專利名稱：濺射靶以及該濺射靶的表面精加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空心陰極型濺射靶，特別涉及很少產(chǎn)生顆粒，表面清潔性良好的濺射靶以及該濺射靶的表面精加工方法。
背景技術(shù)：
近年來，在電子領(lǐng)域、耐腐蝕性材料或裝飾領(lǐng)域、催化劑領(lǐng)域、切削·研磨材料或耐磨性材料的制作等多個(gè)領(lǐng)域中，使用用于形成金屬或陶瓷材料等被膜的濺射。
雖然濺射法本身在上述領(lǐng)域中是公知的方法，但是最近以來，特別是在電子領(lǐng)域，要求適合于復(fù)雜形狀的被膜的形成、電路的形成的濺射靶。
其中，最近公開了中空的陰極濺射靶。該靶呈現(xiàn)杯形狀，由來于該形狀而稱為空心陰極型濺射靶(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2、3)。
該空心陰極型濺射靶，能夠在靶的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高密度的等離子體，并且通過向?yàn)R射方向付與定向性，從而不使用現(xiàn)有的準(zhǔn)直儀，也能夠得到可以以高縱橫比填充通孔的性能。
如上所述，空心陰極型濺射靶，與現(xiàn)有的平板型靶相比，具有高效且控制性更好的成膜方法的功能。
一般而言，在空心陰極型濺射靶的內(nèi)側(cè)，存在對(duì)靶進(jìn)行濺射的腐蝕區(qū)域和淀積被濺射的原子的淀積區(qū)域。
通常，會(huì)產(chǎn)生如下的嚴(yán)重問題在底面?zhèn)刃纬傻矸e區(qū)域，在淀積區(qū)域的邊緣附近，再淀積膜容易剝離，其向基板飛濺或掉落而污染基板。
一般而言，使用平板狀的靶時(shí)，使靶的腐蝕面凈化，并且除去加工變質(zhì)層等而使表面粗糙度變小，并由此抑制顆粒的產(chǎn)生。
另一方面，對(duì)于靶的未被腐蝕的靶表面或周邊設(shè)備，相反地，采取使表面粗糙化而能夠捕獲濺射時(shí)來自靶的飛濺物質(zhì)的對(duì)策(例如，專利文獻(xiàn)4、5、6)。
專利文獻(xiàn)1特開2000-256843號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2001-98367號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特表2002-531690號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平4-304367號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平11-1766號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開平173965號(hào)公報(bào)但是，將這樣的技術(shù)應(yīng)用于空心陰極型濺射靶而試圖使靶的底面粗糙化，并防止淀積物(再淀積膜)的剝離，然而沒有成功。相反地，得到了在濺射開始階段，成膜的均勻性不穩(wěn)定，并且顆粒的產(chǎn)生增加的結(jié)果。
因此，由于使用了到目前為止所述的空心陰極型濺射靶，存在如下的問題膜的均勻性(uniformity)很差，產(chǎn)生起弧、顆粒，并且降低了靶成膜的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，得到一種靶以及能夠穩(wěn)定地制造該靶的方法，其中，空心陰極型濺射靶的膜的均勻性(uniformity)良好，很少產(chǎn)生起弧、顆粒，并且能夠抑制底面的再淀積膜的剝離，成膜特性良好。
本發(fā)明為了解決上述問題，得到如下見解通過對(duì)空心陰極型濺射靶的內(nèi)側(cè)底面進(jìn)行改良·加工，能夠得到膜的均勻性(uniformity)良好，很少產(chǎn)生起弧、顆粒，并且能夠抑制底面的再淀積膜的剝離且成膜特性良好的靶以及能夠穩(wěn)定地制造該靶的方法。
本發(fā)明，根據(jù)這種見解，提供如下的技術(shù)方案1)一種濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，具有表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm的內(nèi)側(cè)底面。2)根據(jù)上述1)所述的濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，包括具有與圓筒形的內(nèi)周面同等或在其以下的表面粗糙度Ra的底面。3)根據(jù)上述1)或2)所述的濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，在外周緣部上具有粗糙化表面。4)根據(jù)上述3)所述的濺射靶，具有對(duì)外周緣部進(jìn)行噴砂處理的粗糙化表面。5)根據(jù)上述1)至4)中任一項(xiàng)所述的濺射靶，靶由包覆材料構(gòu)成。6)一種靶的表面精加工方法，在空心陰極型濺射靶中，對(duì)靶的底面進(jìn)行研磨以及蝕刻加工而使內(nèi)側(cè)底面的表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm。
本發(fā)明由上所述，具有如下的良好效果能夠穩(wěn)定地得到從濺射初期階段起，膜的均勻性(uniformity)良好，并且很少產(chǎn)生起弧、顆粒，成膜特性良好，并且靶的利用效率也良好的空心陰極型濺射用靶。
并且，還得到如下的顯著效果能夠在以往特別成為問題的空心陰極型靶的內(nèi)側(cè)底面，顯著減少再淀積膜的剝離。


圖1是表示了表面粗糙度的各測(cè)定點(diǎn)的空心陰極型濺射靶的剖面和平面的簡(jiǎn)要說明圖。
圖2是表示對(duì)空心陰極型Ti靶進(jìn)行濺射時(shí)的均勻性的圖。
