JPH1025571A - スパッタ用ターゲット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、スパッタリングに伴って消耗が進
行するターゲット材のライフエンドを検出し、ターゲッ
ト材の消耗がライフエンドに達した場合にスパッタリン
グを停止させることが可能なスパッタ用ターゲット及び
その製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 円形に整形された成膜材料物質からなる
Ａｌターゲット材１０がボンディング材１２によりバッ
キングプレート１４上に接着され、固定されている。こ
のＡｌターゲット材１０のライフエンド１８がボンディ
ング材１２に最も近い位置、即ちエロージョン領域のＡ
ｌターゲット材１０底面部に、鋭利な先端部をもつ高さ
２ｍｍ以上の針状のＴｉ材からなるライフエンドセンサ
２０が設置されている。このライフエンドセンサ２０の
針状の先端部は、Ａｌターゲット材１０のライフエンド
１８を突き抜けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置に用いられるスパッタ用ターゲット及びその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスにおける薄膜形成法の一
つとして、スパッタリング法がある。このスパッタリン
グ法について、図８及び図９を用いて説明する。ここ
で、図８はスパッタリング装置を示す概略断面図であ
り、図９（ａ）はスパッタリング装置において使用され
るスパッタ用ターゲットを示す平面図であり、図９
（ｂ）はそのＤ−Ｄ′線断面図である。

【０００３】図８に示すように、スパッタリング装置の
真空チャンバ３０内には、成膜材料物質からなるターゲ
ット材を有するスパッタ用ターゲット３２と薄膜形成を
行なうウェーハ３４とが対向して配置されている。そし
てスパッタ用ターゲット３２とウェーハ３４との間に
は、スパッタ用ターゲット３２が陰極、ウェーハ３４が
陽極となるように所定の電圧が印加されている。また、
真空チャンバ３０側壁には、真空チャンバ３０内を真空
状態にするための真空ポンプに接続する排気口３６と、
所定のスパッタガスを真空チャンバ３０内に導入するた
めのスパッタガス導入口３８が設けられている。

【０００４】また、図９に示すように、真空チャンバ３
０内に配置されたスパッタ用ターゲット３２は、円形に
整形された成膜材料物質からなるターゲット材４０がボ
ンディング材４２によりバッキングプレート４４上に接
着され、固定されている。

【０００５】このようなスパッタリング装置において、
例えば０．１〜１Ｐａの高真空状態にした真空チャンバ
３０内にスパッタガスとして例えばＡｒ（アルゴン）を
導入した後、スパッタ電極（図示せず）とターゲット材
４０との間に所定の電圧を印加してグロー放電を発生さ
せ、スパッタガスをプラズマ化する。そして図８中に破
線で示すプラズマ４６中のＡｒ⁺ イオン４８を加速して
陰極としてのターゲット材４０を衝撃（スパッタ）する
ことにより、ターゲット材４０からスパッタ粒子５０を
弾き出す。このターゲット材４０から弾き出されたスパ
ッタ粒子５０はスパッタ用ターゲット３２に対向して配
置されているウェーハ３４表面に向かって飛行し、ウェ
ーハ３４上に薄膜を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタリ
ング法により薄膜が形成されるに伴い、Ａｒ⁺ イオン４
８によってスパッタされるターゲット材４０は、図１０
（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、その表面から削ら
れていき、次第に消耗していく。即ち、図１０（ａ）に
示すスパッタされる前の状態から、図１０（ｂ）に示す
ように、スパッタリングによりターゲット材４０表面の
消耗が次第に進行していく。このとき、ターゲット材４
０の消耗の度合いはターゲット材４０の各位置で一様で
はなく、その削れ形状は各スパッタリング装置固有のエ
ロージョン・プロファイルをとる。

【０００７】しかし、このようなターゲット材４０の消
耗は真空チャンバ３０内において進行するため、その消
耗の度合いを外部から直接に観察することができない。
このため、ターゲット材４０の消耗によりターゲット材
４０底面のボンディング材４２が最初に露出する直前
に、所謂ターゲット材４０のライフエンドが設定されて
いるものの、ターゲット材４０の消耗が激しく進行する
領域においては、図１０（ｃ）に示すように、ターゲッ
ト材４０のライフエンドを超えてスパッタリングが行わ
れる事態が生じる。

