JPH0572470B2 - - Google Patents
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- JPH0572470B2 JPH0572470B2 JP62150376A JP15037687A JPH0572470B2 JP H0572470 B2 JPH0572470 B2 JP H0572470B2 JP 62150376 A JP62150376 A JP 62150376A JP 15037687 A JP15037687 A JP 15037687A JP H0572470 B2 JPH0572470 B2 JP H0572470B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- sputtering
- target
- center
- thin film
- Prior art date
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルミニウムスパツタリングターゲツ
トに関する。詳しくは本発明はスパツタ法によつ
てアルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜を形
成させる際に使用されるアルミニウムスパツタリ
ング用ターゲツトに関する。 〔従来の技術〕 スパツタ法は、イオンをターゲツトに照射し、
ターゲツト表面の物質と衝突させてこれを蒸発さ
せ、蒸発したターゲツト物質を基板上に沈着させ
て薄膜を形成させる方法であり、薄膜形成の分野
で広く用いられている。スパツタ装置は、衝撃イ
オン源であるイオン化ガスまたは放電プラズマの
発生の仕方、印加電源の種類、電極の構造などに
より、二極DCグロー放電型、三極DCグロー放電
型、二極RFグロー放電型、イオンビーム型、マ
グネトロン型等に分けられ、用途によつて使い分
けられている。 第３図はスパツタ装置の一例としてマグネトロ
ン型スパツタ装置の構成を模式的に示すものであ
る。薄膜を形成させる基板３４及びターゲツト３
５は真空チエンバー３１内に収容され、ターゲツ
トのスパツタ表面３９は基板の薄膜形成面４０と
対向させられている。この装置でスパツタリング
を行なうには、例えば、先ず真空排気口３３から
排気してチエンバー内を10-7torr程度の高真空に
した後、スパツタガス供給口３２からスパツタガ
ス（Arなど）を導入してチエンバー内を10-3torr
程度の低圧に保つ。次に基板が陽極に、ターゲツ
トが陰極となるように電圧をかけると、ターゲツ
ト表面から電子が放出され、これがチエンバー内
のスパツタガスと衝突してイオン（Ar+など）が
生成し、これが電場で加速されてターゲツトのス
パツタ表面に衝突する。この衝突エネルギーによ
つてスパツタ表面の原子が放出され、これが基板
の薄膜形成面上に堆積してターゲツト物質の薄膜
が形成される。 ターゲツト物質としてアルミニウム又はアルミ
ニウム合金（以下、併せて単に「アルミニウム」
ともいう）を使用すればアルミニウムスパツタリ
ングが行なわれる。アルミニウムスパツタリング
の主な用途はICやLSI上の配線である。この場
合、先ずシリコンウエハの全面にスパツタリング
によりアルミニウム薄膜を形成し、次いで該薄膜
を回路パターンに従つてエツチングして回路細線
を形成させる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記の通りウエハ上に形成された薄膜は回路パ
ターンに従つて微細にエツチングされる。この場
合、要求される回路細線の幅は0.7〜5μｍ程度で
ある。形成された細線はその特性を確保するため
に厚さの均一性が要求される。一般に厚さのばら
つきは５％以下とされている。 しかるに通常、スパツタリングによりウエハ上
に形成される薄膜の厚膜を制御することは困難で
あり、ターゲツトのスパツタ表面中央部に対向す
る中央部の膜厚と周辺部の膜厚に差異が生じてし
まい、均一な膜厚分布を得ることは困難であつ
た。従つてウエハ上に形成されるIC、LSI等の回
路の不良率が増し、歩留りが悪くなる。 このため膜厚の均一性改善を目指してスパツタ
装置、スパツタ条件、ターゲツト等につき盛んに
検討がなされているが、未だ十分な改良はなされ
ていない。 〔問題点を解決するための手段〕 かかる現状において本発明者らは、膜厚の均一
性改善をターゲツトの改良によつて達成すること
を目指して、鋭意検討を重ねた結果、ターゲツト
材料の結晶の配向、即ち結晶方位がスパツタ薄膜
の膜厚の均一性に大きな影響を持ち、アルミニウ
ムスパツタリングターゲツトについてその結晶方
位の分布を特定の関係に調整すれば性能の優れた
ターゲツトが得られることを見出して本発明に到
達した。 即ち、本発明の要旨は、アルミニウム又はアル
ミニウム合金から成る円形のスパツタリングター
