JP5533544B2 - W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film - Google Patents
W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film Download PDFInfo
- Publication number
- JP5533544B2 JP5533544B2 JP2010233169A JP2010233169A JP5533544B2 JP 5533544 B2 JP5533544 B2 JP 5533544B2 JP 2010233169 A JP2010233169 A JP 2010233169A JP 2010233169 A JP2010233169 A JP 2010233169A JP 5533544 B2 JP5533544 B2 JP 5533544B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- diffusion barrier
- ppm
- diffusion
- diffusion preventing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Description
本発明は、半導体チップを基板に実装するためのバンプと下地電極との間に形成して金属間化合物の生成を防止する膜であって、良好な拡散バリア性を有すると共にエッチングレートの高いＷ−Ｔｉ系拡散防止膜、並びにこのＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を形成するためのスパッタリング用Ｗ−Ｔｉターゲットに関するものである。 The present invention is a film that is formed between a bump for mounting a semiconductor chip on a substrate and a base electrode to prevent the formation of an intermetallic compound, and has a good diffusion barrier property and a high etching rate. The present invention relates to a Ti-based diffusion preventing film and a W-Ti target for sputtering for forming the W-Ti based diffusion preventing film.
近年、実装基板と半導体装置との結合にはフリップチップ実装が用いられている。このフリップチップ実装では、Ａｌ電極またはＣｕ層電極の上にメッキ法によりそれぞれＡｕバンプまたは半田バンプを形成している。しかし、ＡｕバンプとＡｌ電極とを直接接触させると、ＡｕとＡｌとが相互に拡散してＡｕとＡｌとの金属間化合物が生成し、このＡｕとＡｌとの金属間化合物が生成すると、その部分の電気抵抗が上昇したり密着性が低下したりするので好ましくない。同様に、半田バンプとＣｕ層電極とを直接接触させると、半田バンプのＳｎとＣｕとが反応してＳｎとＣｕとの金属間化合物を生成し、その部分の電気抵抗が上昇したり密着性が低下したりするので好ましくない。 In recent years, flip chip mounting has been used for coupling a mounting substrate and a semiconductor device. In this flip chip mounting, Au bumps or solder bumps are formed on the Al electrodes or Cu layer electrodes by plating. However, when the Au bump and the Al electrode are brought into direct contact, Au and Al diffuse to each other to form an intermetallic compound of Au and Al, and when this intermetallic compound of Au and Al is generated, This is not preferable because the electrical resistance of the portion increases or the adhesiveness decreases. Similarly, when the solder bump and the Cu layer electrode are brought into direct contact, Sn and Cu of the solder bump react to generate an intermetallic compound of Sn and Cu, and the electrical resistance of the portion increases or adhesion is increased. This is not preferable because it decreases.
このため、上記ＡｕとＡｌとの金属間化合物の生成を阻止するために、ＡｕバンプとＡｌ電極との間にＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を形成し、またＳｎとＣｕとの金属間化合物の生成を阻止するために、半田バンプとＣｕ層電極との間にＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を形成している。このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜は、ＡｕとＡｌとの金属間化合物の生成、またはＳｎとＣｕとの金属間化合物の生成を阻止する拡散バリア性を有した膜である。 Therefore, in order to prevent the formation of the intermetallic compound of Au and Al, a W—Ti diffusion barrier film is formed between the Au bump and the Al electrode, and the intermetallic compound of Sn and Cu is formed. In order to prevent the generation, a W—Ti diffusion preventing film is formed between the solder bump and the Cu layer electrode. This W—Ti diffusion prevention film is a film having a diffusion barrier property that prevents the formation of an intermetallic compound of Au and Al or the formation of an intermetallic compound of Sn and Cu.
