(57)【要約】      （修正有）【課題】スパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制するスパッタリングターゲット材を提供する。【解決手段】バッキングプレート２を含むターゲット１表面に深さ０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、幅０．０１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の連続または不連続の溝３を１本または２本以上を有するスパッタリングターゲット材。さらに、２本以上の溝３が形成されていて、溝同士の間隔が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の溝間隔を有するスパッタリングターゲット材。【選択図】図２
2015129323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッキングプレートを含むターゲット表面に深さ０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、幅０．０１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の連続または不連続の溝を１本または２本以上を有することを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項２】
請求項１に記載のパッキングプレートを含むターゲット表面には、２本以上の溝が形成されていて、該溝同士の間隔が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の溝間隔を有することを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング法により薄膜を形成する際に使用されるスパッタリングターゲット材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体薄膜などの質の良い金属膜等を形成し得る成膜方法の１つとしてスパッタリング法が知られている。このスパッタリング法は、荷電粒子でスパッタリングターゲットに衝撃を与え、その衝撃力でスパッタリングターゲット材から粒子をたたき出してターゲットに対向して設置したウエハのような基板に薄膜を形成するものである。
【０００３】
スパッタリングターゲット材からたたき出された粒子のうち基板に付着して薄膜を形成するものは一部であり、その他の粒子は装置内壁やスパッタリングターゲット材あるいは冷却及び支持目的でスパッタリングターゲット材に接合されているバッキングプレートなどに付着する。これを再付着膜と呼称するが、このような部分に付着した再付着膜が剥離し、スパッタリングの際、パーティクルの発生原因になったり、装置の正常な稼動を妨げる要因の一つとなっている。
【０００４】
上述した再付着膜の剥離を防ぐ方法として、例えば、特開平１１−２３６６６３号公報（特許文献１）に開示されているようなブラスト処理が提案されている。この特許文献１は、スパッタリングターゲット側面にブラスト処理するもので、スパッタリングの際に、スパッタリングターゲットから叩き出された原子の一部が、このスパッタリングターゲットの側面に付着して膜を形成したとしても、スパッタリングターゲットの側面はブラスト処理が施されているため、この付着した膜の剥がれを防止することが提案されている。
【０００５】
また、特開平８−２７７４６６号公報（特許文献２）に開示されているように、スパッタリングターゲット側面およびパッキングプレート側面の非エロージョン部をＴｉＮ、ＭｏＳｉ2 またはＷＳｉ2 粒子で再付着膜が付着する部位にブラスト処理を施すことで再付着膜の剥離を抑制する方法が提案されているようにブラスト処理により得られる粗さは粗ければ粗いほど効果があることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２３６６６３号公報
【特許文献２】特開平８−２７７４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１、２で提案されているように、ブラスト処理をし、粗さを出すことで再付着膜の剥がれを抑制する。すなわち、ブラスト処理による粗さ向上が有効であることが提案されている。しかしながら、ブラスト粗さは上げれば上げるほど再付着膜の剥がれを防止することが出来るが、スパッタリングターゲット材の種類によっては、上述のようなブラスト処理のみで再付着膜剥がれを抑制する粗さを得ようとすると、割れてしまうスパッタリングターゲット材があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、ブラスト処理のみに頼らず、パッキングプレートを含むターゲット表面の形状を工夫することで再付着膜の剥離を抑制する方法を見出し発明するに至った。すなわち、本発明は、スパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制するスパッタリングターゲット材を提供することにある。
【０００９】
その発明の要旨とするところは、
（１）パッキングプレートを含むターゲット表面に深さ０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、幅０．０１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の連続または不連続の溝を１本または２本以上を有することを特徴とするスパッタリングターゲット材。
