JP2818206B2 - Sputtering target - Google Patents

Sputtering target

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JP2818206B2
JP2818206B2 JP19434589A JP19434589A JP2818206B2 JP 2818206 B2 JP2818206 B2 JP 2818206B2 JP 19434589 A JP19434589 A JP 19434589A JP 19434589 A JP19434589 A JP 19434589A JP 2818206 B2 JP2818206 B2 JP 2818206B2
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【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置の電極配線材料等の薄膜形成に
使用されるスパッタリングターゲットに係り、特にスパ
ッタリング時に発生するパーティクル量を著しく減少せ
しめ、欠陥の少ない薄膜を与えて製品の歩留りを大幅に
向上することができるスパッタリングターゲットに関す
る。
The present invention relates to a sputtering target used for forming a thin film such as an electrode wiring material of a semiconductor device, and more particularly, to a method for controlling the amount of particles generated during sputtering. The present invention relates to a sputtering target capable of significantly reducing the yield of a product by providing a thin film with few defects.

(従来の技術) 半導体装置の電極あるいは配線、特にMOS型LSIのゲー
ト電極としては、従来ポリシリコンが広く用いられてい
る。しかしながら、LSIの高集積化に伴い、ポリシリコ
ンでは未だ電気抵抗が大きく、そのため信号伝搬の遅延
が問題となってきている。
(Prior Art) Conventionally, polysilicon has been widely used as an electrode or wiring of a semiconductor device, particularly as a gate electrode of a MOS type LSI. However, with high integration of LSI, polysilicon still has a large electric resistance, and thus delay in signal propagation has become a problem.

一方、近年、セルファラインによる素子形成を容易と
するため、ゲート、ソース、ドレイン電極材として高融
点材料が所望され、シリコンゲートプロセスとの互換性
のある高融点金属シリサイドから成る薄膜形成技術が有
望視され、既に一部の製品に対して実用化されている。
On the other hand, in recent years, in order to facilitate element formation by self-alignment, high melting point materials are desired for gate, source, and drain electrode materials, and a thin film forming technique made of a high melting point metal silicide compatible with a silicon gate process is promising. It has already been put to practical use for some products.

このような半導体装置の電極あるいは配線用の高融点
金属シリサイド薄膜の形成に有効なひとつの方法として
スパッタリング法がある。
One effective method for forming such a high melting point metal silicide thin film for an electrode or wiring of a semiconductor device is a sputtering method.

このスパッタリング法は、例えばTi、Mo、W、Zr、H
f、NbまたはTaなどの高融点金属とシリコンとをモザイ
ク状に配列したモザイク型ターゲットにアルゴンイオン
を衝突させて金属を放出させ、この放出金属をターゲッ
ト板に対向した基板上に薄膜として堆積させる方法であ
る。したがって、このようなスパッタリングで形成され
るシリサイド薄膜の性質は、ターゲット材の組成や表面
形状などの特性に大きく左右される。
This sputtering method is, for example, Ti, Mo, W, Zr, H
f, Nb, Ta or other high-melting metal and silicon are arranged in a mosaic pattern with a mosaic-type target, which is bombarded with argon ions to release the metal, and the released metal is deposited as a thin film on the substrate facing the target plate. Is the way. Therefore, the properties of the silicide thin film formed by such sputtering greatly depend on characteristics such as the composition and surface shape of the target material.

従来のこのようなモザイク型ターゲットは、高純度の
単結晶シリコンおよび高純度の高融点金属を、例えばビ
ームと呼ばれる扇型の形状にそれぞれ成形加工し、それ
らのビームを複数個組み合わせ所望の形状・寸法にする
ことにより製造されている。
Such a conventional mosaic-type target is formed by processing high-purity single-crystal silicon and high-purity high-melting-point metal into, for example, a fan-like shape called a beam, and combining a plurality of those beams into a desired shape and shape. Manufactured by sizing.

