JPH10158828A - スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲット及びその製造方法Info
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- JPH10158828A JPH10158828A JP8324264A JP32426496A JPH10158828A JP H10158828 A JPH10158828 A JP H10158828A JP 8324264 A JP8324264 A JP 8324264A JP 32426496 A JP32426496 A JP 32426496A JP H10158828 A JPH10158828 A JP H10158828A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
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- 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
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリング時にパーティクルの発生量が
少なくて済むスパッタリングターゲット及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 薄膜形成時にスパッタされるスパッタ面
２に対して鏡面加工を施し、当該スパッタ面２の算術平
均粗さＲａを０．０１μｍ以下とする。このようなスパ
ッタリングターゲット１では、スパッタ面２が表面粗度
の小さな平滑な面とされているので、スパッタリング中
のパーティクルの発生量が少なくて済む。
少なくて済むスパッタリングターゲット及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 薄膜形成時にスパッタされるスパッタ面
２に対して鏡面加工を施し、当該スパッタ面２の算術平
均粗さＲａを０．０１μｍ以下とする。このようなスパ
ッタリングターゲット１では、スパッタ面２が表面粗度
の小さな平滑な面とされているので、スパッタリング中
のパーティクルの発生量が少なくて済む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング時
に生じるパーティクルの発生量が少なくて済むスパッタ
リングターゲット及びその製造方法に関する。
に生じるパーティクルの発生量が少なくて済むスパッタ
リングターゲット及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリングは、主に半導体デバイス
の分野において、半導体デバイスを構成する薄膜の形成
に用いられている。そして、スパッタリングによって薄
膜を形成する際は、スパッタリング源となるスパッタリ
ングターゲットの表面を、加速された粒子によってスパ
ッタする。このとき、運動量の交換により、スパッタリ
ングターゲットを構成する原子が空間に放出される。そ
こで、スパッタリングターゲットに対向する位置に基板
を配しておくことにより、スパッタリングターゲットか
ら放出された粒子が基板上に堆積し、基板上に薄膜が形
成されることとなる。
の分野において、半導体デバイスを構成する薄膜の形成
に用いられている。そして、スパッタリングによって薄
膜を形成する際は、スパッタリング源となるスパッタリ
ングターゲットの表面を、加速された粒子によってスパ
ッタする。このとき、運動量の交換により、スパッタリ
ングターゲットを構成する原子が空間に放出される。そ
こで、スパッタリングターゲットに対向する位置に基板
を配しておくことにより、スパッタリングターゲットか
ら放出された粒子が基板上に堆積し、基板上に薄膜が形
成されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタリ
ングによって薄膜を形成する際には、通常、スパッタリ
ングの最中にスパッタリングターゲットからパーティク
ルと呼ばれる微細な粉塵が生じる。スパッタリングによ
って半導体デバイスを作製する際に、このようなパーテ
ィクルが半導体デバイスに付着すると、半導体デバイス
の不良の原因となる。特に近年、半導体デバイスを用い
た集積回路は、ますます高集積化されており、このよう
なパーティクルが、集積回路の歩留まり低下の大きな原
因となっている。そこで、このようなパーティクルの発
生を抑えることが非常に重要な課題となっている。
ングによって薄膜を形成する際には、通常、スパッタリ
ングの最中にスパッタリングターゲットからパーティク
ルと呼ばれる微細な粉塵が生じる。スパッタリングによ
って半導体デバイスを作製する際に、このようなパーテ
ィクルが半導体デバイスに付着すると、半導体デバイス
の不良の原因となる。特に近年、半導体デバイスを用い
た集積回路は、ますます高集積化されており、このよう
なパーティクルが、集積回路の歩留まり低下の大きな原
因となっている。そこで、このようなパーティクルの発
生を抑えることが非常に重要な課題となっている。
【０００４】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、スパッタリング中にパーティク
ルの発生量が少なくて済むスパッタリングターゲット及
びその製造方法を提供することを目的としている。
提案されたものであり、スパッタリング中にパーティク
ルの発生量が少なくて済むスパッタリングターゲット及
びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は上述の目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、スパッタリング
時の生じるパーティクルの量は、スパッタリングターゲ
ット表面の粗度に依存しており、スパッタされる面を平
滑な面とすることにより、パーティクルの発生量を低減
することができることを見いだした。
達成するために鋭意研究を重ねた結果、スパッタリング
時の生じるパーティクルの量は、スパッタリングターゲ
ット表面の粗度に依存しており、スパッタされる面を平
滑な面とすることにより、パーティクルの発生量を低減
することができることを見いだした。
【０００６】本発明はこのような知見に基づいて成され
たものであり、本発明に係るスパッタリングターゲット
は、スパッタされる面の算術平均粗さＲａが０．０１μ
ｍ以下とされていることを特徴とするものである。
