JPH0754138A - 高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット材 - Google Patents
高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット材Info
- Publication number
- JPH0754138A JPH0754138A JP22286193A JP22286193A JPH0754138A JP H0754138 A JPH0754138 A JP H0754138A JP 22286193 A JP22286193 A JP 22286193A JP 22286193 A JP22286193 A JP 22286193A JP H0754138 A JPH0754138 A JP H0754138A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度を有するスパッタリング圧延ターゲッ
ト材を提供する。 【構成】 スパッタリング圧延ターゲット材を、Ｔａ：
０．１〜５原子％、Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇのうち
の１種または２種以上：５〜１００ppm を含有し、残り
がＡｌと不可避不純物からなる組成、並びに再結晶組織
を有するＡｌ合金で構成する。
ト材を提供する。 【構成】 スパッタリング圧延ターゲット材を、Ｔａ：
０．１〜５原子％、Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇのうち
の１種または２種以上：５〜１００ppm を含有し、残り
がＡｌと不可避不純物からなる組成、並びに再結晶組織
を有するＡｌ合金で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧延加工が可能で、
したがって圧延加工後の熱処理で微細な再結晶組織とす
ることができ、これによって高強度を具備せしめたスパ
ッタリングターゲット材に関するものである。
したがって圧延加工後の熱処理で微細な再結晶組織とす
ることができ、これによって高強度を具備せしめたスパ
ッタリングターゲット材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば半導体装置の集積回路の電
極や配線などを構成する薄膜が、例えば特開平４−３２
３８７１号公報に記載されるように、原子％で（以下、
％は原子％を示す）、Ｔａ：０．１〜５％、を含有し、
残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有するＡｌ合
金で構成された鋳造ターゲット材を用い、スパッタリン
グにて形成されることは良く知られている。
極や配線などを構成する薄膜が、例えば特開平４−３２
３８７１号公報に記載されるように、原子％で（以下、
％は原子％を示す）、Ｔａ：０．１〜５％、を含有し、
残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有するＡｌ合
金で構成された鋳造ターゲット材を用い、スパッタリン
グにて形成されることは良く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のスパッタ
リング装置の大型化および高性能化はめざましく、これ
に伴ない、省力化とも相まってターゲット材は大型化の
傾向にあるが、上記従来鋳造ターゲット材においては、
鋳物であるために、相対的に結晶粒が平均粒径で５００
μｍ以上と大きく、かつ第２相であるＡｌ−Ｔａ金属間
化合物の大きさも平均粒径で１００μｍ以上となってお
り、十分な強度を具備するものでないことから、これを
大型化すると、取扱上および操業上割れや欠けが発生し
易く、実用に供することができないのが現状である。ま
た、上記従来鋳造ターゲット材は圧延加工がきわめて困
難であるという事情もある。
リング装置の大型化および高性能化はめざましく、これ
に伴ない、省力化とも相まってターゲット材は大型化の
傾向にあるが、上記従来鋳造ターゲット材においては、
鋳物であるために、相対的に結晶粒が平均粒径で５００
μｍ以上と大きく、かつ第２相であるＡｌ−Ｔａ金属間
化合物の大きさも平均粒径で１００μｍ以上となってお
り、十分な強度を具備するものでないことから、これを
大型化すると、取扱上および操業上割れや欠けが発生し
易く、実用に供することができないのが現状である。ま
た、上記従来鋳造ターゲット材は圧延加工がきわめて困
難であるという事情もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来鋳造ターゲット材に
着目し、これの強度向上をはかるべく研究を行なった結
果、上記従来鋳造ターゲット材を構成するＡｌ合金に、
合金成分としてＢ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇのうちの１
種または２種以上を５〜１００ppm の割合で含有させる
と、これへの圧延が可能となり、したがって圧延加工後
に再結晶化熱処理を施すことにより、組織が微細化し、
結晶粒およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の粒径が、いずれ
も平均粒径で３０μｍ以下になり、さらに酸素含有量も
相対的に低減して、上記従来鋳造ターゲット材では、通
常４０〜１００ppm であった酸素含有量が３５ppm 以下
になり、この結果高強度を具備するようになるという研
究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来鋳造ターゲット材に
着目し、これの強度向上をはかるべく研究を行なった結
果、上記従来鋳造ターゲット材を構成するＡｌ合金に、
合金成分としてＢ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇのうちの１
種または２種以上を５〜１００ppm の割合で含有させる
と、これへの圧延が可能となり、したがって圧延加工後
に再結晶化熱処理を施すことにより、組織が微細化し、
結晶粒およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の粒径が、いずれ
も平均粒径で３０μｍ以下になり、さらに酸素含有量も
相対的に低減して、上記従来鋳造ターゲット材では、通
常４０〜１００ppm であった酸素含有量が３５ppm 以下
になり、この結果高強度を具備するようになるという研
究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｔａ：０．１〜５％、Ｂ，Ｓ