（２）前記（１）に記載のパッキングプレートを含むターゲット表面には、２本以上の溝が形成されていて、該溝同士の間隔が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の溝間隔を有することを特徴とするスパッタリングターゲット材にある。
【発明の効果】
【００１０】
上述したように、本発明は、パッキングプレートを含むターゲット表面に溝を形成した後にブラスト処理することで、スパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制するスパッタリングターゲット材にある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングターゲットおよびパッキングプレートを示した図である。
【図２】連続または不連続な円環状の溝を示す断面図である。
【図３】放射線状または渦巻き状の溝を示す断面図である。
【図４】溝の形状を示す拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１に示すように、スパッタリングターゲット１およびパッキングプレート２より構成されたターゲット組立体を示す。スパッタリングターゲット１の直径がパッキングプレート２の直径より小さく、その直径は、例えば、スパッタリングターゲット１の直径は１６４ｍｍ、これに対してパッキングプレート２は１８０ｍｍと大きく、パッキングプレート２のスパッタリングターゲット接合面に露出部が存在し、その部分がＡ部に当たる。
【００１３】
図２は連続または不連続な円環状の溝を示す断面図である。図２（ａ）は不連続な円環状の溝であり、図２（ｂ）は連続する円環状の２本の溝を示す。なお、符号３は不連続な円環状の溝を、４は連続する円環状の２本の溝を示す。図３は放射線状または渦巻き状のの溝を示す断面図である。すなわち、図３（ａ）は放射線状の溝５を示し、図３（ｂ）は渦巻き状の溝６を示す。また、図４は溝の形状を示す拡大図である。すなわち、図４（ａ）は正方形状の溝７であり、図４（ｂ）は円弧状の溝８であり、図４（ｃ）は菱形形状の溝９を示す。なお、この図に示すようにＤは溝の深さ、Ｗは溝の幅、Ｓは溝間隔を示している。
【００１４】
付着した膜の剥離防止の観点から、特に、付着膜の剥離が問題となるブラストを施す部位に予め溝を形成する。その溝の詳細については、深さ（Ｄ）０．０１ｍｍ以上、幅（Ｗ）０．０１ｍｍ以上の溝を一つ以上形成することにある。しかし、深さが０．０１ｍｍ未満、幅が０．０１ｍｍ未満ではスパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制する効果が十分でない。したがって、深さ０．０１ｍｍ以上、幅０．０１ｍｍ以上とした。なお、好ましく０．０２ｍｍ以上、さらにより好ましくは０．０３ｍｍ以上とする。
【００１５】
また、幅については好ましくは０．０２ｍｍ以上、更に好ましくは０．０３ｍｍ以上とする。一方、上限については、望ましくは深さ１．０ｍｍ、幅２．０ｍｍとする。これ以上を超えると上記効果が飽和することからその値とした。なお、溝の断面形状は特に限定されるものではない。半円状でも長方形状でもよく、あるいはＵ字状やＶ字状であっても良い。
【００１６】
また、溝の数については、少なくとも１以上でないと、上記するスパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制する効果が十分でない。なお、好ましくは２以上とする。さらにより望ましくは４以上とする。一方、溝の数の上限は、望ましくは２００本とする。溝が多すぎても効果が飽和するだけで、むしろ加工費用が増加するからである。
【００１７】
さらには、溝と溝の間隔は０．０１ｍｍ以上とする。０．０１ｍｍ未満では工具がぶれたりして溝と溝の間にある加工前の平面部が加工されてしまい、加工自体が困難となるからである。より好ましくは０．０５ｍｍ以上とする。一方、上限については、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下とする。この溝と溝との間隔が１０ｍｍを超えると、溝の間に付着する再付着膜の量が増えるからである。また、望ましくは、上記した溝を形成後にブラスト処理を施す。
【００１８】
溝の形成は特に限定するものでなく、エンドミルで彫ったり放電加工で加工しても良く、または溝に相当する部分を凸部にした金型に押し当ててブラスト部に凹部の溝を形成しても良い。また、ブラスト処理部の全体に溝を付与するが、その溝の配置は特に限定されるものではない。例えば、全周を１本の円環状の溝としても良く、またこの円環を２本以上の円弧状の溝に分割してもよい。また、中心から外周に向けて放射線状に付与しても良く、または渦巻きのように半径に対して斜めに１本または２本以上の溝を付与しても良い。また、これらの溝は同じ太さの線状の溝に限定されない。特に２本以上の場合には、その一つが例えば円形や楕円形や菱形であっても良い。これらは前述したように溝と溝の間隔が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に保たれていればそれで良い。
【００１９】
