(57)【要約】      （修正有）【課題】スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができるスパッタリングターゲットの提供。【解決手段】ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、前記ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を有する、スパッタリングターゲット。エロージョンが集中する位置はスパッタリングの際に水平磁場強度の高い部分であり、スパッタリング面が円形状であり、スパッタリング面の直径の６０〜９０％未満の位置にスパッタリング面の半径方向の外側にターゲット材の厚みが低下される様段差が形成されている、スパッタリングターゲット。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、前記ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を有する、スパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記エロージョンが集中する位置は、スパッタリングの際に水平磁場強度が高い部分である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記スパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の６０％以上９０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の外側に前記ターゲット材の厚みが低下するように前記段差が形成されている、請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記ターゲット材は、スパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状の第１の領域と、前記第１の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第２の領域と、前記第２の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第３の領域とを有し、
前記段差は、前記第２の領域と前記第３の領域との間に存在し、前記第３の領域の厚みは、前記第２の領域の厚みよりも小さく、
前記第３の領域の厚みは、前記第１の領域の厚みと同一またはそれよりも大きく、
前記第１の領域の直径が、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満であり、
前記第３の領域の内径が、前記スパッタリング面の直径の９０％未満である、
請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記第３の領域のリング幅に対する前記第３の領域の厚みの比が、０．１〜１．１の範囲内である、請求項４に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記比が、０．１〜０．６の範囲内である、請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
前記スパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の内側に前記ターゲット材の厚みが低下するように前記段差が形成されている、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の６０％以上９０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の外側に前記ターゲット材の厚みが低下するように段差が形成されている、スパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記ターゲット材は、スパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状の第１の領域と、前記第１の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第２の領域と、前記第２の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第３の領域とを有し、
前記段差は、前記第２の領域と前記第３の領域との間に存在し、前記第３の領域の厚みは、前記第２の領域の厚みよりも小さく、
前記第３の領域の厚みは、前記第１の領域の厚みと同一またはそれよりも大きく、
前記第１の領域の直径が、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満であり、
前記第３の領域の内径が、前記スパッタリング面の直径の９０％未満である、
請求項８に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
前記第３の領域のリング幅に対する前記第３の領域の厚みの比が、０．１〜１．１の範囲内である、請求項９に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
前記比が、０．１〜０．６の範囲内である、請求項１０に記載のスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングとは、真空下において、アルゴンなどの不活性ガスを導入し、基板とターゲット材との間に高電圧を印加することによって、プラズマ化（又はイオン化）した不活性ガスをターゲット材に衝突させて、ターゲット材に含まれるターゲット原子を叩き出し、その叩き出された原子を基板上にて堆積させて、基板上に薄膜を形成する方法である。
【０００３】
例えば、ターゲット材のスパッタリング面（すなわちターゲット材においてプラズマ化（又はイオン化）した不活性ガスが衝突する側の面）の裏側にマグネットを配置して、成膜速度を高めたマグネトロンスパッタリングなどが一般的によく知られている。
【０００４】
このようなスパッタリングに用いられるスパッタリングターゲットは、一般に板状、円筒形やディスク形の形状があり、特に半導体用途の場合にはディスク形で表面が平坦なターゲット材を使用することが多く、そのスパッタリング面は円形であることが一般的である。
【０００５】
また、特許文献１〜６には、様々な表面形状のターゲット材を有するスパッタリングターゲットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２１３０３０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４００６３号公報
【特許文献３】特許第４２０９１９８号公報
【特許文献４】米国特許第６４９７７９７号明細書
【特許文献５】特許第５６７６４２９号公報
【特許文献６】国際公開第２０１５／１１１５７６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スパッタリングターゲットの長寿命化（ロングライフ化）を目的として、ターゲット材の厚みを増加させると、ターゲット材と基板との間の距離（ＴＳ距離）が小さくなるため、基板上に形成され得る薄膜の膜厚分布が悪化し、スパッタリングの初期段階において、膜厚均一性が著しく低下するという問題があった。また、スパッタリングの際、ターゲット材において水平磁場強度の高い部分にはエロージョンが集中する傾向にあり、この部分では、ターゲット材が著しく消費されて、薄膜が形成される基板の中間部（基板の端部と中心との間の領域）では、平均膜厚に対して膜厚が増し、基板の端部では膜厚が減少することから、特にスパッタリングの末期段階において、膜厚均一性が著しく低下することが問題であった（図９（左））。