また、上記のようなモザイク型ターゲットの他に、高
融点金属とシリコンとを反応させて得られる高融点金属
シリサイドからなる合金状のターゲットも提案されてい
る。この従来のシリサイドターゲットは、合成された高
融点金属シリサイド粉末を出発材料として、成形ならび
に真空ないし加工焼結してシリサイド焼結体を調製し、
得られた焼結体を平面研削加工や旋盤加工によって所定
の形状・寸法にすることにより得られる。
In addition to the above-mentioned mosaic-type target, an alloy-like target made of a high-melting-point metal silicide obtained by reacting a high-melting-point metal with silicon has also been proposed. This conventional silicide target is prepared from a synthesized refractory metal silicide powder as a starting material, and is molded and vacuum-processed and sintered to prepare a silicide sintered body.
The obtained sintered body is obtained by forming the sintered body into a predetermined shape and dimensions by surface grinding or lathing.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した機械加工によって製造した従
来のスパッタリングターゲットをそのまま、スパッタリ
ング装置に装着してスパッタリングによりシリサイド薄
膜を形成する場合、その過程でターゲットのスパッタ面
から微細な粒子(パーティクル)が不可避的に発生し、
このパーティクルが、堆積しているシリサイド薄膜の中
に混入するという問題がある。このために、形成された
電極配線の抵抗が不均一に増大したり、ショート不良が
発生するなどの不具合を引き起こす。特に、半導体装置
の集積度が4M、16Mと上昇するにつれて電極配線幅はさ
らに減少するとともに配線が長くなるため、シリサイド
薄膜中に混入したパーティクルの粒径如何によっては不
良率を急激に増加させる結果、製品の歩留まりが大幅に
低下するなどの問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when a conventional sputtering target manufactured by the above-described machining is directly attached to a sputtering apparatus to form a silicide thin film by sputtering, fine particles are formed from the sputtering surface of the target in the process. Particles (particles) are inevitably generated,
There is a problem that these particles are mixed into the deposited silicide thin film. For this reason, the resistance of the formed electrode wiring is non-uniformly increased, and a short circuit is generated. In particular, as the degree of integration of the semiconductor device increases to 4M and 16M, the electrode wiring width further decreases and the wiring becomes longer, so that depending on the particle size of the particles mixed into the silicide thin film, the defect rate sharply increases. However, there is a problem that the yield of products is significantly reduced.

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、
スパッタリング操作中において、特にスパッタリング初
期に発生するパーティクル量を著しく減少させ、製品の
歩留りを大幅に向上し得るスパッタリングターゲットを
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a sputtering target capable of significantly reducing the amount of particles generated particularly during the initial stage of sputtering during the sputtering operation and greatly improving the product yield.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段と作用) 本発明に係るスパッタリングターゲットは、半導体装
置や電子部品素子を製造するための薄膜形成に用いら
れ、高融点金属を含むスパッタリングターゲットであっ
て、このスパッタリングターゲットの少くともスパッタ
される面の表面層が電解研摩処理されて成ることを特徴
とする。
(Means and Actions for Solving the Problems) A sputtering target according to the present invention is used for forming a thin film for manufacturing a semiconductor device or an electronic component element, and is a sputtering target containing a high melting point metal. At least the surface layer of the surface to be sputtered is characterized by being subjected to electrolytic polishing.

またスパッタリングターゲットは、高融点金属片とシ
リコン片とを一体的に組み合わせて形成したモザイクタ
ーゲットとしたり、または高融点金属シリサイドにより
合金状に形成した合金ターゲットとする。
Further, the sputtering target is a mosaic target formed by integrally combining a high melting point metal piece and a silicon piece, or an alloy target formed into an alloy by using a high melting point metal silicide.

さらに高融点金属は、Mo、W、Ti、Zr、Hf、Nbおよび
Taから選択された少なくとも1種の金属を採用すること
を特徴とする。
Further, refractory metals are Mo, W, Ti, Zr, Hf, Nb and
At least one metal selected from Ta is adopted.

本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために
鋭意研究を重ねた結果、スパッタリング中にターゲット
から発生するパーティクルは、ターゲットを構成してい
るビームまたは合金材を研削などの機械加工仕上げした
ときに形成される表面欠陥層、表面状態、残留応力など
に起因していることを見出した。
The present inventor has conducted intensive studies to achieve the object of the present invention described above. As a result, particles generated from the target during sputtering are subjected to mechanical finishing such as grinding of a beam or alloy material constituting the target. It has been found that it is caused by a surface defect layer, a surface state, a residual stress, and the like formed at the time.