ブラスト処理については、ブラスト材としてブラスト効果を導電性を併せもつものが望ましく、従来使用されているＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＮ、ＭｏＳｉ2 、ＷＳｉ2 等を用いてブラストマシン等によりブラスト処理を行う。このブラスト処理の条件は、ブラストの型式、ブラスト材の粒径、圧力、時間などにより適宜選択して行う。
【００２０】
本発明の処理により再付着膜の抑制効果を得られるスパッタリングターゲット材の材質は、純元素ではＣ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂを挙げることができる。また、２元素以上の合金であれば、Ａｌ基、Ｓｉ基、Ｔｉ基、Ｖ基、Ｃｒ基、Ｍｎ基、Ｆｅ基、Ｃｏ基、Ｎｉ基，Ｃｕ基、Ｚｎ基，Ｇａ基，Ｚｒ基、Ｎｂ基、Ｍｏ基、Ｒｕ基、Ｒｈ基、Ａｇ基、Ｈｆ基、Ｔａ基、Ｗ基、Ｒｅ基，Ｐｔ基、Ａｕ基、Ｐｂ基の合金で効果が得られる。また、金属に限らず、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物等あるいはその複合のセラミックスでも発明の効果が得られる。
【００２１】
また、スパッタリングターゲット材の形状は特に問わず、上述したブラスト処理を施すスパッタリングターゲットにて有効である。その溝の形成方法は工作機械を用いて溝の深さ、溝幅、溝本数、および溝間隔を制御しながら形成する。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
図１に示す形状の１の径がψ１６４ｍｍ、２の径がψ１８０ｍｍのスパッタリングターゲット材のＡ部の任意の位置に、図２で示すリング状のＡ部に、連続する円環状の溝を表１に、不連続する円環状の溝を表２に各溝を形成した。また、表３には放射線状の溝、表４には渦巻き状の溝を形成した。表１、２、３、４に示す溝間隔は隣合う溝との距離を示す。表２の溝長さは不連続な溝、各々の長さ。放射線状の溝と渦巻き状の溝は表３、４に示す溝間隔でターゲット材Ａ部に形成した。その後、Ａ部を下記に示すブラスト処理条件にてブラストを実施した。すなわち、ブラスト処理条件としては、１０００μｍ以上の大きいアルミナ粒を除去したアルミナ粒を使い、噴射圧５ｋｇ／ｍｍ2 、噴射時間５分で行った。
【００２３】
また、再付着膜剥離の評価としては、１０-6Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気下で、０．７５ｋｗの条件で１２０ｈｒスパッタし、剥離した再付着膜を回収し、重量を測定することで評価した。その結果５ｍｇ未満のものは特に良好なものとし◎、５〜１０ｍｇのものは良好のものとし○、１１ｍｇ以上のものは良くないものとし×とした。
【００２４】
【表１】
2015129323.tif 000003
【００２５】
【表２】
2015129323.tif 000004
【００２６】
【表３】
2015129323.tif 000005
【００２７】
【表４】
2015129323.tif 000006
表１〜４に示すＮｏ．１〜１７、Ｎｏ．２６〜４２、Ｎｏ．５１〜６７、Ｎｏ．７６〜９２は本発明例であり、Ｎｏ．１８〜２５、Ｎｏ．４３〜５０、Ｎｏ．６８〜７５、Ｎｏ．９３〜１００は比較例である。
【００２８】
表１に示すように、本発明例Ｎｏ．Ｎｏ．１〜１７は溝の形状が連続する円環状の溝の場合であり、表２に示すＮｏ．２６〜４２は不連続な円環状の溝の場合であり、表３に示すＮｏ．５１〜６７は放射線状の溝の場合であり、表４に示すＮｏ．７６〜９２は渦巻き状の場合である。これらいずれも本発明の条件を満足していることから、剥離量が１０ｍｇと少なく良好なスパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を防止することが出来た。
【００２９】
これに対し、表１に示す比較例Ｎｏ．Ｎｏ．１８〜２５は溝の形状が連続する円環状の溝の場合、表２に示すＮｏ．４３〜５０は溝の形状が不連続する円環状の溝の場合、表３に示すＮｏ．６８〜７５は放射線状の溝の場合、表４に示すＮｏ．９３〜１００は渦巻き状の場合である。これらいずれも本発明に係る溝の構成条件から外れていることから、剥離量が２０ｍｇ〜４０ｍｇと大きく、スパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離が見られた。
【００３０】
以上述べたように、従来技術としてのブラスト処理のみで表面に粗さを出すことで再付着膜の剥がれを防止していたのでは、ブラスト処理のみでは十分な効果が達成できないことから、本発明を採用することにより剥離量が極めて少ない良好なスパッタリングによる成膜中にスパッタリングターゲット材あるいはバッキングプレートなどに付着する、再付着膜の剥離を抑制することを可能としたことは、簡単な工程であるにも係わらず工業的に極めて大きな効果を奏するものである。
【符号の説明】
【００３１】
１  スパッタリングターゲット
２  パッキングプレート
３  不連続な円環状の溝
４  連続する円環状の２本の溝
５  放射線状の溝
６  渦巻き状の溝
７  正方形状の溝
８  円弧状の溝
９  菱形形状の溝
Ｄ  溝の深さ
Ｗ  溝の幅
Ｓ  溝間隔
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊
【図１】
2015129323.tif 000007
【図２】
2015129323.tif 000008
【図３】
2015129323.tif 000009
【図４】
2015129323.tif 000010