ここで、この従来のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を形成してＡｕバンプを作製する方法を、図面に基づいて、より具体的に説明する。まず、図１の（ａ）に示されるように、シリコン基板１の上のＡｌ電極２の上面のみが露出するようにパッシベーション膜（絶縁膜）３が形成されている半導体装置を用意する。この半導体装置のＡｌ電極２およびパッシベーション膜３の上に、図１の（ｂ）に示されるように、全面にわたってＷ−Ｔｉ系拡散防止膜４を形成する。
Here, a method of forming the Au bump by forming this conventional W—Ti diffusion prevention film will be described more specifically based on the drawings. First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor device is prepared in which a passivation film (insulating film) 3 is formed so that only the upper surface of the
このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜４の上に、図１の（ｃ）に示されるように、フォトレジスト膜５を形成し、次いで図１の（ｄ）に示されるように、このフォトレジスト膜５を露光して選択的に除去して窓６を形成する。この窓６にＡｕメッキを行って、図２の（ａ）に示されるように、窓６をＡｕメッキ層で充填したのち、図２の（ｂ）に示されるようにフォトレジスト膜を除去し、さらにＷ−Ｔｉ系拡散防止膜４をエッチングにより除去して、図２の（ｃ）に示されるようにＡｕバンプ７を形成する。
A
このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜４は、一般にＷ−Ｔｉ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、このＷ−Ｔｉターゲットは、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）または真空ホットプレスなどの方法により製造されることが知られている。そして、上記Ｗ−Ｔｉターゲットには、不可避不純物としてＮａ，Ｋ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｏなどが含まれていることが知られている。
The W-Ti
例えば、特許文献１には、半導体素子の安定した動作を得るために、Ｆｅ濃度を１ｐｐｍ以下としたＷ−Ｔｉターゲットが開示されている。また、特許文献２には、膜のエッチングレートを高めるために、Ｆｅを２５〜１００ｐｐｍ添加したＷ−Ｔｉターゲットが開示されている。
For example,
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、Ｆｅ濃度を１ｐｐｍ以下とした不純物濃度の低いターゲットを用いて成膜しているが、このように成膜されたＷ−Ｔｉ膜は、膜のエッチングを行う際に、エッチングレートが遅く、エッチング工程に時間が掛かるという問題があった。また、上記特許文献２に記載の技術では、Ｆｅを２５〜１００ｐｐｍ添加してＦｅ濃度を高めることで、高いエッチングレートを得ているが、Ｆｅの濃度が高まると、Ｗ−Ｔｉ膜の拡散バリア性が低下するという問題がある。特に近年、Ｗ−Ｔｉ膜に求められる拡散バリア性能の水準が以前よりも高いものとなってきていることから、高いエッチングレートと良好な拡散バリア性とを兼ね備えたＷ−Ｔｉターゲットが求められている。
The following problems remain in the conventional technology.
That is, in the technique described in
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、良好な拡散バリア性を有すると共に高いエッチングレートのＷ−Ｔｉ系拡散防止膜およびこのＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用の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-described problems, and provides a W-Ti diffusion prevention film having a good diffusion barrier property and a high etching rate, and a sputtering target for forming this W-Ti diffusion prevention film. The purpose is to do.
そこで、本発明者らは、エッチングレートが速く、Ａｕバンプまたは半田バンプの作製時間を短縮して生産効率を上げると共に、良好な拡散バリア性も維持できるＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を開発すべく、膜への添加元素および組成を検討し、研究を行なった。その結果、Ｆｅの添加量を抑えつつ、Ｃｒを所定範囲量で添加することで、全体の不純物量を抑えて良好な拡散バリア性と高エッチングレートとを有するＷ−Ｔｉ系拡散防止膜が得られ、この膜を同じ成分組成を有するスパッタリング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することができる、という知見を得たのである。 Therefore, the inventors of the present invention are to develop a W-Ti diffusion barrier film that has a high etching rate, shortens the production time of Au bumps or solder bumps, increases production efficiency, and maintains good diffusion barrier properties. We studied and studied the elements and composition added to the film. As a result, by adding Cr in a predetermined range while suppressing the addition amount of Fe, a W-Ti diffusion prevention film having a good diffusion barrier property and a high etching rate can be obtained by suppressing the total impurity amount. In other words, the inventors have found that this film can be formed by sputtering using a sputtering target having the same component composition.
したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜は、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有し、残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする。
また、本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有し、残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする。
Therefore, the present invention has been obtained from the above findings, and the following configuration has been adopted in order to solve the above problems. That is, the W-Ti diffusion prevention film of the present invention contains Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm, and the balance is composed of W and inevitable impurities. Features.