【０００８】
そこで、本発明では、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができるスパッタリングターゲットの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題に鑑みて、本発明者は、鋭意研究の結果、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、ターゲット材の厚みが低下するように段差を設けることによって、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板上に形成される薄膜の膜厚均一性が改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、以下のスパッタリングターゲットを提供するが、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００１１】
［１］
ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、前記ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を有する、スパッタリングターゲット。
［２］
前記エロージョンが集中する位置は、スパッタリングの際に水平磁場強度が高い部分である、上記［１］に記載のスパッタリングターゲット。
［３］
前記スパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の６０％以上９０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の外側に前記ターゲット材の厚みが低下するように前記段差が形成されている、上記［１］または［２］に記載のスパッタリングターゲット。
［４］
前記ターゲット材は、スパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状の第１の領域と、前記第１の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第２の領域と、前記第２の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第３の領域とを有し、
前記段差は、前記第２の領域と前記第３の領域との間に存在し、前記第３の領域の厚みは、前記第２の領域の厚みよりも小さく、
前記第３の領域の厚みは、前記第１の領域の厚みと同一またはそれよりも大きく、
前記第１の領域の直径が、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満であり、
前記第３の領域の内径が、前記スパッタリング面の直径の９０％未満である、
上記［３］に記載のスパッタリングターゲット。
［５］
前記第３の領域のリング幅に対する前記第３の領域の厚みの比が、０．１〜１．１の範囲内である、上記［４］に記載のスパッタリングターゲット。
［６］
前記比が、０．１〜０．６の範囲内である、上記［５］に記載のスパッタリングターゲット。
［７］
前記スパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の内側に前記ターゲット材の厚みが低下するように前記段差が形成されている、上記［１］に記載のスパッタリングターゲット。
［８］
ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の６０％以上９０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の外側に前記ターゲット材の厚みが低下するように段差が形成されている、スパッタリングターゲット。
［９］
前記ターゲット材は、スパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状の第１の領域と、前記第１の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第２の領域と、前記第２の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第３の領域とを有し、
前記段差は、前記第２の領域と前記第３の領域との間に存在し、前記第３の領域の厚みは、前記第２の領域の厚みよりも小さく、
前記第３の領域の厚みは、前記第１の領域の厚みと同一またはそれよりも大きく、
前記第１の領域の直径が、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満であり、
前記第３の領域の内径が、前記スパッタリング面の直径の９０％未満である、
上記［８］に記載のスパッタリングターゲット。
［１０］
前記第３の領域のリング幅に対する前記第３の領域の厚みの比が、０．１〜１．１の範囲内である、上記［９］に記載のスパッタリングターゲット。
［１１］
前記比が、０．１〜０．６の範囲内である、上記［１０］に記載のスパッタリングターゲット。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のスパッタリングターゲットのターゲット材の使用前の状態を模式的に示す断面図である。
【図２】従来のスパッタリングターゲットのターゲット材の使用後の状態を模式的に示す断面図である。
【図３】従来のスパッタリングターゲットのターゲット材におけるエロージョンが集中する位置を模式的に示す断面図である。
【図４】従来のスパッタリングターゲットのターゲット材におけるエロージョンが集中する位置を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のスパッタリングターゲットのターゲット材におけるエロージョンが集中する位置を模式的に示す断面図である。
【図６】従来のスパッタリングターゲットのターゲット材による基板への原子の堆積を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明のスパッタリングターゲットのターゲット材による基板への原子の堆積を模式的に示す断面図である。
【図８】段差によるエロージョンのシフトを示す概略図である。
【図９】「段差なし」、「段差あり」による膜厚均一性の違いを示す概略図である。
【図１０】本発明の別のスパッタリングターゲットのターゲット材による基板への原子の堆積を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態のスパッタリングターゲットのターゲット材を示す概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態のスパッタリングターゲットを示す概略断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態のスパッタリングターゲットを示す概略断面図である。
【図１４】直径２００ｍｍの基板上での薄膜の９点でのシート抵抗値（Ω／□）の測定点（Ｐｏｉｎｔ  １〜９）を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施例で使用するスパッタリングターゲットのターゲット材の断面を示す概略図である。
【図１６】本発明の比較例で使用するスパッタリングターゲットのターゲット材の断面を示す概略図である。
【図１７】積算電力と膜厚均一性との関係を示すグラフである。
【図１８】スパッタリング面位置における残厚およびエロージョン量を示すグラフである。
