図1　純度6NのCuおよびCu合金のターゲット（それぞれ0.5％のAl、AgおよびTiを含有）を作製し、粒径が堆積率とステップカバレッジに与える効果を調べた。
	図2　ベースが異なる2種類の合金。純度3N5のTaと5％Zr含有した純度5N5のTi。粒径はそれぞれ50μmおよび10μm。これらをEndure IMPチャンバでRFコイルおよび下部バイアスパワーを印加せずにスパッタした。

	図3　堆積率は4kW以上になると安定する傾向にある。堆積率は粒子のきめの細かいCu合金の方が4〜8％高い。
	図4　APXの平均的な磨耗による溝幅は、粒径50μmのターゲットに対して7μmである。ECAEターゲットの表面には溝ではなくクレータが形成された。その大きさは粒子（17μm) の半分ほどであり、粒子3つの接合点に形成されたものである。

	図5　側壁のカバレッジをみると、小さな粒径を持つTiZr合金ターゲットの方が、堆積膜全体の厚さと比較して明らかにカバレッジが良い。

図6　IMPとバイアスを用いて膜をさらに厚く堆積させたが（左）、それでもTiZrN膜は良好なステップカバレッジを示した。これはターゲットの粒径によるものである。

結論

　寸法の微細化に伴って、平行原子ビームの必要性が高まってきている。この要求に応えるために、物理的にコリメータを配したPVD装置やIMP装置 、SIP装置が開発されてきた。今回の研究で、単純にスパッタターゲットの粒径を調整することで、電子ビームを集中させることが可能であることを示した。このような新しい取り組みは、粒界の窪みから叩き出された原子はより集束しており、直接基板に当たるという事実基づいている。AFMによる検査では、Cuターゲットでは、平均的な粒界の溝幅が約7μmであることが分かった。また、粒径が溝幅よりも小さくなると、はっきりと見える溝が形成されないことも判明した。もし、粒径が大きくなりすぎると溝の密度が低下し、ビームの集束能力も低下する。このことを考え合わせると、最適な粒径は10〜50μmの範囲になると推察される。しかし、粒径の最適値の基準を正確に決めるためには、堆積に関してさらに体系的な研究と理論的なモデル化が必要だ。堆積率に関する実験はすべて、同じ履歴で消耗度を持つターゲットを使って行なわなければならない。それは、ターゲットが磨耗していくにしたがって溝の中に再堆積が起こるため、堆積率が溝の深さに対して非常に敏感であるためだ。
　IMPよりも優れたステップカバレッジ特性が、最適な粒径を持ったターゲットを採用するだけで得られることが立証された。これによりシステムのアップグレードが不要となり、かなりの費用を節約することができる。

謝辞

　ターゲットは、米ペンシルベニア州とワシントン州メンバーから提供して頂いた。特に、TiZr合金のターゲットを開発していただいたStephen Turner氏、またAFM検査用に磨耗したターゲットの試験用ピースを提供してくださったSteven Wu氏に感謝の意を表す。原稿にご意見を頂いたSue Strothers氏 およびDenis Endisch氏には、著者一同より感謝の意を述べたい。