(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット面と特定の厚みとを有し、前記ターゲット面に、不純物小片もしくは母材小片を埋め込むための複数の孔を備えてなる母材ターゲットと、
前記孔に埋め込み可能な複数の不純物小片と、
前記孔に埋め込み可能な複数の母材小片と
を含んでなり、
前記孔が、前記ターゲット面に対する垂線に対して３〜４５°傾斜しているスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記ターゲット面が円形状であり、前記ターゲット面の同心円上に前記複数の孔が等間隔に配置される請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記孔が、前記ターゲット面に対する垂線に対して５〜１０°傾斜している請求項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】
前記孔の深さが、前記母材ターゲットの厚さに対して８０％以下の深さである請求項１〜３の何れか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットを用いたＰＶＤ膜の製造方法であって、
前記母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、前記不純物小片および／または前記母材小片を挿入する工程と、
前記挿入する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する工程と
を含むＰＶＤ膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットを用いたＰＶＤ膜中の不純物の濃度制御方法であって、
前記母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、前記不純物小片および／または前記母材小片を挿入することにより、スパッタリングターゲットにおける不純物量を制御する工程と、
前記制御する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する工程と
を含むＰＶＤ膜中の不純物の濃度制御方法。
【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並びにそれを用いたＰＶＤ膜の製造方法および不純物濃度の制御方法に関する。特に、ＭＥＭＳ素子、半導体素子等にて使用される酸化膜に添加物を含有させる、スパッタリングターゲットおよびそれを用いたＰＶＤ膜の製造方法並びにＰＶＤ膜中の不純物濃度の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、半導体素子等に使用される薄膜には、それらの用途に応じて、低抵抗率等の機能性が要求されている。このような薄膜に機能性を付与するために、主材料とは別の添加物を含有させたスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングする方法がある。
【０００３】
従来技術による成膜方法として、母材と不純物から構成される一体型のスパッタリングターゲットを用いて、マグネトロンスパッタリング方式のＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により薄膜を形成することが知られている。図６は、従来技術によるスパッタリング装置１００の一例を説明する図である。スパッタリング装置１００は、裏板１０２の上に、母材と不純物とから構成される一体型のスパッタリングターゲット１０３を備えている。スパッタリングターゲット１０３は、例えば、目的膜（ＳｎＯ（２−Ｘ）ＡＸ）と同一の組成を備えている。スパッタリングにより、スパッタリングターゲット１０３の素子基板１０４に面した空間にプラズマＰを発生させ、素子基板１０４に目的膜１０５を形成する。
【０００４】
また、母材からなるスパッタリングターゲット上に不純物を載置することにより、薄膜を形成する方法が知られている。図７は、従来技術によるスパッタリング装置１１０の一例を説明する図である。スパッタリング装置１１０では、目的膜（ＳｎＯ（２−Ｘ）ＡＸ）の組成に対し、母材からなるスパッタリングターゲット１１３を備えている。スパッタリングターゲット１１３は、その上に組成Ａからなる不純物小片１１６を設置し、素子基板１１４の成膜面に、所定の濃度で不純物を含有する目的膜１１５を形成する（図６および図７中の矢印は、飛び出した原子および／または分子を示している）。
【０００５】
