JP3134340B2 - Sputtering target - Google Patents

Sputtering target

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JP3134340B2 JP03099815A JP9981591A JP3134340B2 JP 3134340 B2 JP3134340 B2 JP 3134340B2 JP 03099815 A JP03099815 A JP 03099815A JP 9981591 A JP9981591 A JP 9981591A JP 3134340 B2 JP3134340 B2 JP 3134340B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスパッタリングターゲッ
トに関わり、スパッタリングによる成膜に於いて、特に
微細粒子(パーティクル)の付着をきらう成膜、例えば
超LSIのゲート電極、配線、バリヤメタルとして使用
される薄膜の形成等に用いられるスパッタリングターゲ
ットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering target, and in a film formation by sputtering, particularly used as a film for preventing adhesion of fine particles (particles), for example, as a gate electrode, a wiring, and a barrier metal of a super LSI. The present invention relates to a sputtering target used for forming a thin film and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】近年、超LSIの高集積化
にともない、タングステン、モリブデン、チタン、タン
タル、ニオブ等の高融点金属を含む材料が超LSIの電
極材料、配線材料、バリヤメタル材料等として多用され
ている。このような各種材料の薄膜化の一つの有用な方
法は、スパッタリングによる成膜法であり、この方法が
現在の超LSI製造工程で広く用いられていることは周
知の通りである。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in integration of VLSI, materials containing high melting point metals such as tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, and niobium have been used as electrode materials, wiring materials, and barrier metal materials of VLSI. It has been heavily used. One useful method of thinning such various materials is a film forming method by sputtering, and it is well known that this method is widely used in the current VLSI manufacturing process.

【0003】以下にスパッタリング法による高融点金属
のシリサイド膜形成を例に、従来技術とその問題点を説
明する。
The prior art and its problems will be described below, taking as an example the formation of a refractory metal silicide film by sputtering.

【0004】従来、スパッタリング法によって上述した
シリサイド薄膜を形成する際、シリサイドとシリコンの
混合粉を加圧焼結した焼結体ターゲットが用いられてい
た。このような焼結体ターゲットを用いたスパッタリン
グ成膜では次のような不都合が生じ問題となっている。
Conventionally, when the above-mentioned silicide thin film is formed by a sputtering method, a sintered target obtained by sintering a mixed powder of silicide and silicon under pressure has been used. Sputter film formation using such a sintered body target has the following disadvantages and is a problem.

【0005】第一にシリサイド膜への不純物混入の問題
である。これはターゲット製造時における原料の粉砕、
および原料粉の調整工程でガス成分や金属系不純物が不
可避的にターゲット中に混入することによる。これらの
不純物はスパッタリング成膜中にシリサイド膜にとりこ
まれ、超LSIの動作不良の原因となり、超LSIの生
産歩留まりを著しく低下させるなど問題となってる。
The first problem is that impurities are mixed into the silicide film. This is the crushing of raw materials during target production,
In addition, gas components and metallic impurities are inevitably mixed into the target in the step of adjusting the raw material powder. These impurities are incorporated into the silicide film during the film formation by sputtering, causing the operation failure of the VLSI, and causing a problem such as remarkably lowering the production yield of the VLSI.

【0006】第二にスパッタリング中のパーティクル発
生の問題である。パーティクルとはターゲットをスパッ
タした際、ターゲットから飛散した微粒子がウエハー上
に堆積したものである。ウエハー上にパーティクルが存
在すると、配線や電極の短絡、断線等の欠陥を引き起こ
し、生産の歩留まりを著しく低下させる。通常、パーテ
ィクルの許容サイズは配線幅の1/10以下とされ、例
えば配線幅が約0.8μmの4メガビットLSIでは
0.08μm以下でなければならない。前述したような
焼結体ターゲット用いたスパッタリング成膜ではパーテ
ィクル発生が著しく、大きな問題となっている。
The second problem is the generation of particles during sputtering. Particles are particles that are scattered from the target and deposited on the wafer when the target is sputtered. The presence of particles on the wafer causes defects such as short-circuiting and disconnection of wiring and electrodes, and significantly lowers the production yield. Normally, the allowable size of particles is set to 1/10 or less of the wiring width. For example, in a 4-megabit LSI having a wiring width of about 0.8 μm, it must be 0.08 μm or less. Particle formation is remarkable in sputtering film formation using the above-mentioned sintered body target, which is a major problem.

