JPS61291969A

JPS61291969A - スパツタリング用タ−ゲツト

Info

Publication number: JPS61291969A
Application number: JP13227985A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Matsubara; 邦弘松原; Takeo Oota; 太田　威夫; Kazuo Inoue; 和夫井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1985-06-18
Publication date: 1986-12-22

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】産業上の利用分野本発明は多元合金あるいは化合物の薄膜を形成するため
のスパッタリング用ターゲットに関するものである。

従来の技術従来の合金薄膜を形成するターゲットとしては。

例えば第６図のようなものがある。

すなわち、合金の主成分金属からなる円板状ターゲラ）
１０の中に他の構成成分の金属１１をピンホール型に配
置したもの（２Ｌ）や、ターゲット表面を合金の各成分
金属１２．１３で分割構成した複合ターゲット（ｂ）が
ある。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、このような構成からなる複合ターゲット
はいずれも合金薄膜の組成比は固定されたものであり、
所望の化学組成の膜が形成されるようにするためには、
ターゲット自体の合金の成分比を調整することが必要で
ある。各種成分比のターゲットを複数個用意したり、そ
の都度ターゲットの交換をすることは費用がかさむ上に
、ターゲット交換時におけるターゲットの質的変化も不
可避のため、これによるスパッタ条件の変動をも考慮し
なければならない。

また、膜の組成はスパッタ蒸着される基板の温度変化に
よっても影響を受は易く、これらの変動を考慮したター
ゲットの組成を調整することは容易ではない。特に、薄
膜の特性がわずかな組成変動によって変化するような場
合には、このような複合ターゲットは適当であるとは言
い難い。

スパッタ蒸着される基板は、ターゲットの真上に配置さ
れるとは限らず、量産性を考慮した多数枚取付の場合に
は、１枚の基板はターゲットに対して斜め上方の位置と
なる。基板を回転させながらスパッタ蒸着するにしても
、半径方向の組成を均一にするためには、基板とターゲ
ットの相対位置関係のみならず、複合ターゲットの構成
そのものにも大きく左右される。この点において、第６
図（ｂ）におけるターゲットは、膜組成の均一化を図る
ためには十分とは言えない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な構成
で基板上の合金薄膜の膜組成を均一に形成するとともに
、膜組成の調整をも容易に行うものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、金属も
しくは非金属ターゲット本体の上に金属もしくは非金属
のリングを少くとも１個、ターゲット本体の中心に対し
て同軸上に配置するものである。

作用この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、上記の構成においてターゲット上のリングは
基板とターゲットとの相対位置関係から、基板上の半径
方向の組成がほぼ均一となるリングの径が一義的に求め
られ、合金あるいは化合物薄膜の組成比に応じてこの径
を中心としたリングの幅が実験的に求められる。わずか
な組成比の違いに対してはリングを何種類か準備してお
けは、ターゲット自体の交換をするわずられしさもなく
、リングの置き換えのみで組成比の調整が容易にできる
。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、銅またはステンレス製のバッキン
グプレート１の上にＴｅの金属ターゲット本体２がＩｎ
を主体とする合金材料からなるポンディング層３で接着
されている。このような金属ターゲット４の上にはＴｅ
とは異なる金属、例えばＰｄ　、　Ｉｎ　、　Ｓｎ　、
　Ａｕ等の単体金属が幅１０＋ｙ＋ｎ＋程度のリング状
の薄板５として載置されている。第２図は、上記ターゲ
ットの断面を示したもので、リング状の薄板５の断面は
図のように金属ターゲットとの非接触部を長円形の半分
の形状にしたもので、その厚さは最大部で０．１ｍｔｎ
〜２−ｏｍｍ程度である。このような断面形状を有する
のは、金属ターゲット本体と載置した薄板との間の異常
放電を防止するためのもので、薄板に鋭角状の突起があ
るとこの部分が発端となって異常放電を発生し易いから
である。

上記のようなターゲット構成の場合、リング状の薄板の
径はターゲットと薄膜を形成する基板との相対位置関係
から基板上の半径方向の組成が２〜３％以内のばらつき
範囲におさまる径が理論的に求められる。例えば、ター
ゲツト面から基板面までの高さを９（Ｈｎｍとし、ター
ゲット中心から基板中心までの偏心距離を９０ｍｍとし
た場合のリング状薄板の最適半径は約４０ｍｍである。

したがってこの径を中心としたリングの幅を変えること
により・所望の薄膜の組成比を微妙に調整することがで
きる。薄膜の均一性についても、最適半径を中心とした
一定幅の円環であるため、実験的にも特性上特に問題の
ないものが得られた。

