JPS63157864A - スパツタリング用タ−ゲツト - 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】 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だめ
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４図に示すものがある。すなわち、薄膜の主成分金属
からなる円板状ターゲット９の上に他の構成成分の金属
を、リング状の薄板１ｏにして載置したものｂや、金属
リング１１をターゲット表面に埋め込んだ複合ターゲラ
）ｃがある。

３　ページ 発明が解決しようとする問題点 スパッタリングされる基板は、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リングするにし
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。

さらに、ターゲットの使用効率を向上させるために、プ
ラズマの二ローションを回転させる方法がある。これは
１つのターゲットの表面積に対してスパッタリングされ
る面積を多くシ、それと同時に固定スパッタの時のよう
なターゲットの変形のくせを緩和する効果をもっている
。この場合においても、従来のようなターゲット構成で
あると、基板上に形成される薄膜の半径方向の組成を均
一にすることは容易ではない。

また、長時間連続スパッタをすると、リング状金属の内
側において、円板状ターゲットの表面に主成分金属の十
分スパッタしきれないものが堆積物となって蓄積される
現象がある。この堆積物の成分は、スパッタガスがＡｒ
、Ｎｅ等の不活性ガスの場合には夕、−ゲットの主成分
金属であるが、ｏ２゜Ｎ２等の場合にはそれらの化合物
となる。したがって、この堆積物が蓄積するとターゲッ
トの表面の組成が変化したυ、堆積物が絶縁性を有する
場合には次第に金属リングの内側のみがスパッタされに
くくなる。

このような現象は、いずれも所望の合金薄膜の組成を変
動させる要因となシ、特に製造工程において長時間連続
スパッタをする上で安定な組成を得ようとする場合に大
きな弊害となる。

この堆積物が蓄積される原因としては、次のような場合
が考えられる。マグネトロンスパッタの場合、スパッタ
ガスイオンの軌道は電界と磁界の向きによって決まる。

金属リングの外側から内側に向かった軌道をとろうとす
るスパッタガスイオンは、金属リングに入射した時、電
流が金属リングに流れ、それよシロ　ページ 内側に入る時にはそれよシミ位が下がったのと同様の影
響をもたらす。そのため、金属リングの内側はスパッタ
されにくくなるとともに、一度スバッタされたとしても
力ｌ速エネルギーが小さいため粒子が戻ってきて再付着
すると考えられる。このとき反応性スパツタリングの場
合には、一度スバッタされた粒子が化合物となって付着
するものもあるため、その化合物が絶縁体の場合には、
金属リングの内側は一層スバッタされにくくなシ、組成
変動を大きくすることになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構成
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
、連続スパッタに対しても安定した組成が得られるよう
にするものである・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手段は、薄膜の主
たる構成成分からなるターゲット表面に載置もしくは埋
め込む他の金属成分を扇形形状からなる複数個の分割片
とし、ターゲット中心に対して同軸上に配置するもので
ある。

６ページ 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他の構成成分からなる扇
形分割片の総面積は膜組成とスパッタ率からほぼ一義的
に決まるため、これを同軸に配置することによって、基
板上の膜組成を均一にするものである。これは、扇形形
状の分割片はいずれの半径位置においても、円周方向に
対して常に一定の面積割合を保つため、基板上における
組成分布を均一にすることができるからである。また、
リング状の構成物と異なシ、分割片は互いに接触しない
ように配置されるため、スパッタイオンが入射しだ時の
電位の低下量が少なく、絶縁体スパッタ粒子等の堆積を
も防ぐことができる。

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、銅まだ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Ｉ
ｎを主体とする合金材料からなるボンディング層３で接
着されている。このよ７ページ うな金属ターゲット４には、Ｔｅ　　とは異なる金属、
例えばＰｄの単体金属からなる複数個の扇形分割片５が
金属ターゲット本体の中心と同軸になるように埋め込ま
れている。

第２図は、本実施例のターゲットの断面と薄膜が形成さ
れる基板の位置関係を示したもので、金属ターゲットの
斜め上方に基板６が設置され、多数枚同時に薄膜形成が
できるようになっている。

また、スパッタリング時のプラズマのエロージョンはタ
ーゲットの利用効率を上げるため、ターゲット中心に対
して偏心しながら回転する構成となっている。

このような構成からなるターゲットの扇形分割片の総面
積は、薄膜形成をする膜組成比とスパッタ率から求めら
れる。本実施例では、Ｔｅのターゲット本体に発生する
プラズマ二ロージョンがスパッタする総面積の１５チを
Ｐｄの扇形分割片の総面積とし、Ａｒ　とＱ２の反応性
スパッタリングによ＃）Ｐｄを添加剤として含むＴ　ｅ
　Ｏｘ　（０＜　ｘ　＜２　）薄膜を形成した。基板上
に形成された薄膜の半径方向の組成分布は、±３チ以内
であゃ、記録膜特性としてもＣ／Ｎ　が５ｏｄＢ　を越
える良好な結果が得られた。また、同様に半径方向の反
射率分布も±１チ以内におさまり、膜厚分布についても
記録膜特性に影響や与える程のものではないことが確か
められた。