たものであり、本発明に係るスパッタリングターゲット
は、スパッタされる面の算術平均粗さＲａが０．０１μ
ｍ以下とされていることを特徴とするものである。
【０００７】一方、本発明に係るスパッタリングターゲ
ットの製造方法は、スパッタされる面に対して、算術平
均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるように鏡面加工を
施すことを特徴とするものである。
ットの製造方法は、スパッタされる面に対して、算術平
均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるように鏡面加工を
施すことを特徴とするものである。
【０００８】以上のような本発明に係るスパッタリング
ターゲット、並びに本発明に係る製造方法によって製造
されたスパッタリングターゲットでは、スパッタされる
面の算術平均粗さＲａを０．０１μｍ以下としているの
で、スパッタリング時に生じるパーティクルの量が少な
くて済む。
ターゲット、並びに本発明に係る製造方法によって製造
されたスパッタリングターゲットでは、スパッタされる
面の算術平均粗さＲａを０．０１μｍ以下としているの
で、スパッタリング時に生じるパーティクルの量が少な
くて済む。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能
であることは言うまでもない。
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能
であることは言うまでもない。
【００１０】図１に示すように、本発明を適用したスパ
ッタリングターゲット１は、円盤状に形成されたＴｉか
らなる。なお、スパッタリングターゲット１の形状は、
図１に示したような円盤状に形成するのが普通である
が、使用するスパッタ装置に適合するような形状である
ならば、円盤状でなくても良い。
ッタリングターゲット１は、円盤状に形成されたＴｉか
らなる。なお、スパッタリングターゲット１の形状は、
図１に示したような円盤状に形成するのが普通である
が、使用するスパッタ装置に適合するような形状である
ならば、円盤状でなくても良い。
【００１１】そして、本発明を適用したスパッタリング
ターゲット１では、スパッタリングによって薄膜を形成
する際にスパッタされる面（以下、単にスパッタ面と称
する。）２が、所定の曲率Ｒを有する凹面とされている
とともに、その算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以下と
されている。このように、このスパッタリングターゲッ
ト１では、スパッタ面２が表面粗度の小さな面とされて
いるので、スパッタリング中のパーティクルの発生量が
少なくて済む。
ターゲット１では、スパッタリングによって薄膜を形成
する際にスパッタされる面（以下、単にスパッタ面と称
する。）２が、所定の曲率Ｒを有する凹面とされている
とともに、その算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以下と
されている。このように、このスパッタリングターゲッ
ト１では、スパッタ面２が表面粗度の小さな面とされて
いるので、スパッタリング中のパーティクルの発生量が
少なくて済む。
【００１２】そして、このスパッタリングターゲット１
は、スパッタリングターゲット１の支持及び冷却を目的
としてバッキングプレートに接合された上で、スパッタ
装置内に配置されて、スパッタリングによる薄膜形成に
おけるスパッタリング源として使用される。
は、スパッタリングターゲット１の支持及び冷却を目的
としてバッキングプレートに接合された上で、スパッタ
装置内に配置されて、スパッタリングによる薄膜形成に
おけるスパッタリング源として使用される。
【００１３】なお、スパッタリングターゲット１の材料
は、Ｔｉに限られるものではなく、形成する薄膜に合わ
せて様々な材料が使用可能である。具体的には、例え
ば、ＴｉにＡｌ，Ｓｎ，Ｖ，Ｗ等を添加したような合金
や、Ａｌ又はＡｌ合金や、Ｗ，Ｍｏ等のような高融点金
属や、ＭｏＳｉx，ＣｏＳｉx，ＷＳｉx等のような高融
点シリサイドなども使用可能である。
は、Ｔｉに限られるものではなく、形成する薄膜に合わ
せて様々な材料が使用可能である。具体的には、例え
ば、ＴｉにＡｌ，Ｓｎ，Ｖ，Ｗ等を添加したような合金
や、Ａｌ又はＡｌ合金や、Ｗ，Ｍｏ等のような高融点金
属や、ＭｏＳｉx，ＣｏＳｉx，ＷＳｉx等のような高融
点シリサイドなども使用可能である。
【００１４】ところで、スパッタリングターゲット１と
してＴｉ又はＴｉ合金からなるものを使用し、リアクテ
ィブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成するようなプ
ロセスは、一般に、単なるＴｉ膜を形成するようなプロ
セスに比べて、スパッタリング中のパーティクルの発生
量が多い傾向にある。したがって、リアクティブスパッ
タ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成するようなプロセスに使
用される、Ｔｉ又はＴｉ合金からなるスパッタリングタ
ーゲットに本発明を適用したときに、パーティクルの発
生を抑えるという本発明の効果が、より顕著に得られ
る。
してＴｉ又はＴｉ合金からなるものを使用し、リアクテ
ィブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成するようなプ
ロセスは、一般に、単なるＴｉ膜を形成するようなプロ
セスに比べて、スパッタリング中のパーティクルの発生
量が多い傾向にある。したがって、リアクティブスパッ
タ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成するようなプロセスに使
用される、Ｔｉ又はＴｉ合金からなるスパッタリングタ
ーゲットに本発明を適用したときに、パーティクルの発
生を抑えるという本発明の効果が、より顕著に得られ
る。
【００１５】また、スパッタリングターゲット１の結晶
粒径は、より微細なほうが好ましく、具体的には、２０
μｍ程度以下とすることが好ましい。このように、結晶
粒径を微細化することによって、スパッタリング中のパ
ーティクルの発生量を更に抑えることができる。
粒径は、より微細なほうが好ましく、具体的には、２０
μｍ程度以下とすることが好ましい。このように、結晶
粒径を微細化することによって、スパッタリング中のパ
ーティクルの発生量を更に抑えることができる。
【００１６】つぎに、以上のようなスパッタリングター
