JPH08291382A - 高周波スパッタリング用ターゲットのボンディング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波スパッタリングによる成膜時にターゲ
ットとターゲット電極との間に生じる微小放電を解消
し、異常放電や微小アーキングの発生を有効に防止して
歩留まりを改善し、製造コストの低減及び信頼性の向上
を図る。 【構成】 ボンディング材４を介して互いに接合される
高周波スパッタリング用ターゲット３及びターゲット電
極５が、それらの外周縁より或る間隔をおいて内側の領
域に設けられた接合面１１を有する。ターゲット電極
は、接合面１１の外側に段差１０を有し、それによりタ
ーゲットとの間に形成される隙間に、導電性材料からな
る環状部材１２が、ターゲット及びターゲット電極とそ
れぞれ接するように嵌合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＩＣ、薄膜磁気
ヘッド等の酸化絶縁膜の成膜に使用する高周波スパッタ
リング技術において、ターゲットをターゲット電極に接
合するボンディング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、薄膜磁気ヘッド等の保
護膜、絶縁膜として、二酸化ケイ素（ＳiＯ2）や酸化ア
ルミニウム（Ａl2Ｏ3）等の絶縁物が多く用いられてい
る。一般に、これら薄膜の形成方法として高周波スパッ
タリング法が用いられ、絶縁物からなるターゲットをタ
ーゲット電極にボンディング材を用いて一体に接合し、
アルゴンガス等の不活性ガス中で基板側との間で放電さ
せて前記絶縁物のスパッタを行う。

【０００３】高周波スパッタリングによる成膜時に、異
常放電や微小アーキングが生じると、形成される膜にピ
ット、汚染等が発生する原因となり、歩留まりが低下
し、製造コストが上昇するだけでなく、信頼性が低下す
る等の悪影響を及ぼす。このような異常放電、微小アー
キングへの対策として、高周波電流を流す際に途中で極
めて短い時間（数マイクロ秒）だけ通電を停止し、アー
キングの程度を軽減する方法が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近、薄膜磁気ヘッド
の製造等において膜厚５〜１００μｍの保護膜を形成す
る場合に、成膜時間を非常に短くしたり、１回のウエハ
処理枚数を増やす等、スループッドの向上に対する要求
が高まっており、これに対応するべく高周波スパッタリ
ングに用いるターゲットを大型化し、又は成膜速度を増
すために高電力化が図られている。しかしながら、上述
した従来の異常放電及び微小アーキング対策では、ター
ゲット寸法の大型化、高電力化に十分に対応することが
できない。例えば酸化絶縁膜の形成において、スパッタ
ガスの流量、そのガス圧、ターゲット側の入射電力、基
板側電圧等の成膜条件を制御し、かつ高周波電流の供給
を短時間停止させているにも拘らず、異常放電や微小ア
ーキングが生じるという問題があった。この主な原因
は、ターゲットとターゲット電極との間で、これらを接
合するボンディング層の周辺で成膜中に微小な放電が生
じるためである。

【０００５】そこで、本発明の目的は、高周波スパッタ
リングにおいて、成膜時にターゲットとターゲット電極
との間に生じる微小放電を解消し、異常放電や微小アー
キングの発生を有効に防止し、又はその程度を軽減し
て、歩留まりを改善し、製造コストの低減及び信頼性の
向上を図ることができるターゲットのボンディング構造
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するためのものであり、請求項１記載の高周波ス
パッタリング用ターゲットのボンディング構造は、ボン
ディング材を介して互いに接合されるターゲット及びタ
ーゲット電極が、それぞれそれらの外周縁より或る間隔
をおいて内側に接合面を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の高周波スパッタリング用タ
ーゲットのボンディング構造は、上述した請求項１の特
徴点に加え、ターゲットとターゲット電極との接合面よ
り外側における間隔を、該接合面におけるそれらの間隔
より大きく形成したことを特徴とする。更に請求項３記
載のボンディング構造は、ターゲット電極の外周縁に沿
って接合面との間に段差を形成したことを特徴とする。

【０００８】また、請求項４記載のボンディング構造
は、接合面より外側のターゲットとターゲット電極との
隙間に導電性材料を、ターゲット及びターゲット電極と
それぞれ接するように配設したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】従って、請求項１記載の高周波スパッタリング
用ターゲットのボンディング構造によれば、ボンディン
グ材によって互いに接合されるターゲット及びターゲッ
ト電極の各接合面を、それらの外周縁より或る距離を隔
てて内側に設けたことによって、ターゲット及びターゲ
ット電極の外周に沿ってそれらの間にボンディング材の
存在しない隙間領域が形成される。本願発明者は、この
ようにターゲットのボンディング構造を構成することに
よって、成膜時に異常放電又は微小アーキングの原因と
なる従来のボンディング層周辺におけるターゲットとタ
ーゲット電極との間における異常放電及び微小アーキン
グの発生が減少することを見い出した。

【００１０】請求項２記載の高周波スパッタリング用タ
ーゲットのボンディング構造によれば、ターゲット電極
の接合面より外側においてターゲットとターゲット電極
との間に大きな隙間が形成されるので、それらの間にお
ける微小放電の発生をより困難にすることができる。

【００１１】請求項３記載のボンディング構造によれ
ば、ターゲット電極に設けた段差によって、接合面より
外側のターゲットとターゲット電極との間に大きな隙間
を容易に形成できる。