【0007】上述第一の問題を解決するため、シリコン
の多結晶体と高融点金属の多結晶体とがスパッタリング
面において適当な面積比になるように形成されたターゲ
ット片を組み合わせて一体化したモザイク状のスパッタ
リングターゲットが提案され、使用されている。これら
のモザイク状ターゲットは粉砕工程、粉末調整工程を経
ずに製造されるため、不純物混入を回避でき、高純度な
シリサイド膜を得る上で有用な手段であった。一方、パ
ーティクル発生量については従来の焼結体ターゲットに
比べ若干の減少がみられたものの、実用上充分な解決に
はいたっていない。即ち、上述の第二の問題点が今なお
深刻であることに変わりはなく、パーティクル発生が抑
制できるターゲットの開発が切望されていた。
[0007] In order to solve the first problem described above, a polycrystalline body of silicon and a polycrystalline body of a refractory metal are combined by combining target pieces formed so as to have an appropriate area ratio on a sputtering surface. Mosaic sputtering targets have been proposed and used. Since these mosaic-like targets are manufactured without a pulverizing step and a powder adjusting step, impurities can be prevented from being mixed therein, and this is a useful means for obtaining a high-purity silicide film. On the other hand, although the amount of generated particles is slightly reduced as compared with the conventional sintered body target, it has not been sufficiently solved for practical use. That is, the second problem described above is still serious, and the development of a target capable of suppressing the generation of particles has been eagerly desired.

【0008】以上、高融点金属のシリサイド膜形成を例
に説明したが、一般に、高融点金属同士のその他の組み
合わせの材料についても同様の不都合が生じ、問題とな
っている。
As described above, the formation of a silicide film of a high melting point metal has been described as an example. However, in general, similar inconveniences also occur with materials of other combinations of the high melting point metals, which are problematic.

【0009】[0009]

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、かかる
問題点を解決するために鋭意検討を行った結果、ターゲ
ット材に、構成物質の単結晶もしくは巨大粒をある割合
以上用いることで、パーティクルの抑制が達成されると
の知見を得、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted intensive studies in order to solve such problems, and as a result, the use of a single crystal or a large grain of a constituent material in a target material at a certain ratio or more has been considered. It was found that the suppression of particles was achieved, and the present invention was completed.

【0010】即ち本発明は、複数の組成の異なるターゲ
ット片を組み合わせて一体化し基板上に載置してなるス
パッタリングターゲットにおいて、ターゲット構成物質
の単結晶及び/又は巨大粒の占める割合が、スパッタリ
ング面に平行なターゲットの断面において20%以上の
面積比率であることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットを提供するものである。ここで巨大粒とは粒径が5
mm以上の結晶粒を意味するものとする。
That is, according to the present invention, in a sputtering target in which a plurality of target pieces having different compositions are combined and integrated and mounted on a substrate, the ratio of a single crystal and / or a large grain of the target constituent material occupies the sputtering surface. A sputtering target characterized by having an area ratio of 20% or more in a cross section of the target parallel to the target. Here, a giant particle means a particle size of 5
It means crystal grains of not less than mm.

【0011】以下、本発明のターゲットについてさらに
詳細に説明する。
Hereinafter, the target of the present invention will be described in more detail.

【0012】本発明のターゲット材は、単結晶及び/又
は巨大粒からなる金属、又は、単結晶及び/又は巨大粒
を含む。又、特に、シリコンおよび高融点金属、例えば
タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオ
ブ、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム、レニウ
ム、クロム、白金、イリジウム、オスミウム、ロジウム
からなる群から選ばれる二種以上を用いることも好まし
い態様である(本発明で言う高融点金属は、1400℃
以上の融点を持つ金属を意味する)。本発明のターゲッ
ト材として用いる単結晶あるいは巨大粒の製法に関して
は何等限定はないが、一般的にフローティングゾーン
法、チョクラルスキー法等の溶融・凝固法、二次再結晶
法等が考えられる。
The target material of the present invention contains a metal composed of single crystals and / or giant grains, or a single crystal and / or giant grains. Also, in particular, use of two or more kinds selected from the group consisting of silicon and refractory metals such as tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, vanadium, rhenium, chromium, platinum, iridium, osmium, and rhodium. (The high melting point metal in the present invention is 1400 ° C.
It means a metal having the above melting point). There is no particular limitation on the method for producing single crystals or giant grains used as the target material of the present invention. Generally, a melting / solidification method such as a floating zone method or a Czochralski method, a secondary recrystallization method, or the like can be considered.

