JP3303065B2 - Ru薄膜形成用スパッタリングターゲット - Google Patents
Ru薄膜形成用スパッタリングターゲットInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
Description
のキャパシタ薄膜表面に電極としてのRu薄膜を形成す
るためのスパッタリングターゲットに関するものであ
る。
などにおいて、ペロブスカイト構造を有するBaTi複
合酸化物薄膜、SrTi複合酸化物薄膜、BaSrTi
複合酸化物薄膜を半導体メモリーなどのキャパシタ薄膜
として使用する研究が進んでいる。
複合酸化物薄膜、SrTi複合酸化物薄膜、BaSrT
i複合酸化物薄膜を半導体メモリーのキャパシタとして
使用する場合に、キャパシタの電極として99.99%
〜99.999%の高純度のRu薄膜が使用される。こ
の高純度Ru薄膜は、高純度Ruターゲットを用いてス
パッタリングすることにより形成される。
あるためにRu薄膜は、可及的に薄くしたいという要望
があり、厚さ:1000オングストローム以下にしたい
という要望がある。しかし、従来の高純度Ruターゲッ
トを用いてスパッタリングにより厚さ:1000オング
ストローム以下のRu薄膜を形成すると膜厚が不均一に
なり、キャパシタの電極としては満足のいくものではな
かった。
れら崩壊核種を主体とする放射性同位元素を50ppb
以上含まれており、この通常のRuターゲットにより得
られたRu薄膜をキャパシタの電極とすると、Ru薄膜
から放出されるα線がキャパシタに影響を与え、α線に
よるソフトエラーのために特に64Mや256M以上の
DRAMでの使用が不可能であった。
厚さ:1000オングストローム以下のRu薄膜を形成
しても膜厚が均一でかつα線によるソフトエラーのない
Ru薄膜を得ることのできるRuターゲットを開発すべ
く研究を行なった結果、Na、K、Ca、Mgを合計で
5ppm以下、かつFe、Ni、Coの内の1種または
2種以上を合計で0.5〜50ppmを含有し、さらに
UおよびTh、並びにこれら崩壊核種を主体とする放射
性同位元素の含有量を5ppb以下にしたRuターゲッ
トを用いてスパッタリングすると、膜厚が均一でかつα
線によるソフトエラーのないRu薄膜が得られるという
知見を得たのである。
たものであって、Na、K、Ca、Mgを合計で5pp
m以下、かつFe、Ni、Coの内の1種または2種以
上を合計で0.5〜50ppmを含有し、さらにUおよ
びTh、並びにこれら崩壊核種を主体とする放射性同位
元素の含有量が5ppb以下であつて、Fe、Ni、C
o以外の元素で、純度:99.999重量%以上のRu
からなるRu薄膜形成用スパッタリングターゲットに特
徴を有するものである。
ターゲットに含まれるFe、Ni、Coの内の1種また
は2種以上の合計を0.5〜50ppmに限定したの
は、これら金属が0.5ppm未満だと、スパッタリン
グして得られた厚さ:1000オングストローム以下の
Ru薄膜の厚さのばらつきが大きくなるので好ましくな
く、一方、50ppmを越えて含有してもRu薄膜の厚
さのばらつきが大きくなるので好ましくないことによる
ものである。これを立証するため、Fe、Ni、Coの
含有量を少ない量から次第に増加して行くやり方で、少
量過ぎて効果のない含有領域から、十分な効果を収める
含有領域を越えて、多量過ぎて弊害が現れる含有領域に
至るまで変化させ、比較及び本発明ターゲットとして、
表1及び表2に示すRuターゲットを作製し、これを用い
てスパッタリングを行ってSi板上にRu薄膜を形成
し、膜厚のばらつき等の測定結果を表3及び表4に示し
た。本発明RuターゲットのFe、Ni、Co含有量
は、表1に示すように変化させ、比較Ruターゲットの
Fe、Ni、Co含有量は、表2に示すように変化させ
た。
リングターゲットに含まれるUおよびTh、並びにこれ
ら崩壊核種を主体とする放射性同位元素の含有量が5p
pb以下としたのは、5ppb以下であればα線の放出
量が0.001CPH/cm 2以下となってα線による
ソフトエラーが無視できるからである。
を、アルカリ溶融後水浸出し、NaOHを過剰に加え、
Cl2ガスを飽和させ、加熱によりRuをRuO4として
揮発分離し、HClとメタノ−ル溶液中に吸収させ、さ
らに蒸留操作を3回行なつて精製した。この液を、ロ−
タリ−エバポレ−タで24hr.還留乾固し、ゲル状の
高純度Ru(OH)2を得た。この沈澱を乾燥後、石英
ガラス製坩堝に入れ、700℃×24hr.大気中で加
熱して高純度RuO2粉末を得た。この粉末を、900
℃×10hr.H2気流中で加熱して高純度5NのRu
粉末を得た。この粉末を−100μmに篩分した。さら
に、この粉末を、グラファイト製モ−ルドに充填し、1
200℃、3hr、12Tonの荷重でホットトプレス
し、Φ110×10mmtで、密度99%の金属Ru円
板を得た。 次いで、この円板を電子ビ−ム溶解し、N
a、K、Ca、Mgを除去した。以上の処理で表1〜2
に示される値の純度に高め、得られた円板を切削加工
し、Φ100×5mmtの形状の本発明Ru薄膜形成用
スパッタリングターゲット1〜13(以下、本発明Ru
ターゲット1〜13という)を作製した。
e、Ni、Coを所定量添加したものも作製し、上記本
発明Ruターゲットと同様にして、比較Ru薄膜形成用
スパッタリングターゲット1〜6(以下、比較Ruター
ゲット1〜6という)を作製した。またNa、K、C
a、Mgの含有量の高い従来例として、電子ビ−ム溶解
処理しないものも作製し、同様にして従来Ru薄膜形成
用スパッタリングターゲット(以下、従来Ruターゲッ
トという)を作製した。
較Ruターゲット1〜6および従来Ruターゲットを無
