JP2000345330A - スパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲットの寿命を短くすることなくスパッ
タリングターゲットの外周部における冷却効果を高め
て、ダスト防止等の効果を得て、適正なスパッタリング
が実現できるスパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】 スパッタされる材料ターゲット部分２
と、材料ターゲット部分を冷却する機能を有するバッキ
ングプレート３とから成るスパッタリングターゲット１
で、バッキングプレートは材料ターゲット部分の外周部
と接している外周部分が該材料ターゲット部分の方向に
突出３３しており、材料ターゲット部分の外周部は該突
出に対応して面取り部２１が設けられるなどして他の部
分よりも厚みが小さくなって、冷却効果が高くなってい
るスパッタリングターゲット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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に関し、特に、ス
パッタされる材料ターゲット部分と、該材料ターゲット
部分を冷却する機能を有するバッキングプレートとから
成るスパッタリングターゲットに関する。この種のスパ
ッタリングターゲットは、代表的には、半導体装置その
他電子材料の製造の際にスパッタリングを用いて成膜そ
の他を行う場合に、利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング装置の一般的な構成の概
要を、図３に示す。スパッタリングターゲット１は、処
理室５であるチャンバー内において、スパッタによって
加工がなされる被加工部材４と対向して配置される。被
加工部材４はたとえば、スパッタにより成膜がなされる
半導体ウエーハ等である。被加工部材４は支持部６（た
とえばウエーハステージ）上に載置され、支持される。
符号７で示すのはマグネットであり、電極を構成してい
る。スパッタリングターゲット１は、背面（被加工部材
４と対向する側の面と逆の面）において、冷却水等の冷
却媒体８により冷却される。

【０００３】スパッタリングターゲット１は、図２に側
方から見た状態で例示するように、スパッタされる材料
ターゲット部分２と、バッキングプレート３とから成
る。バッキングプレート３は材料ターゲット部分２の背
面に接合され、該材料ターゲット部分２を支持するとと
もに、このバッキングプレート３の側から冷却媒体８に
より冷却がなされ（図３参照）、該バッキングプレート
３を介して材料ターゲット部分２が冷却される。

【０００４】図２に示す例は、ウエーハ上に薄膜を形成
するためのものであるが、成膜材料である材料ターゲッ
ト部分２は平板で円盤状をしており、側面がやや傾斜し
て平たい円錐台状になっている。材料ターゲット部分２
の背面全面は、バッキングプレート３にボンディングさ
れている。この例のバッキングプレート３は、材料ター
ゲット部分２の背面とボンディングされる接合部３１
と、この接合部３１の周から断面脚状に形成された枠周
部３２からなる。枠周部３２は、材料ターゲット部分２
の側面の傾斜と連続する傾斜をなす壁部３２ａと、接合
部３１と平行な円環状をなす被固定部３２ｂとからな
る。この被固定部３２ｂが図３に示すように挟着保持さ
れ、冷却媒体８の流路空間を構成している。

【０００５】スパッタリングの進行に連れて、材料ター
ゲット部分２はスパッタにより浸食されていく。しかし
材料ターゲット部分２の外周部分においては、浸食は進
まず、むしろ内周部のスパッタで浸食された材料そのも
のが、ターゲット外周部に付着する。

【０００６】ターゲット外周部に付着するこの再デポ
（再堆積）物は、熱ストレス及び再デポの進行により、
破裂を生じ、ダストの発塵源となり得る。このようなダ
ストが発生すると、該ダストは被加工部材４であるウエ
ーハ等の表面上に付着し、半導体装置形成の場合、ウエ
ーハ上に形成されるデバイスに悪影響を及ぼすに至るこ
とがある。

【０００７】通常、バッキングプレート３は、アルミニ
ウム、銅等の、熱伝導性の良い材料で形成される。その
結果、バッキングプレート３の裏に流れる冷却水等の冷
却媒体８により、効率良く冷やされる。