【０００８】この場合、ボンディング材４２及びバッキ
ングプレート４４までもＡｒ⁺ イオン４８によってスパ
ッタされ、ボンディング材４２及びバッキングプレート
４４の材料物質がウェーハ３４上に形成される薄膜中に
混入することになる。このため、ウェーハ３４上に形成
される薄膜の膜質が劣化する等、所望の膜特性に異常が
発生する。

【０００９】このような事態を防止するため、従来にお
いては、スッパタ時にスッパタ用ターゲット３２に印加
した電力とスパッタリングのプロセスタイムとの積であ
る積算電力量（ｋＷｈ）を計算し、この積算電力量とタ
ーゲット材４０の消耗度との関係を経験から求め、ター
ゲット材４０のライフエンドに対応する積算電力量に達
した段階でスパッタリングを停止することにしていた。

【００１０】しかし、積算電力量とターゲット材４０の
消耗度との関係は必ずしも単純な比例関係ではなく、そ
こにはかなりの誤差が生じる。このため、ターゲット材
４０のライフエンドに対応して設定した積算電力量の範
囲内であるにも拘らず、図１０（ｃ）に示す場合と同様
に、ボンディング材４２及びバッキングプレート４４ま
でもスパッタされる場合があった。

【００１１】そこで本発明は、上記課題を解決すべく、
スパッタリングに伴って消耗が進行するターゲット材の
ライフエンドを検出し、ターゲット材の消耗がライフエ
ンドに達した場合にスパッタリングを停止させることが
可能なスパッタ用ターゲット及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係るスパッタ用ターゲット及びその製造方法により
達成される。即ち、請求項１に係るスパッタ用ターゲッ
トは、スパッタリングにより消耗されるターゲット材の
ライフエンドを検出し、ターゲット材を保持するバッキ
ングプレートが露出する前にスパッタリングを停止させ
るライフエンドセンサを具備することを特徴とする。こ
のように請求項１に係るスパッタ用ターゲットにおいて
は、スパッタ用ターゲット自体にライフエンドセンサが
具備されているため、積算電力量を用いる方法よりも確
実にターゲット材のライフエンドを検出することが可能
になる。また、ターゲット材のライフエンドを正確に検
出するための特別の検出装置を真空チャンバ内に設置す
る必要がないため、スパッタリング装置を複雑化するこ
ともない。そしてこのライフエンドセンサによるライフ
エンドの検出により、バッキングプレートが露出する前
にスパッタリングを停止させるため、バッキングプレー
トまでもスパッタされることを阻止することができ、ウ
ェーハ上に形成される薄膜中へのバッキングプレートの
材料物質の混入によるの膜質の劣化等を防止することが
できる。

【００１３】上記スパッタ用ターゲットにおいては、ラ
イフエンドセンサをバッキングプレート近傍のターゲッ
ト材中に埋め込まれた針状の金属で構成し、ターゲット
材のスパッタリングによる消耗によって針状の金属の先
端部が露出すると、アーク放電を発生させるようにする
ことができる。このように、ライフエンドセンサを針状
の金属とすると、特に複雑な構成をとる必要がない。ま
た、スパッタリングによりターゲット材の消耗がライフ
エンドに達すると、針状の金属の先端部が露出して自動
的にアーク放電を発生させるが、スパッタリング装置に
は異常放電を探知するセンサが具備されているため、こ
のアーク放電を異常放電として検出し、スパッタリング
装置の稼働を停止する。即ち、スパッタリングに使用す
るグロー放電が停止する。従って、ターゲット材のライ
フエンドを検出した後、特にスパッタリング装置を停止
させるための回路等を新たに設置する必要もなく、スパ
ッタリングに使用するグロー放電を停止させることがで
きる。

【００１４】また、上記スパッタ用ターゲットにおいて
は、ライフエンドセンサをバッキングプレート近傍のタ
ーゲット材中に埋め込まれた鋭利な先端部をもつ峰状の
金属で構成し、ターゲット材のスパッタリングによる消
耗によって峰状の金属の先端部の一部が露出すると、ア
ーク放電を発生させるようにすることができる。このよ
うにライフエンドセンサを上記における針状の金属の代
わりに峰状の金属とすることにより、スパッタリングに
よりターゲット材の消耗がライフエンドに達すると、峰
状の金属の先端部の一部が露出して自動的にアーク放電
を発生させ、上記針状の金属を使用した場合と同様の作
用を奏する。