ゲット１の製造方法について説明する。
ゲット１の製造方法について説明する。
【００１７】上記スパッタリングターゲット１を作製す
る際は、先ず、Ｔｉからなるビレットに対して、所定の
熱処理と鍛造処理を施し、その後、圧延処理を施して所
定の形状に圧延する。スパッタリングターゲット１の結
晶粒径や結晶方位等は、これらの熱処理、鍛造処理及び
圧延処理によって決定される。その後、必要に応じて更
に熱処理を施した上で、機械加工を施して、図１に示し
たような円盤状に形成する。
る際は、先ず、Ｔｉからなるビレットに対して、所定の
熱処理と鍛造処理を施し、その後、圧延処理を施して所
定の形状に圧延する。スパッタリングターゲット１の結
晶粒径や結晶方位等は、これらの熱処理、鍛造処理及び
圧延処理によって決定される。その後、必要に応じて更
に熱処理を施した上で、機械加工を施して、図１に示し
たような円盤状に形成する。
【００１８】そして、本発明では、この機械加工におい
て、スパッタリングターゲット１の表面のうち、スパッ
タ面２を所定の曲率Ｒを有する凹面とするとともに、当
該スパッタ面２に対して鏡面加工を施して、その算術平
均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるようにする。
て、スパッタリングターゲット１の表面のうち、スパッ
タ面２を所定の曲率Ｒを有する凹面とするとともに、当
該スパッタ面２に対して鏡面加工を施して、その算術平
均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるようにする。
【００１９】ここで、鏡面加工は、例えば、先ず、番砥
＃３００のアルミナを含有するスラリーを用いて、次
に、番砥＃６００のアルミナを含有するスラリーを用い
て、次に、番砥＃１２００のアルミナを含有するスラリ
ーを用いて、順次、ラッピングを行う。その後、先ず、
平均粒径１５μｍのダイヤモンドを含有するペーストを
用いて、次に、平均粒径６μｍのダイヤモンドを含有す
るペーストを用いて、次に、平均粒径２μｍのダイヤモ
ンドを含有するペーストを用いて、順次、いわゆるウエ
ット法によるポリッシュを行う。なお、上述のラッピン
グによってスパッタターゲット１は若干のストレスを受
けるが、当該ストレスは、このウェット法によるポリッ
シュによって除去される。その後、最終仕上げとして、
平均粒径１μｍ以下のシリカを含有するスラリーを用い
て研磨する。このような工程をスパッタ面２に対して施
すことにより、当該表面の算術平均粗さＲａが０．０１
μｍ以下となる。
＃３００のアルミナを含有するスラリーを用いて、次
に、番砥＃６００のアルミナを含有するスラリーを用い
て、次に、番砥＃１２００のアルミナを含有するスラリ
ーを用いて、順次、ラッピングを行う。その後、先ず、
平均粒径１５μｍのダイヤモンドを含有するペーストを
用いて、次に、平均粒径６μｍのダイヤモンドを含有す
るペーストを用いて、次に、平均粒径２μｍのダイヤモ
ンドを含有するペーストを用いて、順次、いわゆるウエ
ット法によるポリッシュを行う。なお、上述のラッピン
グによってスパッタターゲット１は若干のストレスを受
けるが、当該ストレスは、このウェット法によるポリッ
シュによって除去される。その後、最終仕上げとして、
平均粒径１μｍ以下のシリカを含有するスラリーを用い
て研磨する。このような工程をスパッタ面２に対して施
すことにより、当該表面の算術平均粗さＲａが０．０１
μｍ以下となる。
【００２０】なお、鏡面加工の方法は、以上のような機
械的な研磨によるものに限られるものではなく、例え
ば、機械的な研磨と、化学的なエッチングとを組み合わ
せたメカノケミカル研磨によって行うようにしてもよ
い。ここで、メカノケミカル研磨とは、例えば、ｐＨ
９．０〜１２．０程度の弱アルカリ性溶液に、コロイダ
ルシリカ、ＳｉＯ2系超微粒子、ダイヤモンド又はＺｒ
Ｏ2等の微粒子からなる砥粒を１０〜４０重量％程度分
散させた研磨液を用いて、研磨液中の砥粒による機械的
研磨と、アルカリ性溶液による化学的なエッチングとを
組み合わせて被研磨材を研磨する方法である。このよう
なメカノケミカル研磨では、研磨液の溶液のｐＨを変化
させることによって化学的研磨の速度を制御することが
可能であり、また、研磨液中の砥粒の種類や濃度を変化
させることによって機械的研磨の速度を制御することが
可能である。
械的な研磨によるものに限られるものではなく、例え
ば、機械的な研磨と、化学的なエッチングとを組み合わ
せたメカノケミカル研磨によって行うようにしてもよ
い。ここで、メカノケミカル研磨とは、例えば、ｐＨ
９．０〜１２．０程度の弱アルカリ性溶液に、コロイダ
ルシリカ、ＳｉＯ2系超微粒子、ダイヤモンド又はＺｒ
Ｏ2等の微粒子からなる砥粒を１０〜４０重量％程度分
散させた研磨液を用いて、研磨液中の砥粒による機械的
研磨と、アルカリ性溶液による化学的なエッチングとを
組み合わせて被研磨材を研磨する方法である。このよう
なメカノケミカル研磨では、研磨液の溶液のｐＨを変化
させることによって化学的研磨の速度を制御することが
可能であり、また、研磨液中の砥粒の種類や濃度を変化
させることによって機械的研磨の速度を制御することが
可能である。
【００２１】以上のように作製されたスパッタリングタ
ーゲット１は、スパッタ面２に対して鏡面加工が施され
ており、スパッタ面２が表面粗度の小さな面とされてい
るので、スパッタリング中のパーティクルの発生量が少
なくて済む。
ーゲット１は、スパッタ面２に対して鏡面加工が施され
ており、スパッタ面２が表面粗度の小さな面とされてい
るので、スパッタリング中のパーティクルの発生量が少
なくて済む。
【００２２】なお、パーティクルの発生量を低減すると
いう観点からは、スパッタ面２の算術平均粗さＲａは出
来るだけ小さくしたほうが好ましい。しかしながら、算
術平均粗さＲａをあまりに小さくしようとすると、鏡面
加工に多大な手間や時間がかかる。そして、スパッタ面
２の算術平均粗さＲａが０．０１μｍ程度以下であれ
ば、パーティクルの発生量を低減するという本発明の効
果を得ることはできる。したがって、スパッタ面２の算
術平均粗さＲａは、０．０１μｍ以下の範囲で、パーテ
ィクル発生量に対する許容範囲と、鏡面加工にかけるこ
とができる手間や時間等との兼ね合いで、適宜選定する
ようにすればよい。
いう観点からは、スパッタ面２の算術平均粗さＲａは出
来るだけ小さくしたほうが好ましい。しかしながら、算
術平均粗さＲａをあまりに小さくしようとすると、鏡面
加工に多大な手間や時間がかかる。そして、スパッタ面