【0013】これら素材は、組成の異なるターゲット片
を、例えば1/2づつ併置したり、通常はモザイク状に
配列し、例えばインジウムなどの半田材を用いて直接バ
ッキングプレートにボンディングしてターゲットとす
る。ここで、組成の異なるターゲット片の使用割合は、
目的とする膜の組成に対応する組成とするが、構成物質
の少なくとも1種の単結晶もしくは巨大粒が、本発明で
限定した割合の面積比率となるように構成することが必
要である。本発明のターゲットの形状は特に限定され
ず、円形、角型いずれでもよい。又、その大きさは、例
えば円形の場合、直径75〜300mm、厚さ3〜10
mm程度である。
For these materials, target pieces having different compositions are juxtaposed, for example, by 1/2, or are usually arranged in a mosaic shape, and are directly bonded to a backing plate using a solder material such as indium to obtain a target. . Here, the usage ratio of target pieces with different compositions is
Although the composition is set to correspond to the composition of the target film, it is necessary that at least one kind of the single crystal or the giant grains of the constituent material has an area ratio limited by the present invention. The shape of the target of the present invention is not particularly limited, and may be circular or square. For example, in the case of a circular shape, the size is 75 to 300 mm in diameter and 3 to 10 in thickness.
mm.

【0014】スパッタリング面に平行なターゲットのあ
らゆる断面において、構成物質の単結晶もしくは巨大粒
が面積比率20%以上を占めることは、スパッタリング
面に平行な断面の、ターゲットを構成する物質群の、単
一結晶もしくは複数の巨大粒によって占めらている面積
の総和が、スパッタリング面の面積の20%以上である
ことを意味する。上述の面積比率が20%を下回る場合
でも本発明の効果は皆無ではないが、20%を越える付
近から著しい効果が現れる。さらに20%以上では上述
の面積比率は高いほど効果が高くなる。
The fact that a single crystal or a giant grain of a constituent material occupies an area ratio of 20% or more in any cross section of the target parallel to the sputtering surface means that a single substance group of the target group having a cross section parallel to the sputtering surface. It means that the total area occupied by one crystal or a plurality of giant grains is 20% or more of the area of the sputtering surface. Even when the above-mentioned area ratio is less than 20%, the effect of the present invention is not completely absent, but a remarkable effect appears from the vicinity of more than 20%. Further, at 20% or more, the effect increases as the area ratio increases.

【0015】本発明を用いることによって成膜面のパー
ティクル生成が抑制される理由は必ずしも明確ではない
が次のように考えられる。
The reason why the present invention suppresses the generation of particles on the film formation surface is not necessarily clear, but is considered as follows.

【0016】第一に、単結晶もしくは巨大粒の使用でタ
ーゲット中の微細な空隙が飛躍的に減少したことが挙げ
られる。ターゲット中の微細な空隙はパーティクル発生
の一因とみられるスパッタリング中の異常放電が誘起す
る。従来の焼結体ターゲットや多結晶体を用いたモザイ
ク状ターゲットにおいては、粒界などに無数の微細な空
隙が存在していた。これに対し、単結晶や巨大粒はそれ
自身が高密度な素材であるため上述した弊害は激減す
る。
First, it is pointed out that the use of single crystals or giant grains drastically reduces fine voids in the target. Fine voids in the target induce abnormal discharge during sputtering, which is considered to be a cause of particle generation. In a conventional sintered body target or a mosaic target using a polycrystalline body, countless fine voids exist at a grain boundary or the like. On the other hand, since the single crystal and the giant grain are themselves a high-density material, the above-mentioned adverse effects are drastically reduced.

