JP2001295035A

JP2001295035A - スパッタリングターゲットおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2001295035A
Application number: JP2000109929A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 高志渡辺; Takashi Ishigami; 隆石上; Yasuo Kosaka; 泰郎高阪; Naomi Fujioka; 直美藤岡; Yukinobu Suzuki; 幸伸鈴木; Hitoshi Aoyama; 斉青山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶組織が微細でありスパッタリング時におけ
るパーティクルの発生を低減でき、しかも高密度なスパ
ッタリングターゲットおよびその製造方法を提供する。【解決手段】Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの少なく
とも１種の高融点金属を主成分として９５重量％以上含
有するスパッタリングターゲットであり、ターゲット組
織に一辺が５０μｍの正方形状の測定領域を設定した場
合に、上記測定領域に含まれる結晶粒内において発生し
たバブルの面積割合が１５％以下であることを特徴とす
るスパッタリングターゲットである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス等に
使用される電極や配線を形成するために用いられるスパ
ッタリングターゲットおよびその製造方法に係り、特に
スパッタリング時におけるパーティクルの発生を低減で
き、半導体デバイス等の製品歩留りを大幅に向上させる
ことが可能なスパッタリングターゲットおよびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術の進展によりＬＳＩ（大
規模集積回路）等の半導体デバイスの高集積化、高出力
化，高速化が急速に進行している。このようなＬＳＩの
高集積化により、電極幅および配線幅の減少と配線長の
増大とが必至となり、配線材料の電気抵抗による信号遅
延が顕著になり高速化が阻害されてデバイス機能が低下
する弊害が起こるため、より電気抵抗が小さい配線材料
が希求されている。

【０００３】上記配線材料としては、特に現用の高温プ
ロセスにおいて優れた耐久性を有し、電気抵抗値が低い
タングステンやモリブデンなどの高融点金属材料が有望
である。タングステン膜やモリブデン膜は、スパッタリ
ング法およびＣＶＤ（化学的蒸着）法などで形成される
が、成膜の量産性，コストおよび安定性の観点で有利な
スパッタリング法が一般的に採用されている。このスパ
ッタリング法は、高速のアルゴンイオンを高純度ターゲ
ットに衝突させて微細な高融点金属粒子をたたき出し、
この放出された高融点金属粒子等を対向電極上に配置し
たＳｉウエハー基板表面に堆積させて所定厚さの薄膜を
形成する方法である。この薄膜をドライエッチングなど
の配線加工方法により処理することにより、所定の電極
や配線パターンが形成される。

【０００４】近年、ＬＳＩなどの半導体デバイスの製造
効率を高めるためにＳｉウエハーが大口径化される傾向
にあり、これに伴って成膜時に使用されるタングステン
スパッタリングターゲットも大型化が進められている。
また、製品歩留りおよび信頼性を向上させる観点から、
スパッタリングターゲットには下記のような技術的要求
がなされる。すなわち、スパッタ時においてパーティク
ルの発生が少ないこと、高密度であること、そして半導
体メーカー相互の競争が激化している背景から低コスト
であること、などの技術的要求が従来からなされてい
る。

【０００５】上記従来のスパッタリングターゲットは、
例えば以下のような製造方法によって量産されている。
すなわち、高純度のＷやＭｏなどの高融点金属材料を電
子ビーム（ＥＢ）により加熱して溶融せしめ、しかる後
に所定形状に凝固させるＥＢ溶解法などを使用した溶解
法や高融点金属粉末を一軸方向に加圧した状態で加熱す
るホットプレス法（ＨＰ法）や高融点金属粉末に等方的
な静水圧を作用させた状態で加熱して焼結する熱間静水
圧法（ＨＩＰ法）によって製造されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溶解法によってインゴット状に形成されたスパッタ
リングターゲットにおいては、例えば、Ｗが３３８０℃
の融点を有し、Ｍｏが２６１５℃の融点を有するよう
に、材料自体が高い融点を有し、さらには高純度である
が故に、ターゲットの結晶粒の粗大化を招き易い欠点が
ある。ターゲットの結晶粒が粗大化してしまうと、機械
加工時に割れを生じてターゲット自体の製品歩留りが低
下し易くなる。