【図１９】水平磁場強度の高い部分（破線で囲んだ部分）が形成されるメカニズムを模式的に示す概略図である。
【図２０】磁束密度と、スパッタリングに供されたターゲット材の残厚との対応関係を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のスパッタリングターゲットは、ターゲット材を含み、ターゲット材のスパッタリング面は、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、「エロージョンが集中する位置」とは、スパッタリングの際に水平磁場強度が高い部分、望ましくはスパッタリング面上において水平磁場強度が最大または極大の部分を意味する。このとき、エロージョンが集中する位置における垂直磁場強度（スパッタリング面に対して垂直な磁場成分の大きさ）は、ゼロ（０）であることが望ましい。
【００１６】
例えば、電磁石などのマグネットを用いるスパッタリング装置では、電流を周期的に制御するなどの電気的な制御によって、磁場の発生する領域が数秒単位で経時的に変化する。スパッタリング面上の水平磁場強度が高い部分では、プラズマ化（又はイオン化）された不活性ガスが、磁場の水平成分によって捕捉されて、かかる位置において、ターゲット材のエロージョンが集中して進行し得る。
より具体的には、図１９に示す通り、複数の電磁石のＮ極、Ｓ極の位置を電気的に周期的に切り替えることによって（例えば、ケースＡとケースＢとの切り替えによって）、磁場の発生する領域が経時的に変化し、スパッタリング面上において、水平磁場強度が高い部分（具体的には図１９において破線で囲んだ部分）が形成され得る。
【００１７】
ここで、一般に、磁場とは、空間の各点において、大きさと向きとを有する物理量で示されるものであることから（ベクトル場）、本発明における「水平磁場強度」とは、スパッタリング面に対して水平な磁場成分の大きさを意味し、例えば、テスラメータ等で測定することのできる「磁束密度」として表すことができる。
【００１８】
「磁束密度」（Ｂ）（単位：Ｔ（テスラ））と、「磁場強度」（Ｈ）（単位：Ａ／ｍ）との間には、下記式で示す正比例の関係が成り立つことから、スパッタリング面上での「磁束密度」を測定することによって、「水平磁場強度」を決定することができる。
Ｂ＝μＨ［式中、比例定数であるμは、透磁率を示す］
【００１９】
従って、スパッタリング面上の「磁束密度」の値が高い部分、望ましくは磁束密度の値が最大値または極大値であるところにおいて、エロージョンが集中する傾向にある。このような位置において、ターゲット材の厚みが低下するように少なくとも１つの段差を設けることによって、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板上に形成され得る薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【００２０】
スパッタリングの際、スパッタリング面上において水平磁場強度が高い部分における磁束密度（望ましくは、その最大値または極大値）は、好ましくは１０ｍＴ〜４５ｍＴ、より好ましくは２０ｍＴ〜４０ｍＴ、特に好ましくは２５ｍＴ〜３５ｍＴである。
【００２１】
図２０において、磁束密度と、スパッタリングに供されたターゲット材の残厚（エロージョン量）との関係を模式的に概略図で示すが、図２０は、磁束密度の値が極大値となる位置において、エロージョンが集中する傾向にあることを示す。
【００２２】
このような「エロージョンが集中する位置」は、例えば、従来の円形のスパッタリング面を有する円盤状のスパッタリングターゲットでは、例えば図２に示す通り、ターゲット材の半径方向の外周付近に存在し得るが、本発明において、「エロージョンが集中する位置」は、このような位置に限定されるものではない。また、「エロージョンが集中する位置」は、複数存在していてもよい。
また、「エロージョンが集中する位置」は、例えば図２に示される各エロージョン凹部の最下点だけでなく、その最下点を含む近傍領域をも含み得る。具体的には、エロージョン凹部の最下点を中心とした０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであってもよいし、または、最下点を中心として、最下点のエロージョンの８０％以上のエロージョンが生じる領域でもよい。
【００２３】
ターゲット材のスパッタリング面が円形状である場合、例えば、スパッタリング面の直径の６０％以上（下限）、好ましくは６５％以上、より好ましくは７０％以上で、なおかつ、スパッタリング面の直径の９０％未満（上限）、好ましくは８５％未満、より好ましくは８０％未満の範囲内において、例えば図５に示すように、スパッタリング面の半径方向の外側の位置にターゲット材の厚みが低下するように段差を設けることが好ましい（図５では、説明の便宜上、他のエロージョン部位については、その記載を省略している）。
【００２４】
従来では、例えば図３、４に示す通り、エロージョンが集中する位置において、ターゲット材の厚みを増大させることでスパッタリングターゲットの長寿命化を達成しようとする試みが行われてきたが、図４に示すようにターゲット材の厚みが増すと、ターゲット材と基板との間の距離（ＴＳ距離）が小さくなるため、スパッタリングの初期段階において、基板上に形成される薄膜の膜厚均一性が著しく低下する（なお、図３、４では、説明の便宜上、他のエロージョン部位については、その記載を省略している）。また、本発明者の研究により、従来の技術では、スパッタリングの末期段階において、十分な膜厚均一性が得られないこともわかった。
【００２５】
図６に模式的に示す通り、従来のように長寿命化を目的としてターゲット材のエロージョンが集中する位置においてターゲット材の厚みを増すと、特にスパッタリングの末期段階において、基板の中間部に原子が集中して堆積する傾向にある。従って、基板の中間部では厚みが増し、それに比して、基板の端部では厚みが減少することから、図９（左）に示す通り、基板の中間部、端部、中心との間で形成される薄膜の厚みに大きな差が生じ、その結果、膜厚均一性が低下することとなる。
【００２６】
対して、本発明では、図７に示すように、上述のような段差を設けてターゲット材の厚みを低下させることでスパッタリング面を装置（磁場）に近づけることができ、このような段差部分においては、水平磁場強度をより高くすることができる。その結果、このような段差部分からエロージョンが開始することができ、エロージョン領域がターゲット材の縁部側に移動（シフト）し得る（図８）。このような位置から優先的に原子が飛翔し、基板の端部方向にシフトして原子が堆積し得ることから、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において、基板の中間部での原子の集中的な堆積を回避することができ、その厚みの増加を抑制することができる。また、エロージョン領域の縁部側への移動に伴い、スパッタリング面の中間部から中心にかけての領域で生じるエロージョン量が増え、ターゲット材の中心付近から飛翔する原子の量が増える。その結果、中間部、端部、中心で生じる厚みの差が減少し、スパッタリングの末期段階において、膜厚均一性を向上させることができる（図９（右））。
【００２７】
同様の原理に従って、段差をスパッタリング面の中心方向に設けると、原子の堆積を基板の中心方向に移動（シフト）させることができ、その結果、同様に基板の中間部における原子の集中的な堆積を回避することが可能となる（図１０）。例えば、ターゲット材のスパッタリング面が円形状である場合、例えば、スパッタリング面の直径の１４％以上（下限）、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上で、なおかつスパッタリング面の直径の６０％未満（上限）、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下の位置において、スパッタリング面の半径方向の内側にターゲット材の厚みが低下するように段差が形成されていてもよい。