【0017】第二に、単結晶もしくは巨大粒の利用によ
るターゲット内の偏析不純物の低減が挙げられる。ター
ゲット中の偏析した不純物は異常放電を誘発しやすいと
されている。本発明者らは、偏析不純物の低減化を、単
結晶もしくは巨大粒を用いることによりはかれるとの知
見を得、本発明を完成した。焼結体ターゲットはもとよ
り従来のモザイク状ターゲットには多結晶体が用いられ
ていたが、これら多結晶体は一般に粉末冶金法もしくは
溶解法により作製されており、いずれの方法でもガス成
分は除去し難く、結晶粒界に窒素、酸素、二酸化炭素等
のガス成分が残存されやすい。これらのガス成分は、母
材もしくは不純物として存在している他の金属元素と結
合して、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などを生
成し、粒界に偏析不純物として存在し異常放電の原因と
なると考えられる。また、従来の焼結体ターゲットの製
造中に混入した不純物もまた異常放電の一因であったこ
とは言うまでもない。これに対し、本発明のターゲット
は結晶粒界が従来のターゲットに比べて著しく少ないた
め、窒素、酸素、二酸化炭素等のガス成分は母材中に均
一に固溶し、上述の偏析不純物は減少する。その結果ス
パッタリング中の異常放電が回避され、パーティクルの
発生数が激減したものと考えられる。
Second, segregated impurities in the target can be reduced by using single crystals or giant grains. It is said that segregated impurities in the target are likely to induce abnormal discharge. The present inventors have found that segregation impurities can be reduced by using single crystals or giant grains, and have completed the present invention. Polycrystalline materials have been used for conventional mosaic targets as well as sintered targets, but these polycrystalline materials are generally produced by powder metallurgy or melting methods.Either method removes gas components. It is difficult, and gas components such as nitrogen, oxygen and carbon dioxide tend to remain at the crystal grain boundaries. These gas components combine with the base metal or other metal elements present as impurities to form metal oxides, metal nitrides, metal carbides, etc., which are present as segregated impurities at the grain boundaries and cause abnormal discharge. It is thought to be the cause. Needless to say, impurities mixed during the production of the conventional sintered body target also contributed to abnormal discharge. On the other hand, since the target of the present invention has much smaller grain boundaries than the conventional target, gas components such as nitrogen, oxygen and carbon dioxide are uniformly dissolved in the base material, and the segregated impurities described above are reduced. I do. As a result, it is considered that abnormal discharge during sputtering was avoided, and the number of generated particles was drastically reduced.

【0018】本発明のターゲットを用いると成膜速度の
向上も達成できる。成膜速度は超LSI生産時の生産性
に直接関わるため、その向上は工業的に大変有益であ
る。成膜速度を増すにはスパッタリング時の投入電力を
増加すれば良い。しかしながら、投入電力の増加と共に
異常放電頻度も増加し、パーティクルが多量に発生する
ため、従来技術では成膜速度の向上が困難であった。一
方、本発明のターゲットは異常放電の発生原因が飛躍的
に取り除かれているため、パーティクル発生を抑制しつ
つ投入電力を増加でき、成膜速度の向上が達成される。
When the target of the present invention is used, an improvement in the film forming speed can be achieved. Since the deposition rate is directly related to the productivity in the production of VLSI, its improvement is very useful industrially. In order to increase the deposition rate, the power input during sputtering may be increased. However, the frequency of abnormal discharge increases with an increase in input power, and a large amount of particles are generated. Therefore, it has been difficult to improve the film forming speed by the conventional technology. On the other hand, in the target of the present invention, since the cause of the abnormal discharge is drastically removed, the input power can be increased while suppressing the generation of particles, and the deposition rate can be improved.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によってスパ
ッタリング中に発生するパーティクルが抑制され、さら
に、パーティクルを抑制しつつ成膜速度を向上させるこ
とができる。これにより、超LSI等、パーティクルが
歩留まりに大きな影響を持つ製造現場において、生産性
の向上、製品不良率の低下等その工業的価値は絶大であ
る。又、本発明のターゲットは、製造段階での粉砕、粉
末調整工程が不要なので、従来のモザイク状ターゲット
と同様またはそれ以上に高純度化が容易であり、超LS
I製造用に最適である。又、本発明の効果は、物質によ
らず、モザイク状ターゲット一般に応用できるものと期
待される。
As described above, according to the present invention, particles generated during sputtering are suppressed, and the film formation rate can be improved while suppressing particles. As a result, at a manufacturing site where particles greatly affect the yield, such as VLSI, its industrial value such as improvement in productivity and reduction in product defect rate is enormous. Further, since the target of the present invention does not require a pulverization and powder adjustment process in the production stage, it is easy to purify the same or more easily than the conventional mosaic target, and the ultra LS
Ideal for I manufacturing. In addition, the effects of the present invention are expected to be applicable to mosaic targets in general, regardless of the substance.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明は何等これらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0021】[0021]

【実施例1】図1に示すような形状で、純度99.99
9%の単結晶タングステン板と純度99.999%の単
結晶シリコン板を用い、バッキングプレート(図1の
4)上にボンディングし、タングステン部(図1の1)
とシリコン部(図1の2)の面積比が1:3.44であ
るタングステン−シリコン系モザイク状ターゲットを製
造した。
Embodiment 1 The shape shown in FIG.
Using a 9% single crystal tungsten plate and a 99.999% purity single crystal silicon plate, bonding is performed on a backing plate (4 in FIG. 1) to form a tungsten portion (1 in FIG. 1).
A tungsten-silicon-based mosaic target having an area ratio of the silicon part (2 in FIG. 1) of 1: 3.44 was manufactured.