【０００７】また、そのようなターゲットを用いてスパ
ッタリング操作を実施した場合には、スパッタ粒子の状
態がターゲットの結晶粒の面方位により異なるために成
膜の均一性が悪化してしまう問題点があった。さらに、
スパッタ時においてターゲットの結晶粒間でスパッタ率
が異なるため、使用後期で段差が生じ、そこで異常放電
が生じパーティクルが発生し易くなる。このパーティク
ルが成膜中に混入して配線膜の断線や短絡を生じ、製品
の製造歩留りを低下させ、半導体デバイスの動作信頼性
を大きく損う原因となっていた。

【０００８】そのため、この種のターゲットの製造方法
としては、より微細な結晶粒が得られ、パーティクルの
低減化に効果が大きい粉末焼結法が主流となっている。
しかしながら、従来の粉末焼結法によって作製したスパ
ッタリングターゲットにおいては、材料自体が高融点で
あるために高密度化が極めて困難であり、ターゲットの
強度やパーティクルの低減効果が不十分となる問題点が
あった。

【０００９】また、ある程度まで高い密度が得られた場
合においても、焼結後におけるターゲット組織の結晶粒
内および結晶粒界に発生したバブルやターゲットを構成
していたガス成分が焼結体中に閉じ込められて形成され
たバブルが多数存在し、このバブルがスパッタリング時
におけるパーティクルの大きな発生原因のひとつとなっ
ている。

【００１０】近年、半導体デバイスの高集積化および高
速化がさらに進展し、電極，配線等を形成する高融点金
属膜に関して、さらにパーティクルを低減するとともに
成膜の比抵抗の低減化による信頼性向上と、さらに低コ
ストなターゲットを安定して供給することが技術的な課
題となっている。しかしながら、前記のような従来のタ
ーゲットでは上記の技術的な課題を完全に解消するまで
には至っていない。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、結晶組織が微細でありスパッタリング時
におけるパーティクルの発生を低減でき、しかも高密度
なスパッタリングターゲットおよびその製造方法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願発明者らは上記目的
を達成するために、各種高融点金属粉末を種々の製法で
成形・焼結してスパッタリングターゲットを調製し、そ
の製造方法における条件が、ターゲットの密度や結晶組
織の形状，スパッタリング時におけるパーティクルの発
生量に対する影響を比較検討した。その結果、特に高融
点金属の単体またはその合金から成る材料粉末を成形・
焼結して、一旦相対密度が５０〜７０％の仮焼結体を調
製し、しかる後に得られた仮焼結体を還元雰囲気中で常
圧焼結したり、ＨＩＰ法により加圧焼結する等の熱処理
工程を経てターゲットとしたときに、ターゲット組織の
結晶粒内におけるバブルの発生を効果的に低減でき、微
細で高密度のターゲット組織が形成され、スパッタリン
グ時におけるパーティクルの発生量が少ないスパッタリ
ングターゲットが得られるという知見を得た。本発明は
上記知見に基づいて完成されたものである。

【００１３】すなわち、本発明に係るスパッタリングタ
ーゲットは、Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの少なく
とも１種の高融点金属を主成分として９５重量％以上含
有するスパッタリングターゲットであり、ターゲット組
織に一辺が５０μｍの正方形状の測定領域を設定した場
合に、上記測定領域に含まれる結晶粒内において発生し
たバブルの面積割合が１５％以下であることを特徴とす
る。

【００１４】また、同一のターゲット面内における上記
バブルの面積割合のばらつきが±２０％以内であること
がより好ましい。さらに、高融点金属の平均結晶粒径が
１００μｍ以下であることが望ましい。