すなわち、研削仕上げ加工は、高速回転している研削
砥石の硬い砥粒によって被加工物を削り取っていく加工
法であり、高融点金属や単結晶珪素あるいはけい素化合
物のような硬くて脆い材料を研削加工する場合、粒状チ
ップが加工面から飛散する。粒状チップが飛散する原因
としては、研削時に砥粒との接触応力によって加工面に
微少クラックが生じ、砥粒が通過した後における応力の
急激な解放によってクラックの肩部が押し上げられて、
破片として離脱するからである。例えば硬脆材料より成
るスパッタリングターゲットの加工に当っては、砥粒当
りの切り込み深さまたは荷重を適当に大きくして、砥粒
によって誘起される局部的応力場にクラックが含まれる
くらいにし、このような材料の微少破砕の集積によって
加工を進行させている。従って、加工面には、研削条
痕、脱落孔および微少クラック等が存在する加工欠陥層
が不可避的に発生する。
In other words, grinding finishing is a processing method in which the workpiece is scraped off by the hard abrasive grains of a grinding wheel rotating at high speed, and hard and brittle materials such as high melting point metals, single crystal silicon, or silicon compounds are removed. In the case of grinding, granular chips scatter from the processing surface. As a cause of the scattering of the granular chips, a minute crack is generated on the processed surface due to the contact stress with the abrasive grains during grinding, and the shoulder portion of the crack is pushed up by rapid release of the stress after the abrasive grains pass,
This is because they are separated as fragments. For example, when processing a sputtering target made of a hard and brittle material, the depth of cut or load per abrasive grain is appropriately increased so that cracks are included in the local stress field induced by the abrasive. Processing is proceeding by accumulation of micro-crushing of such materials. Therefore, a processing defect layer inevitably occurs on the processed surface, in which grinding streaks, dropout holes, minute cracks, and the like are present.

このような加工欠陥層が全面に存在するターゲットを
用いてスパッタリングを行うと、プラズマ中のイオンの
衝突によって、上記加工欠陥部を起点として微細な粒子
がターゲット表面から剥離離脱してこれが、パーティク
ルとなって薄膜中に混入するのである。
When sputtering is performed using a target in which such a processing defect layer is present on the entire surface, the collision of ions in the plasma causes fine particles to be separated and separated from the target surface starting from the processing defect portion, and this becomes particles. It is mixed into the thin film.

本発明者は、上記のような知見に基づいてさらに研究
を重ねた結果、スパッタリングターゲットの表面層を電
解研摩処理することによって、上述したような加工欠陥
層を迅速かつ効果的に除去することができ、パーティク
ルを発生しない表面層を有するスパッタリングターゲッ
トとなることを見出したものである。
The present inventor has conducted further studies based on the above findings, and as a result, it is possible to quickly and effectively remove the processing defect layer as described above by subjecting the surface layer of the sputtering target to electrolytic polishing. It has been found that the sputtering target has a surface layer that does not generate particles.

したがって、本発明は、スパッタリングターゲット表
面部における機械加工によって発生した研究条痕、離脱
孔および微少クラック等の加工欠陥層を電解研摩処理に
より除去してなることを基本的な特徴としている。
Therefore, the present invention is basically characterized in that a processing defect layer such as a research streak, a detachment hole, and a minute crack generated by machining on a surface portion of a sputtering target is removed by electrolytic polishing.

本発明に係るスパッタリングターゲットの成分となる
高融点金属としては、Mo、W、Ti、Zr、Hf、NbおよびTa
等の、比抵抗が小さい金属シリサイド薄膜を形成するこ
とができる金属が用いられる。
As the high melting point metal that is a component of the sputtering target according to the present invention, Mo, W, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta
For example, a metal capable of forming a metal silicide thin film having a small specific resistance is used.

そしてこれらの金属は単独または2種以上併用して使
用される。
These metals are used alone or in combination of two or more.

これらの金属は従来の電極配線材と比較して、比抵抗
が小さく、高温における耐腐食性が高いため、そのシリ
サイドを半導体の電極配線に用いると、半導体装置にお
ける演算の高速化が可能となり、また半導体製造時にお
ける薬品による腐食や高温処理による酸化を受けにくい
という利点を有する。
Since these metals have low specific resistance and high corrosion resistance at high temperatures as compared with conventional electrode wiring materials, the use of the silicide for the electrode wiring of the semiconductor enables high-speed operation in the semiconductor device, In addition, there is an advantage that it is hardly susceptible to corrosion by chemicals and oxidation due to high-temperature treatment during semiconductor manufacturing.

