおき、他方に無機薄膜を被
着するための基板６９を置く。この基板６９はロード室
６３で予め真空状態となっており、いわゆるロードロッ
ク方式が採用されている場合が多い。そして、該平行平
板間に一定以上の電圧を与えると電離したガスがターゲ
ットたる無機物質６６をたたき出し、この無機物質が対
向する基板６９上に堆積するものである。無機物質を高
温で蒸発させ、これを基板に体積せしめる蒸着法に比べ
て、比較的低温で、均一な膜厚、十分な密着性を有する
薄膜が得られるため、半導体の製造、液晶表示装置、フ
ォトマスクやカラーフィルター等の製造に広く普及して
いる。
Ｏ２薄膜の成膜方法として、スパッタリング方式があ
る。基本的な構造は、図６に示すように、予めポンプ６
４で真空とした真空チャンバー６２内に於いて、対向す
る平行平板６５、６９間に電離したガスを充満させ、該
平板の一方６５に無機物質をおき、他方に無機薄膜を被
着するための基板６９を置く。この基板６９はロード室
６３で予め真空状態となっており、いわゆるロードロッ
ク方式が採用されている場合が多い。そして、該平行平
板間に一定以上の電圧を与えると電離したガスがターゲ
ットたる無機物質６６をたたき出し、この無機物質が対
向する基板６９上に堆積するものである。無機物質を高
温で蒸発させ、これを基板に体積せしめる蒸着法に比べ
て、比較的低温で、均一な膜厚、十分な密着性を有する
薄膜が得られるため、半導体の製造、液晶表示装置、フ
ォトマスクやカラーフィルター等の製造に広く普及して
いる。
【０００３】歴史的には、最初に開発されたスパッタリ
ング装置は、２極方式によるものであった。しかし、当
該方式では、成膜速度が低い、基板温度の上昇が著し
い、印加電圧が高く、電極間に高電圧が求められ、放電
用ガス圧が高い等の問題があった。このため、これを改
善するため、３極、４極方式が開発されたが、十分なも
のではなかった。その後改良が進められ、マグネトロン
スパッタ方式が開発されて、高速度、かつ、低温で成膜
が可能となった。このため、現在のスパッタリング装置
の主流になっている。マグネトロンスパッタリング方式
は、マグネットから発生する磁束により、発生した電離
した気体をターゲットに集束せしめ、スパッタリング効
率を高めたものである。
ング装置は、２極方式によるものであった。しかし、当
該方式では、成膜速度が低い、基板温度の上昇が著し
い、印加電圧が高く、電極間に高電圧が求められ、放電
用ガス圧が高い等の問題があった。このため、これを改
善するため、３極、４極方式が開発されたが、十分なも
のではなかった。その後改良が進められ、マグネトロン
スパッタ方式が開発されて、高速度、かつ、低温で成膜
が可能となった。このため、現在のスパッタリング装置
の主流になっている。マグネトロンスパッタリング方式
は、マグネットから発生する磁束により、発生した電離
した気体をターゲットに集束せしめ、スパッタリング効
率を高めたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マグネトロンスパッタ
方式では、ターゲット上の定位置で高密度プラズマが閉
じこめられるため、ターゲットが局部的に消費されるた
め、実質的なターゲット使用効率が悪かった。とりわ
け、液晶表示用のスパッタリング装置に於いては、ター
ゲットが大面積であるため、消費の著しい場所とそうで
無い場所の遍在が大きく、ターゲットの寿命が短く、製
造価格の上昇を招いていた。
方式では、ターゲット上の定位置で高密度プラズマが閉
じこめられるため、ターゲットが局部的に消費されるた
め、実質的なターゲット使用効率が悪かった。とりわ
け、液晶表示用のスパッタリング装置に於いては、ター
ゲットが大面積であるため、消費の著しい場所とそうで
無い場所の遍在が大きく、ターゲットの寿命が短く、製
造価格の上昇を招いていた。
【０００５】この点を改善すべく、特開平５−１０６０
３５のようにスパッタリングの最中にマグネットを移動
させ、ターゲットの浸食を均一化するという方法が提案
された。即ち、図６中のターゲット６６の背面に磁石６
８を置き、ガイドローラ６７と駆動装置６１０により磁
子役６８が移動する。しかし、当該方法を採用しても、
ターゲットの一定部位の消費が早く、更なる改良が望ま
れていた。
３５のようにスパッタリングの最中にマグネットを移動
させ、ターゲットの浸食を均一化するという方法が提案
された。即ち、図６中のターゲット６６の背面に磁石６
８を置き、ガイドローラ６７と駆動装置６１０により磁