圖3是表示對(duì)空心陰極型Ti靶進(jìn)行濺射時(shí)的顆粒的產(chǎn)生量的圖。
圖4是表示對(duì)空心陰極型Ta靶進(jìn)行濺射時(shí)的均勻性的圖。
圖5是表示對(duì)空心陰極型Ta靶進(jìn)行濺射時(shí)的顆粒的產(chǎn)生量的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的空心陰極型濺射用靶可適用于各種金屬、合金、硅化物、氧化物等陶瓷類，對(duì)于材料不特別限定。為了制造中空體(杯形狀)，使用鍛造、軋制、滾壓、深拉深等加工方法。并且對(duì)于制造方法也不特別限定。
制造上需要特別注意的是靶內(nèi)表面的表面精加工。即，形成空心陰極型濺射靶后，對(duì)于靶的底面進(jìn)行車床加工、研磨以及蝕刻加工而使內(nèi)側(cè)底面的表面粗糙度為Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選為Ra≤0.5μm。
在具有這樣的表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm的內(nèi)側(cè)底面的濺射靶中，特別優(yōu)選的是，具有與圓筒形的內(nèi)周面同等或在其以下的表面粗糙度Ra的底面。
另一方面，對(duì)于腐蝕面，優(yōu)選的是，具有至少Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm表面粗糙度。
并且，空心陰極型濺射靶的外周緣部或外周面為非腐蝕面，在此優(yōu)選的是，具有粗糙化表面。其通常成為用于捕獲顆粒的捕集部。
空心陰極型濺射靶可以是單體，也可以由包覆材料構(gòu)成靶。需要的是，空心陰極型濺射靶的內(nèi)側(cè)底面，與上述同樣地，表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm。
空心陰極型靶的底面和筒狀的周面的邊界上存在曲面，本發(fā)明中優(yōu)選的是，這種曲面部也同樣，研磨成表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm的表面。即，本發(fā)明包括這樣的曲面部。
實(shí)施例接著，對(duì)于實(shí)施例進(jìn)行說明。其中，本實(shí)施例只表示發(fā)明的一個(gè)例子，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。即，包括本發(fā)明的技術(shù)思想中所包含的其他方式和變形。
實(shí)施例1在Ti的空心陰極型靶中，通過車床加工、研磨(用砂紙拋光)以及蝕刻對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行了精加工。由此得到的空心陰極型濺射靶的概要表示在圖1。在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行了靶的表面粗糙度的測(cè)定。
在表1表示與靶內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的表面粗糙度Ra(μm)。如表1所示，與1～6的測(cè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的底面的表面粗糙度為0.5μm以下，同樣地，筒狀的內(nèi)周面的表面粗糙度Ra也為0.5μm以下。
使用該空心陰極型靶進(jìn)行濺射試驗(yàn)的結(jié)果表示在圖2、圖3。均勻性從初期開始就顯示出良好的值，第一張晶圓上的顆粒大約為900個(gè)。并且，直至使用壽命結(jié)束未觀察到內(nèi)表面底部的再淀積膜的剝離。
表1

Ra(μm)
實(shí)施例2在Ti的空心陰極型靶中，通過車床加工、研磨(用砂紙擦光)以及蝕刻而對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行精加工，使Ra(μm)＜1.0。
與實(shí)施例1同樣地，在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行靶的表面粗糙度Ra(μm)的測(cè)定，其結(jié)果同樣表示在圖1。
如該表1所示，與1～6的測(cè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的底面的表面粗糙度Ra都在1.0μm以下，同樣地，筒狀的內(nèi)周面的表面粗糙度Ra也為1.0μm以下。
使用該空心陰極型靶進(jìn)行濺射試驗(yàn)的結(jié)果表示在圖2及圖3。如圖2所示，均勻性從初期開始就顯示出良好的值。并且，如圖3所示，第一張晶圓上的顆粒大約為2500個(gè)。并且，直至壽命結(jié)束未觀察到內(nèi)表面底部的再淀積膜的剝離。
比較例1在Ti的空心陰極型靶中，只通過車床加工對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行了精加工。與實(shí)施例1同樣地，在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行了靶的表面粗糙度的測(cè)定。
同樣地，在表1表示與靶內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的表面粗糙度Ra(μm)。如表1所示，與1～6的測(cè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表面粗糙度中，底面為Ra＝1.3～2.5μm，側(cè)面為Ra＝1.0～1.7μm。
使濺射試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)施例1、2對(duì)應(yīng)，將均勻性和顆粒數(shù)的測(cè)定結(jié)果表示在圖2和圖3。
如這些圖所示，均勻性在初期較差，第一張晶圓上的顆粒數(shù)大約為25000個(gè)，與實(shí)施例1、2相比更多。并且在大約使用8000kWhr后，內(nèi)表面底部的再淀積膜確認(rèn)有剝離。