そして本発明の対象とするスパッタリングターゲット
は、前述したMo、W、Ti、Zr、Hf、Nb、Taなどから成る
高融点金属片と、シリコン片とを一体的に組み合わせて
形成したモザイクターゲット、あるいは高融点金属シリ
サイドにより合金状に形成した合金ターゲットに適用す
ることができるほかに、上記高融点金属の単体から成る
金属ターゲットにも適用することができる。
The sputtering target to be the object of the present invention is a mosaic target formed by integrally combining a high-melting point metal piece made of Mo, W, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, or the like, and a silicon piece, or The present invention can be applied not only to an alloy target formed into an alloy by high-melting-point metal silicide but also to a metal target composed of a simple substance of the above-mentioned high-melting-point metal.

本発明においては、所定の機械加工が施されたスパッ
タリングターゲットの少なくともスパッタが行われる面
の表面に対して電解研摩処理を行う。
In the present invention, electrolytic polishing is performed on at least the surface of the sputtering target on which predetermined sputtering has been performed, on which sputtering is to be performed.

この場合の電解研摩処理法としては、電解質溶液を満
たした槽内にターゲット本体またはその要素片を浸漬し
て陽極を形成し、しかる後に通電することによってター
ゲット本体の表面層に生じる溶解現象を利用して表面の
加工欠陥層や加工応力残留層を迅速かつ効果的に除去す
る方法が採用される。
In this case, the electropolishing treatment method utilizes the dissolution phenomenon that occurs in the surface layer of the target body by immersing the target body or its element pieces in a tank filled with an electrolyte solution to form an anode, and then applying electricity. Then, a method of quickly and effectively removing a processing defect layer and a processing stress residual layer on the surface is adopted.

使用する電解質溶液は、高融点金属などのターゲット
を構成する成分の種類によって異なり、一般にターゲッ
トの母材がMoの場合においては、メチルアルコールまた
は蒸留水と硫酸、硝酸、弗酸との混合液が使用される。
また母材がWの場合においては、蒸留水に水酸化ナトリ
ウムを溶解した溶液を、Ti、Zr、Hfでは氷酢酸と過塩素
酸との混合溶液を、またSi含有量が高いターゲットの場
合にはメチルアルコール、ブチルグリコールと過塩素酸
との混合溶液やリン酸、弗酸、硝酸の混合溶液を使用す
る。
The electrolyte solution to be used varies depending on the type of components constituting the target such as a high melting point metal.In general, when the target base material is Mo, a mixed solution of methyl alcohol or distilled water and sulfuric acid, nitric acid, or hydrofluoric acid is used. used.
When the base material is W, a solution obtained by dissolving sodium hydroxide in distilled water, a mixed solution of glacial acetic acid and perchloric acid for Ti, Zr, and Hf, and a target having a high Si content are used. Use a mixed solution of methyl alcohol, butyl glycol and perchloric acid or a mixed solution of phosphoric acid, hydrofluoric acid and nitric acid.

なお、上記電解研摩処理に先立って、必要に応じて脱
脂処理を行ってもよい。
Prior to the electrolytic polishing treatment, a degreasing treatment may be performed as necessary.

電解研摩処理に際しての、電解質溶液の濃度、処理時
間、研摩量については、加工研削方法、ターゲットの種
類によって適宜選択することができるが、上述したよう
に、仕上げ面を粗くすることなく、欠陥層および加工応
力残留層のみを充分除去できるような範囲に処理条件を
設定することが肝要である。
At the time of electrolytic polishing, the concentration of the electrolytic solution, the processing time, and the amount of polishing can be appropriately selected depending on the processing and grinding method and the type of the target, but as described above, the defect layer is not roughened without roughening the finished surface. In addition, it is important to set the processing conditions in a range where only the residual layer of the processing stress can be sufficiently removed.

ところで、Arイオン照射によるスパッタリングでは、
イオンの衝突点は、高い応力場となり、しかも、高温に
さらされている。したがって、ターゲット表層部の加工
欠陥に残留応力が残ると、スパッタリング中に生ずる熱
により応力が増大していくつかの放射割れを含めた大き
な割れが発生し、そのためにパーティクル発生層が増加
する。したがって残留応力が残るターゲット表層部の加
工欠陥層を可及的に除去することが望ましい。
By the way, in sputtering by Ar ion irradiation,
The point of impact of the ions is a high stress field and is exposed to high temperatures. Therefore, if residual stress remains in the processing defects in the target surface layer, the stress generated by the heat generated during sputtering increases, causing large cracks including some radiation cracks, and thereby increasing the particle generation layer. Therefore, it is desirable to remove as much as possible the processing defect layer of the target surface layer portion where the residual stress remains.

