DE69830535T2

DE69830535T2 - Ein Sputteringtarget

Info

Publication number: DE69830535T2
Application number: DE69830535T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Ibaraki-shi Yamakoshi; Hirohito Ibaraki-shi Miyashita; Kazuhiro Ibaraki-shi Seki
Original assignee: Nikko Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: KR100286206B1; EP0872572B1; US6153315A; DE69830535D1; JPH111766A; KR19980081356A; TW531563B; JP3755559B2; EP0872572A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sputteringtarget, das durch Sputtering auf einem Substrat ausgebildet ist, mit hervorragender Gleichförmigkeit der Filmdicke und geringer Häufigkeit des Auftretens von Knöllchen und Teilchen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren ist ein Sputteringverfahren unter Verwendung eines Sputteringtargets zur Ausbildung dünner Halbleiterfilme und dergleichen in breitem Umfang eingesetzt worden.
Dieses Sputteringverfahren ist ein Verfahren zur Ausbildung dünner Filme, indem bewirkt wird, daß geladene Teilchen auf ein Sputteringtarget auftreffen, die Teilchen einer Substanz, die das Sputteringtarget darstellt, daraus durch die Auftreffkraft ausgestoßen werden und diese Teilchen auf einem Basismaterial (Substrat), wie etwa einer Wafer, abgeschieden werden, das gegenüber dem Target angeordnet ist.
Eines der Probleme von dünnen Filmen, die durch dieses Sputtering gebildet werden, ist, daß die Filmdicke dazu neigt, ungleichmäßig zu sein. Es ist bisher noch nicht klar bekannt, daß dieses Problem ungleichmäßiger Filmdicke den Zuständen einer Targetoberfläche zuschreibbar ist, und es sind keine spezifischen Maßnahmen, um dieses Problem zu lösen, verfügbar gewesen.
Zusätzlich können, während der Filmbildung durch Sputtering, wie oben beschrieben, Vorsprünge mit einer Größe, die von mehreren Mikrometern bis zu mehreren Millimetern reicht, die Knöllchen genannt werden, im erodierten Bereich des Sputteringtargets erzeugt werden. Diese Knöllchen haben das Problem, daß sie durch das Auftreffen von geladenen Teilchen zerbrochen werden, wodurch während des Sputternings Teilchen auf einem Substrat gebildet werden.
Diese Erzeugung von Teilchen steigt an, wenn die Anzahl von Knöllchen auf der erodierten Fläche des Sputteringtargets ansteigt. Das Vermeiden von Knöllchenerzeugung ist somit ein signifikantes Problem zur Verringerung der Anzahl dieser problematischen Teilchen.
In den gegenwärtigen Situationen, in denen LSI-Halbleiter hoch integriert sind (4MBits, 16MBits, 64MBits, etc.) und die Verdrahtungsbreite auf 1 μm oder weniger verringert worden ist, wird die obengenannte Erzeugung von Teilchen aus Knöllchen als ein kritisches Problem angesehen.
Spezifisch scheiden sich diese Teilchen direkt auf dem dünnen Film, der auf dem Substrat ausgebildet ist, ab, oder sie scheiden sich auf der umgebenden Wand oder Teilen der Sputteringapparatur ab und akkumulieren dort, lösen sich dann ab und scheiden sich erneut auf dem dünnen Film ab, um schwerwiegende Probleme zu verursachen, wie etwa Bruch von Drähten und Kurzschlüsse. Somit ist dieses Problem der Teilchen ein ziemlich signifikantes Problem geworden, da elektronische Schaltungen höher integriert und feiner geworden sind.
Verschiedene Anstrengungen sind unternommen worden, um die Betriebsbedingungen des Sputternings zu kontrollieren und Magnete zu verbessern, um diese Knöllchen zu verringern. Da der Grund der Knöllchenerzeugung nicht geklärt worden ist, sind jedoch Targets, die so konstruiert sind, daß sie Knöllchenproduktion verhindern, nicht gut bekannt gewesen.
JP 03 257 158 A offenbart ein Sputteringtarget, das hergestellt ist aus einer hochschmelzenden Legierung, wie etwa einer Legierung auf der Basis von W, mit einer Sputteringoberfläche, die maschinell bearbeitet und auf eine Oberflächenrauheit von 0,05 μm oder weniger als arithmetischer Mittenrauhwert poliert ist, wodurch die Erzeugung von Teilchen von der Oberfläche während des Sputterings verringert wird.
Die Veröffentlichung „Metals Handbook 10th Edition Vol. 2" 1990, A ABEL ET AL, XP-002071754, diskutiert auf S. 1095 – 1097 die Charakterisierung der Reinheit in gereinigten Metallen und offenbart hochgereinigte Metalle, wie etwa W, die eine Metallmatrix mit einem Verunreinigungsgehalt unter 500 ppm haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Dickengleichförmigkeit eines dünnen Films, der durch Sputtern hergestellt ist, zu verbessern und die Knöllchenerzeugung während des Sputterns eines Targets zu verhindern und die Teilchenerzeugung zu unterdrücken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sputteringtarget gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an Verunreinigungen 300 ppm oder weniger.
Wünschenswerterweise beträgt der Wasserstoffgehalt der zu erodierenden Oberfläche 30 ppm oder weniger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Oberflächenrauheit der zu erodierenden Oberfläche 0,2 μm oder weniger als arithmetischer Mittenrauhwert (Ra) und beträgt die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht 15 μm oder weniger.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich werden.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um die obigen und andere Aufgaben zu erfüllen, haben sich die Erfinder der vorliegenden Erfindung der Forschung gewidmet und die folgenden Ergebnisse erhalten.