The sputtering target for forming a W-Ti diffusion barrier film of the present invention contains Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm, with the balance being W and inevitable impurities. It is characterized by having.
上記本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜では、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有しているので、良好な拡散バリア性が損なわれず、高いエッチングレートが得られる。また、上記本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットでは、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有しているので、これを用いてスパッタすることにより、上記Ｗ−Ｔｉ系拡散防止膜を得ることができる。このようにＦｅに加えてＣｒをわずかに添加することで、Ｆｅだけを高濃度に添加した場合に比べて、拡散バリア性の低下が抑制され、全体の不純物量が少なくても高いエッチングレートを得ることができる。なお、ＦｅとＣｒとの同時添加により上記効果が得られる理由は明らかではないが、ＦｅとＣｒとの同時添加による何らかの相乗的な効果が発揮されるものと考えられる。 The W-Ti diffusion prevention film of the present invention contains Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, and Cr: 1 to 5 ppm, so that good diffusion barrier properties are not impaired and high etching is performed. Rate is obtained. The sputtering target for forming a W-Ti diffusion barrier film of the present invention contains Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, and Cr: 1 to 5 ppm. By doing so, the W-Ti diffusion preventing film can be obtained. In this way, by adding a small amount of Cr in addition to Fe, a decrease in diffusion barrier properties is suppressed compared to the case where only Fe is added at a high concentration, and a high etching rate can be achieved even if the total amount of impurities is small. Can be obtained. Although the reason why the above effect can be obtained by the simultaneous addition of Fe and Cr is not clear, it is considered that some synergistic effect is exhibited by the simultaneous addition of Fe and Cr.
なお、Ｆｅの含有量を１５〜２５ｐｐｍとした理由は、Ｆｅが１５ｐｐｍ未満であると、エッチングレート向上の効果が小さく、Ｆｅが２５ｐｐｍを超えると、拡散バリア性が低下してしまうからである。なお、より好ましい範囲は、Ｆｅ：１７〜２３ｐｐｍである。
また、Ｃｒの含有量を１〜５ｐｐｍとした理由は、Ｃｒが１ｐｐｍ未満であると、エッチングレート向上の効果が小さく、Ｃｒが５ｐｐｍを超えると、拡散バリア性が低下してしまうからである。なお、より好ましい範囲は、Ｃｒ：１〜３ｐｐｍである。
The reason why the Fe content is set to 15 to 25 ppm is that if the Fe content is less than 15 ppm, the effect of improving the etching rate is small, and if the Fe content exceeds 25 ppm, the diffusion barrier property is lowered. A more preferable range is Fe: 17 to 23 ppm.
The reason why the Cr content is 1 to 5 ppm is that if Cr is less than 1 ppm, the effect of improving the etching rate is small, and if Cr exceeds 5 ppm, the diffusion barrier property is lowered. A more preferable range is Cr: 1 to 3 ppm.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜によれば、上記所定範囲でＦｅとＣｒとを含有しているので、良好な拡散バリア性が損なわれず、高いエッチングレートが得られる。また、上記本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットによれば、このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜と同じ成分組成でＦｅとＣｒとを含有しているので、これを用いてスパッタすることにより、上記Ｗ−Ｔｉ系拡散防止膜を得ることができる。したがって、本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜は、従来のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜に比べて、高いエッチングレートと良好な拡散バリア性とを兼ね備えた特性を有していることから、Ｗ−Ｔｉ系拡散防止膜のエッチングによる除去速度を速めることができると共に、高水準の拡散バリア性が要求されるフリップチップ実装にも適用可能になる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the W—Ti diffusion preventing film of the present invention, since Fe and Cr are contained within the above predetermined range, a good diffusion barrier property is not impaired and a high etching rate is obtained. In addition, according to the sputtering target for forming a W—Ti diffusion barrier film of the present invention, Fe and Cr are contained in the same component composition as this W—Ti diffusion barrier film. By doing so, the W-Ti diffusion preventing film can be obtained. Therefore, the W-Ti diffusion barrier film of the present invention has characteristics that combine a high etching rate and a good diffusion barrier property as compared with the conventional W-Ti diffusion barrier film. The removal rate of the Ti-based diffusion barrier film by etching can be increased, and it can also be applied to flip chip mounting that requires a high level of diffusion barrier properties.