他に、スパッタリングターゲットの主材料と副材料との総面積を変えることにより、薄膜中の副材料濃度を調製する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２‐２１９３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に示す方法では、母材と目的の濃度の不純物とを含有するスパッタリングターゲットの成型自体が困難である場合があった。また、所望の不純物濃度のＰＶＤ膜を形成するために、スパッタリングターゲットに対して精密な濃度管理が要求される。さらに、ターゲット使用の初期と終盤にてスパッタターゲット材料の組成が変化してしまう。また、図７に示す方法では、例えば、連続的な基板搬送によりＰＶＤ膜を製造する場合、スパッタリングにより不純物が優先的に消費されてしまうため、不純物を補充するメンテナンス作業が必要となる。
【０００８】
前記課題に照らして、本発明は、スパッタリングターゲットの母材と不純物との一体型での成型が困難となる濃度のＰＶＤ膜の成膜を可能とするとともに、不純物の管理およびその濃度調整を容易にし、且つ、生産能の低下を防ぐ成膜を可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、一実施形態によれば、スパッタリングターゲットである。本発明に係るスパッタリングターゲットは、ターゲット面と特定の厚みとを有する母材ターゲットであって、前記ターゲット面に、不純物小片もしくは母材小片を埋め込むための複数の孔を備えてなる母材ターゲットを含んでなる。
【００１０】
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記ターゲット面は円形状であり、前記ターゲット面の同心円上に前記複数の孔は等間隔に配置されることが好ましい。
【００１１】
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記孔は、前記ターゲット面に対して垂直に設けられることが好ましい。
【００１２】
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記孔は、前記ターゲット面に対する垂線に対して所定の角度だけ傾斜していることが好ましい。
【００１３】
前記スパッタリングターゲットにおいて、前記孔の深さは、前記母材ターゲットの厚さに対して８０％以下の深さであることが好ましい。
【００１４】
前記スパッタリングターゲットは、前記孔に埋め込み可能な複数の不純物小片をさらに備えてなることが好ましい。
【００１５】
前記スパッタリングターゲットは、前記孔に埋め込み可能な複数の母材小片をさらに備えてなることが好ましい。
【００１６】
本発明は、また別の実施形態によれば、ＰＶＤ膜の製造方法であって、母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、不純物小片および／または母材小片を挿入する工程と、前記挿入する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する工程と
を備える。
【００１７】
本発明は、また別の実施形態によれば、ＰＶＤ膜中の不純物の濃度制御方法であって、母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、不純物小片および／または母材小片を挿入することにより、スパッタリングターゲットにおける不純物量を制御する工程と、前記制御する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、母材と不純物との一体型での成型が困難な組成を有する膜であっても成膜可能であり、不純物の管理およびその濃度調整を容易にすることができるスパッタリングターゲットを得ることができる。特に、酸化被膜系の材料を用いた場合でも、成膜可能とし、不純物の管理およびその濃度調整を容易にすることができる。また、不純物小片の交換を不要とし、特に、ロードロック式の成膜装置でも生産能力を低下させることなく連続的な成膜を可能とし、生産能の低下を防ぐことができる。さらに、ターゲット面が重力に平行な向きに設置される装置にも使用することができるスパッタリングターゲット並びにそれを用いたＰＶＤ膜の製造方法および不純物濃度の制御方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係るスパッタリングターゲットの第１実施形態を説明する模式図な断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るスパッタリングターゲットの第１実施形態を説明する模式図な平面図である。
【図３】図３は、本発明に係るスパッタリングターゲットの第２実施形態を説明する模式図な断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態によるスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置の一例を説明する模式図である。
【図５】図５は、第２実施形態によるスパッタリングターゲットを用いるタリング装置の一例を説明する模式図である。
【図６】図６は、従来のスパッタリング装置の一例を説明する図である。
