説明

シリコンターゲット材

【課題】スパッタリング時の異常放電およびパーテイクルの発生が少なく、ターゲット材が割れ難いシリコンターゲット材を提供する。
【解決手段】ターゲット材表面のエロージョン部に挟まれた非エロージョン部が溝状に形成されていることを特徴とし、好ましくは、上記非エロージョン部溝の底部コーナ部および両端コーナ部が湾曲面ないし傾斜面によって形成されており、ターゲット側端の非エロージョン部が面取り加工されており、非エロージョン部の溝の深さがエロージョン部の浸食深さと同等か浸食深さより深く形成されているシリコンターゲット材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スパッタリング時の異常放電およびパーテイクルの発生が少なく、ターゲット材が割れ難いシリコンターゲット材に関する。
【背景技術】
【0002】
薄膜形成技術としてスパッタリング法が従来から知られている。スパッタリング法は、ターゲットに対向してウエハー等の基板を配置し、ターゲット表面を荷電粒子によって衝撃してターゲット成分を叩き出し、これを基板表面に付着させて薄膜を形成する方法である。ターゲット材表面は荷電粒子のビームが照射されるエロージョン部と、該ビームが照射されない非エロージョン部とが存在し、エロージョン部は上記ビームの照射によって次第に浸食されるが、非エロージョン部は浸食されずに残る。
【0003】
スパッタリングによって放出されたターゲット成分は基板表面の他に基板周囲にも付着し、一部は非エロージョン部にも付着し、スパッタリングの進行に伴って堆積する。このターゲット表面の非エロージョン部に堆積した薄膜によって異常放電が発生し、堆積した薄膜が剥離してパーティクルを生じ、これが基板表面に再付着すると局所的な不良原因となるので、スパッタリング時の異常放電やパーティクルの発生を出来る限り抑制する必要がある。
【0004】
ターゲット成分の堆積は非エロージョン部全体に均一に生じるのではなく、エロージョン部に近接した部分の堆積量が多いことから、エロージョン部と非エロージョン部の境界に溝を形成して堆積量を低減し、さらに非エロージョン部の表面粗さを大きくして堆積物が剥離し難くすることが知られている(特許文献1)。
【特許文献1】特開2001−11617
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ターゲット表面のエロージョン部と非エロージョン部の境界に溝を形成して堆積量を低減するターゲット材が知られているが、従来は溝の断面が矩形であるため溝のコーナ部に応力が集中し、使用中に割れが生じる問題がある。具体的には、例えば、1割程度の頻度で割れが生じている。一方、上記溝を設けないものは、異常放電が1使用時あたり100回程度発生し、パーティクルの発生数が約103個/mm2程度と多い。
【0006】
本発明は、従来のターゲット材における上記問題を解決したものであり、スパッタリング時の異常放電およびパーテイクルの発生が少なく、ターゲット材が割れ難いシリコンターゲット材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下に示す構成を有することによって上記課題を解決したターゲット材に関する。
(1)ターゲット材表面のエロージョン部に挟まれた非エロージョン部が溝状に形成されていることを特徴とするシリコンターゲット材。
(2)ターゲット材表面に形成された非エロージョン部の溝の底部コーナ部が湾曲面ないし傾斜面によって形成されている上記(1)に記載するターゲット材。
(3)ターゲット材表面に形成された非エロージョン部の溝の両端コーナ部が湾曲面ないし傾斜面によって形成されている上記(2)または上記(2)に記載するターゲット材。
(4)非エロージョン部の溝の深さが1mm以上である上記(1)〜上記(3)の何れかに記載するターゲット材。
(5)非エロージョン部の溝の深さがエロージョン部の浸食深さと同等か浸食深さより深く形成されている上記(1)〜上記(4)の何れかに記載するターゲット材。
(6)非エロージョン部溝のコーナ部の曲率が0.5mm以上である上記(1)〜上記(5)の何れかに記載するターゲット材。
(7)ターゲット材側端の非エロージョン部が面取り加工されている上記(1)〜上記(6)の何れかに記載するターゲット材。
(8)面取り部分の傾斜角度が10〜70°であり、傾斜長さが5mm以上である上記(7)に記載するターゲット材。
【発明の効果】
【0008】