【００１５】また、本発明に係るスパッタリングターゲ
ットの製造方法は、Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの
少なくとも１種の高融点金属を主成分とする原料粉末を
成形・焼結し、相対密度が５０〜９０％である仮焼結体
を調製し、しかる後に、得られた仮焼結体を還元雰囲気
中で加熱してバブル減少化処理後、緻密化処理して所定
形状のターゲットとすることを特徴とする。

【００１６】さらに、上記製造方法において、緻密化焼
結は熱間静水圧プレス法（ＨＩＰ法）により実施するこ
とが、より好ましく、さらに、原料粉末の平均粒径が１
０μｍ以下であることがより好ましい。

【００１７】本発明に係るスパッタリングターゲット
は、Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕから選択される少
なくとも１種の高融点金属を主成分として９５重量％以
上含有するものであるが、ターゲット自体の構造強度を
高めたり、スパッタリングを使用して形成される薄膜の
特性を改善するために、例えば、上記高融点金属と金属
間化合物を形成するＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆなどの元素を従成
分として５重量％未満の範囲で含有させてもよい。

【００１８】また、ターゲット組織に一辺が５０μｍの
正方形状の測定領域を設定した場合に、上記測定領域に
含まれる結晶粒内および結晶粒界において発生したバブ
ルの面積割合が１５％以下とされる。このバブルは、粉
末焼結法によってターゲットを製造した場合に結晶粒内
に必ず発生するものであり、スパッタリング時において
パーティクルを発生する大きな原因となっている。そこ
で本発明のターゲットでは上記バブルの面積割合は１５
％以下とされる。より好ましくは１０％以下であり、さ
らに好ましくは５％以下である。

【００１９】上記バブルの面積割合は下記のように求め
られる。すなわちターゲット表面の金属組織を走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、その観察視野において、
一辺が５０μｍの正方形状の測定領域に発生しているバ
ブルを含む最小円で近似したバブルの面積割合を測定し
て求められる。

【００２０】また、ターゲットを使用して作製される成
膜の均一性を高めるとともに、成膜へのパーティクルの
混入量をより低減するために、同一のターゲット面内に
おける上記バブルの面積割合のばらつきは±２０％以内
にすることが好ましい。より好ましくは±１５％以内で
あり、さらに好ましくは±１０％以内である。

【００２１】さらに、ターゲットの構造強度を高め、安
定したスパッタリング操作を実現するために、ターゲッ
トにおける高融点金属の平均結晶粒径が１００μｍ以下
であることがより好ましい。より好ましくは５０μｍ以
下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。

【００２２】また、ターゲットを構成する原料粉末とし
ては、ターゲット自体およびそのターゲットを使用して
形成される成膜に高純度性が要求されるため、可及的に
高純度であることが望ましく、具体的には９９．９９９
％（５Ｎ）以上の純度を有することが望ましい。また、
原料粉末の平均粒径は１０μｍ以下であることが好まし
い。しかし、原料粉末の平均粒径が３μｍ未満と微細に
なると、粉砕工程や混合撹拌工程等の段階で酸化し易く
なり、また粉末表面に吸着した酸素，炭素やその他の不
純物ガスを焼結時に除去することが困難になる。一方、
原料粉末の平均粒径が１０μｍを超えるように粗大にな
ると、長時間の焼結操作を行っても高密度で微細な組織
を有するターゲットを得ることが困難になる。したがっ
て、原料粉末の平均粒径は、上記のように１０μｍ以下
に規定されるが、３〜５μｍの範囲がより好ましい。

【００２３】本発明に係るスパッタリングターゲット
は、例えば以下の製造方法によって作製される。すなわ
ち、まず前記のような純度および所定の組成を有する高
融点金属原料粉末を成形・焼結して相対密度が５０〜９
０％の仮焼結体を調製する。ここで成形方法としては通
常のプレス成形機による加圧成形法などが使用でき、ま
た焼結方法としてはＡｒ雰囲気中における常圧焼結法，
ホットプレス（ＨＰ）法，熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）
法など公知の焼結法が採用できる。

