JPH0251839A - マグネトロン陰極スパツタ装置用ターゲツト - Google Patents

マグネトロン陰極スパツタ装置用ターゲツト

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JPH0251839A
JPH0251839A JP1146940A JP14694089A JPH0251839A JP H0251839 A JPH0251839 A JP H0251839A JP 1146940 A JP1146940 A JP 1146940A JP 14694089 A JP14694089 A JP 14694089A JP H0251839 A JPH0251839 A JP H0251839A
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マルチン・ヴアイゲルト
Lorenz Berchtold
ロレンツ・ベルヒトールト
Stephan U Schittny
シユテフアン・ウー・シツトニイ
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、マグネトロン陰極スパッタ用ターゲットであ
って、強磁性合金よりなジ、その状態図は立方晶系及び
六方晶系相を示し、この場合ターゲットの運転温度のと
き平衝状態で六方晶系相が存在するが、動力学的用土に
よジなお立方晶系構造成分の大部分が存在し得る形式の
ものに関する。
〔従来の技術〕
マグネトロン陰極スパッタリングでハスバッタリング過
程の最適化のために永久磁石をタープツト（陰極）の後
方に配置しであるから、放電空間内のターゲットの前方
に磁界が生成する。
これにより放電プラズマは局限される。プラズマが局限
されるターゲット表面の領域は優先的にスパッタされ、
それ足よってそこに浸食溝が生成する。
強磁性ターゲットの場合はこのとき主として２つの問題
が生じる。すなわち、 第１に永久磁石の磁束はターゲットで集束されるので、
僅かの磁束のみが放電空間に現れ出るにすぎなり０それ
故この問題は非常だ薄い強磁性ターゲット全必要とする
。
第２に陰極スパッタリング中のターゲットの局部的断面
減小（浸食溝〕は強磁性ターゲットの場合浸食溝上で直
接に磁束の増加を引き起す。
そｆＬ［よって局部的にスパッタリングがスの高いイオ
ン化率及び局部的に高めスパッタリング速度が生じ、そ
の結果浸食溝は非常に狭くなる、このことはターゲット
の榎く僅かの材料収率に結びつく。
磁界の形状と改良すること及び高い磁界制御能力はター
ゲット構造に費用を多くかけることで達成することがで
きる。磁界の方向に垂直にターゲットにスリットを設け
ることにより、ターゲットの磁気抵抗全上昇させ、放電
空間によジ大きな磁界？達成することができる （　Ｋ、　Ｎａｋａｍｕｒａ　ａｔ　ａ、Ｌ、工ＥＫＥ
　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ゛ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｓ　Ｌ　８　（１９８２）　１ＣＪ　８　ｆｌ　）。
クル力（Ｋｕｋｌａ　）等（ＩＲＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓ　ｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ　２３　（１９８７
）　１５７　）はより高いマグネトロン磁界を達成する
ため、互に２つの平面ｌＣＭねて配置された数個のター
ビットよジなる強磁性材用陰極を記載している。しかし
ながらこれらの構造は高価であジ、マグネ）。
ン陰極スパッタリングを困難：・てするう〔発明が解決
しようとする課題〕 本発明の課題は、マグネトロン陰極スパッタリング装置
用のターゲットであって、強磁性合金からな夕、その状
態図が立方晶系相及び六方晶系槽を示し、その際ターゲ
ットの運転温度で平衡状態において六方晶系槽が存在す
るが、動力学的阻害Ｐζよりなお大部分の立方晶系構造
成分が存在し得る形式のものを開発することであった。
このターゲットにおいて、費用のかかる構造的手段を採
ることなく、より厚くかつ高込材料利用率を達成するこ
とであった。
〔ａ題を解決するための手段〕
前記課題は本発明により１頭に記載したマグネトロン陰
極スパッタ装置用ターゲットにおいて六方晶系槽の成分
量が立方晶系の成分量より多く、かつ前記六方晶系槽が
その六方晶系柱軸（ＣＩ（ＪＣｌｌ）が優先的にターゲ
ット表面に垂直に配列されていることで解決される。
有利には、六方晶系（ＯＣＩＯｌ）ブラッグ反射のＸ線
後放散乱強度が、Ｍｏ−にαビームでターゲット面に垂
直に測定したとき、ターゲット面上の全半空間について