【００１５】また、上記スパッタ用ターゲットにおいて
は、針状の金属又は峰状の金属をターゲット材の材質よ
りもスパッタリングによる削れ速度（スパッタ速度）が
小さい材質で構成することができる。このようにライフ
エンドセンサとしての針状の金属又は峰状の金属を、タ
ーゲット材の材質よりもスパッタリングによる削れ速度
が小さい材質で構成することにより、ターゲット材の消
耗がライフエンドに達した場合に、露出し始めた針状の
金属又は峰状の金属がスパッタされても、その消耗度は
ターゲット材の消耗度より遙に小さくすことができる。
従って、針状の金属又は峰状の金属の先端部が露出した
状態で残存することになり、容易にアーク放電を発生さ
せることができる。

【００１６】また、上記スパッタ用ターゲットにおいて
は上記針状の金属又は前記峰状の金属を、ターゲット材
の材質と電気的特性がほぼ同一の材質で構成するができ
る。ターゲット材の消耗がライフエンドに達した場合、
ターゲット材の消耗度より遙に小さいとはいえ、露出し
たライフエンドセンサとしての針状の金属又は峰状の金
属もスパッタされて、その材料物質がウェーハ上に形成
される薄膜中に混入する。従って、ライフエンドセンサ
としての針状の金属又は峰状の金属を、ターゲット材の
材質と電気的特性がほぼ同一の材質で構成することによ
り、たとえその材料物質が薄膜中に混入しても膜質の劣
化等を抑制することができる。なお、ここで電気的特性
という場合、主要には抵抗率をいうが、薄膜に要求され
る特性に応じて最も重要な特性が変動しないように針状
の金属又は峰状の金属の材質を選択することが望まし
い。

【００１７】また、上記スパッタ用ターゲットにおいて
は、針状の金属を、ターゲット材のエロージョン領域に
設けるのが好ましい。このようにライフエンドセンサと
しての針状の金属を、ターゲット材の消耗が最も激しい
領域、即ちエロージョン領域に設けることにより、ター
ゲット材の消耗がライフエンドを超えてバッキングプレ
ートを露出させる前に針状の金属の先端部が露出するこ
とになり、バッキングプレートのスパッタリングを阻止
することができる。

【００１８】また、上記スパッタ用ターゲットにおいて
は、峰状の金属を、ターゲット材の中央部から周辺部に
延びて設けることができる。このようにライフエンドセ
ンサとしての峰状の金属がターゲット材の中央部から周
辺部に延びて設けることにより、ターゲット材のエロー
ジョン領域が特定されなくとも、そのエロージョン領域
が同心円状に位置する場合には、ターゲット材の消耗が
ライフエンドを超えてバッキングプレートを露出させる
前に峰状の金属の先端部のいずれかの部分が露出するこ
とになり、バッキングプレートのスパッタリングを阻止
することができる。

【００１９】また、請求項８に係るスパッタ用ターゲッ
トの製造方法は、成膜材料物質を所定の形状に整形して
ターゲット材を形成する工程と、このターゲット材底面
の所定の位置に針状の穴を穿設する工程と、この針状の
穴内に所定の金属を充填して、針状の金属を形成する工
程と、この針状の金属を内包したターゲット材の底面を
バッキングプレート上に接着する工程とを有することを
特徴とする。このように請求項８に係るスパッタ用ター
ゲットの製造方法においては、ターゲット材底面の所定
の位置に針状の穴を穿設し、この針状の穴内に所定の金
属を充填することにより、ライフエンドセンサとしての
針状の金属を形成するため、その設定位置並びに形状及
び大きさを高精度に制御しつつ且つ容易に製造すること
ができる。

【００２０】また、請求項９に係るスパッタ用ターゲッ
トの製造方法は、成膜材料物質を所定の形状に整形して
ターゲット材を形成する工程と、このターゲット材底面
の所定の位置に先端部が鋭利な溝を穿設する工程と、こ
の溝内に所定の金属を充填して、峰状の金属を形成する
工程と、この峰状の金属を内包したターゲット材の底面
をバッキングプレート上に接着する工程と、を有するこ
とを特徴とする。このように請求項９に係るスパッタ用
ターゲットの製造方法においては、ターゲット材底面の
所定の位置に先端部が鋭利な溝を穿設し、この溝内に所
定の金属を充填することにより、ライフエンドセンサと
しての峰状の金属を形成するため、その設定位置並びに
形状及び大きさを高精度に制御しつつ且つ容易に製造す
ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態に係る
スパッタ用ターゲットを、図１及び図２を用いて説明す
る。ここで、図１（ａ）は第１の実施の形態に係るスパ
ッタ用ターゲットを示す平面図、図１（ｂ）はそのＡ−
Ａ′線断面図、図２はその一部拡大図である。