【００２８】
本発明では、このような段差をスパッタリング面に設けることによって、スパッタリングの初期段階および末期段階の両方において、特に末期段階において、十分な膜厚均一性を得ることができる。
【００２９】
本発明において、スパッタリングの初期段階（またはスパッタリングターゲットもしくはターゲット材の使用初期）とは、例えば、積算電力で２００ｋＷｈ以下、好ましくは１００ｋＷｈ以下、より好ましくは５０ｋＷｈ以下の電力が消費されたときを意味する。
【００３０】
本発明において、スパッタリングの末期段階（またはスパッタリングターゲットもしくはターゲット材の使用末期）とは、例えば、積算電力で好ましくは６５０ｋＷｈ以上、より好ましくは７００ｋＷｈ以上、更により好ましくは７５０ｋＷｈ以上の電力が消費されたときを意味する。
【００３１】
段差の深さ（高さ）に特に制限はなく、下限としては、例えば０ｍｍ越、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、上限としては、例えば１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。
【００３２】
以下にて例示の実施形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
［実施形態］
本発明のスパッタリングターゲットは、例えば、図１１の概略図に示す通り、スパッタリング面が円形状（略円形を含む）のターゲット材１を含む。なお、本発明において、スパッタリング面の形状に特に制限はなく、図示されるような円形状のものに限定されるものではない。
【００３４】
ターゲット材１は、そのスパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状（略円形を含む）の第１の領域Ａと、前記第１の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第２の領域Ｂと、前記第２の領域の周囲に位置する平坦でリング状の第３の領域Ｃとを有する。
【００３５】
本発明において、「スパッタリング面」とは、ターゲット材がスパッタリングに供される面を意味し、スパッタリング面の中央部とは、スパッタリング面の幾何学的中心を含む部分を意味する（例えば図示する形態における円の中心Ｏを含む部分）。
【００３６】
本発明において、「平坦」とは、凸部や凹部が実質的に形成されていないことを意味し、ここで「凸部や凹部が実質的に形成されていない」とは、意図的に凸部や凹部が形成されていないことを意味する。ただし、本発明において、算術平均粗さＲａ＝７μｍ程度までの表面粗さは許容され得ることとする。
【００３７】
本発明において、「リング状」の領域とは、例えば図１１に示す通り、ほぼ一定の間隔（以下、「リング幅」と称する）で同心円状（略同心円状を含む）に延在する帯状の領域を意味する。
【００３８】
ターゲット材は、上述の通り、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を有する。例えば図１１に示す実施形態では、ターゲット材１において、以下にて詳細に説明する第２の領域Ｂと第３の領域Ｃとの間に段差が存在し、第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）よりも小さい。また、この第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、以下にて詳細に説明する第１の領域Ａの厚み（Ｔ１）と同一であるか、またはそれよりも大きい。
【００３９】
例えば図１１に示す通り、ターゲット材１において、第１の領域Ａの直径（Ｗ１）は、スパッタリング面の直径（Ｒｔ）の１４％以上であり、好ましくは２０％以上であり、より好ましくは３０％以上であり、さらに好ましくは３１％よりも大きく、なおさらに好ましくは３２％以上、最も好ましくは３５％以上であり、なおかつスパッタリング面の直径（Ｒｔ）の６０％未満であり、好ましくは５０％未満であり、より好ましくは４０％未満である。この範囲内であると、スパッタリングターゲットの長寿命化を達成しつつ、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に末期段階において十分な膜厚均一性を得ることができる。
【００４０】
また、第３の領域Ｃの内径（ｒ）は、スパッタリング面の直径（Ｒｔ）の９０％未満、好ましくは８９％以下、より好ましくは８５％以下、さらに好ましくは８０％以下、なおさらに好ましくは７５％以下、さらにより好ましくは７１％以下または７０％以下であり、また、スパッタリング面の直径（Ｒｔ）の６０％以上、より好ましくは６５％以上である。この範囲内であると、エロージョンが集中する位置に段差を配置することができ、スパッタリングターゲットの長寿命化を達成しつつ、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に末期段階において十分な膜厚均一性を得ることができる。また、基板上に形成され得る薄膜の中心および中間部、特に中間部における堆積の集中を抑制することができ、その結果、中間部と端部との厚みの差を小さくすることができ、全域にわたって均一で良好な膜厚分布を得ることができる。
【００４１】
第３の領域Ｃのリング幅（Ｗ３）に対する第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）の比（Ｔ３／Ｗ３）は、例えば０．１以上であり、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上であり、また、１．１以下、好ましくは０．６以下、より好ましくは０．５以下の範囲内である。この範囲内であると、段差の位置をより適切に調節することができ、スパッタリングターゲットの長寿命化を達成しつつ、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に末期段階において十分な膜厚均一性を得ることができる。
【００４２】
以下にて、ターゲット材について、さらに詳しく説明する。
【００４３】
・ターゲット材
ターゲット材は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）等の金属およびそれらの合金からなる群から選択される材料から作製することができる。ターゲット材を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００４４】
ターゲット材の材料としては、アルミニウムが好ましく、例えば純度が９９．９９％以上、より好ましくは９９．９９９％以上のアルミニウムを使用することが特に好ましい。
【００４５】
また、ターゲット材の材料として、アルミニウム合金も好ましく、かかるアルミニウム合金には、銅、ケイ素などの金属が含まれていてもよく、その含有量は、例えば２重量％以下、好ましくは１重量％以下である。
【００４６】
ターゲット材は、例えば、図１１に示す通り、少なくとも第１の領域Ａと、第２の領域Ｂと、第３の領域Ｃとを含むスパッタリング面を有する。
【００４７】
図１１の平面図に示す通り、スパッタリング面の直径（Ｒｔ）は、例えば２６０ｍｍ〜３２５ｍｍの範囲内である。
【００４８】
ターゲット材の裏面（スパッタリング面の反対側の面）は、円形の外周を有することが好ましく、その外周の直径は、例えば２６０ｍｍ〜４４０ｍｍの範囲内である。