【図７】図７は、従来のスパッタリング装置の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。本発明は、以下に説明する実施形態によって限定されない。
【００２１】
[第１実施形態：スパッタリングターゲット]
本発明は、第１実施形態によればスパッタリングターゲットである。かかるスパッタリングターゲットは、ターゲット面と特定の厚みとを有する母材ターゲットであって、前記ターゲット面に、不純物小片もしくは母材小片を埋め込むための複数の孔を備えてなる母材ターゲットを少なくとも含んでなる。図１に、本発明に係るスパッタリングターゲット３を説明する模式図な断面図を示す。また図２に、スパッタリングターゲット３を説明する模式図な平面図を示す。
【００２２】
図１に示すスパッタリングターゲット３は、母材ターゲット３０を備える。母材ターゲット３０は、目的膜の主成分となる母材からなり、その一方の面（以下、ターゲット面ともいう）に複数の孔３００を備えている。ここで、「ターゲット面」とは、母材ターゲット３０の面のうちプラズマが形成される側の面をいう。また、「目的膜」とは、本発明に係るスパッタリングターゲットを用いて形成される薄膜であって、母材と不純物の組成からなる薄膜をいう。
【００２３】
図１に示す母材ターゲット３０は、ターゲット面が外径ｄｍを有した略円形状であり、厚みｔｍを有する円板形状である。しかし、母材ターゲット３０は、少なくともターゲット面と所定の厚みとを有し、その近傍に形成したプラズマによって目的膜を形成できる形状であればよく、特に限定されない。より具体的には、母材ターゲット３０の形状として、円板、角板等の板状、棒状、角状等を挙げることができる。これらのうち、母材ターゲット３０の形状は、円板であることが好ましい。
【００２４】
母材ターゲット３０の外径ｄｍは、当業者が目的に応じて適宜決定することができる。一例として、円板形状の母材ターゲット３０の外径ｄｍは、５０〜４００ｍｍとすることができるが、これに限定されない。また、母材ターゲット３０の厚さｔｍについても同様に、当業者が目的に応じて適宜決定することができる。一例として、母材ターゲット３０の厚さｔｍは、３〜２０ｍｍとすることができるが、これに限定されない。
【００２５】
図１に示す母材ターゲット３０は、略同一形状の複数の孔３００を備えている。各孔３００は、円柱状を有し、ターゲット面に平行な外径ｄｈと、ターゲット面の垂線方向の深さｔｈと、を備えている。各孔３００の中心軸をＰｈとすると、Ｐｈとターゲット面とのなす角が略９０°になる。すなわち、孔３００の中心軸Ｐｈは、母材ターゲット３０の中心軸線Ｏに対して略平行に設けられている。そして、孔３００は、後述する不純物小片３１および／または母材小片３２を埋め込み可能に構成されている。各孔３００の外径ｄｈは、深さｔｈに沿って通常一定であるが、異なっていてもよい。なお、ここで「母材ターゲットの中心軸線」は、ターゲット面の全領域を含む最小円の中心を通る軸線をいう。
【００２６】
孔３００の深さｔｈは、後述する不純物小片３１および／または母材小片３２が挿入可能な長さであればよく、特に限定されない。一例として、孔３００の深さｔｈは、母材ターゲット３０の厚さｔｍに対して８０％以下、特には７０％程度以下とすることが好ましい。
【００２７】
孔３００の数は、２孔以上であることが好ましい。また、孔３００の数の上限は特に限定されない。
【００２８】
ターゲット面における孔３００の配置は、孔３００に不純物からなる小片を埋め込んだ場合に、母材に対して不純物が均一に配置されるように決定することができる。一例として、ターゲット面が円形の母材ターゲット３０においては、複数の孔３００の各々をターゲット面に対する１つの同心円上に配置することができる。好ましくは、孔３００を、母材ターゲット３０の中心から所定の半径ｒを有する円上に等間隔に配置することができる。一例として、同心円の半径ｒは、母材ターゲット３０の外径ｄｍに対して、４０〜６０％とすることができる。２つの同心円上に複数の孔３００を配置する場合、孔３００を、母材ターゲット３０の中心に対して所定の半径ｒ１と、半径ｒ１より大きい所定の半径ｒ２とを有する円との同心円上に等間隔に配置することができ、３つ以上の同心円上に配置することもできる。この場合、各円の半径は、隣り合う円の半径の差分により、母材ターゲット３０の外径ｄｍを等分割できる半径であることが好ましい。さらに、均一性の観点から、円上の孔３００の数は、円周の長さに応じて決定することが好ましい。
【００２９】
母材は、目的膜４の主成分とする所望の材料であればよい。母材の例としては、酸化スズ（Ｉ）（ＳｎＯ）、酸化スズ（ＩＩ）（ＳｎＯ２）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マンガン（Ｉ）（ＭｎＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、五酸化チタン（Ｔｉ３Ｏ５）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の金属酸化物またはこれらの複合酸化物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００３０】