【００２２】図１及び図２に示すように、本実施の形態
に係るスパッタ用ターゲットは、円形に整形された成膜
材料物質、例えばＡｌ（アルミニウム）からなるＡｌタ
ーゲット材１０がボンディング材１２によりバッキング
プレート１４上に接着され、固定されている。

【００２３】このスパッタ用ターゲットを、例えばマグ
ネトロン・スパッタリング装置に使用する場合、スパッ
タリングによってＡｌターゲット材１０の消耗が最も激
しく進行するエロージョン領域１６ａ、１６ｂは、図１
（ａ）中に破線で示すように同心円状に分布する。従っ
て、この場合のＡｌターゲット材１０のライフエンド１
８は、図１（ｂ）及び図２中に破線で示すようになる。

【００２４】そしてこのＡｌターゲット材１０のライフ
エンド１８がボンディング材１２に最も近い位置、即ち
エロージョン領域１６ａのＡｌターゲット材１０底面部
に、鋭利な先端部をもつ高さ２ｍｍ以上の針状のＴｉ
（チタン）材からなるライフエンドセンサ２０が設置さ
れている点に本実施の形態の特徴がある。ここで、この
ライフエンドセンサ２０の針状の先端部は、Ａｌターゲ
ット材１０のライフエンド１８を突き抜けている。

【００２５】次に、本実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの使用方法を説明する。このスパッタ用ターゲッ
トは基本的に従来と同様に使用すればよい。即ち、マグ
ネトロン・スパッタリング装置の真空チャンバ内に、薄
膜形成を行なうウェーハと対向してスパッタ用ターゲッ
トを配置する。このウェーハとスパッタ用ターゲットと
の間には、スパッタ用ターゲットが陰極、ウェーハが陽
極となるように所定の電圧を印加する。

【００２６】そして例えば０．１〜１Ｐａの高真空状態
にした真空チャンバ内にスパッタガスとして例えばＡｒ
を導入した後、スパッタ電極とスパッタ用ターゲットと
の間に所定の電圧を印加してグロー放電を発生させて、
スパッタガスをプラズマ化する。このプラズマ中のＡｒ
⁺ イオンを加速して陰極としてのＡｌターゲット材１０
をスパッタすることにより、Ａｌターゲット材１０から
Ａｌ粒子を弾き出す。このＡｌ粒子がスパッタ用ターゲ
ットに対向して配置されているウェーハ表面に向かって
飛行し、ウェーハ上にＡｌ薄膜を形成する。

【００２７】このようなＡｌ薄膜の形成に伴い、Ａｒ⁺
イオンによってスパッタされるＡｌターゲット材１０は
その表面から削られていき、次第に消耗していく。この
Ａｌターゲット材１０の消耗は、マグネトロン・スパッ
タリング装置の場合、図１（ａ）中に破線で示すように
同心円状に分布するエロージョン領域１６ａ、１６ｂに
おいて最も激しく進行し、その削れ形状はマグネトロン
・スパッタリング装置固有のエロージョン・プロファイ
ルをとる。

【００２８】そしてＡｌターゲット材１０の消耗が進行
して、そのエロージョン・プロファイルが図１（ｂ）及
び図２中に破線で示すＡｌターゲット材１０のライフエ
ンド１８に達すると、ライフエンドセンサ２０をなす針
状のＴｉ材の先端部が露出する。このとき、ライフエン
ドセンサ２０をなすＴｉ材はＡｌターゲット材１０のＡ
ｌ材よりもスパッタリングによる削れ速度が小さいた
め、ライフエンドセンサ２０がＡｌターゲット材１０と
共にスパッタリングによって消耗してしまうことはな
く、ライフエンドセンサ２０の針状のＴｉ材の先端部が
露出した状態で残存することになる。そしてこの露出し
たライフエンドセンサ２０の針状のＴｉ材の先端部に対
し、アーク放電が発生する。