２の算術平均粗さＲａが０．０１μｍ程度以下であれ
ば、パーティクルの発生量を低減するという本発明の効
果を得ることはできる。したがって、スパッタ面２の算
術平均粗さＲａは、０．０１μｍ以下の範囲で、パーテ
ィクル発生量に対する許容範囲と、鏡面加工にかけるこ
とができる手間や時間等との兼ね合いで、適宜選定する
ようにすればよい。
【００２３】つぎに、Ｔｉからなるスパッタリングター
ゲットを用いて、半導体デバイスにおいてバリア膜とし
て広く使用されているＴｉ−Ｎ膜を形成したときに生じ
るパーティクルの量を、実際に測定した結果について説
明する。なお、ここでは、本発明を適用したスパッタリ
ングターゲットを用いたときのパーティクル発生量と、
従来のスパッタリングターゲットを用いたときのパーテ
ィクル発生量とを、それぞれ測定して比較を行った。
ゲットを用いて、半導体デバイスにおいてバリア膜とし
て広く使用されているＴｉ−Ｎ膜を形成したときに生じ
るパーティクルの量を、実際に測定した結果について説
明する。なお、ここでは、本発明を適用したスパッタリ
ングターゲットを用いたときのパーティクル発生量と、
従来のスパッタリングターゲットを用いたときのパーテ
ィクル発生量とを、それぞれ測定して比較を行った。
【００２４】実施例 本実施例のスパッタリングターゲットは、結晶粒径が約
１０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、本発明を適用したスパッタリングターゲ
ットであり、上述のようにスパッタ面に対して鏡面加工
を施したものである。このスパッタリングターゲットに
ついて、スパッタ面の表面粗さを測定した結果のデータ
を図２に示す。図２に示すように、このスパッタリング
ターゲットのスパッタ面は非常に滑らかであり、その算
術平均粗さＲａは、約０．００４μｍであった。
１０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、本発明を適用したスパッタリングターゲ
ットであり、上述のようにスパッタ面に対して鏡面加工
を施したものである。このスパッタリングターゲットに
ついて、スパッタ面の表面粗さを測定した結果のデータ
を図２に示す。図２に示すように、このスパッタリング
ターゲットのスパッタ面は非常に滑らかであり、その算
術平均粗さＲａは、約０．００４μｍであった。
【００２５】比較例１ 本比較例のスパッタリングターゲットは、結晶粒径が約
６０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、従来の製造方法によって製造されたスパ
ッタリングターゲットであり、スパッタ面に対して鏡面
加工を施していないものである。このスパッタリングタ
ーゲットについて、スパッタ面の表面粗さを測定した結
果のデータを図３に示す。なお、図３と、先に挙げた図
２とは、縮尺が大きく異なっている。そして、この図３
に示すように、このスパッタリングターゲットのスパッ
タ面は非常に粗く、その算術平均粗さＲａは、約０．０
５μｍであった。
６０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、従来の製造方法によって製造されたスパ
ッタリングターゲットであり、スパッタ面に対して鏡面
加工を施していないものである。このスパッタリングタ
ーゲットについて、スパッタ面の表面粗さを測定した結
果のデータを図３に示す。なお、図３と、先に挙げた図
２とは、縮尺が大きく異なっている。そして、この図３
に示すように、このスパッタリングターゲットのスパッ
タ面は非常に粗く、その算術平均粗さＲａは、約０．０
５μｍであった。
【００２６】比較例２ 本比較例のスパッタリングターゲットは、結晶粒径が約
１０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、従来の製造方法によって製造されたスパ
ッタリングターゲットであり、スパッタ面に対して鏡面
加工を施していないものである。このスパッタリングタ
ーゲットの表面粗さは、比較例１と同様であり、スパッ
タ面の算術平均粗さＲａは、約０．０５μｍであった。
１０μｍのＴｉからなる。そして、このスパッタリング
ターゲットは、従来の製造方法によって製造されたスパ
ッタリングターゲットであり、スパッタ面に対して鏡面
加工を施していないものである。このスパッタリングタ
ーゲットの表面粗さは、比較例１と同様であり、スパッ
タ面の算術平均粗さＲａは、約０．０５μｍであった。
【００２７】以上のような実施例及び比較例１，２につ
いて、リアクティブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形
成したときのパーティクル発生量を測定した結果を図４
に示す。なお、図４において、横軸は、スパッタリング
ターゲットに印加された電力の積算値を示しており、い
わゆるターゲットライフに相当している。また、縦軸
は、Ｔｉ−Ｎ膜を形成したときの生じた０．３μｍ以上
のパーティクルの数を示している。
いて、リアクティブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形
成したときのパーティクル発生量を測定した結果を図４
に示す。なお、図４において、横軸は、スパッタリング
ターゲットに印加された電力の積算値を示しており、い
わゆるターゲットライフに相当している。また、縦軸
は、Ｔｉ−Ｎ膜を形成したときの生じた０．３μｍ以上
のパーティクルの数を示している。
【００２８】図４から分かるように、結晶粒径を小さく
した比較例２のスパッタリングターゲットは、結晶粒径
が大きい比較例１のスパッタリングターゲットよりも、
パーティクルの発生量が少なくなっている。そして、ス
パッタ面に対して鏡面加工が施された実施例のスパッタ
リングターゲットでは、比較的にパーティクルの発生量
が少ない比較例２のスパッタリングターゲットよりも、
更にパーティクルの発生量が少なくなっている。特に、
実施例のスパッタリングターゲットでは、スパッタプロ
セスのミドルライフ、すなわち積算電力が２００〜４０
０ｋＷｈ程度のときに、パーティクルの発生量が比較例
に比べて大幅に少なくなっている。
した比較例２のスパッタリングターゲットは、結晶粒径
が大きい比較例１のスパッタリングターゲットよりも、
パーティクルの発生量が少なくなっている。そして、ス
パッタ面に対して鏡面加工が施された実施例のスパッタ
リングターゲットでは、比較的にパーティクルの発生量
が少ない比較例２のスパッタリングターゲットよりも、
更にパーティクルの発生量が少なくなっている。特に、