【0022】タングステン部とシリコン部の結晶面はそ
れぞれ(111)面と(110)面を用いた。ターゲッ
トの大きさは直径150mm、厚さ5mmである。この
ターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリング
装置により以下の条件で薄膜を形成した。
The (111) and (110) planes were used as the crystal planes of the tungsten and silicon parts, respectively. The size of the target is 150 mm in diameter and 5 mm in thickness. Using this target, a thin film was formed by a DC magnetron sputtering apparatus under the following conditions.

【0023】 投入電力:600W 成膜時間:10分間 Ar圧力 :0.5 Pa 基板 :6インチφ Siウェハー(100)面 成膜後、基板上に存在する0.1μm以上のパーティク
ルを市販のウェハー・ゴミ検査装置にて測定した。測定
結果を表1に示す。
Input power: 600 W Film formation time: 10 minutes Ar pressure: 0.5 Pa Substrate: 6 inch φ Si wafer (100) surface After film formation, particles of 0.1 μm or more existing on the substrate are commercially available wafers.・ Measured with a dust inspection device. Table 1 shows the measurement results.

【0024】[0024]

【実施例2】実施例1と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、シリコン部は全て単結晶シリコンからな
り、タングステン部は巨大粒(結晶面はランダム)が2
0%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はランダ
ム)が80%を占めるようなタングステン−シリコン系
モザイク状ターゲットを、実施例1と同様にして作製し
た。シリコン部の結晶面は(110)面である。
Example 2 The purity, area ratio, arrangement and size were the same as in Example 1, the silicon portion was all made of single-crystal silicon, and the tungsten portion had two giant grains (random crystal faces).
A tungsten-silicon-based mosaic target was prepared in the same manner as in Example 1, in which 0% was occupied by crystal grains having a grain size of less than 5 mm (crystal planes were random) and accounted for 80%. The crystal plane of the silicon part is the (110) plane.

【0025】このターゲットを用いて実施例1と同様の
条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果を
表1に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 1, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0026】[0026]

【実施例3】実施例1と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、シリコン部は巨大粒(結晶面はランダム)
が25%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はラ
ンダム)が75%を占め、一方、タングステン部につい
ても巨大粒(結晶面はランダム)が25%を占め、粒径
5mm未満の結晶粒(結晶面はランダム)が75%を占
めるようなタングステン−シリコン系モザイク状ターゲ
ットを、実施例1と同様にして作製した。
Embodiment 3 The purity, area ratio, arrangement and size are the same as those in Embodiment 1, and the silicon part is a giant grain (the crystal plane is random).
Occupies 25%, and crystal grains having a grain size of less than 5 mm (crystal planes are random) occupy 75%, while also in the tungsten part, giant grains (random crystal faces) occupy 25% and a grain size of less than 5 mm. A tungsten-silicon based mosaic target in which crystal grains (crystal planes are random) occupy 75% was produced in the same manner as in Example 1.

【0027】このターゲットを用いて、実施例1と同様
の条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果
を表1に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 1, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0028】[0028]

【実施例4】実施例1のターゲットを用い、投入電力を
1000Wとした以外は実施例1と同様の条件で成膜し
パーティクル測定を行った。測定結果を表1に示す。
Example 4 Using the target of Example 1, a film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the input power was changed to 1000 W, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0029】[0029]

【実施例5】図2に示すような形状で、純度99.99
9%の単結晶タングステン板と純度99.999%の単
結晶チタン板を用い、バッキングプレート(図2の4)
上にボンディングし、タングステン部(図2の1)とチ
タン部(図2の3)の面積比2.10:1.00である
タングステン−チタン系モザイク状ターゲットを製造し
た。
Fifth Embodiment In a shape as shown in FIG.
Backing plate (4 in FIG. 2) using a 9% single crystal tungsten plate and a 99.999% purity single crystal titanium plate
Bonding was performed to produce a tungsten-titanium-based mosaic target having an area ratio of 2.10: 1.00 between the tungsten portion (1 in FIG. 2) and the titanium portion (3 in FIG. 2).

【0030】タングステン部とチタン部の結晶面はいづ
れも(111)面を用いた。ターゲットの大きさは直径
150mm、厚さ5mmである。このターゲットを用い
て、DCマグネトロンスパッタリング装置により以下の
条件で薄膜を形成した。
The crystal planes of the tungsten part and the titanium part both used the (111) plane. The size of the target is 150 mm in diameter and 5 mm in thickness. Using this target, a thin film was formed by a DC magnetron sputtering apparatus under the following conditions.

