スパッタリングターゲットとは

スパッタリングターゲットとは、スパッタリングで膜になる材料そのものです。 イオンを当てて原子を叩き出す相手であり、叩き出された原子がウェハの上へ積もって膜になります。

定義・解説

スパッタリングでは、アルゴンのイオンを加速してターゲットへ当てます。当たった衝撃でターゲットの表面から原子が弾き出され、その原子がウェハまで飛んで積もります。

この経路には、途中で組成を作り替える工程がありません。ターゲットの中にある元素が、そのまま膜の中の元素になります。装置の条件で変えられるのは積もり方であって、何が積もるかはターゲットが決めます。

だから材料の純度と組織が、そのまま膜質になります。不純物が混じっていれば、その不純物も一緒に叩き出されます。結晶粒の大きさが場所によってばらついていれば、叩き出される速さもばらつきます。あとから取り除く手段はありません。

材料が、そのまま膜になる

叩き出された原子がそのままウェハへ積もります。途中で組成を作り替える工程がないため、ターゲットの純度と組織がそのまま膜質になります。

JX金属は公式製品ページで、スパッタリングターゲットの品種として、半導体用スパッタリングターゲット、AlScスパッタリングターゲット、透明導電膜用、光学膜用、磁気デバイス用を掲載しています。

分かれる理由は、作りたい膜が違うことにあります。配線に使う金属膜が求めるのは低い抵抗と密着性、透明導電膜が求めるのは光を通しながら電気も通すこと、磁気デバイス用の膜が求めるのは磁気的な性質です。同じ「スパッタで付ける膜」でも、必要な組成と純度の基準が変わります。

用途ごとに必要な組成と純度の基準が決まります

配線に使う金属膜は低い抵抗と密着性、透明導電膜は光を通しながら電気も通すこと、磁気デバイス用の膜は磁気的な性質を求めます。必要な組成と純度の基準が用途ごとに決まるため、JX金属の公式製品ページは品種ごとに製品を掲げています。

同社は同ページで、High Purity Metalsという製品カテゴリも持ち、Low α Tinを掲載しています。α線を出しにくい錫で、実装材料としての要求に応える品種です。半導体の材料には、電気的な性能とは別の軸の要求 ── 放射線を出さないこと ── も存在します。

東京エレクトロンの公式用語集は、Eleven Ninesを99.999999999%という材料純度の水準として掲載しています。同じ用語集はシリコンウェハについても、99.999999999%の純度のインゴットへ溶融すると記述しています。

この桁が要るのは、半導体が微量の不純物で性質を作り替える材料だからです。意図して加えるものだけが効いている状態を作るには、意図しないものが桁違いに少ない必要があります。

材料メーカーの競争が純度の桁で語られるのは、その桁が最終的な膜と素子の性質へ素直につながるためです。

スパッタリングターゲットとは何ですか？

スパッタリングで膜になる材料そのものです。イオンを当てて原子を叩き出す相手であり、叩き出された原子がウェハの上に積もって膜になります。

なぜ材料の純度が重要なのですか？

ターゲットの中身がそのまま膜の中身になるためです。不純物が混じっていれば、その不純物も一緒に叩き出されて膜へ入ります。あとから取り除く手段はありません。

どんな品種がありますか？

JX金属は公式製品ページで、半導体用スパッタリングターゲット、AlScスパッタリングターゲット、透明導電膜用、光学膜用、磁気デバイス用を掲載しています。

用途で分かれるのはなぜですか？

求める膜が違うためです。配線に使う金属膜と、光を通す透明導電膜と、磁気を扱う膜では、必要な組成も純度の基準も変わります。

高純度金属も別に扱われていますか？

JX金属は公式製品ページで、High Purity Metalsという製品カテゴリを持ち、Low α Tinを掲載しています。α線を出しにくい錫で、実装材料としての要求に応える品種です。

どのくらいの純度が要りますか？

東京エレクトロンの公式用語集は、Eleven Ninesを99.999999999%という材料純度の水準として掲載しています。半導体材料では、9が並ぶ桁で純度が語られます。

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