JPS6065529A - スパッタリング用タ−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】 〔発明の利用分野〕 本発明はスパッタリングによってウェハ等の基板に合金
膜や化合物膜を形成するためのスパッタリング用ターゲ
ットに係り、特にメタルシリサイドを形成するのに好適
なスパッタリング用ターゲットに関するものである。

今日、ｍｏｓｍＬｓＩのゲート電極材料には多結晶シリ
コンが一般的に用いられている。しかし信号伝達速度の
高速化をはかるためには。

多結晶シリコンの高いシート抵抗が大きな障害となる。

多結晶シリコンの比抵抗は、リン等の不純物を充分ドー
ピングしても、１０Ｑ／口　前後が限界である。

この様なことから、比抵抗の小さいモリプデーンやタン
グステン等の高融点金属のシリサイドがゲート電極材料
として用いられようとしている。こうした高融点金属シ
リサイド膜の形成方法としてはＣ７，Ｄ法やスパッタリ
ング法等が採用されており、特に膜形成が簡単なスパッ
タリング法が多用されている。スパッタリング法で高融
点金属シリサイドの膜を形成するには、一般に焼結法で
作られた高融点金属シリサイド製のターゲットを使用し
ている。しかしこのターゲットは焼結法で作られている
ため高純度化がＵ＃　Ｌ　＜　、ゲート電極の形成上大
きな問題となっている。そこで、高融点金属及びシリコ
ンのそれぞれ素材単体では、高純度化が容易に可能であ
ることから、今日、第１図、並びにそのＡ−Ａ断面を描
いた第２図に示すごとく、高融点金属ターゲツト片１と
シリコンターゲツト片２とからなる複合的なターゲラ）
５を用いてスパッタリングを行ない、高融点金属シリサ
イド膜を形成している。

ここで簡単にプレーナマグネトロン型スパッタ電極につ
いて説明する。第６図は今日広く用いられている標準的
なスパッタ電極である。図においてカソードボックス６
内にＥ形の断面形状を有する如くに構成した永久磁石７
が配設されている。この永久磁石７の上面にはバッキン
グプレート４を介して成膜材料であるターゲット灸カ取
り付けられている。バッキングプレート４は、ターゲツ
ト片の機械的強度を補うと共に、その裏面が水冷され、
スパッタ時のターゲットの過熱を防止する。１０は、冷
却水を給排するためのパイプである。カソードボックス
６には高圧直流電源（図示せず）により、高圧の負′眠
圧が印加されている。ターゲットの近傍にはアノード９
が設置され、アノード９はケーシング５に取り付けられ
、アース電位になっている。

カソードボックス６とケーシング５とは、絶縁物１１に
よって・電気的に絶縁されている。

この様にターゲット５はバッキングプレート４を介して
負電圧が印加されている。

さて、第１図に示したように金属ターゲツト片１とシリ
コンターゲツト片２とによって構成された複合的な構造
のターゲット１においては、。

導体である金属部分のターゲツト片１を金属製のバッキ
ングプレート４にボルト締めし、半導体であるシリコン
ターゲツト片２を金属ターゲツト片１に形成したフラン
ジ部１５で押えつけて固定している。このようにして金
属ターゲツト片１とシリコンターゲツト片２とがそれぞ
れバッキングプレート４に直接、導通して負電位を印加
されるようになっている。

上記の金属ターゲツト片１は一般に抵抗率が低く１例え
ばモリブデンの場合は比抵抗５６×ｒΩ・ａである。こ
のため該ターゲツト片１がバッキングプレート４に対向
している面は、接触状態が不均一であっても実用上等電
位面となる。

ところがシリコンターゲツト片２は金属に比して抵抗率
が大きい（例えばＡＩを５　Ｘ　１０”　ａ４含む場合
の比抵抗１１．４Ｘ＋０’Ω・α）。このため。

該シリコンターゲツト片２がバッキングプレート４に対
向している面において、双方の接触状態の不均一により
電位分布が一様とならない。

従ってソリコンタ−ゲット片２に対する負電位の印加状
態が変化する。この結果、ターゲットの破スパッタ面で
の電位状態が変化し、再現性のある安定したグロー放電
の維持が困難となる。

そして、シリコンターゲツト片２とバッキングプレート
４とを一様な圧力で直接、導通せしめることは欠配の理
由により実用上きわめて難かしい。すなわち、バッキン
グプレートとシリコンターゲツト片との接触状態は該タ
ーゲツト片の取り付は方に依存するだけでなく、スパッ
タリングによりターゲットの温度が上昇して変形シたり
、−１：た通常バンキングプレートは冷却水により冷却
されているが、その水圧を受けてバッキングプレートが
変形することによっても接触状態が変化する。したがっ
てバッキングプレートとシリコンターゲツト片との接触
状態を常に一定に保つことができず、結局、再現性のあ
る安定した放電を維持できない。

安定した放電が維持できないと、金属ターゲットとシリ
コンターゲットでのスパッタ率の変動が生じ、形成され
るシリサイド膜の金属とシリコンの組成比が変化し、安
定した膜質を得ることができない。