【0031】 投入電力:700W 成膜時間:8分間 Ar圧力 :0.5 Pa 基板 :6インチφ Siウェハー(100)面 成膜後、基板上に存在する0.1μm以上のパーティク
ルを市販のウェハー・ゴミ検査装置にて測定した。測定
結果を表2に示す。
Input power: 700 W Film formation time: 8 minutes Ar pressure: 0.5 Pa Substrate: 6 inch φ Si wafer (100) surface After film formation, particles of 0.1 μm or more existing on the substrate are commercially available wafers.・ Measured with a dust inspection device. Table 2 shows the measurement results.

【0032】[0032]

【実施例6】実施例5と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、チタン部は巨大粒(結晶面はランダム)が
20%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はラン
ダム)が80%を占め、タングステン部は全て単結晶タ
ングステンからなるタングステン−チタン系モザイク状
ターゲットを、実施例5と同様にして作製した。タング
ステン部の結晶面は(111)面である。
Embodiment 6 The purity, area ratio, arrangement and size are the same as those of Embodiment 5. In the titanium portion, giant grains (crystal faces are random) occupy 20%, and crystal grains having a grain size of less than 5 mm (crystal faces are random). ) Occupies 80%, and a tungsten-titanium mosaic target made entirely of single-crystal tungsten was produced in the same manner as in Example 5. The crystal plane of the tungsten portion is the (111) plane.

【0033】このターゲットを用いて、実施例5と同様
の条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果
を表2に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 5, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0034】[0034]

【実施例7】実施例5と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、チタン部は巨大粒(結晶面はランダム)が
25%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はラン
ダム)が75%を占め、一方、タングステン部について
も巨大粒(結晶面はランダム)が25%を占め、粒径5
mm未満の結晶粒(結晶面はランダム)が75%を占め
るようなタングステン−チタン系モザイク状ターゲット
を、実施例5と同様にして作製した。
Example 7 The purity, area ratio, arrangement and size of Example 5 are the same as those of Example 5, and the titanium portion has 25% of giant grains (random crystal faces) and a grain size of less than 5 mm (crystal faces are random). ) Occupies 75%, while also in the tungsten part, giant grains (random crystal faces) occupy 25%, and
A tungsten-titanium mosaic target in which crystal grains of less than mm (crystal planes were random) accounted for 75% was produced in the same manner as in Example 5.

【0035】このターゲットを用いて、実施例5と同様
の条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果
を表2に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 5, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0036】[0036]

【実施例8】実施例5のターゲットを用い、投入電力を
1200Wとした以外は実施例5と同様の条件で成膜し
パーティクル測定を行った。測定結果を表2に示す。
Example 8 Using the target of Example 5, a film was formed under the same conditions as in Example 5 except that the input power was 1200 W, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0037】[0037]

【比較例1】実施例1と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、シリコン部は巨大粒(結晶面はランダム)
が15%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はラ
ンダム)が85%を占め、一方、タングステン部につい
ても巨大粒(結晶面はランダム)が15%を占め、粒径
5mm未満の結晶粒(結晶面はランダム)が85%を占
めるようなタングステン−シリコン系モザイク状ターゲ
ットを、実施例1と同様にして作製した。
Comparative Example 1 The purity, area ratio, arrangement and size are the same as those in Example 1, and the silicon portion is a giant grain (the crystal plane is random).
Occupies 15%, and crystal grains having a grain size of less than 5 mm (crystal faces are random) occupy 85%. On the other hand, in the tungsten portion, giant grains (random crystal faces) occupy 15% and a grain size of less than 5 mm. A tungsten-silicon based mosaic target in which crystal grains (crystal planes are random) occupy 85% was produced in the same manner as in Example 1.

【0038】このターゲットを用いて、実施例1と同様
の条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果
を表1に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 1, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0039】[0039]

【比較例2】従来品で実施例1と純度、面積比、配置お
よびサイズが同様で多結晶タングステンおよび多結晶シ
リコンからなるタングステン−シリコン系モザイク状タ
ーゲットを用い、実施例1と同様の条件で成膜した。こ
のターゲットは、本発明で意味する単結晶もしくは巨大
粒を含まない。成膜後、実施例1と同様のパーティクル
測定を行った。測定結果を表1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 A tungsten-silicon based mosaic target made of polycrystalline tungsten and polycrystalline silicon having the same purity, area ratio, arrangement and size as that of Example 1 is used under the same conditions as in Example 1. A film was formed. This target does not contain single crystals or giant grains as defined in the present invention. After the film formation, the same particle measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the measurement results.