【００４９】
第１の領域Ａ
第１の領域Ａは、例えば、図１１に示す通り、スパッタリング面の中央部に位置する平坦で円形状の領域である。
【００５０】
第１の領域Ａの直径（Ｗ１）は、例えば１０ｍｍ〜１８０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜１６０ｍｍ、より好ましくは３０ｍｍ〜１３０ｍｍである。
【００５１】
第１の領域Ａの厚み（Ｔ１）は、例えば１０ｍｍ〜３５ｍｍ、好ましくは１１ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１２ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００５２】
第１の領域Ａによって、スパッタリング時における基板の中心及び中間部への膜の堆積集中を抑制できるなどの効果を得ることができる。
【００５３】
第２の領域Ｂ
第２の領域は、例えば、図１１に示す通り、第１の領域の周囲に間隔をあけてあるいは隣接して配置され得る平坦なリング状の領域である。
【００５４】
第２の領域Ｂのリング幅（Ｗ２）は、例えば５ｍｍ〜７５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００５５】
第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）は、例えば５ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１２ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００５６】
第２の領域Ｂによって、スパッタリング時における基板外周部への膜の堆積量を中間部や中心に対して増大させることができるなどの効果を得ることができる。
【００５７】
第２の領域Ｂの内周と、上記の第１の領域Ａの外周との間の間隔（Ｗ２ａ）（内側段差部分の間隔）には、特に制限はなく、例えば０ｍｍ〜６０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜４０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００５８】
また、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）は、第１の領域Ａの厚み（Ｔ１）よりも大きく、その差は、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ〜４ｍｍである。このような段差を設けることによって、スパッタリング時における中間部への膜の堆積集中を抑制することができるなどの効果を得ることができる。
【００５９】
ここで、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）は、従来の標準的なスパッタリングターゲットのターゲット材の厚みと同等であることが好ましい。このような観点に基づくと、ターゲット材１のスパッタリング面は、第１の領域Ａから構成される凹面と、以下にて詳しく説明する第３の領域Ｃから構成される凹面とを含み、これらの面は、従来のスパッタリング面よりも低く形成されることとなる。このようなことから、ターゲット材と基板との間の距離（ＴＳ距離）は、従来と比べて低下することがないので、スパッタリングの初期段階および末期段階において基板上に形成され得る薄膜の膜厚均一性が向上し得る。また、驚くべきことに、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）は、従来のターゲット材の厚みと同等であるにもかかわらず、スパッタリングターゲットの長寿命化を達成することができる。
【００６０】
第３の領域Ｃ
第３の領域は、例えば、図１１に示す通り、第２の領域の周囲に間隔をあけてあるいは隣接して配置され得る平坦なリング状の領域である。
【００６１】
第３の領域Ｃのリング幅（Ｗ３）は、例えば１ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜８０ｍｍ、より好ましくは３０ｍｍ〜６０ｍｍである。
【００６２】
第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、例えば７ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜２７ｍｍ、より好ましくは１２ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００６３】
第３の領域Ｃによって、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に末期段階において基板上に形成され得る薄膜の膜厚均一性が向上し得るなどの効果を得ることができる。
【００６４】
第３の領域Ｃの内周と、第２の領域Ｂの外周との間の間隔（Ｗ２ｃ）（外側段差部分の間隔）には、特に制限はなく、例えば０ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍである。
【００６５】
また、第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）よりも小さく、その差は、例えば０．３ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜６ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍである。このような段差は、上述の通り、エロージョンが集中する位置に存在し（又は段差によりエロージョンが集中する位置を形成することができ）、スパッタリングターゲットの長寿命化と、スパッタリングの初期段階および末期段階、特にスパッタリングの末期段階における膜厚均一性の向上との両立を達成することができる。
【００６６】
また、第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、第１の領域Ａの厚み（Ｔ１）と同一またはそれよりも大きく、その差は、例えば０ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜８ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜６ｍｍである。このような高低差によって、スパッタリング時に基板の中心に対する基板外周部への膜の堆積量を増やすことができるなどの効果を得ることができる。
【００６７】
第４の領域Ｄ
本発明では、第３の領域Ｃの外側にさらに第４の領域Ｄを含んでいてもよい（例えば、図１５を参照のこと）。
【００６８】
第４の領域Ｄのリング幅（Ｗ４）は、例えば１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは５ｍｍ〜１５ｍｍである。
【００６９】
第４の領域Ｄの厚み（Ｔ４）は、第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）と同等またはそれ以下であり、例えば５ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１２ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００７０】
第４の領域Ｄの内周と、第３の領域Ｃの外周との間の間隔（Ｗ４ｃ）（段差部分の間隔）には、特に制限はなく、例えば０ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．２ｍｍ〜５ｍｍである。
【００７１】