実施例のスパッタリングターゲットでは、スパッタプロ
セスのミドルライフ、すなわち積算電力が２００〜４０
０ｋＷｈ程度のときに、パーティクルの発生量が比較例
に比べて大幅に少なくなっている。
【００２９】以上の結果から、結晶粒径を微細化すると
ともに、スパッタ面に対して鏡面加工を施すことによ
り、スパッタリングの最中にスパッタリングターゲット
から発生するパーティクルを、大幅に抑えることが可能
であることが分かる。
ともに、スパッタ面に対して鏡面加工を施すことによ
り、スパッタリングの最中にスパッタリングターゲット
から発生するパーティクルを、大幅に抑えることが可能
であることが分かる。
【００３０】また、リアクティブスパッタ法によってＴ
ｉ−Ｎ膜を成膜した後に、実施例のスパッタリングター
ゲットと、比較例２のスパッタリングターゲットとにつ
いて、そのスパッタ面が、リアクティブスパッタに使用
された反応性ガス等によってどの程度汚染されたかを測
定した。ここで、汚染状態の測定は、Ｘ線電子分光法
（ＥＳＣＡ：electron spectroscopy for chemical ana
lysis）によってＯ，Ｎ，Ｃによる汚染について測定し
た。
ｉ−Ｎ膜を成膜した後に、実施例のスパッタリングター
ゲットと、比較例２のスパッタリングターゲットとにつ
いて、そのスパッタ面が、リアクティブスパッタに使用
された反応性ガス等によってどの程度汚染されたかを測
定した。ここで、汚染状態の測定は、Ｘ線電子分光法
（ＥＳＣＡ：electron spectroscopy for chemical ana
lysis）によってＯ，Ｎ，Ｃによる汚染について測定し
た。
【００３１】実施例のスパッタリングターゲットについ
ての測定結果を図５に示すとともに、比較例２のスパッ
タリングターゲットについての測定結果を図６に示す。
なお、Ｘ線電子分光法による汚染状態の測定は、測定対
象のスパッタリングターゲットを、０．１ｎｍ／ｓｅｃ
のスパッタリングレートにてスパッタリングして行っ
た。そして、図５及び図６において、横軸は、そのスパ
ッタリングタイムを示しており、例えば、１０００ｓｅ
ｃのスパッタリングタイムは、スパッタリングターゲッ
トのスパッタ面の表面から１００ｎｍの深さに対応して
いる。
ての測定結果を図５に示すとともに、比較例２のスパッ
タリングターゲットについての測定結果を図６に示す。
なお、Ｘ線電子分光法による汚染状態の測定は、測定対
象のスパッタリングターゲットを、０．１ｎｍ／ｓｅｃ
のスパッタリングレートにてスパッタリングして行っ
た。そして、図５及び図６において、横軸は、そのスパ
ッタリングタイムを示しており、例えば、１０００ｓｅ
ｃのスパッタリングタイムは、スパッタリングターゲッ
トのスパッタ面の表面から１００ｎｍの深さに対応して
いる。
【００３２】図５から分かるように、実施例のスパッタ
リングターゲットは、スパッタ面の表面から１００ｎｍ
程度のところまでで、汚染は殆ど無くなっており、非常
に浅い所までしか汚染されていない。これに対して、図
６から分かるように、比較例２のスパッタリングターゲ
ットでは、スパッタ面の表面から２００ｎｍ程度のとこ
ろに至っても、汚染は完全には無くなっておらず、非常
に深い所まで汚染されてしまっている。これらの結果か
ら、スパッタ面に対して鏡面加工を施すことは、リアク
ティブスパッタに使用される反応性ガス等によるスパッ
タリングターゲットの汚染を抑えるという効果もあるこ
とが分かる。
リングターゲットは、スパッタ面の表面から１００ｎｍ
程度のところまでで、汚染は殆ど無くなっており、非常
に浅い所までしか汚染されていない。これに対して、図
６から分かるように、比較例２のスパッタリングターゲ
ットでは、スパッタ面の表面から２００ｎｍ程度のとこ
ろに至っても、汚染は完全には無くなっておらず、非常
に深い所まで汚染されてしまっている。これらの結果か
ら、スパッタ面に対して鏡面加工を施すことは、リアク
ティブスパッタに使用される反応性ガス等によるスパッ
タリングターゲットの汚染を抑えるという効果もあるこ
とが分かる。
【００３３】つぎに、パーティクルの発生原因の一つと
考えられているノデュールと、本発明との関係について
説明する。
考えられているノデュールと、本発明との関係について
説明する。
【００３４】ノデュールは、スパッタリングを行ったと
きに、スパッタリングターゲットの表面に生じる突起状
の小塊のことであり、一般に、ノデュールが形成される
と、パーティクルの発生量が多くなる。これは、ノデュ
ールが存在していると、ノデュールの近傍において、プ
ラズマが不安定になるためと考えられている。
きに、スパッタリングターゲットの表面に生じる突起状
の小塊のことであり、一般に、ノデュールが形成される
と、パーティクルの発生量が多くなる。これは、ノデュ
ールが存在していると、ノデュールの近傍において、プ
ラズマが不安定になるためと考えられている。
【００３５】このようなノデュールの生成プロセスにつ
いて、図７を参照して説明する。
いて、図７を参照して説明する。
【００３６】スパッタリングを行うとスパッタリングタ
ーゲット等に起因してパーティクルが生じる。なお、Ｔ
ｉからなるスパッタリングターゲットを用いて、リアク
ティブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成する場合に
は、通常、スパッタリング源であるＴｉと、反応性ガス
等に起因する不純物であるＯ，Ｃ，Ｎとからなるパーテ
ィクルが生じる。
ーゲット等に起因してパーティクルが生じる。なお、Ｔ
ｉからなるスパッタリングターゲットを用いて、リアク
ティブスパッタ法によってＴｉ−Ｎ膜を形成する場合に
は、通常、スパッタリング源であるＴｉと、反応性ガス
等に起因する不純物であるＯ，Ｃ，Ｎとからなるパーテ
ィクルが生じる。
【００３７】そして、図７（ａ）に示すように、このよ
うなパーティクル１１が、スパッタリングターゲット１
２の表面１２ａに付着することによって、ノデュール１
３が形成される。ここで、図７（ａ）は、スパッタリン
グの初期にスパッタリングターゲット１２の表面１２ａ
にパーティクル１１が付着してノデュール１３が形成さ
れた状態を示している。
うなパーティクル１１が、スパッタリングターゲット１
２の表面１２ａに付着することによって、ノデュール１
３が形成される。ここで、図７（ａ）は、スパッタリン
グの初期にスパッタリングターゲット１２の表面１２ａ
にパーティクル１１が付着してノデュール１３が形成さ
れた状態を示している。
【００３８】その後、スパッタリングが進行したとき、