以下、本発明に係るＷ−Ｔｉ系拡散防止膜およびＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットの一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a sputtering target for forming a W—Ti diffusion preventing film and a W—Ti diffusion preventing film according to the present invention will be described.
本実施形態のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜は、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有し、残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有した膜である。また、このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜を形成するための本実施形態のスパッタリングターゲットは、このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜と同じ成分組成、すなわち、Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍを含有し、残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有している。 The W-Ti diffusion prevention film of this embodiment is a film having a composition containing Ti: 5 to 20 mass%, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm, with the balance being W and inevitable impurities. is there. Moreover, the sputtering target of this embodiment for forming this W-Ti type | system | group diffusion prevention film is the same component composition as this W-Ti type | system | group diffusion prevention film, ie, Ti: 5-20 mass%, Fe: 15-15. It contains 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm, with the balance being composed of W and inevitable impurities.
上記Ｗ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法としては、例えば、まず原料粉末として、純度：９９．９９％以上を有し平均粒径：１５μｍを有するＴｉ粉末、純度：９９．９９９％以上を有し平均粒径：１μｍを有するＷ粉末、純度：９９．９％以上を有し平均粒径：１００μｍを有するＦｅ粉末、純度：９９．９％以上を有し平均粒径：３５μｍを有するＣｒ粉末、を用意する。 As a method for producing the sputtering target for forming the W—Ti diffusion barrier film, for example, first, as a raw material powder, a Ti powder having a purity of 99.99% or more and an average particle diameter of 15 μm, purity: 99.999 W powder having an average particle size of 1 μm or more, purity: Fe powder having an average particle size of 100 μm or more of 99.9%, purity: average particle size of 35 μm having purity of 99.9% or more Cr powder having
次に、これら原料粉末を、所定の割合（Ｔｉ：５〜２０質量％、Ｆｅ：１５〜２５ｐｐｍ、Ｃｒ：１〜５ｐｐｍ、Ｗ：残部）で配合し、ボールミルに充填して混合し、得られた混合粉末をグラファイト製モールドに充填し、圧力：１５ＭＰａ、温度：１２００℃、３時間保持の条件で真空ホットプレスすることによりホットプレス焼結体を作製する。さらに、得られたホットプレス焼結体を機械加工し、直径：１５２．４ｍｍ、厚さ：６ｍｍを有するＷ−Ｔｉターゲットを作製する。 Next, these raw material powders are blended at predetermined ratios (Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm, W: balance), filled in a ball mill and mixed to obtain. The mixed powder is filled in a graphite mold and subjected to vacuum hot pressing under conditions of pressure: 15 MPa, temperature: 1200 ° C., and 3 hours to produce a hot press sintered body. Furthermore, the obtained hot press sintered body is machined to produce a W-Ti target having a diameter of 152.4 mm and a thickness of 6 mm.
このように本実施形態のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜では、上記所定範囲でＦｅとＣｒとを含有しているので、Ｆｅと少量のＣｒとの相乗効果によって、良好な拡散バリア性が損なわれず、高いエッチングレートが得られる。また、上記本発明のＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットによれば、このＷ−Ｔｉ系拡散防止膜と同じ成分組成でＦｅとＣｒとを含有しているので、これを用いてスパッタすることにより、上記Ｗ−Ｔｉ系拡散防止膜を得ることができる。 As described above, since the W-Ti diffusion preventing film of this embodiment contains Fe and Cr in the predetermined range, a good diffusion barrier property is not impaired by the synergistic effect of Fe and a small amount of Cr. A high etching rate can be obtained. In addition, according to the sputtering target for forming a W—Ti diffusion barrier film of the present invention, Fe and Cr are contained in the same component composition as this W—Ti diffusion barrier film. By doing so, the W-Ti diffusion preventing film can be obtained.
次に、本発明に係るＷ−Ｔｉ系拡散防止膜およびＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲットを、上記実施形態に基づき作製した実施例により、実際に評価した結果を説明する。 Next, the results of actual evaluation of the W-Ti diffusion preventing film and the sputtering target for forming a W-Ti diffusion preventing film according to the present invention will be described based on the examples prepared based on the above embodiment.