子役６８が移動する。しかし、当該方法を採用しても、
ターゲットの一定部位の消費が早く、更なる改良が望ま
れていた。
【０００６】図３は、ターゲットの消耗の様子を説明し
た断面図である。板状のターゲット３１の下部に磁石３
０が配置されている。スパッタリングを行うとターゲッ
トは磁力線の影響を受けて局部的に消耗し、溝３２を形
成する。この現象は図６のように磁石の往復運動に於い
て、往と復の変換点で磁束の存在時間が長くなる。その
結果、単位時間当たりの磁束が多くなるためと考えられ
る。このためにターゲット中央部３３では未だターゲッ
トとして使用可能であるにも拘わらず、スパッタリング
に使用するターゲットを取り替える必要が生じる。ま
た、低温でスパッタリングするためには、磁束密度の大
きな磁石を使用することにより、薄膜の堆積速度を向上
することができるため、１０００Ｇ程度の磁石を使用す
るが、その一方で、幅の狭い溝が形成されるので３００
Ｇ程度の磁束密度の小さな磁石を使用した場合に比して
更に一定部位のターゲットの消耗が早く、ターゲットの
使用効率が低下することとなる。
た断面図である。板状のターゲット３１の下部に磁石３
０が配置されている。スパッタリングを行うとターゲッ
トは磁力線の影響を受けて局部的に消耗し、溝３２を形
成する。この現象は図６のように磁石の往復運動に於い
て、往と復の変換点で磁束の存在時間が長くなる。その
結果、単位時間当たりの磁束が多くなるためと考えられ
る。このためにターゲット中央部３３では未だターゲッ
トとして使用可能であるにも拘わらず、スパッタリング
に使用するターゲットを取り替える必要が生じる。ま
た、低温でスパッタリングするためには、磁束密度の大
きな磁石を使用することにより、薄膜の堆積速度を向上
することができるため、１０００Ｇ程度の磁石を使用す
るが、その一方で、幅の狭い溝が形成されるので３００
Ｇ程度の磁束密度の小さな磁石を使用した場合に比して
更に一定部位のターゲットの消耗が早く、ターゲットの
使用効率が低下することとなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した問
題点を解決する手段を検討した結果、以下の点を改善
し、スパッタリング用のターゲットの使用効率を著しく
向上せしめたものである。即ち、本特許出願人が特許を
受けようとする発明を特定するために必要と認める第１
の事項は、マグネトロンスパッタリング用ターゲットに
おいて、少なくとも該ターゲットの厚みを変えたことを
特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットで
あり、第２の事項は、マグネトロンスパッタリング用の
ターゲットにおいて、少なくとも複数のターゲットの集
合体からなることを特徴とするマグネトロンスパッタリ
ング用ターゲットである。
題点を解決する手段を検討した結果、以下の点を改善
し、スパッタリング用のターゲットの使用効率を著しく
向上せしめたものである。即ち、本特許出願人が特許を
受けようとする発明を特定するために必要と認める第１
の事項は、マグネトロンスパッタリング用ターゲットに
おいて、少なくとも該ターゲットの厚みを変えたことを
特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットで
あり、第２の事項は、マグネトロンスパッタリング用の
ターゲットにおいて、少なくとも複数のターゲットの集
合体からなることを特徴とするマグネトロンスパッタリ
ング用ターゲットである。
【０００８】
【発明の実施の態様】本発明の内容を十分かつ明確に開
示せしめるため、更に本発明の内容を図１及び図２を用
いて説明する。図１は、本発明のうちの第１の発明の一
例を示したものである。既に図３において特定の部位３
２に於いて、ターゲット３１の消耗が早い旨を説明した
が、図１（ａ）（ｂ）に示す様に当該部位１１又は１３
を予め消耗する部分の板圧を厚目に設計するものであ
る。即ち、図１（ａ）はスパッタされ易い部位の表面を
膨らませて、ターゲットの消耗の早い部分を補償せしめ
るものである。また、図１（ｂ）も同様の技術思想であ
るが、表面は平坦であるが、スパッタされる反対側の部
位１３を膨らませることにより、ターゲットの消耗の早
い部分を補償するものである。当該ターゲットでは基板
とターゲット間の距離を全面に渡り均一に保つことがで
きる。一定部位の消耗する速さは他の部分の約３倍なの
で、その分をターゲットの厚みを厚めに設計する。図２
は、本発明のうちの第２の発明の一例を示したものであ