【０００８】ところが材料ターゲット部分２について
は、ターゲット材料は必ずしも熱伝導性の良いものばか
りでなく、熱伝導性の低い材料を用いることが不可欠で
ある場合もある。

【０００９】バッキングプレート３と材料ターゲット部
分２とはボンディングにより接合されて冷却されている
とは言え、材料ターゲット部分２の外周部分において
は、特にターゲット材料の熱伝導性が悪いと、冷却効果
が薄まる。材料ターゲット部分２の外周部分は上記した
ように再デポ（再堆積）物の付着の可能性の高い部位で
あり、この部分の冷却が十分でないと、上記熱ストレス
によるダスト発生を引き起こすおそれが出る。

【００１０】材料ターゲット部分２自体を薄くすること
で冷却効果は期待できるが、逆にターゲットの使用寿命
は短くなる。一般に材料ターゲット部分２自体の厚み
は、十分に大きいことが要請される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決し、ターゲットの寿命を短くすることな
くスパッタリングターゲットの外周部における冷却効果
を高め、外周部の冷却効果が十分でない場合に生じ得る
発塵等の問題を解決し、適正なスパッタリングが実現で
き、スパッタにより信頼性の高い安定した製品が得られ
るようにしたスパッタリングターゲットを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスパッタリ
ングターゲットは、スパッタされる材料ターゲット部分
と、該材料ターゲット部分を冷却する機能を有するバッ
キングプレートとから成るとともに、上記バッキングプ
レートは上記材料ターゲット部分の外周部と接している
外周部分が該材料ターゲット部分の方向に突出してお
り、該材料ターゲット部分の外周部は該突出に対応して
他の部分よりも厚みが小さくなっている構成をとるもの
である。

【００１３】本発明に係るスパッタリングターゲット
は、上記のように、バッキングプレートの材料ターゲッ
ト部分の外周部と接している外周部分が材料ターゲット
部分の方向に突出しており、その分、材料ターゲット部
分の外周部は他の部分よりも厚みが小さくなっている。
この結果、材料ターゲット部分の外周部の冷却効果は大
きくなる。よって、熱ストレス等による発塵等の問題は
解決される。これにより、適正なスパッタリングが実現
でき、信頼性の高い安定した製品が得られるようにな
る。材料ターゲット部分全体を薄くする必要はなく、タ
ーゲットの寿命を短くすることもない。

【００１４】なお従来技術として、特開平６−２４８４
４４号公報に記載のスパッタリング用ターゲットがある
が、これは被スパッタ面（表面）と外周面との角部を面
取りしたもので、本発明がバッキングプレートの外周部
分を凸にして対応する材料ターゲット部分の背面を面取
り等で凹にしたこととは顕著に違う。特開平７−１０２
３６７号公報に記載の技術も、そのようなスパッタリン
グターゲットの外周部の表面を面取り部分を曲面にした
もので、本発明とは異なる。特開昭６０−２０４８７８
号公報には、スパッタリングターゲットの外周部をひさ
し状にして薄くした技術が記載されているが、これはバ
ッキングプレートの形状と対応するものではなく、冷却
効果を向上させる技術ではない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
てさらに説明し、また、図面を参照して本発明の好まし
い実施の形態例を説明する。但し当然のことではある
が、本発明は以下の説明及び図示の形態例により限定を
受けるものではない。本例は、ＭＯＳの電極形成として
好適に用い得るが、その他の適用分野にも好適であり、
ＦｅＲＡＭ形成用に用いたり、複合酸化物等の形成に好
適に用い得る。

【００１６】以下に図面を参照して説明するスパッタリ
ングターゲットは、半導体ウエーハに薄膜を形成するた
めのものであるが、その他、用途は任意であり、特に限
定されない。熱伝導性が悪いターゲット材料について特
に効果的であると言える。すなわちＡｌやＣｕ等の熱伝
導性が良い材料について用いることもできるが、これら
に比べて熱伝導性が低い、たとえば高融点金属や、その
化合物たとえばシリサイドについて、また、絶縁膜形成
材料について、これらをターゲット材料とする場合に好
適に適用できる。たとえば、Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａや、
これらのシリサイド（これらは、ＭＯＳの電極材料とし
て汎用できる）に好適であり、また、ＳｉＯ₂ 等の酸化
物、ＳｉＮ等の窒化物、ＩＴＯ（インジウム・すず・酸
化物）等の複合酸化物等の複合化合物に好適である。