この実施例では、上記本発明の所定範囲内でＦｅとＣｒとの濃度（含有量）を変えて複数のＷ−１０ｗｔ％Ｔｉのスパッタリングターゲットを作製し、これらのスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行い、成膜されたＷ−Ｔｉ系拡散防止膜（実施例１〜５）のエッチングレートと拡散バリア性とを測定した。 In this example, a plurality of W-10 wt% Ti sputtering targets were prepared by changing the concentration (content) of Fe and Cr within the predetermined range of the present invention, and sputtering was performed using these sputtering targets. Then, the etching rate and the diffusion barrier property of the formed W—Ti diffusion preventing film (Examples 1 to 5) were measured.
また、比較例として、Ｆｅ若しくはＣｒを含有していないスパッタリングターゲット（比較例１〜３，５）と、ＦｅとＣｒとの濃度（含有量）が上記本発明の所定範囲外とされたスパッタリングターゲット（比較例４）と、を他の条件は同様にして作製し、同様にスパッタリングを行い、成膜されたＷ−Ｔｉ系拡散防止膜（比較例１〜５）のエッチングレートと拡散バリア性とを測定した。これら実施例および比較例における各ターゲットおよびＷ−Ｔｉ系拡散防止膜の組成および測定結果を、表１に示す。 In addition, as a comparative example, a sputtering target that does not contain Fe or Cr (Comparative Examples 1 to 3 and 5), and a sputtering target in which the concentration (content) of Fe and Cr is outside the predetermined range of the present invention. (Comparative Example 4) was prepared in the same manner under other conditions, and was similarly sputtered, and the etching rate and diffusion barrier properties of the formed W-Ti diffusion barrier film (Comparative Examples 1 to 5) Was measured. Table 1 shows the compositions and measurement results of the targets and W-Ti diffusion barrier films in these examples and comparative examples.
上記実施例および比較例のエッチングレート測定用試料としては、表面にＳｉＯ２膜が１００ｎｍ形成された直径１５０ｍｍのＳｉウェーハを成膜用の基板として、この基板上にスパッタ成膜して作製した。この際、上記基板の一部にマスクテープを貼って、Ｗ−Ｔｉ膜を成膜した。この成膜条件を、表２に示す。 Samples for measuring the etching rate of the above examples and comparative examples were prepared by sputtering a Si wafer having a diameter of 150 mm with a SiO 2 film of 100 nm formed on the surface, and forming the film on the substrate by sputtering. At this time, a W-Ti film was formed by applying a mask tape to a part of the substrate. Table 2 shows the film forming conditions.
このエッチングレートの測定は、成膜後に上記マスクテープを剥し、下記条件でエッチングを行った。エッチング後に触針式の段差計により、マスク部にできた段差の高さを測定し、エッチング後の膜厚を測定した。そして、（エッチング前の膜厚：３００ｎｍ）−（エッチング後の膜厚）をエッチング時間で割って、エッチングレートを算出した。
＜エッチング条件＞
エッチング液：３１％過酸化水素水
エッチング液温：２８℃±１℃
エッチング時間：５分
The etching rate was measured by removing the mask tape after film formation and etching under the following conditions. After etching, the height of the step formed in the mask portion was measured with a stylus type step gauge, and the film thickness after etching was measured. Then, the etching rate was calculated by dividing (film thickness before etching: 300 nm) − (film thickness after etching) by the etching time.
<Etching conditions>
Etching solution: 31% hydrogen peroxide solution Etching solution temperature: 28 ℃ ± 1 ℃
Etching time: 5 minutes
また、上記実施例および比較例の拡散バリア性の測定用試料としては、Ａｌ，Ｗ−Ｔｉ，Ａｕの記載順で、真空を破らずにスパッタリングにより連続成膜し、Ｓｉ基板／ＳｉＯ２（１００ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）／Ｗ−Ｔｉ（１００ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）の積層構造を持つ試料を得た。この際の各層の成膜条件を、表３に示す。 In addition, as a sample for measuring the diffusion barrier property of the above examples and comparative examples, in the order of description of Al, W-Ti, and Au, films were continuously formed by sputtering without breaking the vacuum, and Si substrate / SiO 2 (100 nm ) / Al (100 nm) / W—Ti (100 nm) / Au (100 nm). Table 3 shows the film forming conditions for each layer.