實(shí)施例3在Ta的空心陰極型靶中，通過車床加工、研磨以及蝕刻對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行了精加工。與實(shí)施例1同樣地，在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行了靶的表面粗糙度的測(cè)定。
在表1表示與靶內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的表面粗糙度Ra(μm)。如表1所示，在1～6的測(cè)定點(diǎn)中，表面粗糙度Ra為0.4～0.5μm。
使用該空心陰極型靶進(jìn)行濺射試驗(yàn)的結(jié)果，如圖4所示，均勻性從初期開始就顯示出良好的值，并且如圖5所示，第一張晶圓上的顆粒大約為500個(gè)。并且，直至壽命結(jié)束未觀察到內(nèi)表面底部的再淀積膜的剝離。
實(shí)施例4在Ta的空心陰極型靶中，通過車床加工、研磨以及蝕刻，對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行了精加工。與實(shí)施例1同樣地，在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行了靶的表面粗糙度的測(cè)定。
在表1表示與靶內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的表面粗糙度Ra(μm)。如表1所示，在1～6的測(cè)定點(diǎn)中，表面粗糙度Ra為0.7～1.0μm。
使用該空心陰極型靶進(jìn)行濺射試驗(yàn)的結(jié)果，如圖4所示，均勻性從初期開始就顯示出良好的值，并且如圖5所示，第一張晶圓上的顆粒大約為1800個(gè)。并且，直至壽命結(jié)束未觀察到內(nèi)表面底部的再淀積膜的剝離。
比較例2在Ta的空心陰極型靶中，只通過車床加工對(duì)靶內(nèi)表面進(jìn)行了精加工。與實(shí)施例1同樣地，在圖1所示的各測(cè)定點(diǎn)(1～6)進(jìn)行了靶的表面粗糙度的測(cè)定。
同樣地，在表1表示與靶內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的表面粗糙度Ra(μm)。如表1所示，與1～6的測(cè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表面粗糙度中，底面Ra＝2.4～3.5μm，側(cè)面Ra＝2.0～3.5μm。
使濺射試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)施例1、2對(duì)應(yīng)，將均勻性和顆粒數(shù)的測(cè)定結(jié)果表示在圖4和圖5。
如這些圖所示，均勻性在初期較差，第一張晶圓上的顆粒數(shù)大約為6000個(gè)，與實(shí)施例3、4相比較多。并且在壽命結(jié)束后，在內(nèi)表面底部的再淀積膜中確認(rèn)有剝離。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性由于在本發(fā)明中，能夠穩(wěn)定地制造膜的均勻性(uniformity)良好，很少產(chǎn)生起弧、顆粒，并且能夠抑制底面的再淀積膜的剝離的成膜特性良好的靶，因而具有能夠進(jìn)一步提高空心陰極型濺射靶的功能的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，其特征在于，具有表面粗糙度Ra≤1.0μm內(nèi)側(cè)底面。
2.一種濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，其特征在于，具有表面粗糙度Ra≤0.5μm內(nèi)側(cè)底面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，其特征在于，包括具有與圓筒形的內(nèi)周面同等或在其以下的表面粗糙度Ra的底面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的濺射靶，在空心陰極型濺射靶中，其特征在于，在外周緣部上具有粗糙化表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濺射靶，其特征在于，具有對(duì)外周緣部進(jìn)行噴砂處理的粗糙化表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的濺射靶，其特征在于，靶由包覆材料構(gòu)成。
7.一種靶的表面精加工方法，其特征在于，在空心陰極型濺射靶中，對(duì)于靶的底面進(jìn)行研磨以及蝕刻加工而使內(nèi)側(cè)底面的表面粗糙度Ra≤1.0μm。
8.一種靶的表面精加工方法，其特征在于，在空心陰極型濺射靶中，對(duì)靶的底面進(jìn)行研磨以及蝕刻加工而使內(nèi)側(cè)底面的表面粗糙度Ra≤0.5μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空心陰極型濺射靶，其特征在于，具有表面粗糙度Ra≤1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選Ra≤0.5μm的內(nèi)側(cè)底面。該空心陰極型濺射靶，其濺射膜的均勻性(uniformity)良好，很少產(chǎn)生起弧、顆粒，并且能夠抑制底面的再淀積膜的剝離，成膜特性良好。
文檔編號(hào)C23C14/34GK1823178SQ200480020180
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者塚本志郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日礦材料