ゲツトであつて、そのスパツタ表面においてＸ線
回折法で測定された（220）面と（200）面との結
晶方位含有比を（220）／（200）とするとき、上
記円形の中心部の（220）／（200）が1.0未満で
あり、外周部の（220）／（200）が1.0以上であ
る。ことを特徴とするアルミニウムスパツタリン
グターゲツトに存する。 以下、本発明につき詳細に説明する。 本発明のアルミニウムスパツタリングターゲツ
トの材料としてはアルミニウム又はアルミニウム
合金が使用される。合金元素として例えばAg、
Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Li、Mg、Mn、Mo、
Ni、Si、Ta、Ti、Ｖ、Ｗ、Zr等の１種又は２種
以上が用いられ、用途に応じて様々な純度及び組
成の材料からなるターゲツトが製作される。 本発明のアルミニウムスパツタリングターゲツ
トは円形のスパツタリングターゲツトであつて、
そのスパツタ表面においてＸ線回折法で測定され
た結晶方位含有比の分布が特定の関係に調整され
ていることを特徴としている。 まず、結晶方位含有比の測定法につき説明す
る。測定すべき試料の表面を化学的に溶解して加
工による影響を取り除く。次に測定すべき表面に
つきＸ線回折計で各結晶方位に対応する回折線の
強度を測定する。得られた回折線の強度値につ
き、各結晶方位の回折線の相対強度比（例えば、
ASTMNo.４−08787に記載されている）に基づく
補正を行なつて、補正強度値を算出する。この補
正の方法を具体的に例示すると次の表−１の通り
である。Ｘ線としてはCu−K〓線が使用されてい
る。
トに関する。詳しくは本発明はスパツタ法によつ
てアルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜を形
成させる際に使用されるアルミニウムスパツタリ
ング用ターゲツトに関する。 〔従来の技術〕 スパツタ法は、イオンをターゲツトに照射し、
ターゲツト表面の物質と衝突させてこれを蒸発さ
せ、蒸発したターゲツト物質を基板上に沈着させ
て薄膜を形成させる方法であり、薄膜形成の分野
で広く用いられている。スパツタ装置は、衝撃イ
オン源であるイオン化ガスまたは放電プラズマの
発生の仕方、印加電源の種類、電極の構造などに
より、二極DCグロー放電型、三極DCグロー放電
型、二極RFグロー放電型、イオンビーム型、マ
グネトロン型等に分けられ、用途によつて使い分
けられている。 第３図はスパツタ装置の一例としてマグネトロ
ン型スパツタ装置の構成を模式的に示すものであ
る。薄膜を形成させる基板３４及びターゲツト３
５は真空チエンバー３１内に収容され、ターゲツ
トのスパツタ表面３９は基板の薄膜形成面４０と
対向させられている。この装置でスパツタリング
を行なうには、例えば、先ず真空排気口３３から
排気してチエンバー内を10-7torr程度の高真空に
した後、スパツタガス供給口３２からスパツタガ
ス（Arなど）を導入してチエンバー内を10-3torr
程度の低圧に保つ。次に基板が陽極に、ターゲツ
トが陰極となるように電圧をかけると、ターゲツ
ト表面から電子が放出され、これがチエンバー内
のスパツタガスと衝突してイオン（Ar+など）が
生成し、これが電場で加速されてターゲツトのス
パツタ表面に衝突する。この衝突エネルギーによ
つてスパツタ表面の原子が放出され、これが基板
の薄膜形成面上に堆積してターゲツト物質の薄膜
が形成される。 ターゲツト物質としてアルミニウム又はアルミ
ニウム合金（以下、併せて単に「アルミニウム」
ともいう）を使用すればアルミニウムスパツタリ
ングが行なわれる。アルミニウムスパツタリング
の主な用途はICやLSI上の配線である。この場
合、先ずシリコンウエハの全面にスパツタリング
によりアルミニウム薄膜を形成し、次いで該薄膜
を回路パターンに従つてエツチングして回路細線
を形成させる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記の通りウエハ上に形成された薄膜は回路パ
ターンに従つて微細にエツチングされる。この場
合、要求される回路細線の幅は0.7〜5μｍ程度で
ある。形成された細線はその特性を確保するため
に厚さの均一性が要求される。一般に厚さのばら
つきは５％以下とされている。 しかるに通常、スパツタリングによりウエハ上
に形成される薄膜の厚膜を制御することは困難で
あり、ターゲツトのスパツタ表面中央部に対向す
る中央部の膜厚と周辺部の膜厚に差異が生じてし
まい、均一な膜厚分布を得ることは困難であつ
た。従つてウエハ上に形成されるIC、LSI等の回
路の不良率が増し、歩留りが悪くなる。 このため膜厚の均一性改善を目指してスパツタ
装置、スパツタ条件、ターゲツト等につき盛んに
検討がなされているが、未だ十分な改良はなされ