この拡散バリア性の測定（バリアテスト）は、まず上記試料を３５０℃のホットプレートに載せ、１０時間保持し、保持後の試料のＡｕ膜の表面を金属顕微鏡により、対物２．５倍、対眼１０倍の倍率にて観察した。そして、この倍率の一視野（２５．７４ｍｍ２）中に観察されるＡｌの拡散及びＡｕとの反応により生じた金属間化合物のスポットの数を計測した。この観察を無作為に選択した３視野にて行い、３視野の平均値をその条件で生じた金属間化合物のスポットの数とした。 In this diffusion barrier property measurement (barrier test), the sample is first placed on a hot plate at 350 ° C. and held for 10 hours. Observation was performed at a magnification of 10 times the eye. Then, the number of spots of the intermetallic compound generated by the diffusion of Al and the reaction with Au observed in one field of view (25.74 mm 2 ) was measured. This observation was performed in three randomly selected visual fields, and the average value of the three visual fields was defined as the number of intermetallic compound spots generated under the conditions.
表１に示すこれらの測定結果から、本実施例のＦｅとＣｒとを上記所定範囲内で含有したスパッタリングターゲットで成膜したＷ−Ｔｉ系拡散防止膜では、いずれもエッチングレートが１７ｎｍ／分以上と高く、かつバリアテスト後の金属間化合物の数が１８０未満と少なく、良好な拡散バリア性が得られていることがわかる。これに対して、Ｆｅのみを含有する比較例１〜３では、実施例ほどエッチングレートが向上せず、多めにＦｅを含有させた比較例２では、バリアテスト後の金属間化合物の数が２４５となって拡散バリア性が劣化してしまっていることがわかる。 From these measurement results shown in Table 1, the etching rate is 17 nm / min or more in any of the W-Ti diffusion prevention films formed with the sputtering target containing Fe and Cr in the above-described predetermined range. It can be seen that the number of intermetallic compounds after the barrier test is as low as less than 180, and good diffusion barrier properties are obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 containing only Fe, the etching rate was not improved as much as in Examples, and in Comparative Example 2 containing much Fe, the number of intermetallic compounds after the barrier test was 245. It can be seen that the diffusion barrier property has deteriorated.
また、Ｃｒのみを含有させた比較例５では、バリアテスト後の金属間化合物の数が少ないものの、エッチングレートが向上していないことがわかる。さらに、Ｃｒを本発明の所定範囲より多く含有させた比較例４では、エッチングレートが大幅に向上しているが、バリアテスト後の金属間化合物の数も大幅に増え、拡散バリア性がかなり劣化してしまうことがわかる。 In Comparative Example 5 containing only Cr, the etching rate is not improved although the number of intermetallic compounds after the barrier test is small. Further, in Comparative Example 4 in which Cr is contained in a larger amount than the predetermined range of the present invention, the etching rate is greatly improved, but the number of intermetallic compounds after the barrier test is greatly increased, and the diffusion barrier property is considerably deteriorated. You can see that
このように、本発明の実施例では、Ｆｅと共に少量のＣｒを組み合わせて、添加および含有させることで、ＦｅとＣｒとの相乗効果が発揮され、トータルとしての不純物量が少なくても、エッチングレートが改善、向上し、拡散バリア性も損なわれない。 As described above, in the embodiment of the present invention, a small amount of Cr is combined with Fe and added and contained, so that a synergistic effect of Fe and Cr is exhibited, and the etching rate is reduced even if the total amount of impurities is small. However, the diffusion barrier property is not impaired.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Claims (2)
残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＷ−Ｔｉ系拡散防止膜。 Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm,
A W-Ti diffusion barrier film, wherein the balance has a composition of W and inevitable impurities.