【００２４】上記仮焼結体の段階での相対密度は、５０
〜９０％の範囲とされる。仮焼結体の相対密度が５０％
未満の場合においては、後工程である緻密化焼結を実施
してもターゲットの高密度化が困難になる。一方、仮焼
結体の相対密度が９０％を超えると、結晶粒内にバブル
が発生し易くなり、また発生したバブルは、後工程であ
るバブル減少化処理および緻密化処理を実施しても除去
が困難になり、パーティクルが発生し易いターゲットと
なる。好ましい仮焼体の相対密度は６０〜８０％であ
る。

【００２５】次に、上記のように得られた仮焼結体を還
元雰囲気中で加熱してバブル減少化処理および緻密化処
理して所定形状のターゲットを作製する。このバブル減
少化処理時の雰囲気としては、特に水素雰囲気であるこ
とがより好ましい。水素雰囲気中で仮焼結体をバブル減
少化処理することにより、結晶粒内および結晶粒界のバ
ブルに封じ込まれているガス成分等を効果的に除去する
ことができ、バブルの面積割合をより低減することが可
能になる。

【００２６】上記バブル減少化処理時における加熱温度
は、１５００℃以上であることが好ましく、また保持時
間は１６時間以上であることが好ましい。焼結温度が１
５００℃未満の場合または保持時間が１６時間未満の場
合にはターゲットの相対密度が上昇しないからである。
このバブル減少化処理においては、所定の加熱温度に至
るまでの加熱速度を、常法に比較して低く設定すること
により、バブル減少化の効果をより確実に得ることが可
能となる。このバブル減少化処理後におけるターゲット
焼結体の相対密度は８５％以上であることが望ましい。

【００２７】上記バブル減少化処理を実施した後に、さ
らにホットプレス（ＨＰ）法，熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）法等の緻密化手段を用いて、さらにターゲットの高
密度化を図る。例えばＨＩＰ法を適用する場合には、加
熱温度は１５００〜２０００℃の範囲、加圧力は１５０
０ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが望ましい。加熱温度が
１５００℃未満である場合または加圧力が１５００ｋｇ
／ｃｍ^２未満である場合には、ターゲットとして十分な
密度が得られない。また加熱温度が２０００℃を超える
場合には、ターゲットの結晶粒が粗大化することにより
パーティクル発生の原因となる。この緻密化処理後の時
点におけるターゲット焼結体の相対密度は、９９％以上
であることが望ましい。より望ましくは、９９．５％以
上であり、さらに望ましくは９９．８％以上である。

【００２８】上記構成に係るスパッタリングターゲット
およびその製造方法によれば、ターゲット組織における
バブルの面積割合が１５％以下であり高密度であるた
め、このターゲットを使用してスパッタ膜を形成した場
合に膜厚、抵抗率がともに均一であり、特にスパッタリ
ング時に発生するパーティクルを効果的に低減できる。
そのため、パーティクルに起因する成膜の短絡・断線が
大幅に減少し、その成膜を用いた半導体デバイスの製造
歩留りを大幅に向上させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について以
下の実施例および比較例に基づいて具体的に説明する。

【００３０】実施例１純度が９９．９９９％であり平均粒径が１０μｍの高純
度タングステン（Ｗ）原料粉末をカーボン製のモールド
に充填し、Ａｒガス雰囲気中で温度１２００℃で４時間
焼結することにより、直径が１３５ｍｍであり厚さが１
０ｍｍで相対密度が７０％の仮焼結体を調製した。

【００３１】次に、得られた仮焼結体を、還元雰囲気と
しての水素雰囲気中で温度１８００℃で１８時間加熱し
てバブル減少化処理することにより、相対密度が８８％
の焼結体とした。さらに、この焼結体について、１６０
０ｋｇ／ｃｍ^２の静水圧を作用させながら温度１８００
℃で３時間ＨＩＰ処理することにより、相対密度が９
９．２％のターゲット焼結体を調製した。