このようにして電解研摩処理を行ったのち、ターゲッ
トの腐食を防止するため常法に従って、水洗などを行う
ことにより、ターゲット表面に残留している電解質溶液
成分を完全に除去しておくことが必要である。
After performing the electropolishing treatment in this manner, it is necessary to completely remove the electrolyte solution components remaining on the target surface by performing water washing or the like according to an ordinary method to prevent corrosion of the target. It is.

このように本発明に係るスパッタリングターゲットに
よればスパッタされるターゲット面の表面層が電解研摩
処理されているため、研削加工等によって生じた加工欠
陥層を迅速かつ効果的に除去することが可能である。従
ってスパッタリング時に加工欠陥層から放出されるパー
ティクルの発生が極めて少ないため、欠陥の少ない薄膜
が形成される。その結果、薄膜をスパッタリングによっ
て、形成する半導体などの製品の歩留りを、大幅に改善
することができる。
As described above, according to the sputtering target of the present invention, since the surface layer of the target surface to be sputtered is subjected to electrolytic polishing, it is possible to quickly and effectively remove a processing defect layer generated by grinding or the like. is there. Therefore, the generation of particles emitted from the processing defect layer during sputtering is extremely small, so that a thin film with few defects is formed. As a result, the yield of products such as semiconductors in which a thin film is formed by sputtering can be significantly improved.

なお従来、研削加工等によって生じた加工欠陥層を、
エッチング処理によって除去する方法も一部に提案され
ている。このエッチング処理は硝酸と弗酸との混合液な
どの腐食反応を起こす溶液中にターゲット材を浸漬して
その表面の加工欠陥層を化学反応によって除去するもの
である。
Conventionally, a processing defect layer generated by grinding or the like,
Some methods of removing the film by etching have been proposed. In this etching treatment, the target material is immersed in a solution that causes a corrosion reaction such as a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and the processing defect layer on the surface is removed by a chemical reaction.

しかしながらエッチング処理の場合は化学反応を利用
しているため、加工欠陥層の除去速度が小さい欠点があ
る。その上、高融点金属とシリコンとの混晶化によって
形成した合金ターゲットをエッチング処理すると、その
混晶比率の違いによってシリコン成分が優先的に溶解し
除去される結果、ターゲット表面に段差が形成され、所
定組成を有する薄膜が形成できないという問題点もあ
る。
However, in the case of the etching process, since a chemical reaction is used, there is a disadvantage that the removal rate of the processing defect layer is low. In addition, when the alloy target formed by the mixed crystal of high melting point metal and silicon is etched, the silicon component is preferentially dissolved and removed due to the difference in the mixed crystal ratio, so that a step is formed on the target surface. Another problem is that a thin film having a predetermined composition cannot be formed.

これに対し、本発明にて使用する電解研磨処理におい
ては、電気化学的反応によって加工欠陥層を溶解除去し
ているため、除去速度が極めて大きく短時間に処理する
ことができる。また電解研摩処理においては高融点金属
とシリコンとの混晶比率に関係なく両者が一律に溶解除
去されるため、ターゲット表面に段差を生じることがな
く高品質の薄膜を形成することができる。
On the other hand, in the electrolytic polishing treatment used in the present invention, the processing defect layer is dissolved and removed by an electrochemical reaction, so that the removal rate is extremely large and the processing can be performed in a short time. In addition, in the electrolytic polishing treatment, since both are dissolved and removed uniformly regardless of the mixed crystal ratio of the high melting point metal and silicon, a high quality thin film can be formed without generating a step on the target surface.