ノデュール１３の直下の部分は、マスキング効果によっ
てスパッタされないため、当該部分だけがスパッタされ
ずに残ることとなる。この様子を、図７（ｂ）及び図７
（ｃ）に示す。ここで、図７（ｂ）は、スパッタリング
が進行し、深さｔ１だけ、スパッタリングターゲット１
２がスパッタされた状態を示しており、図７（ｃ）は、
スパッタリングが更に進行し、深さｔ２だけ、スパッタ
リングターゲット１２がスパッタされた状態を示してい
る。
ノデュール１３の直下の部分は、マスキング効果によっ
てスパッタされないため、当該部分だけがスパッタされ
ずに残ることとなる。この様子を、図７（ｂ）及び図７
（ｃ）に示す。ここで、図７（ｂ）は、スパッタリング
が進行し、深さｔ１だけ、スパッタリングターゲット１
２がスパッタされた状態を示しており、図７（ｃ）は、
スパッタリングが更に進行し、深さｔ２だけ、スパッタ
リングターゲット１２がスパッタされた状態を示してい
る。
【００３９】この結果、図７（ｃ）に示すように、スパ
ッタされた深さｔ２の分だけ、表面に突出したノデュー
ル１３が形成される。なお、このように生成したノデュ
ール１３は、スパッタリングターゲット１２自体が、ス
パッタリングされずに残ったものであり、ノデュール１
３ａの部分の結晶と、スパッタリングターゲット１２の
結晶とは、連続している。
ッタされた深さｔ２の分だけ、表面に突出したノデュー
ル１３が形成される。なお、このように生成したノデュ
ール１３は、スパッタリングターゲット１２自体が、ス
パッタリングされずに残ったものであり、ノデュール１
３ａの部分の結晶と、スパッタリングターゲット１２の
結晶とは、連続している。
【００４０】以上のように、ノデュール１３は、通常、
スパッタリングの初期の段階において生じたパーティク
ル１１がスパッタリングターゲット１２の表面１２ａに
付着し、当該パーティクル１１が核となって生成され
る。そして、このようなノデュール１３が生成されてし
まうと、上述したように、パーティクルの発生量が増加
してしまう。
スパッタリングの初期の段階において生じたパーティク
ル１１がスパッタリングターゲット１２の表面１２ａに
付着し、当該パーティクル１１が核となって生成され
る。そして、このようなノデュール１３が生成されてし
まうと、上述したように、パーティクルの発生量が増加
してしまう。
【００４１】そして、本発明を適用したときには、スパ
ッタ面に対して鏡面加工が施されているので、パーティ
クルの発生量が少なくて済む。すなわち、ノデュールの
生成に必要な核となるパーティクルの発生が少ない。し
たがって、本発明を適用したときには、ノデュールの生
成も少なくて済み、ノデュールに起因するパーティクル
の発生も少なくて済む。そして、本発明を適用したスパ
ッタリングターゲットにおいて、図４に示したように、
ミドルライフ時におけるパーティクルの発生量が非常に
少なくなっているのは、このようなノデュールに起因す
るパーティクルの発生量が大幅に低減されているためと
思われる。
ッタ面に対して鏡面加工が施されているので、パーティ
クルの発生量が少なくて済む。すなわち、ノデュールの
生成に必要な核となるパーティクルの発生が少ない。し
たがって、本発明を適用したときには、ノデュールの生
成も少なくて済み、ノデュールに起因するパーティクル
の発生も少なくて済む。そして、本発明を適用したスパ
ッタリングターゲットにおいて、図４に示したように、
ミドルライフ時におけるパーティクルの発生量が非常に
少なくなっているのは、このようなノデュールに起因す
るパーティクルの発生量が大幅に低減されているためと
思われる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、スパッタリングターゲットのスパッタ面の算術平
均粗さＲａを０．０１μｍ以下としているので、スパッ
タリング時の生じるパーティクルの量が少なくて済む。
では、スパッタリングターゲットのスパッタ面の算術平
均粗さＲａを０．０１μｍ以下としているので、スパッ
タリング時の生じるパーティクルの量が少なくて済む。
【００４３】したがって、本発明によれば、半導体デバ
イス等を作製する際に、パーティクルに起因する不良を
低減することが可能となり、歩留まりを向上することが
可能となる。
イス等を作製する際に、パーティクルに起因する不良を
低減することが可能となり、歩留まりを向上することが
可能となる。
【図１】本発明を適用したスパッタリングターゲットの
一例を示す斜視図である。
一例を示す斜視図である。
【図２】実施例のスパッタリングターゲットの表面粗さ
を測定した結果を示す図である。
を測定した結果を示す図である。
【図３】比較例のスパッタリングターゲットの表面粗さ
を測定した結果を示す図である。
を測定した結果を示す図である。
【図４】パーティクル発生量を測定した結果を示す図で
ある。
ある。
【図５】実施例のスパッタリングターゲットの汚染状態
を測定した結果を示す図である。
を測定した結果を示す図である。
【図６】比較例のスパッタリングターゲットの汚染状態
を測定した結果を示す図である。
を測定した結果を示す図である。
【図７】ノデュールの生成プロセスを示す図である。
１ スパッタリングターゲット、 ２ スパッタ面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 文生 宮城県多賀城市明月２丁目１番15号 エ ム・アール・シージャパン株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 スパッタされる面の算術平均粗さＲａが
０．０１μｍ以下とされていることを特徴とするスパッ
タリングターゲット。 - 【請求項２】 上記スパッタされる面が、所定の曲率Ｒ
を有する凹面とされていることを特徴とする請求項１記
載のスパッタリングターゲット。 - 【請求項３】 Ｔｉ又はＴｉ合金からなることを特徴と
する請求項１記載のスパッタリングターゲット。 - 【請求項４】 スパッタされる面に対して、算術平均粗
さＲａが０．０１μｍ以下となるように鏡面加工を施す
ことを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方
法。 - 【請求項５】 上記鏡面加工をメカノケミカル研磨によ
って行うことを特徴とする請求項４記載のスパッタリン