る。大型のターゲットを複数に分割せしめ、特に消耗の
早い部位のみを交換せしめて、ターゲット全体としての
使用効率を向上せしめることを図ったものである。
示せしめるため、更に本発明の内容を図１及び図２を用
いて説明する。図１は、本発明のうちの第１の発明の一
例を示したものである。既に図３において特定の部位３
２に於いて、ターゲット３１の消耗が早い旨を説明した
が、図１（ａ）（ｂ）に示す様に当該部位１１又は１３
を予め消耗する部分の板圧を厚目に設計するものであ
る。即ち、図１（ａ）はスパッタされ易い部位の表面を
膨らませて、ターゲットの消耗の早い部分を補償せしめ
るものである。また、図１（ｂ）も同様の技術思想であ
るが、表面は平坦であるが、スパッタされる反対側の部
位１３を膨らませることにより、ターゲットの消耗の早
い部分を補償するものである。当該ターゲットでは基板
とターゲット間の距離を全面に渡り均一に保つことがで
きる。一定部位の消耗する速さは他の部分の約３倍なの
で、その分をターゲットの厚みを厚めに設計する。図２
は、本発明のうちの第２の発明の一例を示したものであ
る。大型のターゲットを複数に分割せしめ、特に消耗の
早い部位のみを交換せしめて、ターゲット全体としての
使用効率を向上せしめることを図ったものである。
【０００９】
【実施例１】大きさ３６０ｍｍ×４６５ｍｍ、厚さ１．
１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９材）を充
分に洗浄し、その上に、赤色感光性樹脂を１．２μｍの
膜厚になるように塗布し、その後温度７０℃で３０分間
オ−ブン中で乾燥させ、水銀ランプを用いて露光し、水
によるスプレー現像を１分間行い、赤色画素を形成すべ
き領域に赤色のレリーフ画像を形成し、さらに１５０℃
で３０分間、加熱硬化させた。同様の工程を繰り返し
て、緑色画素を形成すべき領域に緑色のレリーフ画素を
形成し、青色画素を形成すべき領域に青色のレリーフ画
素を形成して着色層を形成した。図４に示すターゲット
を用いて酸化インジウムを膜付けした。通常部分４１の
板厚は６ｍｍであり、膨らんだ部分は、２ｍｍ凸（合計
板圧８ｍｍ）とした。このスパッタリング用ターゲット
は、大きさが３００ｍｍ×７００ｍｍであって、材質
は、酸化インジウムターゲットである。マグネトロンス
パッタに際しては、特開平５−１０６０３５に示すよう
に磁石を往復運動させた。即ち、酸化インジウムターゲ
ットの背面側には磁石がラックに取り付けられており、
ラックはピニオンによって往復運動をし、ターゲット面
上を磁石を移動する。他に、磁石の移動には種々の駆動
装置を用いることができるが、モータ等の回転運動をク
ランク、ラックとピニオン、ベルト、ワイヤー等によっ
て往復運動に変換したり、エアシリンダ等の往復運動の
アクチュエータを用いて行うこともできる。次に、着色
画素を形成した基板をスパッタリング装置のロード室か
ら基板の加熱室に入れ、基板の温度を２００℃に加熱
し、３×１０-6ｔｏｒｒまで減圧した後にアルゴンの圧
力を５．０×１０-3ｔｏｒｒ、酸素の圧力を５×１０-5
ｔｏｒｒの分圧となるように成膜室にアルゴン、酸素を
導入し、酸化インジウムターゲットには密度９５％のも
のを使用し、１０００Ｇの磁石をＩＴＯターゲット面上
を５ｍｍ／秒の速度で移動しながらスパッタリング装置
のターゲットと陽極の間には直流電圧２５０Ｖを印加し
て、ターゲットと基板との距離を９０ｍｍとしてスパッ
タリングを行い、厚さ１５００Åの透明電極を形成し
た。得られた透明電極の比抵抗は２．０×１０-4Ω・ｃ
ｍであった。このような操作を２２５時間使用すること
ができた。従来の同様の厚みのターゲットを使用した場
合、１６１時間程度の寿命であったので、ターゲットの
使用効率が４０％向上することができた。
１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９材）を充
分に洗浄し、その上に、赤色感光性樹脂を１．２μｍの
膜厚になるように塗布し、その後温度７０℃で３０分間
オ−ブン中で乾燥させ、水銀ランプを用いて露光し、水
によるスプレー現像を１分間行い、赤色画素を形成すべ
き領域に赤色のレリーフ画像を形成し、さらに１５０℃
で３０分間、加熱硬化させた。同様の工程を繰り返し
て、緑色画素を形成すべき領域に緑色のレリーフ画素を
形成し、青色画素を形成すべき領域に青色のレリーフ画
素を形成して着色層を形成した。図４に示すターゲット
を用いて酸化インジウムを膜付けした。通常部分４１の
