JP3792291B2 - マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット - Google Patents
マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｓｉウエハなど基体の表面に形成された細く深い溝の底面にも基体表面とほぼ同じ厚さの成膜を行うことができるマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、雰囲気ガスとしてＮ2 やＯ2 などの反応性ガスを用いてプラズマを発生させ、マグネットによりＴｉターゲットの表面に垂直方向の磁界を印加しながら前記Ｔｉターゲット表面をスパッタしてＳｉウエハなど基体の表面にＴｉＮ膜などのスパッタ膜を形成するマグネトロンスパッタリング法は知られている。
【０００３】
従来のＴｉターゲットは、（００２）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の３０〜４０％を占めて（００２）配向を主体とし、（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の２０〜３０％を占めて次に多く配向し、その他、（０１１）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の５〜２０％を占め、（０１０）面、（０１２）面および（１１２）面に対して垂直方向に配向した結晶粒がそれぞれ全体の結晶粒の２〜１０％を占めていた。
【０００４】
この従来のＴｉターゲットを用い、図１に示されるような、幅ａ、深さｂの溝１があるＳｉウエハなど基体２の表面にマグネトロンスパッタリングすると、基体２の表面に形成されたＴｉＮ膜３は、図２に示されるように、溝１の底面に形成された膜厚ｙと基体２の表面に形成された膜厚ｘとに差が生じ、均一な膜厚が得られない。溝１の深さｂに対する幅ａの比（ｂ／ａ）をアスペクト比と言い、膜厚ｙに対する膜厚ｘの比（ｙ／ｘ）をカバレッジという。
【０００５】
カバレッジ（ｙ／ｘ）は、１に近いほど溝の底面に形成された膜厚ｙと基体表面に形成された膜厚ｘとに差がなく均一な膜厚となる。しかし、溝のアスペクト比（ｂ／ａ）が大きくなるほど、膜のカバレッジ（ｙ／ｘ）は小さくなって膜厚が不均一となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のＴｉターゲットを用いて細く深い溝（アスペクト比が大きい溝）がある基体に成膜すると、基体の表面に形成された膜厚と細く深い溝の底部に形成された膜厚とは、厚さが異なり、細く深い溝の底面ほど膜厚が薄くなる（カバレッジが小さくなる）ことは避けられず、これが原因で不良品に至るのが現状であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、基体の表面に形成された膜厚と細く深い溝の底面の膜厚との差が少ない（カバレッジが１に近い）マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲットを開発すべく研究を行なった結果、
（１）Ｔｉターゲットの結晶粒の配向が基体に形成された細く深い溝の底面の膜厚に影響を及ぼし、（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が多いほど基体の表面に形成された膜厚と細く深い溝の底部に形成された膜厚との差が小さくなる（カバレッジが１に近くなる）、
（２）（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の５０〜９０％を占めるとよく、この配向性を有するＴｉターゲットは従来よりも高加工度で加工し、高温で熱処理することにより得られる、
などの研究結果が得られたのである。
【０００８】
この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたものであって、
（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の５０〜９０％を占めるマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲットに特徴を有するものである。
【０００９】
この発明の（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が全体の結晶粒の５０〜９０％を占めるマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲットは、圧下率：５０〜９０％で冷間圧延したのち、温度：５００〜６００℃、１〜３時間保持の熱処理を施すことにより得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
電子ビーム溶解した純度：９９．９９９％の純Ｔｉインゴットに表１に示される加工度の冷間加工を施し、ついで表１に示される条件の熱処理を施したのち機械加工することにより、直径：３００mm×厚さ：６．３５mmの寸法をもった表２に示される配向分布を有する本発明Ｔｉターゲット１〜１０および従来Ｔｉターゲット１を作製した。
【００１１】
なお、（１０３）面の配向分布を求める方法は、
（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（１０３）面の強度をＩS(103)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（１０３）面の強度をＩR(103)とし、
（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（００２）面の強度をＩS(002)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（００２）面の強度をＩR(002)とし、
（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１０）面の強度をＩS(010)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１０）面の強度をＩR(010)とし、
（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１１）面の強度をＩS(011)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１１）面の強度をＩR(011)とし、
（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１２）面の強度をＩS(012)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（０１２）面の強度をＩR(012)とし、
さらに（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（１１２）面の強度をＩS(112)とし、標準配向（ランダム配向）の場合の（０１１）面の回折強度を１００に規格化した時に（１１２）面の強度をＩR(112)としたとき、
（１０３）面の配向分布は、
【数１】
（００２）面の配向分布は、
【数２】
（０１０）面の配向分布は、
【数３】
（０１１）面の配向分布は、
【数４】
（０１２）面の配向分布は、
【数５】
（１１２）面の配向分布は、
【数６】
【００１２】
これら本発明Ｔｉターゲット１〜１０および従来Ｔｉターゲット１を直径：３５０mm×厚さ：１５mmの寸法をもったアルミニウム合金（ＪＩＳ Ａ５０５２）製円板からなる冷却用バッキングプレートに拡散接合したのち、直流マグネトロンスパッタリング装置に装入し、出力：１２ＫＷ、雰囲気：Ａｒ／Ｎ2 ＝１：１の気流下で、スパッタ圧力：８ｍＴｏｒｒ、スパッタ時間：２分／ウエハの条件下で、表面にアスペクト比（ｂ／ａ）が３の溝を有する直径：１５０ｍｍＳｉウエハの上に厚さ：０．５μｍのＴｉＮ膜を形成し、膜のカバレッジ（ｙ／ｘ）を測定し、これらの測定結果を表２に示した。
【００１３】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
表１〜表２に示される結果から、配向分布：５０〜９０％の本発明Ｔｉターゲット１〜１０は、従来Ｔｉターゲット１よりもカバレッジが１に近い値を示すところから、細く深い溝の底面にも基体表面とほぼ同じ厚さの成膜を行うことができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基体表面に形成された溝の断面説明図である。
【図２】溝を有する基体表面に形成されたＴｉＮ膜の断面説明図である。
【符号の説明】
１ 溝
２ 基体
３ ＴｉＮ膜
Claims (1)
- （１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒が、（１０３）面に対して垂直方向に配向した結晶粒、（００２）面に対して垂直方向に配向した結晶粒、（０１０）面に対して垂直方向に配向した結晶粒、（０１１）面に対して垂直方向に配向した結晶粒、（０１２）面に対して垂直方向に配向した結晶粒および（１１２）面に対して垂直方向に配向した結晶粒の全体の結晶粒の５０〜９０％を占めることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07890696A JP3792291B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07890696A JP3792291B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268368A JPH09268368A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3792291B2 true JP3792291B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=13674882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07890696A Expired - Lifetime JP3792291B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | マグネトロンスパッタリング用Ｔｉターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3792291B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102080367B1 (ko) * | 2010-10-25 | 2020-02-21 | 제이엑스금속주식회사 | 스퍼터링용 티탄 타깃 |
| US9339991B2 (en) | 2011-09-30 | 2016-05-17 | Kyocera Corporation | Metal-ceramic joined body |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07890696A patent/JP3792291B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09268368A (ja) | 1997-10-14 |
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