(実施例) 次に本発明の一実施例について添付図面を参照してよ
り具体的に説明する。
Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

実施例1および比較例1 まず、扇形のMoビームを、Moインゴットから15.4mmの
厚さに切り出し、平面研削盤を用い、このビームを砥石
(SD200N100VD1E)にて砥石周速1100m/分、切り込み速
度10μm/分の条件で厚さ15mmまで研削加工した。次にこ
のビームを脱脂後、蒸留水と硫酸との混合液中に浸漬し
電解研摩処理を行い研削加工面を厚さ10〜15μmだけ除
去し、最後に水洗、乾燥した。
Example 1 and Comparative Example 1 First, a sector-shaped Mo beam was cut out from a Mo ingot to a thickness of 15.4 mm, and using a surface grinder, the beam was cut with a grindstone (SD200N100VD1E) at a grinding wheel peripheral speed of 1100 m / min and a cutting speed. Grinding was performed to a thickness of 15 mm under the condition of 10 μm / min. Next, this beam was degreased, immersed in a mixed solution of distilled water and sulfuric acid, and subjected to electrolytic polishing to remove the ground surface by a thickness of 10 to 15 μm, and finally washed with water and dried.

一方、扇形のSiビームを、微量のPをドープした半結
晶Siインゴットから15.3mmの厚さに切り出した後、平面
研削盤を用いて砥石(SD400N75BA300)にて砥石周速110
0m/分,切り込み速度10μm/分の条件で厚さ15mmまで研
削加工した。次にこのSiビームを脱脂後、メチルアルコ
ールとブチルグリコールおよび過塩素酸の混合液中に浸
漬し電解研摩処理を行い、研削加工面を厚さ10〜15μm
だけ除去したのち、水洗、乾燥した。
On the other hand, a fan-shaped Si beam is cut out from a semi-crystalline Si ingot doped with a small amount of P to a thickness of 15.3 mm, and then a grinding wheel (SD400N75BA300) is used with a grinding wheel (SD400N75BA300).
Grinding was performed to a thickness of 15 mm under the conditions of 0 m / min and a cutting speed of 10 μm / min. Next, after degreasing this Si beam, it is immersed in a mixed solution of methyl alcohol, butyl glycol and perchloric acid to perform electrolytic polishing, and the ground surface is 10 to 15 μm in thickness.
After only removal, it was washed with water and dried.

上記のようにして得た扇形のMoビームとSiビームとを
第1図に示すように円周上に配列して組合わせモザイク
型ターゲット1を形成した。このモザイク型ターゲット
1は、扇状に成形したMoビーム2およびSiビーム3を交
互に円周上に配置した後に、一体的に固定して略円板状
に形成される。
The mosaic-type target 1 was formed by combining the fan-shaped Mo beam and the Si beam obtained as described above on the circumference as shown in FIG. The mosaic-type target 1 is formed into a substantially disc shape by alternately arranging fan-shaped Mo beams 2 and Si beams 3 on a circumference, and then integrally fixing them.

こうして得られたモザイク型ターゲット1をマグネト
ロンスパッタリング装置内に装着し、Arイオンを照射し
てスパッタリングを行い、5インチ径のPoly−Siウェー
ハー100枚についてその表面上にシリサイド薄膜を厚さ3
000Åで堆積する操作を連続して行った。そして薄膜中
に混入したパーティクル量を測定し、その結果を第2図
に示した。
The mosaic-type target 1 thus obtained was set in a magnetron sputtering apparatus, and sputtering was performed by irradiating Ar ions, and a 100-inch poly-Si wafer having a diameter of 5 inches was coated with a silicide thin film having a thickness of 3 on the surface.
The operation of depositing at 000Å was performed continuously. Then, the amount of particles mixed in the thin film was measured, and the results are shown in FIG.

一方比較例1として平面研削加工により表面を仕上げ
ただけのモリブデン・シリコンモザイク型ターゲットを
使用して実施例1と同一条件でシリサイド薄膜を3000Å
堆積した場合のパーティクル量を測定し、その結果を第
2図に併記した。
On the other hand, as Comparative Example 1, a molybdenum / silicon mosaic type target whose surface was merely finished by surface grinding was used, and a silicide thin film was 3,000 mm thick under the same conditions as in Example 1.
The amount of particles when deposited was measured, and the results are also shown in FIG.

第2図の結果から明らかなように、ビーム表面を電解
研摩処理した実施例1のモリブデン・シリコンモザイク
型ターゲットは、加工欠陥層が除去され表面状態が極め
て良好であるため、スパッタリングの際に発生するパー
ティクル量はスパッタリング開始直後から急減する。従
って欠陥の少ない製品を効率的に製造することが可能で
あり、製品の歩留りを大幅に向上させることができる。
As is clear from the results shown in FIG. 2, the molybdenum-silicon mosaic-type target of Example 1 in which the beam surface was subjected to electrolytic polishing was generated during sputtering because the processing defect layer was removed and the surface condition was extremely good. The amount of particles decreases rapidly immediately after the start of sputtering. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a product having few defects, and it is possible to greatly improve the yield of the product.