酸素銅製冷却板にIn−Sn共晶はんだを用いてはんだ
付けしたのち、通常の高周波マグネトロンスパッタ装置
に取り付け、直径:100mm、厚さ:0.5mmのS
i板に下記の条件、 雰囲気ガス:Ar、 雰囲気圧力:1パスカル、 Si板表面温度:300℃、 ターゲットとSi板の距離:5cm、 にてスパッタを行い、高周波マグネトロンスパッタ装置
内にセットした直径:100mmのSi板の上に表3〜
表4に示される目標Ru膜厚となるようにRu薄膜を形
成し、Si板の中央部表面に形成された現実の最高Ru
膜厚および最低Ru膜厚を求め、その結果を表3〜表4
に示した。
発明Ruターゲット1〜13、比較Ruターゲット1〜
6および従来Ruターゲットのα線粒子のカウント数を
測定し、それらの結果を表3〜表4に示した。
K、Ca、Mgを合計で5ppm以下で、かつFe、N
i、Coの内の1種または2種以上を合計で0.5〜5
0ppm含有し、さらにUおよびTh並びにこれら崩壊
核種を主体とする放射性同位元素の含有量を5ppb以
下含有する本発明Ruターゲット1〜13により形成さ
れた最高Ru膜厚と最低Ru膜厚の差は、従来Ruター
ゲットにより形成された最高Ru膜厚と最低Ru膜厚の
差に比べて極めて小さく、また本発明Ruターゲット1
〜13により放射されるα粒子の放射量が従来Ruター
ゲットにより放射されるα粒子の放射量に比べて極めて
少ないところから、本発明Ruターゲット1〜13によ
り形成されたRu薄膜の厚さは従来Ruターゲットによ
り形成されたRu薄膜の厚さに比べて均一でありかつα
粒子の放射量が極めて少ないことが分かる。
Fe、Ni、Coの内の1種または2種以上を合計で含
有する比較Ruターゲット1〜6(表2において*印を
付して示した)は、Ru薄膜の厚さが不均一となること
も分かる。
グターゲットを用いると、従来のRuスパッタリングタ
ーゲットよりも膜厚が均一でα線放射の少ないRu薄膜
を得ることのでき、半導体メモリーのキャパシタの電極
として優れかつソフトエラーのない半導体メモリーを提
供することができるなど産業上優れた効果を奏するもの
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 Na、K、Ca、Mgを合計で5ppm
以下、かつFe、Ni、Coの内の1種または2種以上
を合計で0.5〜50ppmを含有し、さらにUおよび
Th、並びにこれら崩壊核種を主体とする放射性同位元
素の含有量を5ppb以下にした、Fe、Ni、Coを
除く元素で、純度:99.999重量%以上のRuから
なることを特徴とするRu薄膜形成用スパッタリングタ
ーゲット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00934195A JP3303065B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ru薄膜形成用スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00934195A JP3303065B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ru薄膜形成用スパッタリングターゲット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08199350A JPH08199350A (ja) | 1996-08-06 |
JP3303065B2 true JP3303065B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=11717778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00934195A Expired - Lifetime JP3303065B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ru薄膜形成用スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (7)
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JP2000034563A (ja) * | 1998-07-14 | 2000-02-02 | Japan Energy Corp | 高純度ルテニウムスパッタリングターゲットの製造方法及び高純度ルテニウムスパッタリングターゲット |
JP2002105631A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 高純度ルテニウムスパッタリングターゲット及びその製造方法 |
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JP4790118B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2011-10-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 酸化物焼結体及びその製造方法 |
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-
1995
- 1995-01-24 JP JP00934195A patent/JP3303065B2/ja not_active Expired - Lifetime
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