【0040】[0040]

【比較例3】比較例2の従来品ターゲットを用い、実施
例4と同様にして成膜し、パーティクル測定を行った。
測定結果を表1に示す。
Comparative Example 3 Using the conventional target of Comparative Example 2, a film was formed in the same manner as in Example 4, and the particles were measured.
Table 1 shows the measurement results.

【0041】[0041]

【比較例4】従来品でタングステンとシリコンのモル比
が1:2.75、純度99.999%、相対密度99%
で実施例1と同じサイズの焼結体タングステンシリサイ
ドターゲットを用いて、実施例1と同様の条件で成膜し
パーティクル測定を行った。測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 4] A conventional product having a molar ratio of tungsten to silicon of 1: 2.75, a purity of 99.999%, and a relative density of 99%
Then, using a sintered tungsten silicide target of the same size as in Example 1, a film was formed under the same conditions as in Example 1, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0042】[0042]

【比較例5】比較例4の従来品のターゲット用い、実施
例4と同様にして成膜しパーティクル測定を行った。測
定結果を表1に示す。
Comparative Example 5 Using the conventional target of Comparative Example 4, a film was formed in the same manner as in Example 4, and the particles were measured. Table 1 shows the measurement results.

【0043】[0043]

【比較例6】実施例5と純度、面積比、配置およびサイ
ズが同様で、チタン部は巨大粒(結晶面はランダム)が
15%を占め、粒径5mm未満の結晶粒(結晶面はラン
ダム)が85%を占め、一方、タングステン部について
も巨大粒(結晶面はランダム)が15%を占め、粒径5
mm未満の結晶粒(結晶面はランダム)が85%を占め
るようなタングステン−チタン系モザイク状ターゲット
を、実施例5と同様にして作製した。
Comparative Example 6 Purity, area ratio, arrangement and size were the same as those of Example 5. In the titanium portion, giant grains (crystal faces were random) accounted for 15%, and crystal grains having a grain size of less than 5 mm (crystal faces were random). ) Occupies 85%, while in the tungsten part, giant grains (crystal faces are random) occupy 15%, and the grain size is 5%.
A tungsten-titanium-based mosaic target in which crystal grains having a size of less than mm (crystal planes are random) occupy 85% was produced in the same manner as in Example 5.

【0044】このターゲットを用いて、実施例5と同様
の条件で成膜し、パーティクル測定を行った。測定結果
を表2に示す。
Using this target, a film was formed under the same conditions as in Example 5, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0045】[0045]

【比較例7】従来品で実施例5と純度、面積比、配置お
よびサイズが同様で多結晶タングステンおよび多結晶チ
タンからなるタングステン−チタン系モザイク状ターゲ
ットを用い、実施例5と同様の条件で成膜した。このタ
ーゲットは、本発明で意味する単結晶もしくは巨大粒を
含まない。成膜後、実施例5と同様のパーティクル測定
を行った。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 7 A tungsten-titanium mosaic target made of polycrystalline tungsten and polycrystalline titanium and having the same purity, area ratio, arrangement and size as in Example 5 was used under the same conditions as in Example 5. A film was formed. This target does not contain single crystals or giant grains as defined in the present invention. After the film formation, the same particle measurement as in Example 5 was performed. Table 2 shows the measurement results.

【0046】[0046]

【比較例8】比較例7のターゲットを用い、実施例8と
同様にして成膜し、パーティクル測定を行った。測定結
果を表2に示す。
Comparative Example 8 Using the target of Comparative Example 7, a film was formed in the same manner as in Example 8, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0047】[0047]

【比較例9】従来品でタングステンとチタンのモル比が
2.34:1.00、純度99.999%、相対密度9
9%で実施例5と同じサイズの焼結体タングステン−チ
タンターゲットを用いて、実施例5と同様の条件で成膜
しパーティクル測定を行った。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 9 A conventional product having a molar ratio of tungsten to titanium of 2.34: 1.00, a purity of 99.999%, and a relative density of 9
Using a sintered tungsten-titanium target of the same size as in Example 5 at 9%, a film was formed under the same conditions as in Example 5, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0048】[0048]

【比較例10】比較例9のターゲット用い、実施例8と
同様にして成膜しパーティクル測定を行った。測定結果
を表2に示す。
Comparative Example 10 Using the target of Comparative Example 9, a film was formed in the same manner as in Example 8, and the particles were measured. Table 2 shows the measurement results.