ｉ，Ｃａ、およびＭｇのうちの１種または２種以上：５
〜１００ppm 、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物か
らなる組成、並びに再結晶組織を有するＡｌ合金で構成
してなる高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット
材に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｔａ：０．１〜５％、Ｂ，Ｓ
ｉ，Ｃａ、およびＭｇのうちの１種または２種以上：５
〜１００ppm 、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物か
らなる組成、並びに再結晶組織を有するＡｌ合金で構成
してなる高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット
材に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の圧延ターゲット材を構
成するＡｌ合金の成分組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。 （ａ） Ｔａ Ｔａ成分には、スパッタで形成される薄膜の耐ストレス
マイグレーション性（耐熱性）および耐食性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．１％未満では前記作
用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％
を越えると、薄膜の電気抵抗が急激に増大するようにな
ることから、その含有量を０．１〜５％と定めた。
成するＡｌ合金の成分組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。 （ａ） Ｔａ Ｔａ成分には、スパッタで形成される薄膜の耐ストレス
マイグレーション性（耐熱性）および耐食性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．１％未満では前記作
用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％
を越えると、薄膜の電気抵抗が急激に増大するようにな
ることから、その含有量を０．１〜５％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇ これらの成分は、強力な脱酸作用を発揮し、酸素含有量
を３５ppm 以下に低減すると共に、割れの発生のない圧
延を可能ならしめ、もって圧延後の熱処理で微細な再結
晶組織を形成して、結晶粒およびＡｌ−Ｔａ金属間化合
物の粒径をいずれも平均粒径で３０μｍ以下にし、強度
を著しく向上させる作用があるが、その含有量が５ppm
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量がｌ００ppm を越えると薄膜の電気的特性が低下す
るようになることから、その含有量を５〜１００ppm と
定めた。
を３５ppm 以下に低減すると共に、割れの発生のない圧
延を可能ならしめ、もって圧延後の熱処理で微細な再結
晶組織を形成して、結晶粒およびＡｌ−Ｔａ金属間化合
物の粒径をいずれも平均粒径で３０μｍ以下にし、強度
を著しく向上させる作用があるが、その含有量が５ppm
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量がｌ００ppm を越えると薄膜の電気的特性が低下す
るようになることから、その含有量を５〜１００ppm と
定めた。
【０００８】
【実施例】つぎに、この発明の圧延ターゲット材を実施
例により具体的に説明する。真空度を１×１０-4torr以
下とした真空溶解炉で表１，２に示される組成のＡｌ合
金溶湯を溶製し、鉄製鋳型に鋳造して平面寸法：２００
mm×２００mm、厚さ：４０mmのインゴットとし、このイ
ンゴットに、大気中、６００℃に加熱後、５パスの圧延
を１サイクルとし、これを３回繰り返す熱間圧延を施し
て、厚さ：８mmの熱延板とし、引続いてこの熱延板に、
大気中、温度：６００℃に１時間保持の再結晶熱処理を
施すことにより、いずれも割れの発生の全くない本発明
圧延ターゲット材１〜１５をそれぞれ製造した。
例により具体的に説明する。真空度を１×１０-4torr以
下とした真空溶解炉で表１，２に示される組成のＡｌ合
金溶湯を溶製し、鉄製鋳型に鋳造して平面寸法：２００
mm×２００mm、厚さ：４０mmのインゴットとし、このイ
ンゴットに、大気中、６００℃に加熱後、５パスの圧延
を１サイクルとし、これを３回繰り返す熱間圧延を施し
て、厚さ：８mmの熱延板とし、引続いてこの熱延板に、
大気中、温度：６００℃に１時間保持の再結晶熱処理を
施すことにより、いずれも割れの発生の全くない本発明
圧延ターゲット材１〜１５をそれぞれ製造した。
【０００９】また、比較の目的で、同じく真空度を１×
１０-4torr以下とした真空溶解炉にて表２に示される組
成のＡｌ合金溶湯を溶製し、鉄製鋳型に鋳造して幅：３
１５mm×厚さ：８mm×長さ：６２０mmの寸法をもったイ
ンゴットとすることにより従来鋳造ターゲット材１〜３
をそれぞれ製造した。
１０-4torr以下とした真空溶解炉にて表２に示される組
成のＡｌ合金溶湯を溶製し、鉄製鋳型に鋳造して幅：３
１５mm×厚さ：８mm×長さ：６２０mmの寸法をもったイ
ンゴットとすることにより従来鋳造ターゲット材１〜３
をそれぞれ製造した。
【００１０】ついで、この結果得られた本発明圧延ター
ゲット材１〜１５および従来鋳造ターゲット材１〜３に
ついて、酸素含有量を測定すると共に、その組織を観察
して平均結晶粒径およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の平均
粒径を測定し、さらに強度を評価する目的で、上記の各
種のターゲット材を、幅：３００mm×厚さ：５mm×長
さ：６００mmの大型寸法に切削加工した状態で、純Ｉｎ
はんだを用い、大気中、温度：１８０℃、保持時間：２
０分の条件で無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付
けし、直流マグネトロンスパッタリング装置にて、真空
度：２×１０-4torrを保持しながら、５ml／min のＡｒ
気流中、１０ｋｗの出力でガラス基板上に薄膜を形成す
るスパッタリングを３００時間行ない、ターゲット材に
割れが発生するまでのスパッタ時間を測定した。これら