板厚は６ｍｍであり、膨らんだ部分は、２ｍｍ凸（合計
板圧８ｍｍ）とした。このスパッタリング用ターゲット
は、大きさが３００ｍｍ×７００ｍｍであって、材質
は、酸化インジウムターゲットである。マグネトロンス
パッタに際しては、特開平５−１０６０３５に示すよう
に磁石を往復運動させた。即ち、酸化インジウムターゲ
ットの背面側には磁石がラックに取り付けられており、
ラックはピニオンによって往復運動をし、ターゲット面
上を磁石を移動する。他に、磁石の移動には種々の駆動
装置を用いることができるが、モータ等の回転運動をク
ランク、ラックとピニオン、ベルト、ワイヤー等によっ
て往復運動に変換したり、エアシリンダ等の往復運動の
アクチュエータを用いて行うこともできる。次に、着色
画素を形成した基板をスパッタリング装置のロード室か
ら基板の加熱室に入れ、基板の温度を２００℃に加熱
し、３×１０-6ｔｏｒｒまで減圧した後にアルゴンの圧
力を５．０×１０-3ｔｏｒｒ、酸素の圧力を５×１０-5
ｔｏｒｒの分圧となるように成膜室にアルゴン、酸素を
導入し、酸化インジウムターゲットには密度９５％のも
のを使用し、１０００Ｇの磁石をＩＴＯターゲット面上
を５ｍｍ／秒の速度で移動しながらスパッタリング装置
のターゲットと陽極の間には直流電圧２５０Ｖを印加し
て、ターゲットと基板との距離を９０ｍｍとしてスパッ
タリングを行い、厚さ１５００Åの透明電極を形成し
た。得られた透明電極の比抵抗は２．０×１０-4Ω・ｃ
ｍであった。このような操作を２２５時間使用すること
ができた。従来の同様の厚みのターゲットを使用した場
合、１６１時間程度の寿命であったので、ターゲットの
使用効率が４０％向上することができた。
【００１０】
【実施例２】次に、本発明の第２の実施例を図５に示
す。このスパッタリング用ターゲットは、液晶表示装置
用のものである。４分割され（ターゲット５１、５
２）、消耗の早いターゲット５２は、１００ｍｍ×３０
０ｍｍ、中央部の消耗の遅いターゲット５１は１５０ｍ
ｍ×５００ｍｍで各２枚づつの構成となっている。消耗
の早いターゲット５２のみを取り替えることができる。
上記と同様の方法で酸化インジウムターゲットを使用し
て薄膜形成したところ、上記と同様の透明電極を成膜し
た。このような操作を４４７時間使用することができ
た。従来の同様の厚みのターゲットを使用した場合、１
６１時間程度の寿命であったので、ターゲットの使用効
率が１７８％向上することができた。
す。このスパッタリング用ターゲットは、液晶表示装置
用のものである。４分割され（ターゲット５１、５
２）、消耗の早いターゲット５２は、１００ｍｍ×３０
０ｍｍ、中央部の消耗の遅いターゲット５１は１５０ｍ
ｍ×５００ｍｍで各２枚づつの構成となっている。消耗
の早いターゲット５２のみを取り替えることができる。
上記と同様の方法で酸化インジウムターゲットを使用し
て薄膜形成したところ、上記と同様の透明電極を成膜し
た。このような操作を４４７時間使用することができ
た。従来の同様の厚みのターゲットを使用した場合、１
６１時間程度の寿命であったので、ターゲットの使用効
率が１７８％向上することができた。
【００１１】
【発明の効果】ターゲットの使用効率が高いので、ター
ゲットの有効利用とターゲットの取り替えの回数を減ら
すことができる。また、ターゲットの交換頻度が減るた
め、生産効率を向上することができるという効果を奏す
る。更に、第２の発明では、高価な大型のターゲットを
製造する必要が無いと共に小型のターゲットを必要に応
じて交換すれば良いので、交換に要する作業効率の向上
を図ることができる。
ゲットの有効利用とターゲットの取り替えの回数を減ら
すことができる。また、ターゲットの交換頻度が減るた
め、生産効率を向上することができるという効果を奏す
る。更に、第２の発明では、高価な大型のターゲットを
製造する必要が無いと共に小型のターゲットを必要に応
じて交換すれば良いので、交換に要する作業効率の向上
を図ることができる。
【図１】本発明の第１の発明のターゲットの断面を示す
図。
図。
【図２】本発明の第２の発明のターゲットの断面を示す
図。
図。
【図３】従来の発明のターゲット（使用途中）の断面を
示す図。
示す図。
【図４】実際に実施した第１の発明のターゲットの寸法
を示す図。
を示す図。
【図５】実際に実施した第２の発明のターゲットの寸法
を示す図。
を示す図。
【図６】スパッタリング装置全体を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】マグネトロンスパッタリング用ターゲット