本発明のターゲット材は、ターゲット材表面のエロージョン部に挟まれた非エロージョン部が、隣接するエロージョン部よりも深く形成されており、非エロージョン部全体が溝状に形成されており(この溝を非エロージョン部溝と云う)、非エロージョン部溝の底部はエロージョン部表面よりも後退した位置にある。一方、従来の非エロージョン部を溝状に形成しないターゲット材は、スパッタリングが進行するとエロージョン部表面が浸食されて非エロージョン部表面よりも後退し、相対的に非エロージョン部表面がエロージョン部表面よりも外側に突き出た状態になる。このため、従来のターゲット材はエロージョン部から叩きだされたターゲット成分粒子が非エロージョン部表面に付着しやすく、薄膜が堆積する。一方、本発明のターゲット材は非エロージョン部溝の底部がエロージョン部表面よりも後退した位置にあるので、エロージョン部から叩きだされたターゲット成分粒子が従来のものより非エロージョン部表面に付着し難くなり、薄膜が形成され難い。このため、スパッタリング時に異常放電およびパーティクルの発生が大幅に低減されるので、基板表面に高品質の薄膜を形成することができる。また、上記非エロージョン部溝のコーナ部を湾曲面ないし傾斜面によって形成することによって、該コーナ部の応力集中が緩和されるのでターゲット材が割れ難く、ターゲット材の寿命が長い。
【0009】
非エロージョン部溝の深さは1mm以上、またはターゲット材厚さの5%〜50%程度が好ましく、該溝のコーナ部の曲率は0.5mm以上が好ましい。溝の深さおよびコーナ部の曲率が上記範囲であるものは、異常放電およびパーティクルの発生を効果的に抑制することが出来る。
【0010】
また、ターゲット材側端の非エロージョン部を面取り加工した本発明のターゲット材は面取り部分の外側に向かう部分がエロージョン部表面より低く形成されるので、従来のものより薄膜が堆積し難くなるので、異常放電およびパーティクルの発生が少ない。面取り部分の傾斜角度は10〜70°および傾斜長さは5mm以上が好ましい。面取り部分の角度および長さが上記範囲内であるものは、異常放電およびパーティクルの発生を効果的に抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。
本発明に係るターゲット材を図1〜図4に示す。図1は本発明に係るターゲット材の平面図、図2はその断面図、図3はその使用態様を示す模式図、図4はその浸食状態を示す模式図である。
【0012】
図示するように、本発明に係るシリコンターゲット材10は、ターゲット材表面のエロージョン部11に挟まれた非エロージョン部12が溝状に形成されている。なお、溝状に形成された非エロージョン部12を非エロージョン部溝と略称する。該ターゲット材10は、図3に示すように、上記非エロージョン部溝12が形成された表面に対向して基板20を配置して使用される。
【0013】
図示するターゲット材10は矩形であり、非エロージョン溝12も細長い溝であるが、ターゲット材10は図5に示すように円形でもよく、この場合、図6に示すように、非エロージョン溝12も円形に形成される。
【0014】
本発明に係るシリコンターゲット材10において、好ましくは上記非エロージョン部溝12の底部コーナ部13および溝両端のコーナ部15が湾曲面によって形成されている。該溝のコーナ部の曲率は0.5mm以上が好ましく、3mm以上であればさらに好ましい。該コーナ部の曲率が0.5mm以上であれば該コーナ部の応力集中を十分に緩和することができる。なお、非エロージョン部溝のコーナ部13を湾曲面に相当する傾斜面によって形成してもよい。傾斜面の角度は上記曲率に見合う程度の角度が好ましい。
【0015】
また、該非エロージョン部溝12の深さは1mm以上が好ましく、またはエロージョン部11の浸食深さと同等か該浸食深さより深く形成されているものが好ましい。一般に、スパッタリングによるエロージョン部11の浸食深さは1mm程度であるので、非エロージョン部溝12の深さは1mm以上であれば良い。また、エロージョン部11の浸食深さが1mmより浅く、または1mmより深い場合には、この浸食深さと同等か該浸食深さより深く非エロージョン溝12を形成するのが好ましい。概ね上記非エロージョン部溝12の深さはターゲット材厚さの5%〜50%程度である。
【0016】
該非エロージョン部溝12の深さを上記範囲に形成することによって、非エロージョン部12はエロージョン部表面よりも深く形成されるので、薄膜が堆積し難くなり、異常放電およびパーティクルの発生を効果的に抑制することができる。
【0017】
また、本発明のシリコンターゲット材10は、図示するように、ターゲット材の両側端に位置する非エロージョン部14が面取り加工されている。図示する例では、非エロージョン部14の全体が面取り加工されているが、本発明は全体を面取り加工する場合に限らず、非エロージョン部14の側端部が面取り加工されている場合を含む。
【0018】