【００１７】以下の実施の形態例に示すように、材料タ
ーゲット部分の外周部のバッキングプレート側の面が面
取りされた形状になっていることにより、バッキングプ
レートの突出に対応する構成とすることは好ましいこと
である。

【００１８】また同様に、材料ターゲット部分の外周部
のバッキングプレート側とは反対側の面が面取りされた
形状になっていることは、該材料ターゲット部分の外周
部をさらに薄くできるので、好ましいことである。以
下、図面を参照して、具体的な実施の形態例を説明す
る。

【００１９】図１に、本実施の形態例に係るスパッタリ
ングターゲット１を、側方から見た状態で示す。図１
中、図２と同じ符号は、同様の構成部分を示す。このス
パッタリングターゲット１は図示するように、スパッタ
される材料ターゲット部分２と、バッキングプレート３
とから成る。本例では材料ターゲット部分２は半導体ウ
エーハ上に薄膜を形成すりためのターゲット材料からな
る。バッキングプレート３は、先に説明したように、そ
の背面が冷却されて、材料ターゲット部分を冷却する機
能を有するようになっている（図３参照）。図示例で
は、バッキングプレート３の接合部３１全面は、材料タ
ーゲット部分２の背面全面と接合し、特に密着してボン
ディングされており、冷却効果を高めるようにしてあ
る。なお、材料ターゲット部分２が全体として平板で円
盤状をしており、側面がやや傾斜して全体として略平た
い円錐台状になっていること、及びバッキングプレート
３の接合部３１の周から断面脚状に形成された枠周部３
２が、材料ターゲット部分２の側面の傾斜と連続する傾
斜をなす壁部３２ａと、接合部３１と平行な円環状をな
す被固定部３２ｂとからなり、この被固定部３２ｂが図
３に示すように挟着保持され、冷却媒体８の流路空間を
構成することは、図２の従来技術と同様である。

【００２０】本実施の形態例において、バッキングプレ
ート３の材料ターゲット部分２の外周部と接している外
周部分は、材料ターゲット部分２の方向に突出して、凸
部３３をなしている。この凸部３３と密着接合している
材料ターゲット部分２の外周部は、該突出に対応して引
っ込んだ形となっており、本例では特に、該材料ターゲ
ット部分２の外周部はその背面が斜めにカットされた形
の面取り部（裏面側）２１となっている。これによっ
て、該材料ターゲット部分２の外周部は、他の部分より
も厚みが小さくなっている。これにより材料ターゲット
部分２の外周部における冷却効果が高められる。本例で
は特に、バッキングプレート３の外周部分の凸部３３
は、該バッキングプレート３の上面（材料ターゲット部
分２側の面）の外周全周が断面三角形状の縁部をなして
盛り上がった形になっている。全体として、バッキング
プレート３は、この凸部３３が持ち上がったことによ
り、皿状になっている。材料ターゲット部分２の面取り
部（裏面側）２１は、この断面三角形状の縁部をなす凸
部３３と密着する形状になっている。

【００２１】本例ではさらに、材料ターゲット部分２の
外周部の表面側（バッキングプレート３とは逆の側の、
スパッタ面側）をも斜めにカットし、面取り部（表面
側）２２を形成して、材料ターゲット部分２の外周部に
おける冷却効果をさらに高めるようにしてある。

【００２２】本例において、面取り部（表面側）２２の
面と、材料ターゲット部分２の表面とのなす角θａは、
６０°未満である。０°を超え、６０°未満であってよ
い。より好ましくは、５°〜４５°、さらには１５°程
度を中心として、５°〜３０°程度が好ましく、５°〜
２５°が特に好ましい。