【0049】 表1 単結晶/巨大粒 投入電力 発生パーティクル数2) 占有面積率1)(%) (W) (%) 実施例1 100 600 10 実施例2 82 600 15 実施例3 25 600 30 実施例4 100 1000 13 比較例1 15 600 76 比較例2 0 600 100 比較例3 0 1000 180 比較例4 0 600 305比較例5 0 1000 513 1):ターゲットのスパッタリング面において単結晶、巨大粒が占める面積割合 2):比較例2の結果に対する相対値 表2 単結晶/巨大粒 投入電力 発生パーティクル数2) 占有面積率1)(%) (W) (%) 実施例5 100 700 8 実施例6 74 700 15 実施例7 25 700 28 実施例8 100 1200 13 比較例6 15 700 91 比較例7 0 700 100 比較例8 0 1200 195 比較例9 0 700 285比較例10 0 1200 476 1):ターゲットのスパッタリング面において単結晶、巨大粒が占める面積割合 2):比較例7の結果に対する相対値Table 1 Single crystal / giant grain Input power Number of generated particles2)  Occupied area ratio 1) (%) (W) (%) Example 1 100 600 10 Example 2 82 600 15 Example 3 25 600 30 Example 4 100 1000 13 Comparative Example 1 15 600 76 Comparative Example 2 0 600 100 Comparative Example 3 0 1000 180 Comparative Example 4 0 600 305Comparative Example 5 0 1000 513  1): Area ratio occupied by single crystals and giant grains on the sputtering surface of the target 2): Relative value to the result of Comparative Example 2 Table 2 Single crystal / giant grains Input power Number of generated particles2)  Occupied area ratio 1) (%) (W) (%) Example 5 100 700 8 Example 6 74 700 15 Example 7 25 700 28 Example 8 100 1200 13 Comparative example 6 15 700 91 Comparative example 7 0 700 100 Comparative example 8 0 1200 195 Comparative example 9 0 700 285Comparative Example 10 0 1200 476  1): Area ratio occupied by single crystals and giant grains on the sputtering surface of the target 2): Relative value to the result of Comparative Example 7

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

【図1】本発明の実施例中のタングステン−シリコン系
モザイク状ターゲットの概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a tungsten-silicon based mosaic target in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例中のタングステン−チタン系モ
ザイク状ターゲットの概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a tungsten-titanium-based mosaic target in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:タングステン部 2:シリコン部 3:チタン部 4:ターゲットのバッキングプレート 1: Tungsten part 2: Silicon part 3: Titanium part 4: Backing plate of target

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 瀬良 聡機 (56)参考文献 特開 平3−60119(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/285 H01L 21/285 301 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page Examiner Satoshi Sera (56) References JP-A-3-60119 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00- 14/58 H01L 21/285 H01L 21/285 301

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の組成の異なるターゲット片を組み
合わせて一体化し基板上に載置してなるスバッタリング
ターゲットにおいて、該スパッタリングターゲットを構
成する各々のターゲット片が、単結晶からなるもの、又
は、ターゲット構成物質の巨大粒の占める割合が、ス
パッタリング面に平行なターゲットの断面において2
0%以上の面積比率を有するもののいずれかであること
を特徴とするスパッタリングターゲット。
1. A sputtering target formed by combining and integrating a plurality of target pieces having different compositions and mounting the same on a substrate.
Each target piece to be formed is composed of a single crystal, or
2, the proportion of big large target piece construction material, in a cross section parallel target strips to the sputtering surface
A sputtering target characterized by being one having an area ratio of 0% or more.
【請求項2】 ターゲット片材料が高融点金属およびシ
リコンからなる群から選ばれる二種以上である請求項1
記載のスパッタリングターゲット。
2. The target piece material is at least two members selected from the group consisting of refractory metals and silicon.
The sputtering target according to the above.
【請求項3】 高融点金属がタングステン、モリプデ
ン、チタン、タンタル、二オブである請求項2記載のス
パッタリングターゲット。
3. The sputtering target according to claim 2, wherein the refractory metal is tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, or niobium.
【請求項4】 ターゲット片材料がシリコンとタングス
テンである請求項1または請求項2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 target piece material is silicon and tungsten.
【請求項5】 ターゲット片材料がタングステンとチタ
ンである請求項1または請求項2記載のスパッタリング
ターゲット。
5. The sputtering target according to claim 1, wherein the target piece material is tungsten and titanium.
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