Die Erfinder gewannen ein Sputteringtarget während des Gebrauchs zurück und untersuchten es im Detail. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, daß die Gleichförmigkeit der Filmdicke in großem Umfang durch Oberflächenbedingungen des Targets beeinflußt wurde und durch Kontrolle der Oberflächenrauheit verbessert werden konnte und daß die Neigung zur Erzeugung von Knöllchen auf einem unebenen Teil einer zu erodierenden Oberfläche des Targets bestand und die Anzahl von erzeugten Knöllchen verringert war, wenn die Oberflächenrauheit der zu erodierenden Oberfläche des Targets feiner war.
Für diese Knöllchen werden Teilchen, die von einem Sputteringtarget in einem kleinen Winkel ausgestoßen werden, auf einem konvexen Teil des Targets leicht wieder abgeschieden, und wenn die Wiederabscheidungsgeschwindigkeit schneller ist als die Geschwindigkeit, mit der die Oberfläche erodiert wird, wird beobachtet, daß die Teilchen als Knöllchen wachsen. Wenn die Oberfläche in großem Maße uneben ist, wird beobachtet, daß die Neigung zur Wiederabscheidung besteht und somit Knöllchen schnell wachsen, was zur Erzeugung einer großen Anzahl von Knöllchen führt.
Wenn dann ein Sputteringtarget, dessen Oberflächenrauheit durch mechanische Bearbeitung, Polieren, chemische Ätzung und dergleichen kontrolliert worden ist, einem Sputtern unterworfen wurde, war die Dicke des gebildeten dünnen Films gleichmäßiger und die Anzahl von Knöllchen und Teilchen war verringert. Als ein Ergebnis weiterer Untersuchung wurde festgestellt, daß Rückstandsmaterialien von Bearbeitungswerkzeugen, wie etwa einem Drehwerkzeug, die auf einer Targetoberfläche aufgrund von Abrasion der Werkzeuge während der maschinellen Bearbeitung zurückbleiben; Rückstand von Abrasiven; und ein Anstieg des Wasserstoffgehalts der Oberfläche aufgrund chemischer Ätzung die Erzeugung von Knöllchen fördern.
Die oben beschriebenen Rückstandsmaterialien von Werkzeugen und Rückstände von Abrasiven auf einer Targetoberfläche induzieren Mikrobogenbildung (Mikroentladungsphänomen) auf einer erodierten Oberfläche und ein Teil der Oberfläche wird geschmolzen und koaguliert, um einen unebenen Teil zu bilden, der als eine Stelle für die Erzeugung eines neuen Knöllchens dient. Es wurde auch festgestellt, daß Mikrobogenbildung selbst die Anzahl von Teilchen erhöhte.
Die Rückstandsmengen von verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen und Abrasiven wurden untersucht und es wurde festgestellt, daß, wenn die Mengen dieser Verunreinigungen so gründlich wie möglich verringert wurden, die Erzeugung von Knöllchen unterdrückt wurde und die Anzahl von Teilchen ebenfalls gesenkt wurde.
Wenn der Wasserstoffgehalt einer Targetoberfläche während der chemischen Ätzung hoch ist, wird das Sputtern im anfänglichen Stadium instabil, so daß eine erodierte Oberfläche rauher gemacht und die Erzeugung von Knöllchen gefördert wird.
Obgleich der Mechanismus nicht notwendigerweise geklärt worden ist, wird angenommen, daß eine Spurenmenge Wasserstoff, die aus der Targetoberfläche austritt, das Plasma instabil macht, und Sputtern lokal auftritt, so daß die Targetoberfläche rauh wird.
Wie oben erwähnt wird die Oberflächenrauheit einer zu erodierenden Oberfläche im Sputteringtarget der vorliegenden Erfindung auf 1,0 μm oder weniger als arithmetischer Mittenrauhwert (Ra) eingestellt. Die Gründe dafür, die Oberflächenrauheit einer zu erodierenden Oberfläche feiner zu machen, sind wie folgt: Gleichmäßigkeit der Filmdicke wird verbessert; Knöllchen werden nur selektiv auf einer erodierten Oberfläche erzeugt; und, da, wenn ein zu erodierender Teil einer Targetoberfläche übermäßig uneben ist, Teilchen, die aus einem Sputteringtarget mit einem kleinen Winkel ausgestoßen werden, dazu neigen, sich auf einem konvexen Teil des Targets wieder abzuscheiden, um leicht Knöllchen zu erzeugen, unterdrückt die Verhinderung solcher Wiederabscheidung die Erzeugung von Knöllchen, was zu einer Verringerung in der Anzahl von Teilchen führt.
Wenn Ra 1,0 μm oder kleiner wird, scheinen die Effekte zur Verbesserung der Gleichförmigkeit der Filmdicke und zur Verhinderung von Knöllchenerzeugung so zu sein, daß die Anzahl von Teilchen verringert werden kann.
Zusätzlich sind Metallelemente mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten verschieden sind, und Si, Al, Co, Ni und B, die sich auf einer zu erodierenden Oberfläche abscheiden, Bestandteile der Materialien, die für Werkzeuge und Abrasive zur maschinellen Bearbeitung verwendet werden, und neigen dazu, als Verunreinigungen bei der Bearbeitung der Targetoberfläche zurückzubleiben. Das Vorhandensein dieser Verunreinigungen bringt die Probleme der Induzierung von Mikrobogenbildung und Erzeugung eines unebenen Teils einer Oberfläche mit sich, der als ein Ort für die Erzeugung von Knöllchen dient. Daher ist es erforderlich, diese Verunreinigungen so gründlich wie möglich zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge an Verunreinigungen, die sich auf einer zu erodierenden Oberfläche abscheiden, wie etwa Metallelemente mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten verschieden sind, und Si, Al, Co, Ni und B 500 ppm oder weniger.