第１実施形態によるスパッタリングターゲット３は、任意選択的な構成要素として、孔３００に埋め込み可能な複数の不純物小片３１を備えることができる。不純物小片３１は、母材とは異なる不純物Ａからなる小片であり、孔３００の形状に合わせた形状を有して、通常、１つの孔３００に１つの不純物小片３１が挿入される。不純物小片３１の形状は、孔３００に挿入された際にその位置が固定される形状であればよく、特に限定されない。より具体的には、不純物小片３１の形状は、円柱状、角柱状等である。これらのうち、不純物小片３１の形状は、円柱状であることが好ましい。
【００３１】
不純物小片３１の長さは、小片を孔３００に挿入された際に固定できる深さであればよく、特に限定されない。不純物小片３１の長さは、正確な濃度調整の観点より、孔３００の深さｔｈに対して７０％以上１２０％以下が好ましく、９０％以上１０５％未満がより好ましい。
【００３２】
不純物小片３１の組成（元素）は、目的膜５の組成に適合するように、当業者が適宜決定することができる。不純物の組成としては、アンチモン（Ｓｂ）、ホウ素（Ｂ）、砒素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、イリジウム（Ｉｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｇｒ）、ガリウム（Ｇａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃо）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）等の金属元素が挙げられるが、これらには限定されない。
【００３３】
第１実施形態によるスパッタリングターゲット３は、さらなる任意選択的な構成要素として、孔３００に埋め込み可能な複数の母材小片３２を備えることができる。母材小片３２は、母材ターゲット３０と同一組成の小片である。母材小片３２の形状は、不純物小片３１と略同一であってよい。
【００３４】
一例として、スパッタリングターゲット３の仕様を説明する。例えば、円板状の母材ターゲット３０の外径ｄｍは１００ｍｍであり、母材ターゲット３０の厚さｔｍは５ｍｍであってよい。孔３００の外径ｄｈは２ｍｍであり、孔３００の深さｔｈは４ｍｍであってよい。また、孔３００の数は２８孔であってよい。複数の孔３００の各々が、半径２０ｍｍの円上と半径４０ｍｍの円上とに同心円状に配置される。この場合、半径２０ｍｍの円上に等間隔を空けて８孔配置し、半径４０ｍｍの円上に等間隔を空けて２０孔配置することができる。小片は、孔と略同一の半径および深さを有するものであってよい。
【００３５】
本実施形態によれば、母材ターゲットに孔を設けたことにより、不純物小片を母材ターゲットの内部に収納することができる。これにより、不純物の添加量が大きい場合も、スパッタリングターゲット全体として厚さを変更せずに、スパッタリングターゲットの不純物の管理およびその濃度調整を容易に行うことができる。また、例えば、スパッタリングターゲットを完全に消費するために、スパッタリングターゲットのターゲット面上に不純物を載置する必要がない。このため、ターゲットを厚膜化する必要がない。さらに、不純物からなるスパッタリングターゲットを別途作製して、母材からなる母材ターゲットに並列して配置する必要がない。
【００３６】
さらに、本実施形態によれば、孔の深さを母材ターゲットの厚みに近づけることにより、孔に不純物を入れた場合、膜厚方向に不純物を均一に分布させることが可能になる。これにより、スパッタリングターゲットの大型化を防止することができる。また、形成するプラズマに対して不純物と母材との表面積を略一定にすることができるため、不純物濃度の分布をより均一にした目的膜を得ることができる。
【００３７】
[ＰＶＤ膜の製造方法]
本発明は、別の局面によればＰＶＤ膜の製造方法である。図３は、かかるＰＶＤ膜の製造方法に用いることができるスパッタリング装置の一例を示す模式図である。スパッタリング装置１は、図示しないチャンバと、裏板２と、素子基板４とを備えている。スパッタリングターゲット３のターゲット面と素子基板４の成膜面とは、重力方向に略垂直に互いに対向するように配置されている。素子基板４の成膜面には、目的膜５が形成されている。
【００３８】
スパッタリング装置１は、通常のスパッタリング装置であってよい。スパッタリング装置１は、例えば図示しない排気ポンプおよび不活性ガス供給装置を備えたチャンバ内に設置され、真空下でＡｒガス等の不活性ガスからスパッタリングターゲット３と素子基板４との間にプラズマＰを形成するように構成されている。スパッタリング装置１は、バッチ式、ロードロック式（インターバック式）等の従来の成膜方法を行うように構成されている。好ましくは、ロードロック式である。