また、スパッタ装置としては、ターゲットの利用効率を
上げるため、ターゲット本体の中心に対して偏心した一
対のＮＳ極からなる円形マグネットを、ターゲット本体
の中心軸の回りに公転させるものがある。すなわち、プ
ラズマのエロージョンがターゲット本体の中心軸の回シ
に回転するため、中心に固定する固定スパッタの場合よ
りも小さいエロージョン半径で、ターゲットのより広い
面積をスパッタすることができる。本実施例のターゲッ
ト構成では、回転エロージョン方式のスパッタ装置の場
合によシ大きな効果を有する。固定スパッタの場合には
多数枚駆動のディスクに最も近い位置にのみ金属を載置
してもよいが、回転エロージョンではリング状の構成に
することが均一膜を得るための必要条件である。

以上のようなターゲット本体の材質としてはＴｅ　の他
に、ｉ　、　Ａｇ　、　Ａｕ　、　Ｂｉ　、　Ｃｕ　、
　Ｇｏ　。

Ｉｎ　、　Ｎｉ　、　Ｓｉ　、　Ｔｉ　、　Ｚｎ等の単
体金属や、１７１２０５、　Ｂｉ２，０５　　、　Ｃｄ
Ｓ　、　Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＰｂＯ。

ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４　　、５ｉ０２　、５ｎ０２　、　
Ｔｉｅ　、　ＴｉＯ２゜ＺｎＳ　、　Ｚｎ５ｅ等の合金
化合物あるいは非金属の材料がある。

同様にターゲット本体の上に載置する薄板の材料として
も、Ｐ（１、Ｉｎ　、　Ｓｎ　、　Ａｕ等の他に、上記
のような単体金属９合金、化合物等の材料を用いてもよ
い。これらの材料の選択は合金あるいは化合物薄膜の主
成分を構成する材質をターゲット本体に選び、それ以外
の少量の成分となる材質を薄板の材料として選ぶように
する。

なお、リング状の薄板の断面形状としては、第２図に示
すものの他に、異常放電の発端となる形状を防止したも
のであれば特に支障はない。例えば第３図に示すように
（＆）半楕円形のもの、（ｂ）エツジ部を鈍角にしたも
の、（Ｃ）長円形断面のもの等がある。これらは、本発
明の第１の実施例の場合と同様の効果を有する。

次に本発明の第２の実施例を図面とともに説明する。第
４図は、銅製のバッキングプレート１の上にＴｅの金属
ターゲット本体２がＩｎの合金材料からなるポンディン
グ層３で接着されている。

この金属ターゲットの上には、Ｔｅとは異なる金属、例
えばＳｎ　、　Ｇｏ　、　Ａｕ　　の各単体金属からな
る複数個のリング状の薄板６，７．８が載置されている
。

これらのリング状薄板は、基板の半径方向の組成が均一
となる径を中心に、組成比に応じた幅が実験的に選択さ
れる。各リング状薄板は異なる幅のものを何種類か用意
しておき、組合せを変えることによって所望の薄膜の特
性が得られるように調節することができる。また各リン
グは上述の径を中心とした近傍の径を有するリングであ
り、基板上の膜組成は半径方向にほぼ均一なものが得ら
れた。なお、各リングの内側寄りか外側寄りかの位置と
しては、単体金属のスパッタ率を考慮して決めるのが好
ましい。例えば、Ａｕのようなスパッタ率の大きいもの
は、薄膜を形成する基板から離れた位置、すなわちター
ゲット上の内側寄りの位置に載置した方が組成分布は均
一にし易い。

第２の実施例においても、ターゲット本体とリング状の
薄板の材質としては、第１の実施例と同様に単体金属２
合金、化合物等の金属もしくは非金属のいずれでもよく
、薄膜組成の主成分をターゲラ１一本体の材料とし、そ
の他の少量成分を薄板の材料とすればよい。また、リン
グ状薄板の断面形状についても第１の実施例と同様で８
シ、異常放電の生じない形状であることが必要である。

上述の実施例においては、いずれも金属ターゲノ）本体
の上に金属あるいは合金のリング状薄板を載置したもの
であるが、薄板の置き換えにより所望の薄膜の組成が決
まった段階では、リング状薄板よりも厚いものをターゲ
ット本体表面に埋め込んだ場合でも、薄膜の均一性に対
しては同様の効果が得られる。