【００３２】得られたターゲット焼結体について、下記
の条件でバブルの面積割合およびパーティクルの発生量
の評価を行った。すなわち、図１に示すようにターゲッ
ト焼結体１の十字方向の５カ所（頂部Ｔ，中央部Ｃ，底
部Ｂ，左縁部Ｌおよび右縁部Ｒ）から試料をサンプリン
グし、各試料について、その金属組織を走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）にて観察し、その平均結晶粒径を測定する
とともに観察視野において一辺が５０μｍの正方形状の
測定領域内の結晶粒中に発生したたバブルを含む最小円
で近似したバブルの面積割合をそれぞれ測定した。ま
た、各サンプルのバブルの面積割合の平均値から各領域
の面積割合のばらつきを算出し、その最大のばらつきを
ターゲット面内のばらつきとして測定した。

【００３３】またターゲット焼結体を機械加工すること
により、直径が１２７ｍｍであり厚さが６ｍｍの実施例
１に係るスパッタリングターゲットを作成した。このタ
ーゲットをマグネトロンスパッタリング装置にセットし
た後、アルゴン圧２．０×１０^−３Ｔｏｒｒの条件下で
スパッタリングを行い、５インチＳｉウエハー上にタン
グステン膜を約２０００オングストローム堆積した。同
一操作を１０回行い、各タングステン膜の膜厚および比
抵抗を測定するとともに、粒径０．２μｍ以上のパーテ
ィクル混入数をパーティクルカウンターにより測定し、
その結果を表１に併記した。

【００３４】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１に係るターゲットの組織において、一辺が５０μｍ
の正方形状の測定領域におけるバブルの面積割合は５％
前後であり、同一ターゲット面内におけるバブルの面積
割合のばらつきは８％であった。また実施例１のターゲ
ットにおいては、粒径０．２μｍ以上のパーティクルの
発生数は８個と極めて低減されるため、このターゲット
を使用して製作される半導体製品の製造歩留りを大幅に
改善できることが判明した。

【００３５】また、ターゲットを構成する結晶粒の平均
粒径も小さく、微細な結晶組織が得られている。なお、
このターゲットを使用して形成した薄膜の膜厚および比
抵抗は共に均一であり、特性が一定の薄膜が安定して得
られることも確認できた。

【００３６】実施例２純度が９９．９９９％であり平均粒径が１０μｍの高純
度モリブデン（Ｍｏ）原料粉末をカーボン製のモールド
に充填し、Ａｒガス雰囲気中で温度１１００℃で５時間
焼結することにより、直径が１３５ｍｍであり厚さが１
０ｍｍで相対密度が７０％の仮焼結体を調製した。

【００３７】次に、得られた仮焼結体を、還元雰囲気と
しての水素雰囲気中で温度１６００℃で１８時間加熱し
てバブル減少化処理することにより、相対密度が８８％
の焼結体とした。さらに、この焼結体について、１８０
０ｋｇ／ｃｍ^２の静水圧を作用させながら温度１８００
℃で５時間ＨＩＰ処理することにより、相対密度が９
９．８％のターゲット焼結体を調製した。

【００３８】得られたターゲット焼結体について、実施
例１と同一条件でバブルの面積割合，そのばらつき，パ
ーティクルの発生量およびターゲット組織の平均結晶粒
径を測定し、その結果を下記表１に併記した。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１に示す結果から明らかなように、実施
例２に係るターゲットの組織において、一辺が５０μｍ
の正方形状の測定領域におけるバブルの面積割合は９％
前後であり、同一ターゲット面内におけるバブルの面積
割合のばらつきは６％であった。また実施例２のターゲ
ットにおいては、粒径０．２μｍ以上のパーティクルの
発生数は１４個と極めて低減されるため、このターゲッ
トを使用して製作される半導体製品の製造歩留りを大幅
に改善できることが判明した。