Wenn die Gesamtmenge dieser Substanzen 500 ppm oder weniger beträgt, wird Mikrobogenbildung auf einer erodierten Oberfläche unterdrückt und es entwickelt sich kein unebener Teil, der als ein neuer Ort für die Erzeugung von Knöllchen dient, und somit kann Knöllchenerzeugung verhindert und das Auftreten von Teilchen unterdrückt werden.
Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an Metallelement mit einem hohen Schmelzpunkt, das von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten verschieden ist, und an Si, Al, Co, Ni und B 300 ppm oder weniger. Der Effekt der Verhinderung der Knöllchenerzeugung kann merkbar verbessert werden durch Verringerung der Gesamtmenge an Verunreinigungen auf 500 ppm oder weniger, vorzugsweise 300 ppm oder weniger, und Verringerung des arithmetischen Mittenrauhwertes (Ra) auf 1,0 μm oder weniger.
Die Mengen an Verunreinigungen werden in wünschenswerter Weise kontrolliert durch Analysieren eines Bereichs innerhalb von etwa 5 μm von einer Oberfläche unter Verwendung solcher analytischen Methoden wie Glühentladungsmassenspektrometer (GDMS).
Wenn eine Oberfläche durch chemische Ätzung geglättet wird, steigt der Wasserstoffgehalt der Oberfläche und dann tritt plötzlich mikroskopisch eine Gaskomponente auf und es besteht eine Neigung zur Erzeugung einer Unebenheit auf der Oberfläche während des Sputterns. Beim Sputteringtarget gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch der Wasserstoffgehalt einer zu erodierenden Oberfläche auf 50 ppm oder weniger gesenkt werden, indem die Bedingungen für die chemische Ätzung kontrolliert und im Anschluß an die chemische Ätzung eine Dehydrierungsbehandlung durchgeführt wird, um Knöllchenerzeugung zu verhindern und die Anzahl von Teilchen zu verringern.
Die Wasserstoffgehalte einer Oberfläche können mit einer Analyse analysiert werden, die zwischen einem Oberflächenteil und einem Masseteil, das nicht das Oberflächenteil einschließt, verglichen werden, etc..
Eine Senkung des Wasserstoffgehalts auf 50 ppm oder weniger ermöglicht eine Verbesserung des Effekts der Verhinderung von Knöllchenerzeugung.
Der Effekt, Knöllchenerzeugung zu verhindern, kann weiter verbessert werden, indem der Wasserstoffgehalt einer zu erodierenden Oberfläche auf 50 ppm oder weniger, vorzugsweise 30 ppm oder weniger gesenkt wird, die Gesamtmenge an Verunreinigung auf 500 ppm oder weniger, vorzugsweise 300 ppm oder weniger gesenkt wird und der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) auf 1,0 μm oder weniger verringert wird.
Bei der Herstellung eines Sputteringtargets werden im allgemeinen maschinelle Bearbeitung, Polieren, chemische Ätzung etc. verwendet, um eine Oberfläche zum Kontrollieren der Oberflächenrauheit zu glätten. Knöllchenerzeugung kann wirkungsvoll verhindert werden, indem die Gesamtmenge an Verunreinigungen und der Wasserstoffgehalt, wie oben beschrieben, durch die Auswahl und die Vorrichtung für diese Bearbeitungsverfahren und Oberflächenbehandlungen spezifiziert und der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) kontrolliert wird.
Bei der Herstellung eines Sputteringtargets werden maschinelle Bearbeitung und Polieren durchgeführt, wie oben erwähnt, und wenn eine solche Bearbeitung sehr intensiv durchgeführt wird, kann manchmal selbst durch Kontrollieren der Oberflächenrauheit Knöllchenerzeugung nicht verhindert werden. Obgleich der Grund nicht notwendigerweise klar ist, wird angenommen, daß intensive Bearbeitung die Atomanordnung stört und der Winkel, in dem Teilchen beim Sputtern ausgestoßen werden, zu kleineren hin verschoben wird und daher eine Abscheidung selbst bei kleinerer Oberflächenrauheit leichter auftritt, d.h. auf einer weniger unebenen Oberfläche.
Daher ist es notwendig, die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht einer zu erodierenden Oberfläche des Sputteringtargets auf 50 μm oder weniger zu verringern. Der Begriff „Oberflächenschädigungsschicht", der hierin verwendet wird, kann definiert werden als eine Fläche, auf der durch Bearbeitung erzeugte Restspannung auftritt. Die Restspannung kann mit einer Restspannungs-Meßmethode unter Verwendung von Röntgenstrahlen gemessen werden.
Wenn die Bearbeitung so intensiv durchgeführt wird, daß die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht 50 μm übersteigt, wird kein Effekt einer Verringerung der Anzahl von Knöllchen ausgeübt und die Anzahl von Teilchen kann nicht wirkungsvoll verringert werden.
Zusätzlich ist in der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sputteringtargets untersucht worden, bei dem eine Finishbehandlung der Sputteringoberfläche durch maschinelle Präzisionsbearbeitung unter Verwendung eines Diamantdrehwerkzeugs oder durch maschinelle Präzisionsbearbeitung unter Verwendung eines Diamantdrehwerkzeugs, gefolgt von Polieren, falls erforderlich, durchgeführt wird.
Es ist festgestellt worden, daß maschinelle Präzisionsbearbeitung unter Verwendung eines Diamantdrehwerkzeugs die Oberflächenrauheit effektiv verringern kann, ohne Naßpolieren oder chemisches Polieren einzusetzen, das herkömmlicherweise erforderlich gewesen ist. Zusätzlich kann der arithmetische Mittenrauhwert (Ra), durch Auswahl dieser Prozeßbedingung, bei 0,2 μm oder weniger liegen und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht kann 15 μm oder weniger betragen.