グターゲットの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426496A JP3867328B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| US08/984,132 US6024852A (en) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Sputtering target and production method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426496A JP3867328B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10158828A true JPH10158828A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3867328B2 JP3867328B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=18163872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32426496A Expired - Lifetime JP3867328B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6024852A (ja) |
| JP (1) | JP3867328B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006316339A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-11-24 | Kobe Steel Ltd | Ａｌ系スパッタリングターゲット |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569270B2 (en) | 1997-07-11 | 2003-05-27 | Honeywell International Inc. | Process for producing a metal article |
| US6878250B1 (en) | 1999-12-16 | 2005-04-12 | Honeywell International Inc. | Sputtering targets formed from cast materials |
| US20040072009A1 (en) * | 1999-12-16 | 2004-04-15 | Segal Vladimir M. | Copper sputtering targets and methods of forming copper sputtering targets |
| US7517417B2 (en) * | 2000-02-02 | 2009-04-14 | Honeywell International Inc. | Tantalum PVD component producing methods |
| US6331233B1 (en) | 2000-02-02 | 2001-12-18 | Honeywell International Inc. | Tantalum sputtering target with fine grains and uniform texture and method of manufacture |
| US7274800B2 (en) * | 2001-07-18 | 2007-09-25 | Intel Corporation | Dynamic gesture recognition from stereo sequences |
| US7209883B2 (en) * | 2002-05-09 | 2007-04-24 | Intel Corporation | Factorial hidden markov model for audiovisual speech recognition |
| US7165029B2 (en) | 2002-05-09 | 2007-01-16 | Intel Corporation | Coupled hidden Markov model for audiovisual speech recognition |
| US20030212552A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Liang Lu Hong | Face recognition procedure useful for audiovisual speech recognition |
| JP3882141B2 (ja) * | 2002-06-13 | 2007-02-14 | 日鉱金属株式会社 | 気相成長装置および気相成長方法 |
| US7171043B2 (en) | 2002-10-11 | 2007-01-30 | Intel Corporation | Image recognition using hidden markov models and coupled hidden markov models |
| US7472063B2 (en) * | 2002-12-19 | 2008-12-30 | Intel Corporation | Audio-visual feature fusion and support vector machine useful for continuous speech recognition |
| US7203368B2 (en) * | 2003-01-06 | 2007-04-10 | Intel Corporation | Embedded bayesian network for pattern recognition |
| US7909949B2 (en) * | 2004-03-01 | 2011-03-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sputtering target with few surface defects, and surface processing method thereof |
| US20070084527A1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-19 | Stephane Ferrasse | High-strength mechanical and structural components, and methods of making high-strength components |