【００４１】また、ターゲットを構成する結晶粒の平均
粒径も小さく、微細な結晶組織が得られている。なお、
このターゲットを使用して形成した薄膜の膜厚および比
抵抗は共に均一であり、特性が一定の薄膜が安定して得
られることも確認できた。

【００４２】比較例１純度が９９．９９９％であり平均粒径が１０μｍの高純
度タングステン（Ｗ）原料粉末をカーボン製のモールド
に充填し、２５０ｋｇ／ｃｍ^２の加圧力を作用させた状
態で温度１８００℃で５時間ホットプレス焼結すること
により、直径１３５ｍｍ×厚さ１０ｍｍであり、相対密
度が９５％である比較例１に係るターゲット焼結体を調
製した。

【００４３】このターゲット焼結体について実施例１と
同様にして、バブルの面積割合，そのばらつきおよびタ
ーゲット組織の平均結晶粒径を測定して表２に示す結果
を得た。また、上記ターゲット焼結体を機械加工するこ
とにより、直径が１２７ｍｍであり厚さが６ｍｍの比較
例１に係るスパッタリングターゲットを作成した。この
ターゲットを用い、アルゴン圧２．０×１０^−３Ｔｏｒ
ｒの条件下でスパッタリングを行い、５インチＳｉウエ
ーハ上にタングステン膜を約２０００オングストローム
堆積させて成膜した。そして、この成膜中に混入したパ
ーティクル数を実施例１と同様に測定して表２に示す結
果を得た。

【００４４】表２に示す結果から明らかなように、比較
例１に係るターゲットの組織において、一辺が５０μｍ
の正方形状の測定領域におけるバブルの面積割合は４０
％前後であり、また同一ターゲット面内におけるバブル
の面積割合のばらつきは２１％であった。また比較例１
のターゲットを使用して成膜した場合、粒径０．２μｍ
以上のパーティクルが成膜中に混入した数は２００個超
であり、この成膜を使用した半導体装置の製造歩留りを
大幅に低下させることが判明した。

【００４５】比較例２純度が９９．９９９％であり平均粒径が１０μｍの高純
度タングステン（Ｗ）原料粉末に、純度が９９．９９９
％であり平均粒径が１０μｍの高純度モリブデン（Ｍ
ｏ）原料粉末を１．０重量％添加し、ボールミルにて混
合し、得られた混合粉末をカーボン製のモールドに充填
し、３００ｋｇ／ｃｍ^２の加圧力を作用させた状態で温
度１５００℃で４時間ホットプレス焼結することによ
り、直径１３５ｍｍ×厚さ１０ｍｍであり、相対密度が
９３．５％である焼結体を作製した。さらに、この焼結
体に１８００ｋｇｆ／ｃｍ^２の静水圧を作用させながら
温度１８００℃で５時間ＨＩＰ処理を実施することによ
り、相対密度が９８．７％である比較例２に係るターゲ
ット焼結体を調製した。

【００４６】このターゲット焼結体について実施例１と
同様にして、バブルの面積割合，そのばらつきおよびタ
ーゲット組織の平均結晶粒径を測定して表２に示す結果
を得た。また、上記ターゲット焼結体を機械加工するこ
とにより、直径が１２７ｍｍであり厚さが６ｍｍの比較
例２に係るスパッタリングターゲットを作成した。この
ターゲットを用い、アルゴン圧２．０×１０^−３Ｔｏｒ
ｒの条件下でスパッタリングを行い、５インチＳｉウエ
ーハ上にタングステン合金膜を約２０００オングストロ
ーム堆積させて成膜した。そして、この成膜中に混入し
たパーティクル数を実施例１と同様に測定して下記表２
に示す結果を得た。