第４の領域Ｄによって、スパッタリング時に発生する基板に到達しなかったスパッタ粒子がターゲット材に再付着しないようにカバーするための治具（防着板）を取り付けるスペースを設けることができ、再付着による過剰な堆積による異常放電を制御することができる。
【００７２】
領域Ｘ
本発明では、第４の領域Ｄの外側にさらに領域Ｘを含んでいてもよい（例えば、図１５を参照のこと）。領域Ｘは、ターゲット材の側面に形成され得る段差であり、領域Ｄの内側の段差とともに、上述の第２の領域Ｂと第３の領域Ｃとの間の「段差」の定義にはあてはまらないものである。
領域Ｘのリング幅（Ｗｘ）は、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜７ｍｍ、より好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍである。
領域Ｘの厚み（Ｔｘ）は、例えば８ｍｍ〜３２ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１２ｍｍ〜２５ｍｍである。
このような領域Ｘによって、防着板とのクリアランスを無くすことができ、スパッタリング時における異常放電の抑制などの効果を得ることができる。
【００７３】
その他
本発明において、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとが形成し得る角度θ１（以下、傾斜角θ１と呼ぶ場合もある）は、垂直の角度（θ１＝９０°）よりも小さければ特に制限はない（より具体的には、図１５に示す角度θ１を参照のこと）。傾斜角θ１は、その下限が、好ましくは１度以上、より好ましくは１．５度以上、さらにより好ましくは２度以上であり、特に好ましくは５度以上であり、上限が、好ましくは７０度以下、より好ましくは５０度以下、さらにより好ましくは３０度以下、特に好ましくは１０度以下である。具体的には１°≦θ１≦７０°、好ましくは１．５°≦θ１≦５０°、より好ましくは２°≦θ１≦３０°、さらにより好ましくは５°≦θ１≦１０°の範囲内である。
また、第２の領域Ｂと第３の領域Ｃとが形成し得る角度θ２（以下、傾斜角θ２と呼ぶ場合もある）は、垂直の角度（θ２＝９０°）よりも小さければ特に制限はない（より具体的には、図１５に示す角度θ２を参照のこと）。傾斜角θ２は、その下限が、好ましくは１度以上、より好ましくは５度以上、さらにより好ましくは１０度以上であり、特に好ましくは１５度以上であり、上限が、好ましくは７０度以下、より好ましくは５０度以下、さらにより好ましくは３０度以下、特に好ましくは２５度以下である。具体的には１°≦θ２≦７０°、好ましくは５°≦θ２≦５０°、より好ましくは１０°≦θ２≦３０°、さらにより好ましくは１５°≦θ２≦２５°の範囲内である。
傾斜角θ１、θ２が上記の範囲内であると、スパッタリングの間において、基板上に形成され得る薄膜の膜厚均一性が向上し、さらにこのような角部で生じ得る異常放電を抑制することができる。
【００７４】
・支持部材
図１２の具体的な模式図で示される通り、スパッタリングターゲット１０は、例えばマグネトロンスパッタリング装置などのスパッタリング装置に固定するための支持部材２を含んでいてもよい。
【００７５】
支持部材２は、金属製であり、例えば、アルミニウム、銅、鉄、クロム、ニッケルなどの金属およびその合金からなる群から選択される材料から作製され得るものである。
【００７６】
支持部材２は、ターゲット材１を配置するためのリング部から主に構成され、さらにスパッタリング装置への固定を可能とするためのフランジ部を含んでいてもよい。なお、支持部材２のリング部およびフランジ部は、切削加工等により、上記の材料から一体的に形成されていることが好ましい。
【００７７】
リング部の厚み（すなわち壁厚）に特に制限はなく、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜１５ｍｍである。リング部の厚みは、均一であっても、そうでなくてもよい。例えば、図示する通り、フランジ部に近づくにつれて、その厚みが増加するように形成されていてもよい。
【００７８】
以下にて詳しく説明するスパッタリングターゲットの製造方法に記載の通り、ターゲット材１は、電子ビーム（ＥＢ）溶接等の溶接や以下にて詳しく説明するハンダ材による接合によって、支持部材２のリング部に結合されていることが好ましい。また、支持部材２のリング部の外側の周縁部は、ターゲット材１の外側の周縁部と面一に形成されていることが好ましい。また、ターゲット材１と支持部材２の外周部は、図１２に示す通り、テーパ状であってもよい。
【００７９】
支持部材２のフランジ部には、ボルト等の締結具によりスパッタリング装置への固定を可能とするための複数の孔が形成されていてもよい。
【００８０】
フランジ部の厚みに特に制限はなく、例えば５ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは８ｍｍ〜１２ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜１１ｍｍである。また、フランジ部の厚みは均一であることが好ましい。
【００８１】
また、支持部材２の高さに特に制限はなく、例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜２９ｍｍ、より好ましくは２５ｍｍ〜２９ｍｍである。
【００８２】
ここで、スパッタリングターゲット１０の全体の高さ（すなわち、ターゲット材１の第２の領域Ｂの上面から支持部材２のフランジ部の裏面までの距離）に特に制限はなく、例えば１０ｍｍ〜７０ｍｍ、好ましくは１３ｍｍ〜６５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ〜６０ｍｍである。
【００８３】
また、図１３の模式図で示す実施形態では、スパッタリングターゲット２０は、例えばマグネトロンスパッタリング装置などのスパッタリング装置に固定し、なおかつターゲット材１からの熱を放散することのできるバッキングプレート３を含んでいてもよい。
【００８４】
バッキングプレート３としては、導電性の材料から構成されていれば特に制限はなく、金属またはその合金などの材料から作製されたものを使用することが好ましい。
【００８５】
金属またはその合金として、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、タングステン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、ステンレス等が挙げられ、加工性、機械的強度、耐久性、放熱性などの観点から、銅を使用することが好ましく、そのなかでも特に高熱伝導性と高電気導電性との観点から、無酸素銅（純度９９．９６％以上、酸素濃度１０ｐｐｍ以下）を使用することが好ましい。また、バッキングプレート３の寸法および形状に特に制限はない。
【００８６】
図１３に示す通り、ハンダ材４を用いて、ターゲット材１をバッキングプレート３に接合することができる。
【００８７】
ハンダ材４としては、特に制限はなく、低融点（例えば７２３Ｋ以下）の金属または合金を含む材料であり、例えば、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）およびアンチモン（Ｓｂ）からなる群から選択される金属またはその合金を含む材料などが挙げられる。より具体的には、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｐｂ−Ａｇ、Ｚｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｓｂなどが挙げられる。
【００８８】