Wenn ein herkömmliches Carbidwerkzeug eingesetzt wird, besteht die Neigung, daß Kontamination mit Schwermetallen auftritt. Andererseits tritt eine solche Kontamination nicht auf, wenn ein Diamantdrehwerkzeug eingesetzt wird.
Das vorliegende Verfahren erfordert charakteristischerweise keine Wasch- und Dehydratisierungsbehandlung (die bei chemischem Polieren erforderlich ist), die für Naßpolieren und chemisches Polieren erforderlich gewesen sind. Man muß nicht betonen, daß die kombinierte Verwendung von herkömmlichen Polierverfahren erlaubt ist und die Oberflächenrauheit und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht weiter verringern kann.
Da die Qualität eines Films unmittelbar nach Beginn der Verwendung eines Targets Dispersionen zeigt, wird ein Dummy-Sputtering durchgeführt, bis die Filmbildung stabilisiert ist.
Was zum Beispiel den Schichtwiderstand betrifft, wird obengenanntes Dummy-Sputtering, da im allgemeinen ein Target mit einer Dispersion mit Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer während der Bearbeitung von etwa 3% verwendet wird, durchgeführt, bis die Dispersion der Standardabweichung des Flächenwiderstandes in der Wafer nach Beginn der Verwendung des Targets 3% oder weniger wird.
Dieses Dummy-Sputtering hat ein Problem. Für Targets, insbesondere diejenigen, bei denen der Oberflächenbearbeitungsstatus nicht kontrolliert worden ist, ist im allgemeinen eine kumulative Eingangsleistung von etwa 20 kWh erforderlich, was zu einem großen Zeitverlust im Verfahren führt, was eine Filmbildung mit niedriger Energie erfordert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die maschinelle Präzisionsbearbeitung unter Verwendung eines Diamantdrehwerkzeugs die Herstellung eines Sputteringtargets, bei dem die Oberflächenrauheit einer zu erodierenden Oberfläche des Sputteringtargets 0,2 μm oder weniger als arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) beträgt und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht der zu erodierenden Oberfläche 15 μm oder weniger beträgt, wie oben beschrieben, und eine Abnahme der Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht, wie oben erwähnt, den Effekt hat, daß die Zeit, die für dieses Dummy-Sputtering erforderlich ist, in großem Umfang verringert wird.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Als nächstes wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen und Vergleichsbeispiele beschrieben werden.
(Beispiele 1 – 9 und Vergleichsbeispiele 1 – 2)
Sputteringtarget-Material, das aus hochgereinigtem Titan bestand, wurde einer Bearbeitung auf der Drehbank unterworfen. Anschließend wurde eine zu erodierende Oberfläche einer Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren, chemischem Polieren, Waschen mit ultrareinem Wasser und Dehydrierungsbehandlung unterzogen, um ein Sputteringtarget (300 mm Durchmesser und 6,35 mm Dicke) mit kontrollierter Oberflächenrauheit (Ra), Gesamtmenge an Verunreinigungen, Wasserstoffgehalt und Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht herzustellen. Diese Beispiele sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. In Tabelle 1 bedeutet eine Kreismarkierung, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.
Das so erhaltene Target wurde mit einer Kupferspannplatte mit einem Durchmesser von 348 mm und einer Dicke von 21,0 mm verbunden und anschließend einem Sputtering wie unten unterzogen.
[Tabelle 1]
[Tabelle 2]
Das so hergestellte Sputteringtarget wurde in eine Gleichstrom-Magnetron-Sputtering-Apparatur eingesetzt und das Sputtering wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, um einen TiN-Film auf einer Silicium-Wafer auszubilden. Die Anzahl von Knöllchen, die durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes (Φ8'') in einer Wafer zum Zeitpunkt kumulativer Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, wurden für die Beispiele 1 – 9 und Vergleichsbeispiele 1 – 2 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
[Tabelle 3]
Wie in Tabelle 2 dargestellt, betrug der arithmetische Mittenrauhwert, Ra, 1,0 μm, die Obergrenze, oder weniger in den Beispiel 1 – 9 gemäß der vorliegenden Erfindung, wohingegen der arithmetische Mittenrauhwert für Vergleichsbeispiel 1 1,8 μm betrug und 3,0 μm für Vergleichsbeispiel 2, die die obengenannte Obergrenze übersteigen.
Zusätzlich betrug die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf der zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B 500 ppm oder weniger, d.h. im Bereich von 40 ppm und 470 ppm für die Beispiele 1 – 12, wohingegen die Gesamtmengen für die Vergleichsbeispiele 1 und 2 670 ppm bzw. 450 ppm betrugen, wobei diese Werte die Obergrenze von 500 ppm überstiegen oder nahe zu dieser waren.
Der Wasserstoffgehalt der Oberfläche reichte von 8 ppm bis 40 ppm in den Beispielen 1 – 12. Die Gehalte für die Vergleichsbeispiele 1 und 2 betrugen 15 ppm bzw. 10 ppm.
Die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche betrug für die Beispiele 1 – 9 5 – 40 μm, während sie für Vergleichsbeispiel 1 70 μm betrug und für Vergleichsbeispiel 2 30 μm, die die Obergrenze von 50 μm überstiegen oder relativ groß waren.
Wie aus einem Vergleich zwischen den Tabellen 1 und 2 zu sehen ist, waren die Anzahl der Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war für die Beispiele 1 – 9 gemäß der vorliegenden Erfindung klein, in denen weder der arithmetische Mittenrauhwert; die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf der zu erodierenden Oberfläche abschieden, an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B; der Wasserstoffgehalt; oder die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche die entsprechenden Obergrenzen überstiegen, was darauf hinweist, daß gute Sputteringtargets erhalten wurden.