| US9127362B2 (en) | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
| US20070125646A1 (en) * | 2005-11-25 | 2007-06-07 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target for titanium sputtering chamber |
| JP2007247061A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Applied Materials Inc | スパッタリング前のスパッタリングターゲットの前調整 |
| US20070251818A1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-01 | Wuwen Yi | Copper physical vapor deposition targets and methods of making copper physical vapor deposition targets |
| US8556681B2 (en) * | 2007-01-29 | 2013-10-15 | Tosoh Smd, Inc. | Ultra smooth face sputter targets and methods of producing same |
| TWI432592B (zh) * | 2007-04-27 | 2014-04-01 | Honeywell Int Inc | 具有降低預燒時間之濺鍍靶，其製造方法及其用途 |
| US8968536B2 (en) * | 2007-06-18 | 2015-03-03 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target having increased life and sputtering uniformity |
| US7901552B2 (en) | 2007-10-05 | 2011-03-08 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target with grooves and intersecting channels |
| WO2009123055A1 (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-08 | 日鉱金属株式会社 | パーティクルの発生の少ないスパッタリングターゲット |
| US9034154B2 (en) * | 2009-03-03 | 2015-05-19 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sputtering target and process for producing same |
| US9566618B2 (en) | 2011-11-08 | 2017-02-14 | Tosoh Smd, Inc. | Silicon sputtering target with special surface treatment and good particle performance and methods of making the same |
| US10704139B2 (en) * | 2017-04-07 | 2020-07-07 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber target for reducing defects in workpiece during dielectric sputtering |
| CN106975719B (zh) * | 2017-06-01 | 2019-03-12 | 东南大学 | 一种开坯的锻造方法 |
| US11227751B1 (en) | 2020-07-01 | 2022-01-18 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber target for reducing defects in workpiece during dielectric sputtering |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5294321A (en) * | 1988-12-21 | 1994-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target |
| US5178739A (en) * | 1990-10-31 | 1993-01-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus for depositing material into high aspect ratio holes |
| US5433835B1 (en) * | 1993-11-24 | 1997-05-20 | Applied Materials Inc | Sputtering device and target with cover to hold cooling fluid |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP32426496A patent/JP3867328B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-03 US US08/984,132 patent/US6024852A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006316339A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-11-24 | Kobe Steel Ltd | Ａｌ系スパッタリングターゲット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6024852A (en) | 2000-02-15 |
| JP3867328B2 (ja) | 2007-01-10 |
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