〔発明の目的〕

本発明は、ターゲットとバッキングプレートとの接触状
態に依存゛せず、ターゲットへの高電圧印加条件を常に
一定にして、再現性のある安定なグロー放電を行なわせ
、安定した膜質が得られるスパッタ用ターゲットを提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため１本発明は導体からなるター
ゲット部材と半導体からなるターゲット部材とを配設し
てなるスパッタリング用ターゲットにおいて、半導体か
らなるターゲット部材の被スパツタ面以外の面の少なく
とも一部分に導電膜を形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明の１実施例を示し、従来装置における第
２図に対応する断面図である。

シリコンターゲツト片２がバッキングプレート４に接触
、導通している面に導電性の薄膜１２を設ける。

本実施例は銅を蒸着せしめて上記の導電膜１２を構成し
であるが１本発明を実施する場合に導電膜の材料は銅に
限られるものではなく半導体に比して格段に抵抗率の低
い材料を任意に選定することかでき１例えば金、銀など
も使用することができる。また、薄膜の形成方法につい
ても、塗布、無電解メッキ、溶射など、適宜の方法を選
定し得る。

シリコンターゲツト片２は金属ターゲツト片＋［より縁
を押えつけるようにしてバッキングプレート４に取付け
てあり、その平面図は従来装置を描いた第１図と同様で
ある。

スパッタ操作の際、ターゲットはイオンの衝突により発
熱するので、ターゲツト片の長手方向は自由膨張できる
様にし、またシリコンターゲツト片と金属ターゲツト片
との間にはスキマ１３を設け、ターゲツト片の熱膨張を
吸収している。

上述の実施例によれば、半導体からなるシリコンターゲ
ツト片２の底面に導電膜１２が形成されているので、該
ターゲツト片２の取付状態や取付後の熱盃、および外力
（例えば冷却水圧や真空吸引）による変形の影響を受け
ることなく常に底面が等電位に保たれる。この結果、再
現性のある。安定したグロー放電を発生させることがで
き、この結果形成される膜の組成が安定し、膜質の良い
ものが得られる。

第５図は上記と異なる実施例を示す断面図である。シリ
コンターゲット片２′は、金属からなるターゲット基材
１′に対してアリ嵌合により取付けである。例えば基板
上にモリブデンシＩＪ　サイドを形成する場合には上記
のターゲット基材１″を金属モリブデンで構成する。

シリコンターゲツト片２′の底面に導電膜１２′を形成
する。本例における導電膜１２′の形成方法や使用材料
については前例における導電膜１２と同様である。ただ
し側面のテ〜パ部は、スパッタが進むにつれて露出する
のでこの面には導電膜を形成していない。本実施例の様
に金属ターゲット基材にシリコンターゲツト片を嵌合す
ると。

金属ターゲットの方が一般にシリコンよりも熱膨張率が
太きいため、スパッタによりターゲットが発熱しても、
シリコンターゲツト片に圧縮応力を与えて損傷せしめる
虞”れが無い。また。

加工に関してもシリコンターゲットにアリ溝を設けるこ
とは容易でないから金属ターゲツトにアリ溝を設けてそ
の中にシリコンターゲット片を挿入するのが適当である
。

第５図の実施例において金属ターゲット基材１′乞バツ
キングプレート４に取りつけるには。

第３図について説明したターゲツト片え８を用いろと好
都合である。

前述の実施例は金属ターゲットとシリコンターゲットと
によって構成される複合ターゲットについて述べたが１
本発明における半導体ターゲットはシリコンターゲット
に限らず、　Ｇｔ　。

ＧａＡｓ　、　ＧａＡｓＡＬなど各種の半導体と金属と
によって構成される複合ターゲットに適用することがで
きる。

さらに１本発明導体と半導体の各単一材料を配設してな
るスパッタリング用ターゲｙ）に適用が可能で、半導体
からなるターゲット部分の被スパツタ面以外の部分に導
電膜を形成し、半導体からなるターゲットの高電圧印加
部が等電位面になる様にすれば、同様の効果がある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明を適用すれば。

ターゲットとバンキングプレートとの接触状態に依存せ
ず、ターゲットへの高電圧印加条件を常に一定にして、
再現性のある安定なグロー放電を行なわせ、安定した膜
質が得られるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスパッタ用ターゲットの平面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図はプレーナマグネトロ
ン型スパッタ電極の断面図第４図は本発明のスパッタリ
ング用ターゲットの１実施例の断面図、第５図は上記と
異なる実。 流側の断面図である。 １・・・金属ターゲット、２・・・シリコンターケント
。玄・・・ターゲット構造体、４．、、バッキングプレ
ート、５・・・ケーシング、６・・・カソードボックス
、７・・・永久磁石、８・・・ターゲット押え、９・・
・アノード、１０・・・冷却水バイブ、１１・・・碍子
、１２・・・導電膜、１３・・・スキマ、１４・・・ボ
ルト。 代理人弁理士　高　橋　明　夫 第　／　団 第３囚 第４０ ３′ 第１頁の続き ０発　明　者　坂　１）　正　雄　横浜市戸塚区術研究
所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導体からなるターゲｙ）部材と半導体からなるターゲッ
   ト部材とを配設してなるスパッタリング用ターゲットに
   おいて、半導体からなるターゲット部材の被スパツタ面
   以外の面の少なくとも一部分に導電膜を形成したことを
   特徴とするスパッタリング用ターゲット。