バッキングプレート３には、ボルト等の締結具によりスパッタリング装置への固定を可能とするための複数の孔が形成されていてもよい。
【００８９】
バッキングプレート３の厚みに特に制限はなく、例えば５ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは７ｍｍ〜２９ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００９０】
ここで、スパッタリングターゲット２０の全体の高さ（すなわち、ターゲット材１の第２の領域Ｂの上面からバッキングプレート３の裏面までの距離）に特に制限はなく、例えば１０ｍｍ〜７０ｍｍ、好ましくは１３ｍｍ〜６５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ〜６０ｍｍである。
【００９１】
・スパッタリングターゲットの製造方法
本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、例えば、まず、ターゲット材の材料を混合して溶融して鋳造することにより、スラブと呼ばれる鋳塊を形成し、かかる鋳塊を圧延して熱処理した後に任意の寸法および形状で、例えば円盤状にくり抜き、ターゲット材の予備成形体を得る。
【００９２】
次に、このターゲット材の予備成形体と、予め作製しておいた支持部材またはバッキングプレートとを溶接またはハンダ材などにより接合した後、このターゲット材の予備成形体を、例えば切削加工により所望の形状に成形することによって、スパッタリングターゲットを製造することができる。ハンダ材による接合の場合、上記のハンダ材を用いて、例えば、２０５℃〜２４０℃の温度範囲で真空接合によりターゲット材の予備成形体と支持部材またはバッキングプレートとを接合することができる。
【００９３】
また、図１２に示す実施形態では、ターゲット材の裏面は、上記の切削加工によって、ターゲット材と支持部材との接合面を超えて切削加工を施してもよい。また、上記の切削加工により、円の中心を頂点とした円錐形状の凹部を形成していてもよい。このような凹部の深さは、頂点部において、通常１ｍｍ〜３ｍｍである。ターゲット材の裏面が上記の凹部を有する場合、第１の領域Ａの厚み（Ｔ１）は、領域Ａの上面と、その厚みが最小となる領域Ａの下面との間の距離である（すなわち、領域Ａの上面と凹部の頂点との間の距離）。第２の領域Ｂの厚み（Ｔ２）は、領域Ｂの上面と、その厚みが最大となる領域Ｂの下面との間の距離である。第３の領域Ｃの厚み（Ｔ３）は、領域Ｃの上面と、その厚みが最大となる領域Ｃの下面との間の距離である（ただし、ターゲット材の支持部材との接合部は除く）。
【００９４】
なお、本発明において、スパッタリングターゲットの製造方法は、かかる方法に限定されるものではない。
【００９５】
・スパッタリング装置
スパッタリング装置に特に制限はなく、市販のスパッタリング装置を制限なく使用することができる。
【００９６】
そのなかでも、マグネトロンスパッタリング装置を使用することが好ましい。マグネトロンスパッタリング装置では、プラズマ化（又はイオン化）したアルゴンなどの不活性ガスを、マグネットを利用して捕捉することができるので、ターゲット材から、ターゲット原子を効率よく叩き出し、基板上での成膜速度を高めることができる。
【００９７】
マグネトロンスパッタリング装置としては、アルバック株式会社製の「セラウス（ｃｅｒａｕｓ）Ｚ−１０００」と呼ばれる装置を使用することが好ましく、そのなかでも電磁石タイプのマグネットを利用したものが特に好ましい。あるいはアプライド・マテリアルズ社製の「エンデュラ（Ｅｎｄｕｒａ）」と呼ばれる装置を使用してもよく、そのなかでもデュラタイプ（Ｄｕｒａ−ｔｙｐｅ）のマグネットを利用したものが好ましい。
【００９８】
・基板
上述のスパッタリングターゲットおよびスパッタリング装置を使用することにより薄膜を形成することのできる基板としては、特に制限はなく、例えば、シリコン、銅等の金属ウエハや、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の酸化物ウエハ、石英、パイレックス等のガラス基板や、樹脂基板などが挙げられる。
【００９９】
基板の形状に特に制限はないが、円形であることが好ましく、また、その寸法においても特に制限はなく、例えば１００ｍｍ〜４５０ｍｍ、好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍ、より好ましくは２００ｍｍである。
【０１００】
・スパッタリングターゲットの寿命
本発明のスパッタリングターゲットは、積算電力で好ましくは６５０ｋＷｈ〜７５０ｋＷｈまたはそれ以上の寿命を有し得る。ここでいう寿命とは、膜厚均一性がある閾値、例えば６．４％を超えずにスパッタリングできる積算電力をいう。
【０１０１】
本発明において、このような寿命が得られるのは、本発明のスパッタリングターゲットが上述の形状および寸法のターゲット材を含むことに起因する。
【０１０２】
そのなかでも特にターゲット材のスパッタリング面が第１の領域Ａと、第２の領域Ｂと、第３の領域Ｃとを有し、第１の領域Ａの直径（Ｗ１）が、スパッタリング面の直径（Ｒｔ）の１４％以上６０％未満であり、第３の領域の内径（ｒ）が、スパッタリング面の直径の９０％未満であることに起因する。
【０１０３】
・基板上に形成される薄膜の膜厚均一性
本発明のスパッタリングターゲットによって基板上に形成され得る薄膜の膜厚均一性は、基板上に形成され得る薄膜の所定の９点にて測定した薄膜のシート抵抗値ＲＳ（Ω／□）と、既知の薄膜の体積抵抗率ＲＶ（Ω・ｍ）とにより、式：ｔ＝ＲＶ／ＲＳ×１０６から求められる膜厚ｔ（μｍ）の値の最大値（ｍａｘ）と最小値（ｍｉｎ）とに基づいて、式：（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ）×１００（％）から求めることができる。なお、アルミニウム薄膜の場合、ＲＶ＝２．９×１０−８（Ω・ｍ）である。
【０１０４】
ここで、薄膜のシート抵抗値（Ω／□）は、例えば、ＫＬＡテンコール社製Ｏｍｎｉｍａｐ ＲＳ３５ｃを用いて測定することができる。測定を行う所定の９点は、例えば直径が２００ｍｍの基板を用いる場合には、例えば図１４に示すように、中心と、中心から４７．５ｍｍの位置（中間部）と、中心から９５ｍｍの位置（端部）とをそれぞれＸ軸、Ｙ軸に沿って測定する（合計９点）。
【０１０５】
本発明において、上述の膜厚均一性は、例えば６．４％未満であり、好ましくは６．３％未満であり、より好ましくは６．０％未満である。スパッタリングの初期段階（例えば０〜２００ｋＷｈ）においても、６．４％未満であり、好ましくは６．３％未満であり、より好ましくは６．０％未満の膜厚均一性を達成することができる。また、末期段階（特に７５０ｋＷｈ以上の長時間が経過した時点）においても、膜厚均一性は６．４％未満であり、好ましくは６．３％未満であり、より好ましくは６．０％未満である。
【０１０６】
上述の通り、本発明では、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に末期段階において優れた膜厚均一性を得ることができる。
【０１０７】
以下の実施例において、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【０１０８】
実施例１
純度９９．９９９％以上のアルミニウムに、０．５重量％の銅を添加し、これらの混合物を溶融して鋳造して得られる鋳塊（スラブ）を圧延して熱処理した後にフライス盤にて円盤状にくり抜き、直径３２５ｍｍ、厚さ１８ｍｍのターゲット材の予備成形体を得た。
【０１０９】
