JPH027870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、半導体装置の配線層またはフオト・
マスクの遮光膜の形成等に用いるマグネトロンス
パツタ装置のターゲツトに関するものである。

〔従来技術〕

近年この種の装置として、ターゲツト表面外側
に磁力線が弧を描くようなもれ磁界と、この磁界
に直交する電界とを形成し、この直交電磁界空間
により、真空中で発生したプラズマをターゲツト
表面上の上記弧状磁力線で囲まれた領域に閉じ込
めるようにした高速マグネトロンスパツタ装置が
急速にその需要を拡大しつつある。

これは、古典的なマグネトロンスパツタ装置が
均一磁界を利用していたのに対し、意図的に不均
一磁界を用いることによつて、高密度プラズマを
さらに効率的に収束するようにしたものであり、
それによつて生産性の飛躍的な向上がもたらされ
た。

ところが、このようなマグネトロンスパツタ装
置においては、その原理上、プラズマ領域はター
ゲツト表面の全体にわたり均一に形成されるもの
ではなく、したがつてターゲツトには、上記プラ
ズマ領域に対応した、実際にスパツタリングが行
なわれるエロージヨン領域と、それ以外の、ほと
んどスパツタリングの行なわれない非エロージヨ
ン領域とが形成されることとなる。そしてそのよ
うな状態でスパツタリングを継続するうちに、上
記非エロージヨン領域の表面上にはエロージヨン
領域からスパツタされたスパツタ原子が堆積し、
さらにそれが剥離して、エロージヨン領域に落ち
てスパツタリングを不安定にしたり、特に、飛散
した剥離片が被処理基板、例えばフオト・マスク
用のガラス基板面に付着してスパツタ原子の被着
を阻害し、スパツタ膜にピンホールが生ずる原因
となつたりする。

〔考案の目的および構成〕

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、非エロージヨンエリアに堆
積したターゲツト材料層が剥離飛散することに起
因して被処理基板上のスパツタ膜に欠陥が生ずる
のを防ぐことが可能なマグネトロンスパツタ装置
のターゲツトを提供することにある。

このような目的を達成するために、本考案は、
ターゲツトの非エロージヨン領域表面を粗面状と
したものである。以下、図示する実施例を用いて
本考案を詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示すマグネトロン
スパツタ装置の要部断面図である。これは、いわ
ゆるプレーナ形の直流マグネトロンスパツタ装置
に用いた例であり、不活性ガスのアルゴンガスを
導入した真空チヤンバ１の中央部に、例えばクロ
ムからなるターゲツト２が配置される。図示の例
では、このターゲツト２は銅からなる母材３の上
に載置されているが、ターゲツトが十分な面積を
有する場合は、この母材はなくてもよい。このタ
ーゲツト２の裏面に、柱状の磁石４ａおよびそれ
を囲む環状の磁石４ｂが、それぞれターゲツト２
の側をＳ極、Ｎ極として配置されている。また、
ターゲツト２の表面側周辺に、枠状のシールド部
材５が配置されている。シールド部材５は、その
端部がターゲツト２の外縁を覆うように配置さ
れ、スパツタ原子がターゲツト表面に対向して配
置される被処理基板としてのガラス基板（図示せ
ず）以外に付着するのを防ぐ役割を果たしている
が、この例では電極を兼ねており、このシールド
部材５を陽極、ターゲツト２を陰極として直流電
圧が印加される。

ターゲツト２は、第２図に示すような矩形平板
状であり、その表面の外側には裏面に配置された
環状Ｎ極から出て中心のＳ極に入る磁力線１１が
弧状を描いて形成されている。この結果、１対の
磁極の中間の空間にはこの磁力線と上記直流電圧
による電気力線とが直交する直交電磁界空間がで
き、真空中で発生するプラズマを弧状磁力線が作
るドーナツ状の領域１２に閉じ込める。電子は、
その軌跡を１３で示すようにこのプラズマ領域１
２内をサイクロイド運動し、アルゴンイオンの発
生を増進させるため、プラズマの密度が高まりス
パツタ効率が上昇する。

ここで、ターゲツト２には、第３図に示すよう
に上記プラズマ領域１２に対応する、スパツタ領
域としてのエロージヨン領域２１と、中央部およ
び外縁部の非エロージヨン領域２２，２３とが形
成される。このうち、従来非エロージヨン領域に
堆積したターゲツト材料層が、被処理基板上のス
パツタ膜に欠陥が生ずる原因となつていたことは
先に述べた通りであるが、本実施例では、この非
エロージヨン領域２２，２３のターゲツト表面を
第４図に示すように粗面状に形成したことによつ
て、この問題を解決している。すなわち、クロム
の場合、非エロージヨン領域に堆積した層は、従
来の表面が平滑なものでは数十μm程度の厚さで
剥離するが、例えばこの堆積層２ａの厚さに対し
て１桁大きい程度の凹凸を非エロージヨン領域表
面に設けておくことにより、当該堆積層を削り落
とす保守作業の頻度を従来の1/3から1/5程度に軽
減することができた。これは、表面状態の変化に
よりスパツタ原子が被着しにくくなつたこととと
もに、特に、第４図からも明らかなように、堆積
層２ａと非エロージヨン領域２２，２３のターゲ
ツト表面との接触面積の増大により堆積層の被着
強度が高まり、いつたん被着したものが容易に剥
離しなくなつたことによるものと考えられる。