において、少なくとも該ターゲットの板厚を部分的に変
えた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。 - 【請求項２】マグネトロンスパッタリング用のターゲッ
トにおいて、少なくとも複数のターゲットの集合体から
な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 |
|---|---|---|---|
| JP29042095A JPH09111445A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29042095A JPH09111445A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | スパッタリングターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111445A true JPH09111445A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17755806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29042095A Pending JPH09111445A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09111445A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020654A1 (fr) * | 1998-10-06 | 2000-04-13 | Nikko Materials Company, Limited | Corps de cible de pulverisation realise par frittage d'oxyde |
| JP2009046735A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置およびプラズマ処理装置 |
| JP2010013737A (ja) * | 2000-11-27 | 2010-01-21 | Oerlikon Trading Ag Truebbach | 厚さがならい削りされた、ｒｆマグネトロン用ターゲット |
| WO2012101850A1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スパッタリングターゲット |
| JPWO2015111576A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2017-03-23 | 住友化学株式会社 | スパッタリングターゲット |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP29042095A patent/JPH09111445A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020654A1 (fr) * | 1998-10-06 | 2000-04-13 | Nikko Materials Company, Limited | Corps de cible de pulverisation realise par frittage d'oxyde |
| JP2010013737A (ja) * | 2000-11-27 | 2010-01-21 | Oerlikon Trading Ag Truebbach | 厚さがならい削りされた、ｒｆマグネトロン用ターゲット |
| JP2009046735A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置およびプラズマ処理装置 |
| WO2012101850A1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スパッタリングターゲット |
| JPWO2015111576A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2017-03-23 | 住友化学株式会社 | スパッタリングターゲット |
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