(57)【要約】【課題】従来のマグネトロンスパッタリング装置を用いても、ターゲットのコーナー部のスパッタリングレートを直線部のスパッタリングレートと同等のものとし、少なくともトラック状の長円形部分においてはターゲットを有効に消耗させることのできる、また、均一な膜厚に成膜される有効範囲を広くすることのできるマグネトロンスパッタリング用ターゲットを提供すること。【解決手段】ターゲット１１の短辺両端部に、巾をターゲットの短辺長とし、長さを短辺端からエロージョンの直線となる位置までを略その長さとする矩形状の、磁力低減用の磁性材１２を設けたこと。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形平板状のマグネトロンスパッタリング用ターゲットにおいて、ターゲットの短辺両端部に、巾をターゲットの短辺長とし、長さを短辺端からエロージョンの直線となる位置までを略その長さとする矩形状の、磁力低減用の磁性材を設けたことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
【請求項２】
前記磁性材をターゲットの背面に設けたことを特徴とする請求項１記載のマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
【請求項３】
前記磁性材をターゲットの中に設けたことを特徴とする請求項１記載のマグネトロンスパッタリング用ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜の成膜に使用されるスパッタリング装置のターゲットに係り、特にターゲットを有効に使い切ることのできるマグネトロンスパッタリング用ターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マグネトロンスパッタリングは、比較的低い圧力で、低電圧・大イオン電流密度の放電が可能であり、膜が付着する速度を容易に大きくすることができる。また、電子衝撃に起因する基板温度の上昇が低く抑制されるという技術的な特徴とあいまって、電極構造が比較的簡単なプレーナマグネトロン（平板マグネトロン）が現在では広く用いられている。
磁界励起用のマグネットはバッキングプレートの背後に設置されており、磁力線はターゲットの背後からターゲットを通過してその表面にでてくる。マグネトロンカソード上のイオン電流密度の分布は不均一であり、スパッタリングレートの分布は不均一なものとなる。従って、それに伴うターゲットの消耗に不均一性が見られる。
【０００３】
図１は、平板マグネトロンスパッタリング装置の一例におけるターゲットとバッキングプレートとマグネットの配置を示した説明図である。
図１（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、バッキングプレート（２）の前方にターゲット（１）が配置され、バッキングプレート（２）の後方にマグネット（３）が配置されている。
【０００４】
また、図２（ａ）は、図１におけるマグネット（３）の正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、マグネット（３）は、平面形状が矩形リング状のマグネット（３Ａ）と直線状のマグネット（３Ｂ）で構成されている。
矩形リング状のマグネット（３Ａ）は、その前方部分をＮ極、後方部分をＳ極とし、また、直線状のマグネット（３Ｂ）は、その前方部分をＳ極、後方部分をＮ極としている。
【０００５】
磁力線は、このマグネット（３）により励起されターゲット（１）の背後からターゲットを通過して前方の表面にでてくる。
また、図２（ｃ）、（ｄ）は、図１に示すターゲット（１）の正面図、及びＡ−Ａ’線の断面図であり、厚さ（Ｄ）を有する平坦な矩形状である。尚、図２（ｃ）、（ｄ）に示すターゲット（１）は使用前のものである。
【０００６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）、（ｄ）に示すターゲット（１）の使用後の状態を表す説明図である。図３（ａ）は、使用後のターゲット（１）の正面図、（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
図３（ａ）に示すように、使用後のターゲット（１）は、スパッタリングによって前方の表面がトラック状の長円形にエロージョン（浸食）が起きている。このように、平板マグネトロンスパッタリングにおいてはターゲットの表面全体でみると、不均一なエロージョン（浸食）である。
【０００７】
また、トラック状の長円形部分におけるスパッタリングレートは、長円形の直線部と、コーナー部（円弧部）で異なっており、コーナー部（円弧部）＞直線部の関係になっている。従って、使用後のターゲット（１）は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、厚さ（Ｄ）を有するターゲット（１）のコーナー部を使い切った状態（Ｓ）でも、直線部は消耗されずに残った状態（Ｒ）となっている。
実際の成膜作業におけるターゲットの使用限界は、ターゲット（１）のコーナー部を使い切った状態（Ｓ）の残厚によって決定される。その時点に使用された部分は、コーナー部を使い切った部分であり、直線部に残された部分、及びトラック状の長円形以外の部分は残されたままとなってしまう。
【０００８】