【００２３】本例において、面取り部（裏面側）２１の
面と、バッキングプレート３の表面とのなす角θｂは、
６０°未満である。この角度の好ましい範囲も、上記と
同様である。

【００２４】本例の材料ターゲット部分２と、バッキン
グプレート３とは、それぞれ旋盤あるいはそれと同等の
加工方法により、研磨加工して得ることができる。材料
ターゲット部分２は上記のように外周部を表面、裏面と
もに、薄く面取り加工して、形成できる。バッキングプ
レート３は、表面の縁部が上記凸部２３をなすように皿
状に加工して、形成できる。両者２，３の接合は、従来
より知られている一般的な手法で互いに貼り合せて、ス
パッタリングターゲット１を構成できる。

【００２５】一般的に、冷却しようとする物質を、厚い
物と薄い物とで、同様に冷却された物体に接触させた場
合で比較すると、薄い物ほど冷却効果は高く、厚い物ほ
ど冷却効果は出にくい。本例では以上のようにして、材
料ターゲット部分２の外周部を薄くすることで、材料タ
ーゲット部分２全体の厚みを保ったままで、該材料ター
ゲット部分２の外周部の冷却効果を高めることができ
る。

【００２６】材料ターゲット部分２の外周部を薄くして
も、材料ターゲット部分２の浸食はその内周部で起こる
ので、問題は生じない。

【００２７】この実施の形態例では上記のように構成し
た結果、材料ターゲット部分２の外周部の表面における
冷却効果が高まり、再デポ物に熱ストレスがかかること
による再デポ物の破裂が抑えられる。よって、ダスト発
生が防止できる。製品の安定で信頼性の高い供給が可能
となる。

【００２８】すなわち、この実施の形態例によれば、材
料ターゲット部分２の外周部に付着する再デポ物の発生
が抑制でき、ターゲット材料を発生源とする、被加工部
材（ウエーハ）表面のダストが減少する。かつ、ターゲ
ットの寿命を短くする必要はなく、むしろその寿命が延
びることが期待できる。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、本発明のスパッタリン
グターゲットによれば、ターゲットの寿命を短くするこ
となくスパッタリングターゲットの外周部における冷却
効果を高めることができた。よって、外周部の冷却効果
が十分でない場合に生じ得る発塵等の問題が解決され、
適正なスパッタリングが実現でき、スパッタにより信頼
性の高い安定した製品が得られるようなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態例１に係るスパッタリン
グターゲットの構成を示す図である。

【図２】 従来技術のスパッタリングターゲットの構成
を示す図である。

【図３】 スパッタリング装置の概要を示す図である。

【符号の説明】

１・・・スパッタリングターゲット、２・・・材料ター
ゲット部分、２１・・・面取り部（裏面側）、２２・・
・面取り部（表面側）、３・・・バッキングプレート、
３１・・・接合部、３３・・・凸部（突出部）、４・・
・被加工部材（ウエーハ）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタリングに用いられるスパッタリ
   ングターゲットであって、スパッタされる材料ターゲッ
   ト部分と、該材料ターゲット部分を冷却する機能を有す
   るバッキングプレートとから成るとともに、 上記バッキングプレートは上記材料ターゲット部分の外
   周部と接している外周部分が該材料ターゲット部分の方
   向に突出しており、該材料ターゲット部分の外周部は該
   突出に対応して他の部分よりも厚みが小さくなっている
   ことを特徴とするスパッタリングターゲット。
2. 【請求項２】 上記材料ターゲット部分の外周部のバッ
   キングプレート側の面が面取りされた形状になっている
   ことにより、上記バッキングプレートの突出に対応して
   いることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング
   ターゲット。
3. 【請求項３】 上記材料ターゲット部分の外周部のバッ
   キングプレート側とは反対側の面が面取りされた形状に
   なっていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ
   リングターゲット。
4. 【請求項４】 上記材料ターゲット部分の外周部のバッ
   キングプレート側とは反対側の面が面取りされた形状に
   なっていることを特徴とする請求項２に記載のスパッタ
   リングターゲット。