【００３９】
以上の構成を備えるスパッタリング装置１を用いた、ＰＶＤ膜の製造方法について、さらに詳細に説明する。
【００４０】
かかるＰＶＤ膜の製造方法は、母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、不純物小片および／または母材小片を挿入する第１の工程と、前記挿入する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する第２の工程とを少なくとも含む。
【００４１】
第１の工程では、不純物小片３１および／または母材小片３２の埋め込み数もしくはそれらの埋め込み数の比を変えることにより、ターゲットの組成を決定する。目的とする不純物濃度を高くする場合、母材小片３２を使用しないことにより、あるいは、母材小片３２に対する不純物小片３１の数を多くすることにより、濃度調整ができる。目的とする不純物濃度を低くする場合、母材小片３２の数を増やして、母材小片３２に対する不純物小片３１の数を減らすことにより、濃度調整ができる。このような組成の決定は、当業者が適宜決定することができる。また、この工程は、ＰＶＤ膜中の不純物濃度の制御方法における、母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、不純物小片および／または母材小片を挿入することにより、スパッタリングターゲットにおける不純物量を制御する工程ともいうことができる。
【００４２】
次いで、第２の工程では、スパッタリングターゲット３に対して、スパッタリングを行うことにより、素子基板４の成膜面に目的膜５を形成する成膜工程を実施する。この工程は、Ａｒガスを導入したスパッタリング装置１内にて、外部電源回路より、裏板２、スパッタリングターゲット３および素子基板４に電力を供給する。図４中の矢印は、飛び出した原子および／または分子を示している。飛び出した母材および不純物の原子が素子基板４の成膜面に付着することにより、素子基板４の成膜面にＰＶＤ膜を形成する。なお、この工程は、ＰＶＤ膜中の不純物濃度の制御方法における、前記制御する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する工程ともいうことができる。
【００４３】
なお、本実施形態において、成膜法として、マグネトロンスパッタリング法によるＰＶＤ成膜法を例示したが、本発明はこれに限定されない。第１実施形態によるスパッタリングターゲットを用いるＰＶＤ成膜法であれば、用いることができる。前記成膜法としては、対向式スパッタ、イオンビームスパッタ等のスパッタリング法等を使用することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、不純物小片の数を調整することにより、目的膜中の不純物濃度を調整することができる。また、不純物小片として、不純物のみからなる小片を作製するだけでよいため、不純物を含有する大型のスパッタリングターゲットを成型および作製する必要がない。
【００４５】
また、本実施形態によれば、目的とする不純物濃度が高い場合でも、母材小片に対する不純物小片の数を多くすることにより、濃度調整を行うことができる。例えば、目的とする不純物濃度が低い場合、母材小片に対する不純物小片の数を減らすことにより、濃度調整を行うことができる。また、母材小片および不純物小片の大きさを縮小すれば、より綿密な濃度調整を可能とすることができる。
【００４６】
[第２実施形態]
図４は、本発明に係るスパッタリングターゲット１３の第２実施形態を説明する模式図な断面図である。スパッタリングターゲット１３は、母材ターゲット３５を備える。母材ターゲット３５は、目的膜５の主成分となる母材からなり、そのターゲット面に複数の孔３５０を備えている。母材ターゲット３５の外径および寸法は、第１実施形態と同一であってよく、説明を省略する。本実施形態では、複数の孔３５０の全ては、ターゲット面の垂線に対し略同一方向に、すなわち、複数の孔３５０の全ての中心軸Ｐｈが母材ターゲット３５の中心軸線Ｏに対して略同一方向に傾斜して設けられている。また、複数の孔３５０の全ては、略同一の形状を有している。
【００４７】
孔３５０は、ターゲット面に対する垂線に対して孔３５０の中心軸Ｐｈが、所定の角度θｈだけ傾斜している。所定の角度θｈは、母材ターゲット３５をターゲット面が重力方向に対して平行になるよう設置された溶体において、孔３５０に不純物小片３６および／または母材小片３７を挿入した後、不純物小片３６および／または母材小片３７が母材ターゲット３５に対して移動しない、例えば抜け落ちたりすることのない角度であればよく、特に限定されない。より具体的には、前記所定の角度は、３〜４５°の範囲が好ましく、実用的な観点より、５〜１０°がより好ましく、例えば５°とすることができる。３°未満であると、スパッタリングターゲット１３を重力方向に傾けて成膜する場合に、不純物小片３６および／または母材小片３７が母材ターゲット３５から飛び出して外れる場合がある。４５°を超えると、成膜中に、スパッタリングターゲット１３の中心に対する小片の位置の変化してしまい、成膜の安定性が損なわれる場合がある。