残部がＷ及び不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＷ−Ｔｉ系拡散防止膜形成用スパッタリングターゲット。 Ti: 5 to 20% by mass, Fe: 15 to 25 ppm, Cr: 1 to 5 ppm,
A sputtering target for forming a W-Ti diffusion barrier film, wherein the balance has a composition comprising W and inevitable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010233169A JP5533544B2 (en) | 2010-10-16 | 2010-10-16 | W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010233169A JP5533544B2 (en) | 2010-10-16 | 2010-10-16 | W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012087335A JP2012087335A (en) | 2012-05-10 |
| JP5533544B2 true JP5533544B2 (en) | 2014-06-25 |
Family
ID=46259291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010233169A Active JP5533544B2 (en) | 2010-10-16 | 2010-10-16 | W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5533544B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6743867B2 (en) * | 2018-11-06 | 2020-08-19 | 三菱マテリアル株式会社 | W-Ti sputtering target |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3609682B2 (en) * | 1991-01-25 | 2005-01-12 | 株式会社東芝 | Manufacturing method of semiconductor device |
| JPH0551732A (en) * | 1991-03-19 | 1993-03-02 | Mitsubishi Materials Corp | Target for sputtering and production thereof |
| JPH05295531A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Toshiba Corp | Ti-w based sputtering target and its production |
| JP4720326B2 (en) * | 2005-07-11 | 2011-07-13 | 三菱マテリアル株式会社 | Ti-W target for sputtering |
| JP4747368B2 (en) * | 2007-03-05 | 2011-08-17 | 三菱マテリアル株式会社 | W-Ti target for sputtering for forming a W-Ti diffusion prevention film |
-
2010
- 2010-10-16 JP JP2010233169A patent/JP5533544B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012087335A (en) | 2012-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI523087B (en) | Al alloy film for semiconductor devices | |
| US9006113B2 (en) | Glass composition for protecting semiconductor junction, method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
| JP2015061943A (en) | High-purity copper manganese alloy sputtering target | |
| WO2013038983A1 (en) | High-purity copper-manganese-alloy sputtering target | |
| TW455632B (en) | Sputtering target and part used in apparatus for forming thin film | |
| KR20140106468A (en) | MoTi TARGET MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING FOR THE SAME | |
| WO2016067477A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and resist glass | |
| JP4747368B2 (en) | W-Ti target for sputtering for forming a W-Ti diffusion prevention film | |
| JPWO2013111689A1 (en) | High purity copper chrome alloy sputtering target | |
| JP2013166998A (en) | Structure with electroless nickel plating film, semiconductor wafer, and production method thereof | |
| JP5533544B2 (en) | W-Ti diffusion preventing film and sputtering target for forming W-Ti diffusion preventing film | |
| KR101010949B1 (en) | Element structure of display device and manufacturing method of the same | |
| JP2004193553A (en) | Copper alloy sputtering target for forming semiconductor device interconnect line seed layer and seed layer formed using that target | |
| JP2004193552A (en) | Copper alloy sputtering target for forming semiconductor device interconnect line seed layer | |
| US20120177945A1 (en) | Whisker-Free Coating Structure and Method for Fabricating the Same | |
| JP4405008B2 (en) | Electrode / wiring material for liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
| JP4720326B2 (en) | Ti-W target for sputtering | |
| JP2010165865A (en) | Al-ALLOY FILM FOR DISPLAY DEVICE, DISPLAY DEVICE, AND Al-ALLOY SPUTTERING TARGET | |
| JP2011017944A (en) | Aluminum alloy film for display device, display device, and aluminum alloy sputtering target | |
| JP4377788B2 (en) | Cu alloy for semiconductor wiring, manufacturing method of Cu alloy wiring, semiconductor device having Cu alloy wiring obtained by the manufacturing method, and sputtering target for forming Cu alloy wiring of semiconductor | |
| TWI654339B (en) | Wiring film | |
| JP2004193546A (en) | Copper alloy sputtering target for forming semiconductor device interconnect line seed layer | |
| JP2007224397A (en) | FLAT DISPLAY PANEL AND Cu-SPUTTERING TARGET | |
| JPWO2008117706A1 (en) | Al-Ni-B alloy sputtering target | |
| JP2006070345A (en) | Ag-BASED ALLOY WIRING ELECTRODE FILM AND Ag-BASE ALLOY SPUTTERING TARGET FOR FLAT PANEL DISPLAY, AND FLAT PANEL DISPLAY |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130927 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140312 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140401 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5533544 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140414 |