一方平面研削加工のみを施し、電解研摩処理を行なわ
ない比較例1のモザイク型ターゲットの場合には、スパ
ッタリング開始後において発生するパーティクル数の減
少割合が少ないため、製品の不良率が高く、製品の歩留
りが低下し易い。
On the other hand, in the case of the mosaic-type target of Comparative Example 1 in which only the surface grinding is performed and the electrolytic polishing is not performed, the reduction rate of the number of particles generated after the start of sputtering is small, so that the defect rate of the product is high, The yield tends to decrease.

実施例2および比較例2 実施例2として鋳造したモリブデンインゴットを鍛造
圧延した後に旋盤加工によってφ250mm×t15.4mmの円板
素材を形成した。次にこの円板素材の表面を平面研削盤
によって研削しφ250mm×t15mmの形状に加工した。次に
実施例1と同一条件で厚さ約15μmにわたって電解研摩
処理を行なって、表面の加工欠陥層および加工歪層を除
去せしめスパッタリングターゲットとした。
Example 2 and Comparative Example 2 A molybdenum ingot cast as Example 2 was forged and rolled, and then subjected to lathe processing to form a disk material of φ250 mm × t15.4 mm. Next, the surface of the disc material was ground by a surface grinder and processed into a shape of φ250 mm × t15 mm. Next, electrolytic polishing was performed over the thickness of about 15 μm under the same conditions as in Example 1 to remove the processing defect layer and the processing strain layer on the surface, thereby obtaining a sputtering target.

得られたスパッタリングターゲットを使用してArイオ
ンを照射し、5インチ径のポリシリコンウェハー上にMo
薄膜を厚さ3000Åだけ堆積させた後に、薄膜中に混入し
たパーティクル量を測定し、第2図に示す結果を得た。
The resulting sputtering target was used to irradiate Ar ions, and a Mo wafer was placed on a 5 inch diameter polysilicon wafer.
After depositing the thin film to a thickness of 3000 °, the amount of particles mixed in the thin film was measured, and the results shown in FIG. 2 were obtained.

一方比較例2として実施例2と同様に旋盤加工および
平面研削加工を実施したままで電解研摩処理を行なわな
いモリブデン製スパッタリングターゲットについて、実
施例2と同一条件で、厚さ3000ÅのMo薄膜を連続的に堆
積させた場合のパーティクル量を測定し、第2図に示す
結果を得た。
On the other hand, as a comparative example 2, a Mo thin film having a thickness of 3000 mm was continuously formed under the same conditions as in example 2 under the same conditions as in example 2 with respect to a molybdenum sputtering target which was not subjected to electrolytic polishing while lathing and surface grinding were performed as in example 2. The amount of particles when the particles were deposited selectively was measured, and the results shown in FIG. 2 were obtained.

第2図に示す結果から明らかなように実施例2に係る
Mo製スパッタリングターゲットにおいても、比較例2と
異なり、その表面層から加工欠陥層等が、予め除去され
ているため、スパッタリング時に発生するパーティクル
量は急激に減少する。従ってスパッタリング装置の運転
初期から高品質の製品を製造することが可能であり、製
品の歩留りを大幅に向上させることができる。
As apparent from the results shown in FIG.
Also in the sputtering target made of Mo, unlike Comparative Example 2, the processing defect layer and the like are removed from the surface layer thereof in advance, so that the amount of particles generated at the time of sputtering is sharply reduced. Therefore, a high-quality product can be manufactured from the initial operation of the sputtering apparatus, and the yield of the product can be greatly improved.

また上記実施例1〜2、比較例1〜2に示すモリブデ
ン−シリコンモザイク型ターゲットまたはモリブデン製
ターゲットの他に、W、Ti、Zr、Hf、Nb、Taなどの高融
点金属の単体もしくはそれらを複合化したもの、または
そのシリサイドにより合金状に形成した合金ターゲット
についても、同様に電解研摩処理を行なった場合と、行
なわない場合とについて比較、試験を行ったところ、ほ
ぼ第2図に示す変化曲線と同様な傾向が確認された。
Further, in addition to the molybdenum-silicon mosaic-type targets or the targets made of molybdenum shown in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a simple substance of a high melting point metal such as W, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, or the like may be used. A comparison and test were also performed on a composite target or an alloy target formed in an alloy state by using the silicide thereof, with and without electrolytic polishing. A trend similar to the curve was confirmed.