上記面取り部分の傾斜角度は10〜70°(水平に対する傾斜角θ)が適当であり、傾斜長さLは5mm以上が適当である。面取り部分の角度および長さが上記範囲内であるものは、異常放電およびパーティクルの発生を効果的に抑制することが出来る。
【0019】
本発明のシリコンターゲット材は、具体的には、上記非エロージョン部溝を形成して上記溝コーナ部の曲率および深さを上記範囲に形成することによって、該非エロージョン部溝を形成しない従来のターゲット材に比べて、例えば、異常放電の回数が約1/10程度に抑制されると共に、パーティクルの発生量が約1/40に低減される。また、使用時の割れが殆ど発生せず、ターゲット材の寿命を約1.5倍に延ばすことができる。さらに、従来のターゲット材では使用するごとに毎回行っているプレスパッタリング(クリーニング)の回数を1/2以下に低減することができる。
【実施例】
【0020】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。
図1に示す本発明のターゲット材を使用してスパッタリングを行った(実施例)。ターゲット材の仕様は、ターゲット材全体の縦800mm、横100mm、厚10mm、非エロージョン部溝の幅15mm、溝の深さ5mm、ターゲット側端部分の非エロージョン部の面取り角度45°面取長さ(L)14mmである。一方、比較例として、非エロージョン部溝およびターゲット側端部分の面取りを設けない以外は同寸法のターゲット材を使用し、実施例と同様の条件下でスパッタリングを行った。この結果を表1に示した。
【0021】
表1に示すように、本発明のターゲット材は、比較例に対して、異常放電の回数が約1/10程度に抑制されており、パーティクルの発生量が約1/40に低減されている。さらに使用時の割れが約1/10以下に抑制され、ターゲット材の寿命が約1.5倍に長寿命化されている。さらに、プレスパッタリング(クリーニング)の回数が1/2に低減されている。
【0022】
【表1】

【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明のターゲット材の平面図
【図2】本発明のターゲット材の断面図
【図3】本発明のターゲット材の使用態様を示す模式図
【図4】本発明のターゲット材の浸食状態を示す模式図
【図5】本発明の円形ターゲット材の平面図
【図6】図5の円形ターゲット材の断面図
【符号の説明】
【0024】
10−ターゲット材、11−エロージョン部、12−非エロージョン部、13−底部コーナ部、14−非エロージョン部面取り部分、15−溝両端コーナ部、20−基板、θ−面取角度、L−面取長さ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ターゲット材表面のエロージョン部に挟まれた非エロージョン部が溝状に形成されていることを特徴とするシリコンターゲット材。
【請求項2】
ターゲット材表面に形成された非エロージョン部の溝の底部コーナ部が湾曲面ないし傾斜面によって形成されている請求項1に記載するターゲット材。
【請求項3】
ターゲット材表面に形成された非エロージョン部の溝の両端コーナ部が湾曲面ないし傾斜面によって形成されている請求項1または請求項2に記載するターゲット材。
【請求項4】
非エロージョン部の溝の深さが1mm以上である請求項1〜請求項3の何れかに記載するターゲット材。
【請求項5】
非エロージョン部の溝の深さがエロージョン部の浸食深さと同等か浸食深さより深く形成されている請求項1〜請求項4の何れかに記載するターゲット材。
【請求項6】
非エロージョン部溝のコーナ部の曲率が0.5mm以上である請求項1〜請求項5の何れかに記載するターゲット材。
【請求項7】
ターゲット材側端の非エロージョン部が面取り加工されている請求項1〜請求項6の何れかに記載するターゲット材。
【請求項8】
面取り部分の傾斜角度が10〜70°であり、傾斜長さが5mm以上である請求項7に記載するターゲット材。

【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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【公開番号】特開2008−133520(P2008−133520A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−321696(P2006−321696)
【出願日】平成18年11月29日(2006.11.29)
【出願人】(000006264)三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】(597065282)株式会社ジェムコ (151)
【出願人】(000003713)大同特殊鋼株式会社 (916)
【Fターム(参考)】