ていない。 〔問題点を解決するための手段〕 かかる現状において本発明者らは、膜厚の均一
性改善をターゲツトの改良によつて達成すること
を目指して、鋭意検討を重ねた結果、ターゲツト
材料の結晶の配向、即ち結晶方位がスパツタ薄膜
の膜厚の均一性に大きな影響を持ち、アルミニウ
ムスパツタリングターゲツトについてその結晶方
位の分布を特定の関係に調整すれば性能の優れた
ターゲツトが得られることを見出して本発明に到
達した。 即ち、本発明の要旨は、アルミニウム又はアル
ミニウム合金から成る円形のスパツタリングター
ゲツトであつて、そのスパツタ表面においてＸ線
回折法で測定された（220）面と（200）面との結
晶方位含有比を（220）／（200）とするとき、上
記円形の中心部の（220）／（200）が1.0未満で
あり、外周部の（220）／（200）が1.0以上であ
る。ことを特徴とするアルミニウムスパツタリン
グターゲツトに存する。 以下、本発明につき詳細に説明する。 本発明のアルミニウムスパツタリングターゲツ
トの材料としてはアルミニウム又はアルミニウム
合金が使用される。合金元素として例えばAg、
Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Li、Mg、Mn、Mo、
Ni、Si、Ta、Ti、Ｖ、Ｗ、Zr等の１種又は２種
以上が用いられ、用途に応じて様々な純度及び組
成の材料からなるターゲツトが製作される。 本発明のアルミニウムスパツタリングターゲツ
トは円形のスパツタリングターゲツトであつて、
そのスパツタ表面においてＸ線回折法で測定され
た結晶方位含有比の分布が特定の関係に調整され
ていることを特徴としている。 まず、結晶方位含有比の測定法につき説明す
る。測定すべき試料の表面を化学的に溶解して加
工による影響を取り除く。次に測定すべき表面に
つきＸ線回折計で各結晶方位に対応する回折線の
強度を測定する。得られた回折線の強度値につ
き、各結晶方位の回折線の相対強度比（例えば、
ASTMNo.４−08787に記載されている）に基づく
補正を行なつて、補正強度値を算出する。この補
正の方法を具体的に例示すると次の表−１の通り
である。Ｘ線としてはCu−K〓線が使用されてい
る。
次に本発明の実施の態様をより具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例によつて限定されるものではない。 実施例１及び比較例１ アルミニウム（純度99.999％）及びシリコン
（純度99.999％）を溶解し、組成をSi1％、残部Al
及び不純物、となるように調整し、冷却した金型
に鋳込みビレツトを鋳造した。このビレツトから
直径100mm、長さ200mmの円板状素材を切り出し、
この素材全体に対して１パス当たり１〜２mmの圧
下率で数十回圧延処理を行つた。圧延方向は１パ
ス毎に45度回転させ、均一な円板状の圧延体を得
た（圧延率80％）。次いで、250℃で30分焼鈍処理
を施して全体が表−２に示す結晶方位分布を有す
る試料Ａを得た。〔ここで結晶方位分布（％）は
各試料につき結晶方位面（111）、（200）、（220）
及び（311）の補正強度（表−１参照）の合計を
100％として算出したものである。〕
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例によつて限定されるものではない。 実施例１及び比較例１ アルミニウム（純度99.999％）及びシリコン
（純度99.999％）を溶解し、組成をSi1％、残部Al
及び不純物、となるように調整し、冷却した金型
に鋳込みビレツトを鋳造した。このビレツトから
直径100mm、長さ200mmの円板状素材を切り出し、
この素材全体に対して１パス当たり１〜２mmの圧
下率で数十回圧延処理を行つた。圧延方向は１パ
ス毎に45度回転させ、均一な円板状の圧延体を得
た（圧延率80％）。次いで、250℃で30分焼鈍処理
を施して全体が表−２に示す結晶方位分布を有す
る試料Ａを得た。〔ここで結晶方位分布（％）は
各試料につき結晶方位面（111）、（200）、（220）
及び（311）の補正強度（表−１参照）の合計を
100％として算出したものである。〕
【表】
試料Ａから直径100mm、厚さ10mmの円形スパツ
タリングターゲツト（ターゲツト）を切り出し
た。 他方、上記と同じビレツトから直径50mm、長さ
100mmの円板状素材を切り出し、この素材全体に
対して上記と同様にして圧延処理を行つた（圧延
率80％）。次いで、400〜450℃で30〜60分焼鈍処
理を施して素材全体の（220）／（200）を約0.2
の低い値に調整し、次いで第１図Ａの形式の押圧
型によつて中心からの距離が30mm以上の範囲の外
周部に対して圧下率40％の圧縮加工を施し、さら
に200〜250℃で30〜60分焼鈍処理を施して外周部