【００４７】

【表２】

【００４８】上記表２に示す結果から明らかなように、
比較例２に係るターゲットの組織において、一辺が５０
μｍの正方形状の測定領域におけるバブルの面積割合は
３０％前後であり、また同一ターゲット面内におけるバ
ブルの面積割合のばらつきは１３．３％であった。また
比較例２のターゲットを使用して成膜した場合、粒径
０．２μｍ以上のパーティクルが成膜中に混入した数は
１００〜１５０個であり、この成膜を使用した半導体装
置の製造歩留りを大幅に低下させることが判明した。

【００４９】図２は、上記実施例１〜２および比較例１
〜２を含めて、バブルの面積割合が異なる多数のスパッ
タリングターゲットを使用して実施例１と同一条件でス
パッタリング操作を実施した場合に、成膜中に混入する
パーティクル数と上記バブルの面積割合との関係を示す
グラフである。

【００５０】図２から明らかなように、特にターゲット
組織においてバブルの面積割合が１５％以下であるスパ
ッタリングターゲットを使用することにより、成膜中へ
のパーティクルの混入数を２５以下に低減することが可
能になり、パーティクルの混入数が１００〜２００以上
となる従来のスパッタリングターゲットと比較して、成
膜を利用する半導体装置の製造歩留りを大幅に改善でき
ることが実証された。

【００５１】

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係るスパッタリ
ングターゲットおよびその製造方法によれば、ターゲッ
ト組織におけるバブルの面積割合が１５％以下であり高
密度であるため、このターゲットを使用してスパッタ膜
を形成した場合に膜厚、抵抗率がともに均一であり、特
にスパッタリング時に発生するパーティクルを効果的に
低減できる。そのため、パーティクルに起因する成膜の
短絡・断線が大幅に減少し、その成膜を用いた半導体デ
バイスの製造歩留りを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリングターゲットにおけるサ
ンプル採取位置を示す平面図。

【図２】ターゲットのバブルの面積割合とパーティクル
数との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ターゲット焼結体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高阪泰郎神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者藤岡直美神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者鈴木幸伸神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者青山斉神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 4K029 BA02 BA11 BA16 BA21 BD02 CA05 DC03 DC04 DC09 4M104 BB04 BB13 BB16 BB17 BB18 DD40 HH20 5F103 AA08 BB22 DD28 RR02 RR05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの少な
くとも１種の高融点金属を主成分として９５重量％以上
含有するスパッタリングターゲットであり、ターゲット
組織に一辺が５０μｍの正方形状の測定領域を設定した
場合に、上記測定領域に含まれる結晶粒内において発生
したバブルの面積割合が１５％以下であることを特徴と
するスパッタリングターゲット。
【請求項２】同一のターゲット面内における上記バブ
ルの面積割合のばらつきが±２０％以内であることを特
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】高融点金属の平均結晶粒径が１００μｍ
以下であ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】Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの少な
くとも１種の高融点金属は、高純度金属であることを特
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５】主成分となる高融点金属がＴｉ，Ｚｒお
よびＨｆから選ばれた少なくとも１種類の元素を、５重
量％未満含有す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６】Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，ＴａおよびＲｕの少な
くとも１種の高融点金属を主成分とする原料粉末を成形
・焼結し、相対密度が５０〜９０％である仮焼結体を調
製し、しかる後に、得られた仮焼結体を還元雰囲気中で
加熱してバブル減少化処理後、緻密化処理して所定形状
のターゲットとする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７】バブル減少化処理時の還元雰囲気は、水
素雰囲気であることを特徴とする請求項６記載のスパッ
タリングターゲットの製造方法。
【請求項８】バブル減少化処理は、仮焼結体を１５０
０℃以上の温度で、１６時間以上保持することを特徴と
する請求項６記載のスパッタリングターゲットの製造方
法。
【請求項９】緻密化処理は熱間静水圧プレス法（ＨＩ
Ｐ法）により実施することを特徴とする請求項６記載の
スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１０】原料粉末の平均粒径が１０μｍ以下で
あることを特徴とする請求項６記載のスパッタリングタ
ーゲットの製造方法。