【００１２】更に、請求項４記載の高周波スパッタリン
グ用ターゲットのボンディング構造によれば、ターゲッ
ト及びターゲット電極の外周に沿ってそれらの間に形成
される隙間を導電性材料で埋めることによって、少なく
ともターゲットの外周部分においてそのターゲット電極
側の面における電位をターゲット電極の電位と等しくす
ることができるので、微小放電の発生をより確実に解消
することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図面につい
て詳しく説明する。図１には、本発明を適用した高周波
スパッタリング装置の構成が模式的に示されている。基
板１を載置した基板ホルダ２の上方には、基板１表面に
薄膜を形成するための平板状のターゲット３が配置され
ている。ターゲット３は、例えばインジウム系の公知の
ボンディング材４によってターゲット電極５の下面に接
合されている。基板ホルダ２及びターゲット電極５は、
それぞれマッチングボックス６、７を介して高周波電源
８、９に接続されている。また、ターゲット電極５は、
内部に冷却水が流れるようにした冷却構造を有する。

【００１４】ターゲット電極５の下面は、その外周に沿
って或る一定の幅及び深さの段差１０が形成され、該段
差を隔てて内側に接合面１１が設けられている。ターゲ
ット電極５と略同じ平面形状を有するターゲット３は、
その外周縁より内側に段差１０に対応する距離を隔てた
領域を接合面として、ボンディング材４を介してターゲ
ット電極５の接合面１１に接合されている。段差１０に
よってターゲット電極５とターゲット３との間に、その
外周に沿って形成される環状の隙間内に、銅、アルミニ
ウム又はニッケル等の導電性材料からなる環状部材１２
が、ターゲット３及びターゲット電極５とそれぞれ接す
るように嵌め込まれている。環状部材１２の外周面に
は、膜厚２〜５μｍのニッケル被膜１３が被覆されてい
る。

【００１５】このように構成されるターゲットのボンデ
ィング構造を備える高周波スパッタリング装置を用い
て、次の条件下で基板上にアルミナ膜を形成し、異常放
電及び微小アーキングの発生について実験を行った。タ
ーゲットとして、純度９９．９％、寸法４２５×４２５
×６．５mmの燒結アルミナを使用し、かつ幅５mm、深さ
５mmの段差を外周に設けた無酸素銅からなるターゲット
電極を使用した。ターゲットとターゲット電極とは、イ
ンジウム系のボンディング材をその厚さが０．０５mm以
下となるように用いて接着した。この時、ターゲット上
面の全面積に対するボンディング領域の面積比は、９
７．７％であった。環状部材の外周面には、メッキによ
り膜厚５μｍのニッケル被膜を施した。

【００１６】 ターゲット電力 ： ７．５ｋＷ スパッタガス ： Ａｒ ガス流量 ： １４０SCCM スパッタガス圧 ： ２０ｍTorr 基板側の負のマイナス電圧： −１３０Ｖ

【００１７】この結果、図２（Ａ）に示すように成膜時
における異常放電及び微小アーキングの発生回数を、図
２（Ｂ）に示す従来の場合に比して大幅に減少させるこ
とができた。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。

【００１９】請求項１記載の高周波スパッタリング用ボ
ンディングのターゲット構造によれば、ターゲットとタ
ーゲット電極との間に、それらの外周に沿って接合面よ
り外側にボンディング材が介在しない隙間領域を設ける
ことによって、それらの間に成膜時に発生する微小放電
を減少させることができるので、ターゲットの大型化及
び高電力化を図ることができ、成膜速度を増大させかつ
１回のウエハ処理枚数を増加させることができるので、
歩留まりの向上及び製造コストの低減化と共に信頼性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるターゲットのボンディング構造を
適用した高周波スパッタリング装置の構成を模式的に示
す図である。

【図２】図２Ａは、本発明によりアルミナ膜を形成した
場合の成膜時間に関する異常放電、微小アーキングの発
生頻度を示す線図、図２Ｂは、従来技術における異常放
電、微小アーキングの発生頻度を示す線図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 基板ホルダ ３ ターゲット ４ ボンディング材 ５ ターゲット電極 ６、７ マッチングボックス ８、９ 高周波電源 １０ 段差 １１ 接合面 １２ 環状部材 １３ ニッケル被膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波スパッタリング用ターゲットをタ
   ーゲット電極にボンディング材を介して接合するボンデ
   ィング構造であって、 前記ターゲット及び前記ターゲット電極が、それぞれそ
   の外周縁より或る間隔をおいて内側に接合面を設けたこ
   とを特徴とする高周波スパッタリング用ターゲットのボ
   ンディング構造。
2. 【請求項２】 前記接合面より外側における前記ターゲ
   ットと前記ターゲット電極との間隔を、前記接合面にお
   ける間隔より大きくしたことを特徴とする高周波スパッ
   タリング用ターゲットのボンディング構造。
3. 【請求項３】 前記ターゲット電極の外周縁に沿って前
   記接合面との間に段差を設けたことを特徴とする請求項
   ２記載の高周波スパッタリング用ターゲットのボンディ
   ング構造。
4. 【請求項４】 前記接合面より外側の前記ターゲットと
   前記ターゲット電極との隙間に導電性材料を、前記ター
   ゲット及び前記ターゲット電極とそれぞれ接するように
   配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
   れか記載の高周波スパッタリング用ターゲットのボンデ
   ィング構造。