【００４８】
孔３５０の外径ｄｈおよび深さｔｈは、第１実施形態において母材ターゲットに対して定義したのと同様の外径および深さとすることができる。但し、本実施形態において、孔３５０の外径ｄｈは、傾斜した孔３５０のターゲット面における開口形状である楕円の短径と定義される。また、孔３５０の深さｔｈは、ターゲット面から孔３５０の最深部までの長さと定義される。孔３５０の数および位置は、第１実施形態の孔と同様の数および位置を適用することができる。
【００４９】
第２実施形態によるスパッタリングターゲット１３も、母材ターゲット３５に加えて、任意選択的な構成要素として、複数の不純物小片３６を備えることができる。不純物小片３６の形状は、第１実施形態の不純物小片と同様の形状を適用することができる。不純物小片３６の長さは、第１実施形態の不純物小片と同様に、母材ターゲット３５の厚みｔｍ、あるいは、孔の深さｔｈに対して定義することすることができる。また、不純物の組成（元素）は、第１実施形態の不純物と同様とすることができる。
【００５０】
また、第２実施形態によるスパッタリングターゲット１３も、さらなる任意選択的な構成要素として、複数の母材小片３７を備えることができる。母材小片３７の形状は、上記不純物小片３７と同様の形状を適用することができる。また、母材小片３７の材料も、第１実施形態の母材と同様の材料を適用することができる。
【００５１】
また一例として、スパッタリングターゲット１３の仕様を説明する。例えば、円板状の母材ターゲット３５の外径ｄｍは１００ｍｍであり、母材ターゲット３５の厚さｔｍは５ｍｍであってよい。孔３５０の中心軸Ｐｈは、ターゲット面の垂線に対して重力方向に５°だけ傾斜している。孔３５０の外径ｄｈは２ｍｍであり、孔３５０の深さｔｈは４ｍｍであってよい。また、孔３５０の数は２８孔であってよい。複数の孔３５０の各々が、半径２０ｍｍの円上と半径４０ｍｍの円上とに同心円状に配置される。この場合、半径２０ｍｍの円上に等間隔を空けて８孔配置し、半径４０ｍｍの円上に等間隔を空けて２０孔配置することができる。小片は、孔と略同一の半径および深さを有するものであってよい。
【００５２】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、重力方向に対し垂直に成膜する場合にも使用することができる。
【００５３】
本発明に係るＰＶＤ膜の製造方法について、図５は、かかるＰＶＤ膜の製造方法に用いることができるスパッタリング装置の一例を示す模式図である。スパッタリング装置１１は、スパッタリングターゲット１３のターゲット面が、重力方向に平行に配置されている。なお、図５の右下の矢印は、重力方向を示している。また、第１実施形態と同じ構成は、同一の符号を付すとともに、説明を省略している。
【００５４】
以上の構成を備えるスパッタリング装置１１を用いた、ＰＶＤ膜の製造方法は、母材ターゲットの複数の孔に、目的膜の組成に適合するように、不純物小片および／または母材小片を挿入する第１の工程と、前記挿入する工程で得られたスパッタリングターゲットをスパッタリングして、前記母材と前記不純物とを含んでなるＰＶＤ膜を形成する第２の工程とを少なくとも含む。また、これらの工程は、ＰＶＤ膜中の不純物濃度の制御方法ともいうことができる。
【００５５】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、第１実施形態のスパッタリングターゲットを用いた場合にて、重力方向に対し垂直に成膜を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係るスパッタリングターゲット並びにそれを用いたＰＶＤ膜の製造方法およびＰＶＤ膜中の不純物濃度の制御方法は、半導体およびその製造に好適に用いられ、製造コストを低減させた半導体センサ等の半導体デバイスに利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、１１、１００、１１０  スパッタリング装置
２、１０２、１１２        裏板
３、１３、１０３、１１３  スパッタリングターゲット
４、１０４、１１４        素子基板
５、１０５、１１５        目的膜
３０、３５                母材ターゲット
３１、３６、１１６        不純物小片
３２、３７                母材小片
３００、３５０            孔
【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】
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