また、このような平板マグネトロンスパッタリングにおいては、被成膜物に成膜される薄膜の膜厚分布が、上記スパッタリングレートの差の影響を受け、被成膜物のコーナー部に対応した部分の膜厚が厚くなってしまう傾向にある。
従って、被成膜物の全面にわたって均一な分布の薄膜を得ようとした場合には、被成膜物が必要とする有効範囲（図１中、（Ｐ））に対し、十分な大きさ（Ｑ）のマグネット及びターゲットを有するスパッタリング装置を用いることが必要となる。或いは、被成膜物が多面付けされた状態で成膜するのであれば、そのスパッタリング装置の大きさに対し、十分に小さな範囲を有効範囲として、例えば、被成膜物を一面付けの大きさで成膜することが必要となる。
【０００９】
上記ターゲット（１）の未使用部分を有効に消耗する技術として、例えば、特開平１１−４３７６６号公報には、磁気回路ユニットをスライドさせ、且つ離間させる技術が開示されている。
図４は、特開平１１−４３７６６号公報に開示された技術の概略を説明する断面図である。この薄膜形成方法は、ターゲット（４１）の裏面側に配置した少なくとも１つの磁気回路ユニット（４３）をターゲット面に平行にスライドさせて、マグネトロンプラズマリング（４２）をターゲット（４１）面上で移動させながら成膜する薄膜形成方法である。
【００１０】
磁気回路ユニット（４３）のスライド端近傍で磁気回路ユニット（４３）をターゲット面から、点線矢印で示すように、離間させることで磁気回路ユニット（４３）が折り返す時にターゲット（４１）面上の磁界分布を低減させて成膜するようにし、ターゲット（４１）面上で均一な磁界分布を保ったものである。
すなわち、この技術によれば、スパッタリングレートはターゲット（４１）の表面全面にわたって均一なものとなり、これに伴いターゲットのエロージョン（浸食）は均一になり、ターゲットは有効に消耗されることになる。
また、従って、被成膜物上に成膜される薄膜の膜厚分布は、均一な分布をした薄膜となる。
【００１１】
しかし、この技術を採用するには、上記磁気回路ユニットをターゲット面に平行にスライドさせ、磁気回路ユニットが折り返す時に磁気回路ユニットをターゲット面から離間させるマグネトロンスパッタリング装置を新たに設置する必要がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平０６−１７２９９１号公報
【特許文献２】
特開平１１−４３７６６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、前記磁気回路ユニットをターゲット面に平行にスライドさせ、磁気回路ユニットが折り返す時に磁気回路ユニットをターゲット面から離間させるマグネトロンスパッタリング装置を新たに設置することなく、従来のマグネトロンスパッタリング装置を用いても、類似する効果、すなわち、ターゲットのコーナー部のスパッタリングレートを低減させ、直線部のスパッタリングレートと同等のものとし、少なくともトラック状の長円形部分においてはターゲットのエロージョン（浸食）を均一にし、ターゲットを有効に消耗させることのできる、また同時に、マグネトロンスパッタリング装置内において、均一な膜厚に成膜される有効範囲を広くすることのできるマグネトロンスパッタリング用ターゲットを提供することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形平板状のマグネトロンスパッタリング用ターゲットにおいて、ターゲットの短辺両端部に、巾をターゲットの短辺長とし、長さを短辺端からエロージョンの直線となる位置までを略その長さとする矩形状の、磁力低減用の磁性材を設けたことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットである。
【００１５】
また、本発明は、上記発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲットにおいて、前記磁性材をターゲットの背面に設けたことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットである。
【００１６】
また、本発明は、上記発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲットにおいて、前記磁性材をターゲットの中に設けたことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用ターゲットである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図５（ａ）は、本発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲットの一実施例を示す平面図である。また、図５（ｂ）は、左側面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、この一実施例のマグネトロンスパッタリング用ターゲット（１０）は、ターゲット（１１）の背面、短辺両端部に、巾をターゲットの短辺長とし、長さを短辺端からエロージョンの直線となる位置までを略その長さとする矩形状の、磁力低減用の磁性材（１２）を設けたものである。
【００１８】
磁力低減用の磁性材（１２）としては、例えば、鉄が用いられる。また、この磁力低減用の磁性材（１２）は、例えば、接合はんだ（図示せず）によってターゲット材に接合される。
磁力低減用の磁性材（１２）が設けられる両端部は、スパッタリングによってエロージョン（浸食）を受ける、図５（ａ）中、破線で示すトラック状の長円形の両コーナー部に対応した箇所である。