In den Beispielen 1 und 4, in denen die Oberflächenrauheit, die Menge an Verunreinigungen, der Wasserstoffgehalt und/oder die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht Werte nahe den Obergrenzen zeigten, neigten jedoch die Anzahl der Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl dazu, relativ anzusteigen, und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war etwas hoch. Folglich ist gezeigt, daß diese Anstiege die Eigenschaften von Sputteringtargets beeinflussen.
In den Beispielen 7 – 9, in denen eine Diamant-Finishbearbeitung durchgeführt wurde, betrug der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) 0,07 – 0,17 μm, die Menge an Verunreinigungen 40 – 100 ppm und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht 5 – 11 μm, und somit zeigten der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht merklich niedrige Werte.
Zusätzlich waren in diesem Falle die Anzahl von erzeugten Knöllchen und die durchschnittlichen Teilchenzahlen klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, war konstant niedrig, 2,1 – 2,5%.
Aus obigem wurde festgestellt, daß Diamant-Finishbearbeitung einen ziemlich hervorragenden Effekt hat.
In den Beispielen 8 und 9, wie dargestellt in Tabelle 1, wurden, zusätzlich zu Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren und Waschen oder chemisches Polieren, Waschen und Dehydrierungsbehandlung durchgeführt. Die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer wurden weiter verbessert, was hervorragende Ergebnisse zeigt.
Im Gegensatz dazu betrug die Anzahl von Knöllchen in den Vergleichsbeispielen 1 und 2, wie dargestellt in Tabelle 3, 500/Target, die durchschnittliche Anzahl von auftretenden Teilchen betrug 110 bzw. 87/Wafer und die Standardabweichungen des Flächenwiderstandes betrugen 4,8% und 3,2%, alle diese Werte waren hoch. Vergleichsbeispiel 1, in der die Menge an Verunreinigungen besonders hoch war und die Oberflächenschädigungsschicht dick war, zeigten die schlechtesten Ergebnisse unter den Vergleichsbeispielen, die in Tabelle 3 dargestellt sind.
Aus obigem ist gezeigt, daß ein Titan-Target gemäß der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Target mit geringerem Auftreten von Knöllchenerzeugung und Teilchenerzeugung und einer kleinen Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer ist.
(Beispiele 10 – 14 und Vergleichsbeispiele 3 – 4)
Als nächstes werden Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Tantal (Beispiel 10 – 14) und Vergleichsbeispiele 3 – 4 dargestellt.
Sputteringtarget-Material, das aus hochgereinigtem Tantal (Ta) bestand, wurde einer Bearbeitung auf einer Drehbank unterzogen. Dann wurde eine zu erodierende Oberfläche einer Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren, chemischem Polieren, Waschen mit ultrareinem Wasser und Dehydrierungsbehandlung unterzogen, um ein Sputteringtarget (300 mm Durchmesser und 6,35 mm Dicke) mit kontrollierter Oberflächenrauheit (Ra), Gesamtmenge an Verunreinigungen, Wasserstoffgehalt und Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht herzustellen. Sie sind in den Tabellen 4 und 5 dargestellt. In Tabelle 4 bedeutet eine Kreismarkierung, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.
Das so erhaltene Target wurde mit einer Kupferspannplatte mit einem Durchmesser von 348 mm und einer Dicke von 21,0 mm verbunden und dann einem Sputtering wie unten unterzogen.
[Tabelle 4]
[Tabelle 5]
Das so hergestellte Tantal-Sputteringtarget wurde in eine Gleichstrom-Magnetron-Sputteringapparatur eingesetzt und das Sputtering wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, um einen TaN-Film auf einer Silicium-Wafer auszubilden. Die Anzahl von Knöllchen, die durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer zum Zeitpunkt kumulativer Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug (Φ8''), wurde für die Beispiele 10 – 14 und Vergleichsbeispiele 3 – 4 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
[Tabelle 6]
Wie dargestellt in Tabelle 5 betrug der arithmetische Mittenrauhwert, Ra, 1,0 μm, die Obergrenze, oder weniger in den Beispielen 10 – 14 gemäß der vorliegenden Erfindung, wohingegen der arithmetische Mittenrauhwert für Vergleichsbeispiel 3 2,2 μm betrug und für Vergleichsbeispiel 4 3,5 μm, was rauhe Oberfläche anzeigte.
Zusätzlich betrug die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf der zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B 500 ppm oder weniger, d.h. in einem Bereich von 35 ppm und 320 ppm für die Beispiele 10 – 14, wohingegen die Gesamtmengen für Vergleichsbeispiele 3 und 4 560 ppm bzw. 480 ppm betrugen, wobei diese Werte die Obergrenze von 500 ppm überschritten oder nahe zur Obergrenze waren.
Der Wasserstoffgehalt der Oberfläche reichte von 8 ppm bis 25 ppm in den Beispielen 10 – 14 und 10 ppm in den Vergleichsbeispielen 3 und 4.
Die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche betrug 8 – 30 μm für die Beispiele 10 – 14, während sie 55 μm für Vergleichsbeispiel 3 betrug und 30 μm für Vergleichsbeispiel 4, was die Obergrenze von 50 μm überschritt oder relativ groß war.
Wie aus einem Vergleich zwischen den Tabellen 5 und 6 zu sehen ist, waren die Anzahl von Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war für die Beispiele 10 – 14 gemäß der vorliegenden Erfindung klein, in denen weder der arithmetische Mittenrauhwert; die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf der zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B; der Wasserstoffgehalt; oder die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche die entsprechenden Obergrenzen überstiegen, was darauf hinweist, daß gute Sputteringtargets erhalten wurden.