【００２９】マグネトロン・スパッタリング装置に限ら
ず、スパッタリング装置には異常放電を探知するセンサ
が具備されているため、このアーク放電を異常放電とし
て検出し、マグネトロン・スパッタリング装置の稼働を
停止する。即ち、スパッタリングに使用するグロー放電
が停止する。

【００３０】このグロー放電の停止により、Ａｌターゲ
ット材１０の消耗がライフエンド１８を超えて進行する
ことは阻止される。従って、ボンディング材１２及びバ
ッキングプレート１４までもＡｒ⁺ イオンによってスパ
ッタされてこれらの材料物質がウェーハ上に形成される
Ａｌ薄膜中に混入することはないため、ウェーハ上に形
成されるＡｌ薄膜の膜質が劣化する等、所望の膜特性に
異常が発生する事態は防止される。

【００３１】なお、Ａｌターゲット材１０の消耗がライ
フエンド１８に達した場合、短時間ではあるが、露出し
たライフエンドセンサ２０の針状のＴｉ材の先端部もス
パッタされる。そしてＡｌターゲット材１０のＡｌ材よ
りも削れ速度が小さいとはいえ、そのスパッタされた分
のＴｉ材がウェーハ上に形成されるＡｌ薄膜中に僅かに
混入することになる。しかし、このＴｉ材はＡｌ材と電
気的特性、主要には抵抗率がほぼ同一であるため、Ａｌ
薄膜の膜質が大きく劣化等することはない。

【００３２】次に、本実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの製造方法を、図３乃至図６を用いて説明する。
ここで、図３乃至図６はそれぞれスパッタ用ターゲット
の製造方法を説明するための工程図である。先ず、図３
の斜視図に示すように、成膜材料物質であるＡｌ材を円
形に整形して、Ａｌターゲット材１０を形成する。この
工程は、従来の場合と全く同様である。

【００３３】次いで、図４に示すように、Ａｌターゲッ
ト材１０底面に、深さ２ｍｍ以上の針状の穴２２を穿設
する。なお、この針状の穴２２を穿設する位置は、Ａｌ
ターゲット材１０のライフエンドがボンディング材１２
に最も近い位置、即ち所定のエロージョン領域とする。

【００３４】次いで、図５に示すように、例えばスパッ
タリング法を用いて、針状の穴２２を穿設したＡｌター
ゲット材１０底面上にＴｉ層２４を形成すると共に、針
状の穴２２内をＴｉ材によって充填する。こうして先端
部がＡｌターゲット材１０のライフエンドを突き抜ける
高さ２ｍｍ以上の針状のＴｉ材からなるライフエンドセ
ンサ２０を形成する。

【００３５】次いで、図６に示すように、Ａｌターゲッ
ト材１０底面上に形成したＴｉ層２４をボンディング材
１２によりバッキングプレート１４上に接着し、固定す
る。こうして本実施の形態に係るスパッタ用ターゲット
を作成する。

【００３６】なお、図６に示すスパッタ用ターゲット
は、ライフエンドセンサ２０の針状のＴｉ材を内包した
Ａｌターゲット材１０底面とボンディング材１２との間
にＴｉ層２４が介在している点で、上記図１及び図２に
示すスパッタ用ターゲットと異なるが、この相違点はラ
イフエンドセンサ２０の機能に何等影響を与えるもので
はない。

【００３７】上記図１及び図２に示すスパッタ用ターゲ
ットと同一のものを作成する場合には、上記図５に示す
工程において、針状の穴２２を穿設したＡｌターゲット
材１０底面上にＴｉ層２４を形成すると共に、針状の穴
２２内をＴｉ材によって充填した後、Ａｌターゲット材
１０底面上のＴｉ層２４を研磨等により除去すればよ
い。そして露出させたＡｌターゲット材１０底面をボン
ディング材１２によりバッキングプレート１４上に接着
し、固定すればよい。

【００３８】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態に係るスパッタ用ターゲットを、図７を用いて説
明する。ここで、図７（ａ）は第２の実施の形態に係る
スパッタ用ターゲットを示す平面図、図７（ｂ）はその
Ｂ−Ｂ′線断面図、図７（ｃ）はそのＣ−Ｃ′線断面図
である。なお、図１及び図２に示すスパッタ用ターゲッ
トと同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。

【００３９】図７に示すように、本実施の形態に係るス
パッタ用ターゲットも、上記第１の実施の形態に係るス
パッタ用ターゲットと同様に、円形に整形されたＡｌタ
ーゲット材１０がボンディング材１２によりバッキング
プレート１４上に接着され、固定されている。