の（220）／（200）を約３の高い値に調整した試
料Ｃを得た。 試料Ｃの中央部分から直径100mm、厚さ10mmの
円形スパツタリングターゲツト（ターゲツト）
を切り出した。ターゲツトの中心部（中心から
の距離：20mm）及び外周部（中心からの距離：40
mm）について結晶方位分布を測定した結果を表−
３に示す。
タリングターゲツト（ターゲツト）を切り出し
た。 他方、上記と同じビレツトから直径50mm、長さ
100mmの円板状素材を切り出し、この素材全体に
対して上記と同様にして圧延処理を行つた（圧延
率80％）。次いで、400〜450℃で30〜60分焼鈍処
理を施して素材全体の（220）／（200）を約0.2
の低い値に調整し、次いで第１図Ａの形式の押圧
型によつて中心からの距離が30mm以上の範囲の外
周部に対して圧下率40％の圧縮加工を施し、さら
に200〜250℃で30〜60分焼鈍処理を施して外周部
の（220）／（200）を約３の高い値に調整した試
料Ｃを得た。 試料Ｃの中央部分から直径100mm、厚さ10mmの
円形スパツタリングターゲツト（ターゲツト）
を切り出した。ターゲツトの中心部（中心から
の距離：20mm）及び外周部（中心からの距離：40
mm）について結晶方位分布を測定した結果を表−
３に示す。
【表】
ターゲツト及びのそれぞれをマグネトロン
型スパツタ装置に取り付けて、Ar圧２×
10-3torr、カソード電流0.5A及びスパツタリング
時間５分のスパツタリング条件で、シリコンウエ
ハ基板上へのアルミニウムスパツタリングを行な
つた。結果を表−４に示す。 なお、表中の膜厚分布率（％）は式： 膜厚分布率＝±最大膜厚−最小膜厚／平均膜厚×１／２
×100 によつて算出した。
型スパツタ装置に取り付けて、Ar圧２×
10-3torr、カソード電流0.5A及びスパツタリング
時間５分のスパツタリング条件で、シリコンウエ
ハ基板上へのアルミニウムスパツタリングを行な
つた。結果を表−４に示す。 なお、表中の膜厚分布率（％）は式： 膜厚分布率＝±最大膜厚−最小膜厚／平均膜厚×１／２
×100 によつて算出した。
本発明によれば、膜厚の均一性の高いスパツタ
薄膜を与えるアルミニウムスパツタリングターゲ
ツトが提供される。従つて本発明のスパツタリン
グターゲツトによりICやLSI上の配線をより経済
的に行なうことができる。
薄膜を与えるアルミニウムスパツタリングターゲ
ツトが提供される。従つて本発明のスパツタリン
グターゲツトによりICやLSI上の配線をより経済
的に行なうことができる。
第１図Ａ〜Ｂはアルミニウム素材の外周部を塑
性加工する方法の一例を模式的に示し、第１図Ａ
は圧縮加工時の状態を示す正面断面図、第１図Ｂ
は圧縮加工後の素材を示す正面図である。 １：上部押圧型、２：下部押圧型、３：素材、
４：加工後の素材、５：製品の切出線。 第２図Ａ〜Ｂは素材の外周部を塑性加工する方
法の他の例を模式的に示し、第２図Ａは圧縮加工
時の状態を示す正面断面図、第２図Ｂは圧縮加工
後の素材を示す正面図である。 １１：上部押圧型、１２：下部押圧型、１３：
素材、１４：加工後の素材、１５：製品の切出
線。 第３図はマグネトロン型スパツタ装置の構成を
模式的に示す図である。 ３１：真空チエンバー、３２：スパツタガス供
給口、３３：真空排気口、３４：基板、３５：タ
ーゲツト、３６：磁石、３７：冷却水入口、３
８：冷却水出口、３９：スパツタ表面、４０：薄
膜形成面。 第４図は焼鈍温度と各結晶面の割合との関係の
一例を模式的に示す図である。
性加工する方法の一例を模式的に示し、第１図Ａ
は圧縮加工時の状態を示す正面断面図、第１図Ｂ
は圧縮加工後の素材を示す正面図である。 １：上部押圧型、２：下部押圧型、３：素材、
４：加工後の素材、５：製品の切出線。 第２図Ａ〜Ｂは素材の外周部を塑性加工する方
法の他の例を模式的に示し、第２図Ａは圧縮加工
時の状態を示す正面断面図、第２図Ｂは圧縮加工
後の素材を示す正面図である。 １１：上部押圧型、１２：下部押圧型、１３：
素材、１４：加工後の素材、１５：製品の切出
線。 第３図はマグネトロン型スパツタ装置の構成を
模式的に示す図である。 ３１：真空チエンバー、３２：スパツタガス供
給口、３３：真空排気口、３４：基板、３５：タ
ーゲツト、３６：磁石、３７：冷却水入口、３
８：冷却水出口、３９：スパツタ表面、４０：薄
膜形成面。 第４図は焼鈍温度と各結晶面の割合との関係の
一例を模式的に示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム又はアルミニウム合金からなる
円形のスパツタリングターゲツトであつて、その
スパツタ表面においてＸ線回折法で測定された
（220）面と（200）面との結晶方位含有比を
（220）／（200）とするとき、上記円形の中心部
の（220）／（200）が1.0未満であり、外周部の