なお、長時間の連続スパッタリングに対しても、スパッ
タイオンの電位の低下が少なく、スパッタ粒子の再付着
による絶縁体の堆積もほとんどみられなかった。

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

Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、等の単体金属や、ＡＡ＋２０
３゜Ｂｉ　　ＯＣｄＳ、Ｉｎ２Ｏ３，ＩＴＯ，ＮｉＣｒ
、Ｐｂ０゜ＰｂＳ、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４．ＳｉＣ２，Ｓ
ｎＯ２，Ｔｉｃ。

Ｔｔｏ２．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、ターゲット本体に埋め込む扇形分割片の材料と
しても、Ｐｄ、’Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｓｂ
。

等の他に、上記のような単体金属、化合物あるい９ベ−
ノ は非金属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
扇形分割片の材料として選ぶようにする。

また扇形分割片は、ターゲット本体に埋め込んだもので
あっても、ターゲット本体上に載置したものであっても
、同様な効果が得られることは言うまでもない。

次に本発明の第２の実施例を図面とともに説明する。第
３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には、Ｔｅ　とは異なる金属、例え
ば、ＰｄとＣｕの各単体金属からなる第１の構成元素７
と第２の構成元素８の扇形分割片がそれぞれ複数個埋め
込まれている。

本実施例では、基板上に形成する薄膜組成の元素が三元
以上の場合であり、主成分以外の構成元素をそれぞれ扇
形分割片としたものである。この１ｏベージ 場合においても、基板上の膜組成を半径方向に対して均
一化することが可能である。実験によれば、膜厚の均一
化も考慮した半径方向の膜反射率は平均１３チに対して
は±１％以内に収められることが確かめられ、光記録膜
としての膜特性も内周から外周にわたって十分なものが
得られた。

第２の実施例においても、ターゲット本体と扇形分割片
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ット本体の材料とし、その他
の少量成分を扇形分割片の材料とすればよい。

以上の実施例においては、基板とターゲットとの相対位
置関係が偏心を有する場合によシ大きな効果が得られる
が、直上型の場合においても同様な効果を期待すること
ができる。

なお、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、不活性ガスのみによるス１１　
ページ バッタリングの他に、０２．Ｎ２．ＣＨ４等のガスを同
時に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。

分割片の形状としては、ターゲット中心から外周端まで
構成元素が存在するものはもちろん、本実施例のように
ターゲットの製造法を考慮したターゲット中心部分のな
いものでも特に支障はない。

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
の構成成分の１つである扇形分割片を複数個、ターゲッ
ト中心に対し同軸に配置するもので、組成の均一々薄膜
を形成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、これによる高品質で信頼性が
高く、長時間の連続スパッタに対しても組成の安定した
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図は同ターゲットと基板位置
を示す断正面図、第３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４図ａ、ｂ、
ｃは従来例におけるスパッタリングターゲットの平面図
および正面図である。 １・・・・・・バンキングプレート、２・・・・・・タ
ーゲット本体、３・・・・・ポンディング層、５・・・
・・・扇形分割片、７．８・・・・・・２種類の扇形分
割片。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 第４図 １７Ｘ舛シッフ１−た

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属もしくは非金属を主成分とするターゲット本
   体に、これとは異なる金属もしくは非金属からなる他の
   構成物を配設したスパッタリング用ターゲットにおいて
   、前記構成物が任意の半径位置において、円周方向の長
   さ割合を一定とする複数個の分割片からなるスパッタリ
   ング用ターゲット。
2. （２）ターゲット本体に配設した構成物が、一定範囲内
   の半径位置において、円周方向の長さ割合を一定とする
   複数個の扇形分割片からな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. （３）ターゲット本体に配設した構成物が、２種類以上
   の成分からなり、かつ各成分の分割片の個数が同数であ
   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. （４）複数個の分割片の各々が（半径方向の長さ＞円周
   方向の長さ）である特許請求の範囲第２項記載のスパッ
   タリング用ターゲット。
5. （５）ターゲット本体に配設した複数個の分割片の各々
   が、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
   。
6. （６）ターゲット本体に配設した構成物が、ターゲット
   本体に埋め込まれてい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。