さらに本発明において使用する電解研摩処理方法は、
実施例において示した単純な電解研摩方法の他に、機械
的研摩方法を併用した電解ラッピング処理法を使用して
も同様な効果が得られ、この方法によって処理したスパ
ッタリングターゲットも本発明の範囲に含まれることは
いうまでもない。
Further, the electrolytic polishing method used in the present invention,
In addition to the simple electrolytic polishing method shown in the examples, a similar effect can be obtained by using an electrolytic lapping method combined with a mechanical polishing method, and a sputtering target processed by this method is also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is included.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明の通り本発明に係るスパッタリングターゲッ
トによればスパッタされるターゲット面の表面層が電解
研摩処理されているため、研削加工等によって生じた加
工欠陥層等を迅速かつ効果的に、除去することが可能で
ある。従って、加工欠陥層等から放出されるパーティク
ルの発生が極めて少ないため、欠陥の少ない薄膜が形成
される。その結果、薄膜をスパッタリングによって形成
する半導体などの製品の歩留りを大幅に改善することが
できる。
As described above, according to the sputtering target of the present invention, since the surface layer of the target surface to be sputtered is subjected to electrolytic polishing, it is possible to quickly and effectively remove a processing defect layer or the like generated by grinding or the like. Is possible. Therefore, generation of particles emitted from the processing defect layer or the like is extremely small, and a thin film with few defects is formed. As a result, the yield of products such as semiconductors in which a thin film is formed by sputtering can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係るスパッタリングターゲットの一実
施例であるモリブデン−シリコンモザイク型ターゲット
の形状を示す斜視図。 第2図は本発明のスパッタリングターゲットを使用して
ウェハー上に薄膜を形成した場合に、薄膜に混入するパ
ーティクルの個数の変化を、従来例のものと比較して示
すグラフである。 1……モリブデン−シリコンモザイク型ターゲット、2
……モリブデンビーム、3……シリコンビーム。
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of a molybdenum-silicon mosaic target which is one embodiment of the sputtering target according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing a change in the number of particles mixed in a thin film when a thin film is formed on a wafer using the sputtering target of the present invention, as compared with a conventional example. 1 .... Molybdenum-silicon mosaic type target, 2
…… Molybdenum beam, 3 …… Silicon beam.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−227771(JP,A) 特開 昭62−136564(JP,A) 特開 平3−18020(JP,A) 特開 平1−215973(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/28 - 21/288 C23C 14/34──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-227771 (JP, A) JP-A-62-136564 (JP, A) JP-A-3-18020 (JP, A) JP-A-1- 215973 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/28-21/288 C23C 14/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体装置や電子部品素子を製造するため
の薄膜形成に用いられ、高融点金属を含むスパッタリン
グターゲットであって、このスパッタリングターゲット
の少なくともスパッタされる面の表面層が電解研摩処理
されて成ることを特徴とするスパッタリングターゲッ
ト。
1. A sputtering target which is used for forming a thin film for manufacturing a semiconductor device or an electronic component element and contains a high melting point metal, wherein at least a surface layer of a surface to be sputtered of the sputtering target is subjected to electrolytic polishing. A sputtering target, comprising:
【請求項2】スパッタリングターゲットは、高融点金属
片とシリコン片とを一体的に組み合わせて形成したモザ
イクターゲットである請求項1記載のスパッタリングタ
ーゲット。
2. The sputtering target according to claim 1, wherein the sputtering target is a mosaic target formed by integrally combining a high melting point metal piece and a silicon piece.
【請求項3】スパッタリングターゲットは、高融点金属
シリサイドにより合金状に形成した合金ターゲットであ
る請求項1記載のスパッタリングターゲット。
3. The sputtering target according to claim 1, wherein the sputtering target is an alloy target formed of an alloy from a refractory metal silicide.
【請求項4】高融点金属は、Mo、W、Ti、Zr、Hf、Nbお
よびTaから選択された少なくとも1種の金属である請求
項1記載のスパッタリングターゲット。
4. The sputtering target according to claim 1, wherein the refractory metal is at least one metal selected from Mo, W, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta.
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