In Beispiel 10, in dem die Menge an Verunreinigungen und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht leicht größere Werte verglichen mit anderen Beispielen zeigten, neigten die Anzahl von Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl jedoch dazu, relativ anzusteigen, und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war leicht höher als im Falle des oben erwähnten TiN.
Obgleich Beispiel 10 im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegt und kein besonderes Problem aufweist, ist gezeigt, daß die Anstiege in der Menge an Verunreinigungen und der Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht Einfluß auf die Eigenschaften von Sputteringtargets ausüben.
In den Beispielen 12 – 14, in denen Diamant-Finishbearbeitung durchgeführt wurde, betrug der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) 0,05 – 0,14 μm, die Menge an Verunreinigungen 35 – 150 ppm und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht 8 – 10 μm, und somit waren der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht merkbar verringert.
Zusätzlich waren in diesem Falle die Anzahl von erzeugten Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, war konstant niedrig, 2,3 – 2,7%.
Aus dem obigen wird festgestellt, daß Diamant-Finishbearbeitung einen ziemlich hervorragenden Effekt hat, wie in den Beispielen 5 – 7.
In den Beispielen 13 und 14, wie dargestellt in Tabelle 4, wurden zusätzlich zu Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren und Waschen oder chemisches Polieren, Waschen und Dehydrierungsbehandlung durchgeführt. Die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer waren weiter verbessert, was herausragende Ergebnisse zeigt.
Im Gegensatz dazu betrug, in den Vergleichsbeispielen 3 und 4, wie dargestellt in Tabelle 6, die Anzahl von Knöllchen 500/Target, wobei die durchschnittliche Anzahl von auftretenden Teilchen so hoch wie 110 und 87/Wafer war und die Standardabweichungen des Flächenwiderstandes 4,6% und 3,3%, was ein ziemlich schlechtes Ergebnis zeigt.
Aus dem obigen ist gezeigt, daß ein Tantal-Target der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Target mit geringem Auftreten von Knöllchenerzeugung und Auftreten von Teilchen und einer kleinen Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer ist
(Beispiele 15 – 20 und Vergleichsbeispiele 5 – 6)
Als nächstes werden Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Kupfer (Beispiele 15 – 20) und Vergleichsbeispiele 5 – 6 dargestellt.
Sputteringtarget-Material, das aus hochgereinigtem Kupfer (Cu) bestand, wurde einer Bearbeitung auf einer Drehbank unterzogen. Dann wurde eine zu erodierende Oberfläche Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren, chemischem Polieren, Waschen mit ultrareinem Wasser und Dehydrierungsbehandlung unterzogen, um ein Sputteringtarget (300 mm Durchmesser und 6,35 mm Dicke) mit kontrollierter Oberflächenrauheit (Ra), Gesamtmenge an Verunreinigungen, Wasserstoffgehalt und Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht herzustellen.
Diese Beispiele sind in den Tabellen 7 und 8 dargestellt. In Tabelle 7 bedeutet eine Kreismarkierung, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.
Das so erhaltene Target wurde mit einer Kupferspannplatte mit einem Durchmesser von 348 mm und einer Dicke von 21,0 mm verbunden und dann einem Sputtering wie unten unterzogen.
[Tabelle 7]
[Tabelle 8]
Das so hergestellte Sputteringtarget wurde in eine Gleichstrom-Magnetron-Sputteringapparatur gesetzt und Sputtering wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, um einen Cu-Film auf einer Silicium-Wafer auszubilden. Die Anzahl von Knöllchen, durchschnittliche Teilchenzahl und Standardabweichung des Flächenwiderstandes (Φ8'') in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, wurden für die Beispiele 15 – 20 und die Vergleichsbeispiele 5 und 6 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 dargestellt.
[Tabelle 9]
Wie dargestellt in Tabelle 8 betrug der arithmetische Mittenrauhwert, Ra, 1,0 μm, die Obergrenze, oder weniger in den Beispielen 15 – 20 gemäß der vorliegenden Erfindung, wohingegen der arithmetische Mittenrauhwert für Vergleichsbeispiel 5 2,4 μm betrug und für Vergleichsbeispiel 6 1,6 μm.
Zusätzlich betrug die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf einer zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B 500 ppm oder weniger, d.h. in einem Bereich von 45 ppm und 360 ppm für Beispiele 15 – 20, wohingegen die Gesamtmengen für die Vergleichsbeispiele 5 und 6 60 ppm bzw. 370 ppm betrugen.
Der Wasserstoffgehalt der Oberfläche reichte von 1 ppm bis 20 ppm in den Beispielen 15 – 20, wohingegen die Gehalte 2 ppm bzw. 20 ppm für die Vergleichsbeispiele 5 und 6 betrugen.
Die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche betrug 4 – 20 μm für die Beispiele 15 – 20, wohingegen sie 35 μm für Vergleichsbeispiel 5 und 25 μm für Vergleichsbeispiel 6 betrug, die relativ dicke Oberflächenschädigungsschichten hatten.
Wie aus einem Vergleich zwischen den Tabellen 8 und 9 zu sehen, waren die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war für die Beispiele 15 – 20 gemäß der vorliegenden Erfindung klein, in denen weder der arithmetische Mittenrauhwert, die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf der zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B; der Wasserstoffgehalt; oder die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche die entsprechenden Obergrenzen überstiegen, was darauf hinwies, daß gute Sputteringtargets erhalten wurden.