【００４０】そして上記第１の実施の形態に係るスパッ
タ用ターゲットにおける針状のＴｉ材からなるライフエ
ンドセンサ２０の代わりに、Ａｌターゲット材１０の中
心部から周辺部に向かって延びる、鋭利な先端部をもつ
高さ２ｍｍ以上の峰状のＴｉ材からなるライフエンドセ
ンサ２６がＡｌターゲット材１０底面部に設置されてい
る点に本実施の形態の特徴がある。また、図示はしない
が、このライフエンドセンサ２６の峰状の先端部は、Ａ
ｌターゲット材１０のライフエンドを突き抜けている。

【００４１】また、本実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの使用方法は、基本的に上記第１の実施の形態に
係るスパッタ用ターゲットの場合と同様である。但し、
Ａｌターゲット材１０の消耗が進行し、そのエロージョ
ン・プロファイルがＡｌターゲット材１０のライフエン
ドに達すると、Ａｌターゲット材１０の中心部から周辺
部に向かって延びるライフエンドセンサ２６をなす峰状
のＴｉ材の先端部のいずれかの部分が露出し、この露出
した部分のライフエンドセンサ２６の峰状のＴｉ材の先
端部に対して、アーク放電が発生する。従って、本実施
の形態に係るスパッタ用ターゲットは、同心円状のエロ
ージョン領域をもつマグネトロン・スパッタリング装置
に使用する場合であって、そのエロージョン領域の位置
が具体的に特定できないときに特に有用である。

【００４２】また、本実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの製造方法は、基本的に上記第１の実施の形態に
係るスパッタ用ターゲットの場合と同様である。但し、
所定のエロージョン領域のＡｌターゲット材１０底面に
深さ２ｍｍ以上の針状の穴２２を穿設する代わりに、Ａ
ｌターゲット材１０の中心部から周辺部に向かって延び
る先端部が鋭利な深さ２ｍｍ以上の溝をＡｌターゲット
材１０底面に穿設し、この溝内に例えばスパッタリング
法を用いてＴｉ材を充填して、先端部がＡｌターゲット
材１０のライフエンドを突き抜ける高さ２ｍｍ以上の峰
状のＴｉ材からなるライフエンドセンサ２６を形成す
る。

【００４３】なお、上記第１及び第２の実施の形態にお
いては、ターゲット材としてＡｌターゲット材１０を用
いる場合、ライフエンドセンサ２０、２６として針状又
は峰状のＴｉ材を用いている。これは、既に説明したよ
うに、Ａｌターゲット材１０の消耗がライフエンドに達
した場合に、ライフエンドセンサ２０、２６の針状又は
峰状の先端部が露出した状態で残存するには、Ａｌター
ゲット材１０のＡｌ材よりもスパッタリングによる削れ
速度が小さい金属、例えばＴｉ材であることが必要だか
らであり、また先端部が露出した針状又は峰状のＴｉ材
の先端部がスパッタされてウェーハ上に形成される薄膜
中に混入するため、電気的特性がＡｌ材のそれとほぼ同
一である金属、例えばＴｉ材でことが必要だからであ
る。従って、例えばターゲット材としてＴｉターゲット
材を用いる場合には、ライフエンドセンサとして針状又
は峰状のＷ（タングステン）材を用いていることが望ま
しい。

【００４４】また、Ａｌターゲット材１０底面に針状の
穴２２又は先端部が鋭利な溝を穿設し、このような穴又
は溝内にスパッタリング法を用いてＴｉ材を充填して、
針状又は峰状のＴｉ材からなるライフエンドセンサ２
０、２６を形成しているが、穴又は溝内に金属を充填す
る方法としてはスパッタリング法に限られるものではな
い。