の測定時間を表１，２にそれぞれ示した。
ゲット材１〜１５および従来鋳造ターゲット材１〜３に
ついて、酸素含有量を測定すると共に、その組織を観察
して平均結晶粒径およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の平均
粒径を測定し、さらに強度を評価する目的で、上記の各
種のターゲット材を、幅：３００mm×厚さ：５mm×長
さ：６００mmの大型寸法に切削加工した状態で、純Ｉｎ
はんだを用い、大気中、温度：１８０℃、保持時間：２
０分の条件で無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付
けし、直流マグネトロンスパッタリング装置にて、真空
度：２×１０-4torrを保持しながら、５ml／min のＡｒ
気流中、１０ｋｗの出力でガラス基板上に薄膜を形成す
るスパッタリングを３００時間行ない、ターゲット材に
割れが発生するまでのスパッタ時間を測定した。これら
の測定時間を表１，２にそれぞれ示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明圧
延ターゲット材１〜１５は、従来鋳造ターゲット材１〜
３に比して、酸素含有量が相対的に低く、かつ結晶粒径
およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の粒径も小さく、組成が
相対的に微細であり、この結果高強度をもつようになる
ことから、実用に際してもスパッタ中に割れが発生する
ことがなく、使用寿命に至るまですぐれた性能を発揮す
ることが明らかである。上述のように、この発明の圧延
ターゲット材は、圧延加工後の熱処理による微細組織で
高強度をもつようになり、この結果大型の実用化が可能
となり、スパッタリング装置の大型化、高性能化、およ
び省力化などに大いに寄与するものである。
延ターゲット材１〜１５は、従来鋳造ターゲット材１〜
３に比して、酸素含有量が相対的に低く、かつ結晶粒径
およびＡｌ−Ｔａ金属間化合物の粒径も小さく、組成が
相対的に微細であり、この結果高強度をもつようになる
ことから、実用に際してもスパッタ中に割れが発生する
ことがなく、使用寿命に至るまですぐれた性能を発揮す
ることが明らかである。上述のように、この発明の圧延
ターゲット材は、圧延加工後の熱処理による微細組織で
高強度をもつようになり、この結果大型の実用化が可能
となり、スパッタリング装置の大型化、高性能化、およ
び省力化などに大いに寄与するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔａ：０．１〜５原子％、 Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ、およびＭｇのうちの１種または２種以
上：５〜１００ppm 、 を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並
びに再結晶組織を有するＡｌ合金で構成したことを特徴
とする高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22286193A JP3416999B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | 高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22286193A JP3416999B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | 高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754138A true JPH0754138A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3416999B2 JP3416999B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=16789047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22286193A Expired - Fee Related JP3416999B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | 高強度を有するスパッタリング圧延ターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416999B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280992A (ja) * | 2010-09-29 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲットの製造方法 |
| US20130092534A1 (en) * | 2010-08-09 | 2013-04-18 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Tantalum Sputtering Target |
-
1993
- 1993-08-16 JP JP22286193A patent/JP3416999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130092534A1 (en) * | 2010-08-09 | 2013-04-18 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Tantalum Sputtering Target |
| US9085819B2 (en) * | 2010-08-09 | 2015-07-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Tantalum sputtering target |
| JP2010280992A (ja) * | 2010-09-29 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲットの製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3416999B2 (ja) | 2003-06-16 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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