In den Beispielen 15 und 18, in denen die Oberflächenrauheit relativ groß und die Menge an Verunreinigungen hoch war, und in Beispiel 20, für das die Oberflächenrauheit relativ groß war und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht groß war, neigte jedoch die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl dazu, relativ anzusteigen, und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war leicht höher.
Obgleich die Beispiele 15, 18 und 20 in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einbezogen sind und keine besonderen Probleme stellten, ist gezeigt, daß diese Anstiege die Eigenschaften des Sputteringtargets beeinflussen.
In den Beispielen 17 – 19, in denen Diamant-Finishbearbeitung durchgeführt wurde, betrug der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) 0,03 – 0,11 μm und die Oberflächenschädigungsschicht 4 – 10 μm, und somit waren der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht merkbar klein.
Zusätzlich waren in diesem Falle die Anzahl von erzeugten Knöllchen und die durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, war konstant niedrig, 2,3 – 2,8%.
Aus obigem wird festgestellt, daß Diamant-Finishbearbeitung einen ziemlich herausragenden Effekt hat, wie in den Beispielen 5 – 7.
Für die Beispiele 18 – 19, wie dargestellt in Tabelle 7, wurden, zusätzlich zur Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren und Waschen oder chemisches Polieren, Waschen und Dehydrierungsbehandlung durchgeführt. Die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer waren weiter verbessert, was herausragende Ergebnisse zeigt.
Im Gegensatz dazu waren, in den Vergleichsbeispielen 5 und 6, wie dargestellt in den Tabellen 8 und 9, der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) groß und die Oberflächenschädigungsschicht dick.
Die Anzahl von Knöllchen war groß, 17 und 20/Target, und die durchschnittliche Anzahl von auftretenden Teilchen war ebenfalls groß, 6 und 9/Wafer. Insbesondere waren die Standardabweichungen des Flächenwiderstandes in einer Wafer so hoch wie 3,6% und 4,1%, was deutlich schlechte Ergebnisse zeigt.
Aus dem obigen ist gezeigt, daß ein Kupfer-Target der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Target mit geringerem Auftreten von Knöllchenerzeugung und Auftreten von Teilchen und einer kleinen Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer ist.
(Beispiele 21 – 26 und Vergleichsbeispiele 7 – 8)
Als nächstes sind Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Aluminium (Beispiele 21 – 26) und Vergleichsbeispiele 7 – 8 dargestellt.
Sputteringtarget-Material, das aus hochgereinigtem Aluminium (Al) bestand, wurde einer Bearbeitung auf einer Drehbank unterzogen. Dann wurde eine zu erodierende Oberfläche Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren, chemischem Polieren, Waschen mit ultrareinem Wasser und Dehydrierungsbehandlung unterzogen, um ein Sputteringtarget (300 mm Durchmesser und 6,35 mm Dicke) mit kontrollierter Oberflächenrauheit (Ra), Gesamtmenge an Verunreinigungen, Wasserstoffgehalt und Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht herzustellen. Diese Beispiele sind in den Tabellen 10 und 11 dargestellt. In Tabelle 10 bedeutet eine Kreismarkierung, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.
Das so erhaltene Target wurde mit einer Kupferspannplatte mit einem Durchmesser von 348 mm und einer Dicke von 21,0 mm verbunden und dann einem Sputtering wie unten unterzogen.
[Tabelle 10]
[Tabelle 11]
Das so hergestellte Al-Sputteringtarget wurde in eine Gleichstrom-Magnetron-Sputteringapparatur eingesetzt und Sputtering wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, um einen Al-Film auf einer Silicium-Wafer auszubilden. Die Anzahl von Knöllchen, durchschnittliche Teilchenzahl und Standardabweichung des Flächenwiderstandes (Φ8'') in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, wurde für die Beispiele 21 – 26 und die Vergleichsbeispiele 7 und 8 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 dargestellt.
[Tabelle 12]
Wie dargestellt in Tabelle 11 betrug der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) 1,0 μm, die Obergrenze, oder weniger in den Beispielen 21 – 26 gemäß der vorliegenden Erfindung, wohingegen er 3,1 μm für Vergleichsbeispiel 7 und 2,2 μm für Vergleichsbeispiel 8 betrug.
Zusätzlich betrug die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf einer zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B 500 ppm oder weniger, d.h. im Bereich von 300 ppm und 240 ppm für die Beispiele 21 – 26, wohingegen die Gesamtmengen 70 ppm bzw. 400 ppm für Vergleichsbeispiele 7 und 8 betrugen.
Der Wasserstoffgehalt der Oberfläche reichte von 1 ppm bis 20 ppm in den Beispielen 21 – 26. Die Gehalte betrugen 2 ppm bzw. 10 ppm für die Vergleichsbeispiele 7 und 8.
Die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche betrug 5 – 20 μm für die Beispiele 21 – 26, während sie 30 μm für Vergleichsbeispiel 7 und 25 μm für Vergleichsbeispiel 8 betrug, was dicke Oberflächenschädigungsschichten zeigte.
Wie aus einem Vergleich zwischen den Tabellen 11 und 12 zu sehen, waren die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer war klein für die Beispiele 21 – 26 gemäß der vorliegenden Erfindung, in denen weder der arithmetische Mittenrauhwert; die Gesamtmenge an Verunreinigungen, die sich auf einer zu erodierenden Oberfläche abscheiden, d.h. an Metallelementen mit einem hohen Schmelzpunkt, die von der Hauptkomponente und den Legierungskomponenten (W, Ti, Ta, Mo, Nb und dergleichen) verschieden sind, und an Si, Al, Co, Ni und B; der Wasserstoffgehalt; oder die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht der Oberfläche die entsprechenden Obergrenzen überschritten, was darauf hinwies, daß gute Sputteringtargets erhalten wurden.