【００４５】上記第１及び第２の実施の形態において
は、ライフエンドセンサ２０、２６をなす針状又は峰状
のＴｉ材の融点Ｍ_P （L.E.S.）が、Ａｌターゲット材１
０をなすＡｌ材の融点Ｍ_P （T ）よりも十分に高いた
め、即ち、 Ｍ_P （L.E.S.）≧Ｍ_P （T ） であるため、Ａｌターゲット材１０底面に穿設した穴又
は溝内にＴｉ材を充填する方法としてはスパッタリング
法が好適であるが、ライフエンドセンサをなす針状又は
峰状の金属の融点Ｍ_P （L.E.S.）が、ターゲット材の融
点Ｍ_P （T ）よりも低い場合、即ち、 Ｍ_P （L.E.S.）≦Ｍ_P （T ） である場合には、ターゲット材底面に穿設した穴又は溝
内に金属を充填する方法としては真空蒸着法でも可能で
ある。また、ライフエンドセンサをなす針状又は峰状の
金属の融点Ｍ_P （L.E.S.）がターゲット材の融点Ｍ
_P （T ）よりも十分に低い場合、即ち、 Ｍ_P （L.E.S.）≪Ｍ_P （T ） である場合には、ターゲット材底面に穿設した穴又は溝
内に金属を充填する方法としては、溶解した金属を穴又
は溝内に流し込む方法でも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
るスパッタ用ターゲットによれば、スパッタ用ターゲッ
ト自体にライフエンドセンサが具備されているため、従
来の積算電力量を用いる方法よりも確実にターゲット材
のライフエンドを検出することが可能になる。また、タ
ーゲット材のライフエンドを正確に検出するための特別
の検出装置を設置する必要もないため、スパッタリング
装置を複雑化することもない。そしてこのライフエンド
の検出により、バッキングプレートが露出する前にスパ
ッタリングを停止させるため、バッキングプレートまで
もスパッタされることを阻止することができ、ウェーハ
上に形成される薄膜中へのバッキングプレートの材料物
質の混入による膜質の劣化等を防止することができる。

【００４７】また、ライフエンドセンサが針状の金属又
は鋭利な先端部をもつ峰状の金属からなるため、スパッ
タリングによるターゲット材の消耗がライフエンドに達
すると、針状の金属の先端部又は峰状の金属の先端部の
一部が露出して自動的にアーク放電を発生させてスパッ
タリング装置の稼働を停止し、スパッタリングに使用す
るグロー放電を停止させることができる。

【００４８】また、ライフエンドセンサとしての針状の
金属又は峰状の金属がターゲット材の材質よりもスパッ
タリングによる削れ速度が小さい材質からなるため、タ
ーゲット材の消耗がライフエンドに達した場合に、針状
の金属の先端部又は峰状の金属の先端部の一部が露出し
た状態で残存することになり、容易にアーク放電を発生
させることが可能となる。

【００４９】また、ライフエンドセンサとしての針状の
金属又は峰状の金属がターゲット材の材質と電気的特性
がほぼ同一の材質からなるため、露出したライフエンド
センサとしての針状の金属又は峰状の金属がスパッタさ
れてその材料物質が薄膜中に混入しても、膜質の劣化等
を抑制することができる。

【００５０】また、ライフエンドセンサとしての針状の
金属がターゲット材の消耗が最も激しいエロージョン領
域に設けられているため、ターゲット材の消耗がライフ
エンドを超えてバッキングプレートを露出させる前に針
状の金属の先端部が露出することになり、バッキングプ
レートのスパッタリングを阻止することができる。

【００５１】また、ライフエンドセンサとしての峰状の
金属がターゲット材の中央部から周辺部に延びて設けら
れているため、ターゲット材のエロージョン領域が特定
されなくとも、ターゲット材の消耗がライフエンドを超
えてバッキングプレートを露出させる前に峰状の金属の
先端部がいずれかの部分が露出することになり、バッキ
ングプレートのスパッタリングを阻止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は第１の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットを示す平面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ′
線断面図である。

【図２】図２は図１（ｂ）に示すスパッタ用ターゲット
の一部拡大図である。

【図３】図３は第１の実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの製造方法を説明するための工程斜視図（その
１）である。

【図４】図４（ａ）は第１の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットの製造方法を説明するための工程斜視図
（その２）、図４（ａ）はそのＡ部の一部拡大断面図で
ある。

【図５】図５（ａ）は第１の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットの製造方法を説明するための工程斜視図
（その３）、図５（ａ）はそのＡ部の一部拡大断面図で
ある。

【図６】図６は第１の実施の形態に係るスパッタ用ター
ゲットの製造方法を説明するための工程断面図（その
４）である。

【図７】図７（ａ）は第２の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットを示す平面図、図７（ｂ）はそのＢ−Ｂ′
線断面図、図７（ｃ）はそのＣ−Ｃ′線断面図である。