（220）／（200）が1.0以上であることを特徴とす
るアルミニウムスパツタリングターゲツト。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のアルミニウム
スパツタリングターゲツトにおいて、円形の中心
からの距離が半径の30％未満の範囲の中心部での
（220）／（200）が1.0未満であり、円形の中心か
らの距離が半径の85％以上の範囲の外周部での
（220）／（200）が1.0以上であることを特徴とす
るもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15037687A JPS63312975A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | アルミニウムスパツタリングタ−ゲツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15037687A JPS63312975A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | アルミニウムスパツタリングタ−ゲツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312975A JPS63312975A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH0572470B2 true JPH0572470B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=15495641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15037687A Granted JPS63312975A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | アルミニウムスパツタリングタ−ゲツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63312975A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2928330B2 (ja) * | 1990-05-11 | 1999-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 光メディア用スパッタリングターゲット溶製材 |
| US5500301A (en) | 1991-03-07 | 1996-03-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | A1 alloy films and melting A1 alloy sputtering targets for depositing A1 alloy films |
| JP2857015B2 (ja) * | 1993-04-08 | 1999-02-10 | 株式会社ジャパンエナジー | 高純度アルミニウムまたはその合金からなるスパッタリングターゲット |
| US5772860A (en) | 1993-09-27 | 1998-06-30 | Japan Energy Corporation | High purity titanium sputtering targets |
| JP3720456B2 (ja) * | 1996-05-17 | 2005-11-30 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| US9752228B2 (en) * | 2009-04-03 | 2017-09-05 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target for PVD chamber |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5558369A (en) * | 1978-10-20 | 1980-05-01 | Nec Corp | Preparation of electric conductive film of aluminum-silicon alloy |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP15037687A patent/JPS63312975A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63312975A (ja) | 1988-12-21 |
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