かかるターゲット材の予備成形体と、図１３に示す形状のバッキングプレートとをハンダ材（Ｉｎ）を用いて２００℃で接合し、さらに旋盤による切削加工によりターゲット材の予備成形体を図１５に示す形状に成形することにより、スパッタリングターゲットを製造した。ターゲット材の各寸法は、以下の通りである。なお、実施例１のスパッタリングターゲットのターゲット材は、図１５、１８に示されるようにエロージョンが最も集中する位置に「段差（Ｗ２ｃ）」を有する。
【０１１０】
Ｒｔ：３１２ｍｍ
ｒ：２１５ｍｍ
Ｔ１：１３ｍｍ
Ｔ２：１５ｍｍ
Ｔ３：１４ｍｍ
Ｔ４：１５ｍｍ
Ｔｘ：１２ｍｍ
θ１：５．７°
θ２：２１．８°
Ｗ１：１２０ｍｍ
Ｗ２：２５ｍｍ
Ｗ２ａ：２０ｍｍ
Ｗ２ｃ：２．５ｍｍ
Ｗ３：３５ｍｍ
Ｗ４：１０ｍｍ
Ｗ４ｃ:０．５ｍｍ
Ｗｘ：３ｍｍ
Ｗ１／Ｒｔ×１００＝３８．５％
ｒ／Ｒｔ×１００＝６８．９％
Ｔ３／Ｗ３＝０．４
スパッタリングターゲット全体の高さ（第２の領域の上面からバッキングプレートの裏面までの距離）：２７．３ｍｍ
【０１１１】
実施例２
実施例１と同様にして、実施例２のスパッタリングターゲットを製造した（図１３、１５）。ターゲット材の各寸法は、以下の通りである。なお、実施例２のスパッタリングターゲットのターゲット材は、図１５、１８に示されるようにエロージョンが最も集中する位置に「段差（Ｗ２ｃ）」を有する。
【０１１２】
Ｒｔ：３１２ｍｍ
ｒ：２２０ｍｍ
Ｔ１：１３ｍｍ
Ｔ２：１５ｍｍ
Ｔ３：１３ｍｍ
Ｔ４：１５ｍｍ
Ｔｘ：１２ｍｍ
θ１：５．７°
θ２：２１．８°
Ｗ１：１２０ｍｍ
Ｗ２：２５ｍｍ
Ｗ２ａ：２０ｍｍ
Ｗ２ｃ：５ｍｍ
Ｗ３：３２．５ｍｍ
Ｗ４：１０ｍｍ
Ｗ４ｃ:０．５ｍｍ
Ｗｘ：３ｍｍ
Ｗ１／Ｒｔ×１００＝３８．５％
ｒ／Ｒｔ×１００＝７０．５％
Ｔ３／Ｗ３＝０．４
スパッタリングターゲット全体の高さ（第２の領域の上面からバッキングプレートの裏面までの距離）：２７．３ｍｍ
【０１１３】
比較例１
実施例１と同様にして、比較例１のスパッタリングターゲットを製造した。ターゲット材の各寸法は、以下の通りである。なお、比較例１のスパッタリングターゲットのターゲット材は、Ｘの領域にのみ段差を有している（標準形状）。
【０１１４】
Ｒｃｔ：３１２ｍｍ
ｒｃ：３０６ｍｍ
Ｔｃ１：１５ｍｍ
Ｔｃｘ：１２ｍｍ
Ｗｃｘ：３ｍｍ
スパッタリングターゲット全体の高さ（第２の領域の上面からバッキングプレートの裏面までの距離）：２７．３ｍｍ
【０１１５】
比較例２
実施例１と同様にして、比較例２のスパッタリングターゲットを製造した。ターゲット材の各寸法は、以下の通りである。なお、比較例２のスパッタリングターゲットのターゲット材は、エロージョンが最も集中する位置に「段差」を有していない。
【０１１６】
Ｒｃｔ：３１２ｍｍ
ｒｃ：３０６ｍｍ
Ｔｃ１：１３ｍｍ
Ｔｃ２：１５ｍｍ
Ｔｃｘ：１２ｍｍ
θC１：５．７°
Ｗｃ１：１２０ｍｍ
Ｗｃ２：７３ｍｍ
Ｗｃ２ａ：２０ｍｍ
Ｗｃｘ：３ｍｍ
Ｗｃ１／Ｒｃｔ×１００＝３８．５％
スパッタリングターゲット全体の高さ（第２の領域の上面からバッキングプレートの裏面までの距離）：２７．３ｍｍ
【０１１７】
スパッタリング
マグネトロンスパッタリング装置（アルバック株式会社製のセラウス（ｃｅｒａｕｓ）Ｚ−１０００、マグネット：電磁石タイプ）、ならびに実施例および比較例のスパッタリングターゲットをそれぞれ使用して、直径が２００ｍｍの基板（ＬＧ Ｓｉｌｔｒｏｎ社製のシリコン基板）に、以下の条件にて薄膜を形成した。
【０１１８】
スパッタリング条件
出力：１０ｋＷ
不活性ガス：アルゴン
基板温度：２５℃
ターゲットと基板との間の距離（ＴＳ距離）：４０ｍｍ
【０１１９】
スパッタリングターゲットの評価
実施例および比較例の各スパッタリングターゲットについて、上記の条件で、０〜８００ｋＷｈの範囲にわたって、スパッタリング操作を行った。積算電力（ｋＷｈ）と膜厚均一性（％）との関係を図１７に示し、スパッタリング面位置における残厚およびエロージョン量（比較例１は７００ｋＷｈ、比較例２、実施例１、２は８００ｋＷｈ使用時）を図１８に示す。
【０１２０】
図１７に示す通り、実施例１、２のスパッタリングターゲットでは、スパッタリングの初期段階および末期段階、特に積算電力で６５０ｋＷｈ〜７５０ｋＷｈの末期段階において、膜厚均一性を６％未満に維持することができ、従来よりも長期間にわたってターゲット材を使用できることがわかった。
【０１２１】
対して、比較例１では５００ｋＷｈ、比較例２では６５０ｋＷｈを超えたあたりから、膜厚均一性が６％を超えて膜厚均一性が悪化することがわかった。
【０１２２】
このような結果が得られるのは、実施例１、２において、ターゲット材のエロージョンが集中する位置において、その厚みが低下するように設けられた段差が存在することに起因する。このような段差が存在することで、エロージョン領域がターゲット材の縁部側に移動（シフト）して、基板の中間部、端部、中心で生じる厚みの差が減少するので、末期段階での膜厚均一性が向上したものと考えられる（図７〜９、１８）。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明のスパッタリングターゲットは、市販のスパッタリング装置、特にマグネトロンスパッタリング装置において利用することができ、スパッタリングの間、特にスパッタリングの末期段階において優れた膜厚均一性を有する薄膜を基板上に形成することができるので、スパッタリングによる薄膜の形成において非常に有益である。
【０１２４】
本願は、２０１７年３月２９日に日本国で出願された特願２０１７−０６４９８５を基礎としてその優先権を主張するものであり、その内容はすべて本明細書中に参照することにより援用される。
【符号の説明】
【０１２５】
１    ターゲット材
２    支持部材
３    バッキングプレート
４    ハンダ材
１０  スパッタリングターゲット
２０  スパッタリングターゲット
Ａ    第１の領域
Ｂ    第２の領域
Ｃ    第３の領域
Ｏ    スパッタリング面の中心
【図１】
2018168463.tif 000003
【図２】
2018168463.tif 000004
【図３】
2018168463.tif 000005
【図４】
2018168463.tif 000006
【図５】
2018168463.tif 000007
【図６】
2018168463.tif 000008
【図７】
2018168463.tif 000009
【図８】
2018168463.tif 000010
【図９】
2018168463.tif 000011
【図１０】
2018168463.tif 000012
【図１１】
2018168463.tif 000013
【図１２】
2018168463.tif 000014
【図１３】
2018168463.tif 000015
【図１４】
2018168463.tif 000016
【図１５】
2018168463.tif 000017
【図１６】
2018168463.tif 000018
【図１７】
2018168463.tif 000019
【図１８】
2018168463.tif 000020
【図１９】
2018168463.tif 000021
【図２０】
2018168463.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材を含み、前記ターゲット材のスパッタリング面が、スパッタリングの際にエロージョンが集中する位置において、前記ターゲット材の厚みが低下するように設けられた段差を有し、前記スパッタリング面が円形状であり、前記スパッタリング面の直径の１４％以上６０％未満の位置において、前記スパッタリング面の半径方向の内側に前記ターゲット材の厚みが低下するように前記段差が形成されている、スパッタリングターゲット。