【図８】図８はスパッタリング装置を示す概略断面図で
ある。

【図９】図９（ａ）はスパッタリング装置において使用
される従来のスパッタ用ターゲットを示す平面図、図９
（ｂ）はそのＤ−Ｄ′線断面図である。

【図１０】図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）はスパッタリ
ングによりターゲット材の消耗が進行していく様子を示
す従来のスパッタ用ターゲットの断面図である。

【符号の説明】

１０……ターゲット材、１２……ボンディング材、１４
……バッキングプレート、１６ａ、１６ｂ……エロージ
ョン領域、１８……ライフエンド、２０……ライフエン
ドセンサ、２２……針状の穴、２４……Ｔｉ層、２６…
…ライフエンドセンサ、３０……真空チャンバ、３２…
…スパッタ用ターゲット、３４……ウェーハ、３６……
排気口、３８……スパッタガス導入口、４０……ターゲ
ット材、４２……ボンディング材、４４……バッキング
プレート、４６……プラズマ、４８……Ａｒ⁺ イオン、
５０……スパッタ粒子。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年９月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】図４（ａ）は第１の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットの製造方法を説明するための工程斜視図
（その２）、図４（ｂ）はそのＡ部の一部拡大断面図で
ある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】図５（ａ）は第１の実施の形態に係るスパッタ
用ターゲットの製造方法を説明するための工程斜視図
（その３）、図５（ｂ）はそのＡ部の一部拡大断面図で
ある。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタリングにより消耗されるターゲ
   ット材のライフエンドを検出し、前記ターゲット材を保
   持するバッキングプレートが露出する前にスパッタリン
   グを停止させるライフエンドセンサを具備することを特
   徴とするスパッタ用ターゲット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスパッタ用ターゲットに
   おいて、 前記ライフエンドセンサが、前記バッキングプレート近
   傍の前記ターゲット材中に埋め込まれた鋭利な先端部を
   もつ針状の金属からなり、 前記ターゲット材のスパッタリングによる消耗によって
   前記針状の金属の先端部が露出すると、アーク放電を発
   生させることを特徴とするスパッタ用ターゲット。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスパッタ用ターゲットに
   おいて、 前記ライフエンドセンサが、前記バッキングプレート近
   傍の前記ターゲット材中に埋め込まれた鋭利な先端部を
   もつ峰状の金属からなり、 前記ターゲット材のスパッタリングによる消耗によって
   前記峰状の金属の先端部の一部が露出すると、アーク放
   電を発生させることを特徴とするスパッタ用ターゲッ
   ト。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載のスパッタ用ター
   ゲットにおいて、 前記針状の金属又は前記峰状の金属が、前記ターゲット
   材の材質よりもスパッタリングによる削れ速度が小さい
   材質からなることを特徴とするスパッタ用ターゲット。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載のスパ
   ッタ用ターゲットにおいて、 前記針状の金属又は前記峰状の金属が、前記ターゲット
   材の材質と電気的特性がほぼ同一の材質からなることを
   特徴とするスパッタ用ターゲット。
6. 【請求項６】 請求項２記載のスパッタ用ターゲットに
   おいて、 前記針状の金属が、前記ターゲット材のエロージョン領
   域に設けられていることを特徴とするスパッタ用ターゲ
   ット。
7. 【請求項７】 請求項３記載のスパッタ用ターゲットに
   おいて、 前記峰状の金属が、前記ターゲット材の中央部から周辺
   部に延びて設けられていることを特徴とするスパッタ用
   ターゲット。
8. 【請求項８】 成膜材料物質を所定の形状に整形してタ
   ーゲット材を形成する工程と、 前記ターゲット材底面の所定の位置に針状の穴を穿設す
   る工程と、 前記針状の穴内に所定の金属を充填して、針状の金属を
   形成する工程と、 前記針状の金属を内包した前記ターゲット材の底面をバ
   ッキングプレート上に接着する工程と、 を有することを特徴とするスパッタ用ターゲットの製造
   方法。
9. 【請求項９】 成膜材料物質を所定の形状に整形してタ
   ーゲット材を形成する工程と、 前記ターゲット材底面の所定の位置に先端部が鋭利な溝
   を穿設する工程と、 前記溝内に所定の金属を充填して、峰状の金属を形成す
   る工程と、 前記峰状の金属を内包した前記ターゲット材の底面をバ
   ッキングプレート上に接着する工程とを有することを特
   徴とするスパッタ用ターゲットの製造方法。