なお、金属表面を粗面化する加工技術として
は、一般にサンドブラストや化学エツチング法が
用いられるが、本実施例のクロムターゲツトで
は、材質が硬く、通常のガラスビーズによるサン
ドブラストでの加工は困難であるため、塩酸を主
成分とするエツチング液を用いた化学エツチング
法によつた。すなわち、エロージヨン領域２１の
ターゲツト表面を保護膜で覆い、非エロージヨン
領域２２，２３の表面のみを上記エツチング液に
接触させて数時間エツチングを行なつた。もちろ
ん、このエツチング時間はエツチング液の濃度と
の関係で適当な値に設定される。多少時間はかか
るが、他のエツチング液、例えば一般にガラス基
板上にスパツタしたクロム膜をエツチングしてマ
スクパターンを形成する際に使用される、第二硝
酸セリウムアンモニウムと過塩素酸および水から
なるエツチング液を用いても、同様の方法により
粗面化を行なうことができる。もちろん、通常の
ガラスビーズではなくより硬質の材料を用いれ
ば、サンドブラストによる方法も可能である。

以上、クロムターゲツトを例に説明を行なつ
た。これは、クロムの場合、アルミニウムなどに
比べて非エロージヨン領域に堆積したターゲツト
材料層がきわめて剥離しやすく、より問題となり
やすいためであるが、もちろん、他のターゲツト
材料を用いた場合にも同様に適用でき、その場合
アルミニウムのような軟質のターゲツトについて
は、粗面化の方法として通常のガラスビーズを用
いたサンドブラスト法も十分使用可能である。

また、上述した実施例では中央部および外縁部
の非エロージヨン領域全体についてその表面を粗
面化したが、図示のようなシールド部材５を用い
る場合、外縁部の非エロージヨン領域はそれによ
つて大部分が覆われることとなるため、この部分
は粗面化を省略し、中央部の非エロージヨン領域
２２についてのみ粗面化を施しても、ほぼ同様の
効果を得ることは可能である。

なお、エロージヨン領域２１について粗面化し
なかつたのは、この部分に凹凸があると突起部に
電界が集中し、異常放電を起こしてスパツタ膜の
形成に悪影響を与えることが考えられ、これを避
けるためである。

また、本考案と同様の目的を達成するものとし
て、非エロージヨン領域上に、当該領域を覆いか
つ着脱可能な絶縁板を配設することも考えられる
が（例えば特公昭59−14107号公報参照）、ターゲ
ツトは所望のスパツタ膜を形成する材料自体とな
るものであり、そこに異物を置くことは不純物の
混入の観点からも避けたいところである。また、
この方法では、ターゲツト材料層の被着もしくは
その剥離自体を防止するわけではなく、非エロー
ジヨン領域に堆積したターゲツト材料層を削り落
とす代りに、当該ターゲツト材料層が堆積した上
記絶縁板を頻繁に交換する必要が生ずる。これに
対し、本考案は上記ターゲツト材料層の被着もし
くはその剥離自体を抑制するため、そのような保
守作業を根本的に軽減できるとともに、上述した
ような異物の問題も生じない利点がある。

以上、プレーナ形マグネトロンスパツタ装置に
用いる矩形平板状のターゲツトを例に説明した
が、もちろん丸板状のターゲツトでもよく、また
プレーナ形に限らず、不均一な磁界を用い、ター
ゲツト上に部分的にプラズマ領域が形成されて、
ターゲツトにエロージヨン領域と非エロージヨン
領域とが生ずるようなマグネトロンスパツタ装置
に使用するターゲツトについては、一般に本考案
を適用して同様の効果を得ることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ターゲ
ツトの非エロージヨン領域を粗面化したことによ
り、当該非エロージヨン領域に堆積したターゲツ
ト材料層の剥離飛散に起因するスパツタ膜の欠陥
の発生を防止することができ、フオト・マスク、
半導体装置等の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すマグネトロン
スパツタ装置の要部断面図、第２図はスパツタリ
ングの原理を説明するための図、第３図はターゲ
ツトを示す平面図、第４図はその要部断面図であ
る。 ２……ターゲツト、２ａ……ターゲツト材料
層、２１……エロージヨン領域、２２，２３……
非エロージヨン領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターゲツト裏面に配置した磁極によりターゲツ
   ト表面外側に磁力線が弧状を描くもれ磁界を形成
   しかつ上記磁界に直交する電界を形成し、発生す
   るプラズマをターゲツト表面上の上記弧状磁力線
   で囲まれた領域に閉じ込めてスパツタリングを行
   なうマグネトロンスパツタ装置に用いるターゲツ
   トにおいて、上記プラズマ領域に対応したエロー
   ジヨン領域を除く、非エロージヨン領域表面の少
   なくとも一部を粗面状に構成したことを特徴とす
   るマグネトロンスパツタ装置のターゲツト。