次に本発明の第３の実施例を図面とともに説明する。第
５図は、銅製のバッキングプレート１の上にＴｏの金属
ターゲット本体２がＩｎの合金材料からなるボンディン
グ層３で接着されている。

この金属ターゲット本体の表面には、例えばＰｄ。

Ｉｎ　、　Ｓｎ　、ムｕ　、　Ｇｅ等の単体金属からな
るリング状構成物９が埋め込まれ、その表面はターゲッ
ト本体の表面上に現われている。リング状構成物の厚さ
はターゲット本体の厚さのＡ以下のもの（第５図（ｂ）
）やバッキングプレートまで達するもの（第５図（Ｃ）
）があるが、金属の冷却効率を良くするためには（Ｃ）
の場合が好ましい。また、リング状構成物の表面は少く
ともターゲット本体の表面に現われていることが必要で
あるが、前述のリング状薄板を載置した場合よりも高く
なることは好ましくない。これは、リング状構成物があ
まり高い場合には、すぐ近傍のターゲット本体部分をス
パッタされた粒子に対してリング状構成物そのものが障
壁となるためで、その高さによって薄膜の組成が変わる
おそれがあるからである。したかっ　。

て、薄膜の組成を変えない程度の高さとしては高４１．
５ｍｍ程度であることが確かめられた。

この実施例におけるターゲットの構成は、初期の段階で
リング状薄板の置き換えによる組成の決定を行った上で
用いるものであるが、薄板よりも厚いため、連続スパッ
タに対するターゲットの消耗の点では長寿命であるとい
える。

なお、リング状構成物の配置については、載置するもの
と埋め込むものとの違いを除けば、第２の実施例の配置
でも同様な効果が得られる。また、スパッタ装置につい
ては回転エロージョン方式の方がより大きな効果が得ら
れることは言うまでもない。

以上の実施例においてスパッタ装置としては、直流、高
周波のいかんにかかわらず有効であるが、絶縁物ターゲ
ットに対しては高周波電源を用いる必要がある。またス
パッタ法として、不活性ガスによる通常のスパッタリン
グの他に、例えば酸素ガスを導入しながら行なう反応性
スパッタリングの場合でも同様の効果が得られる。

発明の効果本発明は、ターゲット本体に合金あるいは化合物薄膜等
のリング状構成物を少くとも１個載置もしくは埋め込む
もので、均一な薄膜を形成することができるとともに、
組成の調整に対しても容易に対応することが可能である
。

また、本発明によれば、簡単な構成で安価なスパッタリ
ング用ターゲットを提供し、これによる高品質な薄膜を
作製するためにも大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
ターゲットの平面図、第２図は同ターゲットの断正面図
、第３図は同ターゲットに用いる円環状薄板の断面図、
第４図は本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
ターゲットの平面図、第５図は本発明の第３の実施例に
おけるスパッタリングターゲットの平面図および断面図
、第６図は従来例におけるスパッタリングターゲットの
平面図である。１・・・・・・バッキングプレート、２・・・・・・タ
ーゲット本体、３・・・・・・ポンディング層、５・・
・・・・円環状の薄板、６，７．８・・・・・・複数個
の円環状薄板。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２（！；！！第３図（ｏＬ）（ｂン（ｃ７）第４！！Ｉホ゛屓４肩第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属もしくは非金属を主成分とするターゲット本
体の上に、金属もしくは非金属からなる一定の幅を有し
たリング状薄板を載置したスパッタリング用ターゲット
。
（２）ターゲット本体上に載置したリング状薄板が、前
記ターゲット本体の中心に対して同軸の位置にある特許
請求の範囲第１項記載のスパッタリング用ターゲット。
（３）ターゲット本体上に載置したリング状薄板が複数
個である特許請求の範囲第１項または第２項記載のスパ
ッタリング用ターゲット。
（４）ターゲット本体上に載置したリング状薄板が長円
形断面もしくはその長手方向の１／２を有する特許請求
の範囲第１項記載のスパッタリング用ターゲット。
（５）金属もしくは非金属を主成分とするターゲット本
体に対し、金属もしくは非金属からなる一定の幅を有し
たリング状構成物を、前記ターゲット本体の表面に埋め
込んだスパッタリング用ターゲット。
（６）ターゲット本体の表面に埋め込まれたリング状構
成物が、前記ターゲットの中心に対して同軸の位置にあ
る特許請求の範囲第５項記載のスパッタリング用ターゲ
ット。
（７）ターゲット本体の表面に埋め込まれたリング状構
成物が複数個である特許請求の範囲第５項または第６項
記載のスパッタリング用ターゲット。