【００１９】
この両コーナー部に対応した箇所に磁力低減用の磁性材（１２）を設け、ターゲットの前面の磁力分布を調整することによって、スパッタリングレートの分布を制御することができる。例えば、図６に示すように、ターゲットのトラック状の長円形部におけるエロージョン（浸食）を、長円形部の全面において同一のもの、すなわち、ターゲットの残厚を同一のタイミングでゼロにするようにスパッタリングレートの分布を制御することができる。
或いは、例えば、図７に示すように、磁力低減用の磁性材（１２）をターゲットの中に設け磁力分布を調整することも可能である。これにより、両端部のターゲットの厚みを薄くすることができる。
【００２０】
図８は、本発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲット（１０）が、接合はんだ（１３）によってバッキングプレート（２）に接合された状態を示した左側面図である。バッキングプレート（２）の背後にマグネット（３）が配置されている。
前記のように、本発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲット（１０）は、磁力低減用の磁性材（１２）を設け、ターゲットの前面の磁力分布を調整することによって、スパッタリングレートの差を小さなものとすることができる。
【００２１】
従って、被成膜物に均一な膜厚に薄膜を成膜する際の有効範囲を広くすることができる。少なくとも、磁力低減用の磁性材（１２）の短辺端の逆端（Ｔ）から巾（Ｗ）約５０ｍｍを除いた領域（Ｐ’）は有効範囲となる。
【００２２】
尚、本発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲット（１０）の有効な消耗量は、ターゲット全量の約４０％〜５５％に及ぶものとなった。これは従来のターゲットの有効な消耗量である約３０％〜４５％に比較して有効な消耗が大幅に増加したものであり、被成膜物の処理数が従来に比較し約３０％増加したことになる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、ターゲットの短辺両端部に、巾をターゲットの短辺長とし、長さを短辺端からエロージョンの直線となる位置までを略その長さとする矩形状の、磁力低減用の磁性材を設けたマグネトロンスパッタリング用ターゲットであるので、従来のマグネトロンスパッタリング装置を用いても、ターゲットのコーナー部のスパッタリングレートを直線部のスパッタリングレートと同等のものとし、トラック状の長円形部分においてはターゲットを有効に消耗させることのできるマグネトロンスパッタリング用ターゲットとなる。
また、マグネトロンスパッタリング装置内において、均一な膜厚に成膜される有効範囲を広くすることのできるマグネトロンスパッタリング用ターゲットとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、平板マグネトロンスパッタリング装置の一例における配置の正面図である。
（ｂ）は、平板マグネトロンスパッタリング装置の一例における配置の左側面図である。
（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。
【図２】（ａ）は、図１におけるマグネットの正面図である。
（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。
（ｃ）は、ターゲットの正面図である。
（ｄ）は、ターゲットのＡ−Ａ’線の断面図である。
【図３】（ａ）は、使用後のターゲットの正面図である。
（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
（ｃ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図４】ターゲットの未使用部分を有効に消耗する技術の概略を説明する断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明によるマグネトロンスパッタリング用ターゲットの一実施例を示す平面図である。
（ｂ）は、左側面図である。
【図６】エロージョンを、長円形部の全面において同一にした説明図である。
【図７】両端部のターゲットの厚みを薄くし、磁力低減用の矩形状磁性材をターゲットの中に設けた例の説明図である。
【図８】マグネトロンスパッタリング用ターゲットが、接合はんだによってバッキングプレートに接合された状態を示した左側面図である。
【符号の説明】
１、１１、４１・・・ターゲット
２・・・バッキングプレート
３・・・マグネット
１０・・・本発明のマグネトロンスパッタリング用ターゲット
１２・・・磁力低減用の磁性材
４２・・・マグネトロンプラズマリング
４３・・・磁気回路ユニット
Ｄ・・・ターゲットの厚さ
Ｐ・・・被成膜物が必要とする有効範囲
Ｑ・・・スパッタリング装置の十分な大きさ
Ｐ’・・・本発明における成膜の有効範囲
Ｒ・・・ターゲットが消耗されずに残った状態
Ｓ・・・ターゲットを使い切った状態
Ｔ・・・短辺端の逆端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004353020.tif 000009
【図８】
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