平均化した平均Ｘ線強度よ９１．５倍以上大目いターゲ
ットを使用する。
（Ｃ１（］０１　）ブラッグ反射のＸ線後方散乱強度が
平均Ｘ線強度より少なくとも２．５倍だけ太きいときは
特だ良好なターゲットが得られる。
これらのターゲットには、６０ＭＮ％以上のコ／ぐルト
の合金を使用するのが有利である。
これらターゲットの有利な特性は、相応する合金の場合
に六方晶系槽の成分が、相変Ｂ温度の上部の焼な１し温
度から徐冷することで得られるよりも多く調整すれば、
ターケ“ノド材が室温でとにかく完全に六方晶系でなめ
限りは、達成できる。そ八に加えてこの六方晶系相成分
に優先的な配向と与えなければならな贋、それも、六方
晶系柱軸が優先的にターゲット表面に垂直になるように
調整すべきである（［ＩＬＩ［１１−繊維構造）。
意外にも、僅かの（０００１）繊維構造はマグネトロン
スパッタリングの際の磁力線の経路に関連してターゲッ
トの磁性特性に既に著しい改良になることが分った。磁
性ターゲット特性を明確にするためターゲット面に平行
な磁界成分を測定したが、これは永久磁石の代表的スパ
ッタ陰極で得られているものである（磁石上の直接の磁
界強度：２４ｏＫ＊７ｍ）。
表１ｃ？ｉ両永久磁石の間の中間でターゲット表面り直
接て測定した磁界強度を六方晶系または一部六方晶系タ
ーゲット材について提示した。
さらに表には磁気強度が最大値よジ１０チだけ減少する
＠囲の巾？示した。はつきジしていることは、冷間加工
によって比較的高い六方晶系の組織成分を得、その六方
晶系柱軸が優先的にターゲット表面に垂直に向いている
材質状態はターゲットの前で比較的高い最大磁界強度を
持つト同様にターゲットの前で広い均一の磁界範囲を持
っていることである。
このよＪ）高く磁界を制御できることにより、特に増加
する厚さと共にマグネトロン磁界の相対的増加は大きく
なるから、よジ厚いターケ９ソトを使用することができ
る。異方性状態における広い均一の磁界領域は平たい初
期浸食’１ｌｌｋ生じるので、スパッタリング過程でタ
ーゲットの高い材料利用率が達成される。
合金１及び６はなお約５０％の高い立方晶系の相成分を
示すが調整してない、一方合金２及び４は冷間加工によ
シ六方晶系の相成分は上昇していて同時に六方晶系柱軸
の調整が行われている。合金５及び７は確かに六方晶系
組織を持っているが、少しも調整されていなめ。一方合
金６及び８の場合は冷間加工によジ六方晶系住軸の調整
が行われている。このことは六方晶系・（０００１）−
反射のＸ線後方散乱強度の高い値に現れている。
これらタープントの製造は電子ビーム炉で合金を熔融し
、８００から１２００℃でインゴットを蝦遺しかつ８０
０から１２００°Ｃで加熱圧延することにより行った。
引続き１合金１，３゜５及び７のターゲットは１２ＤＯ
’Ｃで半時間焼きなまし徐冷した。一方合金２，４．６
及び８のタープ９ソトは水で急冷し、続いて４０口００
以下で冷間加工した。
０ＮｉＣｒ ６２．５　５Ｕ７．５ ６２．５　３０　７．５ ６２．５　５０　７・５ ６２．５　３０　７．５ ７４’１８８ ８［］２［Ｊ［Ｊ Ｌ１２００ ２．５ ２．５ ２．５ ２．５ θ ｊ ５０％ ５０チ ５濡 ５［Ｊ Ｕ Ｕ ｃａ、　　１０Ｕ ｃａ、１００ １υＤ １、Ｏ ｃａ、　　１．９ １、Ｏ Ｃａ・　１・９ １・２ ２．５ １．１ ２．７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、マグネトロン陰極スパッタ装置用ターゲットであつ
    て、強磁性合金よりなり、その状態図は立方晶系相及び
    六方晶系相を示し、この場合ターゲットの運転温度のと
    き平衝状態で六方晶系相があるが、動力学的阻止により
    なお立方晶系構造成分の大部分が存在し得る形式のもの
    において、六方晶系相の成分量が立方晶系相の成分量よ
    り多く、かつ前記六方晶系相はその六方晶系柱軸（００
    ０１）が優先的にターゲット表面に垂直に配列されてい
    ることを特徴とするマグネトロン陰極スパッタ装置用タ
    ーゲット。 ２、Ｍｏ−Ｋ＿αビームで測定した際の、ターゲット面
    に対して垂直な六方晶系（０００１）ブラッグ反射のＸ
    線後方散乱強度が、ターゲット平面上の全半空間につい
    て平均化した平均Ｘ線強度より１．５倍以上大目い請求
    項１記載。 ターゲット。 ３、（０００１）ブラッグ反射のＸ線後方散乱強度が平
    均Ｘ線強度より少なくとも２．５倍だけ大きい請求項１
    又は２記載のターゲット。 ４、コバルト合金で、コバルト６０重量％以上からなる
    請求項１から３までのいずれか１項記載のターゲット。
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