Für die Beispiele 21 und 22, in denen die Oberflächenrauheit relativ hoch und die Menge an Verunreinigungen unter den Beispielen relativ groß war, wurde jedoch festgestellt, daß die Anzahl von Knöllchen erhöht und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes innerhalb einer Wafer leicht höher war. In Beispiel 26, in dem der Wasserstoffgehalt und die Dicke der Oberflächenschädigungsschicht etwas groß waren, neigten die Anzahl von Knöllchen und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer dazu anzusteigen, was darauf hinweist, daß diese Anstiege die Eigenschaften von Sputteringtargets beeinflussen. Beispiele 21 – 26 sind jedoch im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen und zeigen keine Probleme.
In den Beispielen 23 – 25, in denen Diamant-Finishbearbeitung durchgeführt wurde, betrug der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) 0,03 – 0,15 μm, die Menge an Verunreinigungen 30 – 130 ppm und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht 5 – 10 μm und somit waren der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht merkbar verringert.
Zusätzlich waren in diesem Fall die Anzahl von erzeugten Knötchen und die durchschnittliche Teilchenzahl klein und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer zum Zeitpunkt der kumulativen Eingangsleistung nach Beginn der Verwendung, die 10 kWh betrug, war konstant niedrig, 2,4 – 2,8%.
Aus dem obigen wird festgestellt, daß Diamant-Finishbearbeitung einen ziemlich hervorragenden Effekt hat, wie in den Beispielen 5 – 7.
In den Beispielen 24 und 25, wie dargestellt in Tabelle 10, wurden, zusätzlich zur Diamant-Finishbearbeitung, Naßpolieren und Waschen oder chemisches Polieren, Waschen und Dehydrierungsbehandlung durchgeführt. Die Anzahl von Knöllchen und durchschnittliche Teilchenzahl und die Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer waren weiter verbessert, was hervorragende Ergebnisse zeigt.
Im Gegensatz dazu waren, in den Vergleichsbeispielen 7 und 8, wie dargestellt in Tabelle 12, die Anzahl von Knöllchen groß, 17 – 19/Target, und die durchschnittliche Anzahl auftretender Teilchen war ebenfalls groß, 6 und 12/Wafer. Zusätzlich waren die Standardabweichungen des Flächenwiderstandes in einer Wafer so hoch wie 4,0% und 3,7%, was deutlich schlechte Ergebnisse zeigt.
Aus dem obigen wird gezeigt, daß ein Al-Target der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Target mit geringerem Auftreten von Knöllchenerzeugung und Auftreten von Teilchen und einer kleineren Standardabweichung des Flächenwiderstandes in einer Wafer ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenrauheit eines Sputteringtargets kontrolliert, um die Dicke eines dünnen Films, der auf einem Substrat ausgebildet wird, die Menge an Verunreinigungen, die auf einer Oberfläche abgeschieden werden, und den Wasserstoffgehalt der Oberfläche und auch die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht zu verringern, so daß hervorragende Effekte ausgeübt werden, um Knöllchenerzeugung effektiv zu verhindern und das Auftreten von Teilchen beim Sputtering zu unterdrücken.
Insbesondere kann maschinelle Präzisionsbearbeitung unter Verwendung eines Diamant-Drehwerkzeuges die Oberflächenrauheit effektiv verringern, ohne Naßpolieren oder chemisches Polieren einzusetzen, das herkömmlicherweise erforderlich ist, und die Auswahl dieser Bearbeitungsbedingung kann den arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) auf 0,2 μm oder weniger und die Dicke einer Oberflächenschädigungsschicht auf 15 μm oder weniger verringern.
Durch Verringerung der Dicke der Oberflächenschädigungsschicht, wie oben erwähnt, wurde ein hervorragender Effekt der merkbaren Verkürzung der Zeit, die für das Dummy-Sputtering erforderlich ist, erreicht. [Tabelle 1]
(Eine Kreismarkierung (O) zeigt, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.) [Tabelle 2]
[Tabelle 3]
[Tabelle 4]
(Eine Kreismarkierung (O) zeigt, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.) [Tabelle 5]
[Tabelle 6]
[Tabelle 7]
(Eine Kreismarkierung (O) zeigt, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.) [Tabelle 8]
[Tabelle 9]
[Tabelle 10
(Eine Kreismarkierung (O) zeigt, daß eine Bearbeitung oder Behandlung durchgeführt wurde.)
[Tabelle 11]
[Tabelle 12]

Claims

Sputteringtarget, das eine zu erodierende Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit von 1,0 μm oder weniger als arithmetischer Mittenrauhwert (Ra) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß besagte zu erodierende Oberfläche einen Wasserstoffgehalt von 50 ppm oder weniger und eine Gesamtmenge an abgeschiedenen Verunreinigungen von 500 ppm oder weniger aufweist, wobei besagte Verunreinigungen definiert sind als Si, Al, Co, Ni, B und Metallelemente mit einem hohen Schmelzpunkt, die von einer Hauptkomponente und Legierungskomponenten des Targets verschieden sind, und daß das Sputteringtarget eine Oberflächenschädigungsschicht der zu erodierenden Oberfläche mit einer Dicke von 50 μm oder weniger aufweist.
Sputteringtarget nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Gesamtmenge an Verunreinigungen 300 ppm oder weniger beträgt.
Sputteringtarget nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Wasserstoffgehalt besagter zu erodierenden Oberfläche 30 ppm oder weniger beträgt.
Sputteringtarget nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Oberflächenrauheit besagter zu erodierenden Oberfläche 0,2 μm oder weniger als arithmetischer Mittenrauhwert (Ra) beträgt und besagte Dicke besagter Oberflächenschädigungsschicht 15 μm oder weniger beträgt.