JPH0551733A - スパツタリング用ターゲツトの製造方法 - Google Patents
スパツタリング用ターゲツトの製造方法Info
- Publication number
- JPH0551733A JPH0551733A JP5515691A JP5515691A JPH0551733A JP H0551733 A JPH0551733 A JP H0551733A JP 5515691 A JP5515691 A JP 5515691A JP 5515691 A JP5515691 A JP 5515691A JP H0551733 A JPH0551733 A JP H0551733A
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- Japan
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- target
- alloy
- sputtering
- inert
- reducing atmosphere
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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
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- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一な合金相となるＴｉーＷ系のスパッタリ
ング用ターゲットの製造方法の提供を目的とする。 【構成】 この製造方法では、Ｔｉ５〜１５重量％、残
部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶融物を
鋳造してタングステン合金とし、該合金を不活性もしく
は還元性のいずれかの雰囲気中において粉砕し、その後
成形・焼結する。 【効果】 ＴｉとＷの相を均一な合金相とすることで、
ターゲットの均一性を大幅に向上させ、スパッタリング
する際のパーティクルの発生を防止することができ、半
導体の歩留まりを向上させることができる。また、該合
金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気中におい
て粉砕することにより、タングステン合金粉体の酸化を
防止し、高純度のターゲットとすることができる。
ング用ターゲットの製造方法の提供を目的とする。 【構成】 この製造方法では、Ｔｉ５〜１５重量％、残
部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶融物を
鋳造してタングステン合金とし、該合金を不活性もしく
は還元性のいずれかの雰囲気中において粉砕し、その後
成形・焼結する。 【効果】 ＴｉとＷの相を均一な合金相とすることで、
ターゲットの均一性を大幅に向上させ、スパッタリング
する際のパーティクルの発生を防止することができ、半
導体の歩留まりを向上させることができる。また、該合
金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気中におい
て粉砕することにより、タングステン合金粉体の酸化を
防止し、高純度のターゲットとすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スパッタリング用タ
ーゲットの製造方法に係り、特に均一な合金相からなる
ＴｉーＷ系のスパッタリング用ターゲットの製造方法に
関するものである。
ーゲットの製造方法に係り、特に均一な合金相からなる
ＴｉーＷ系のスパッタリング用ターゲットの製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体産業、情報産業、光産業
等、及びこれらの周辺産業の進歩は、エレクトロニク
ス、とりわけ半導体工業の進歩により支えられていると
いっても過言ではない。半導体工業は微細加工技術及び
周辺技術により支えられており、半導体プロセス技術に
おいて多用されるスパッタリング用ターゲット（以下、
単にターゲットと略称する）もその先端技術を支えるも
のの一つである。
等、及びこれらの周辺産業の進歩は、エレクトロニク
ス、とりわけ半導体工業の進歩により支えられていると
いっても過言ではない。半導体工業は微細加工技術及び
周辺技術により支えられており、半導体プロセス技術に
おいて多用されるスパッタリング用ターゲット（以下、
単にターゲットと略称する）もその先端技術を支えるも
のの一つである。
【０００３】特に、半導体の集積化が進むにつれて微細
加工技術に要求される大きさもミクロンからサブミクロ
ン更にはナノメーターオーダーになりつつあり、前記タ
ーゲットの一つであるＴｉーＷ系のターゲットについて
もより高純度かつ均一な組成のものが要望されている。
加工技術に要求される大きさもミクロンからサブミクロ
ン更にはナノメーターオーダーになりつつあり、前記タ
ーゲットの一つであるＴｉーＷ系のターゲットについて
もより高純度かつ均一な組成のものが要望されている。
【０００４】このＴｉーＷ系ターゲットは、通常図２に
示す様な粉末冶金法により製造される。まず、ターゲッ
トの原料となるＴｉ、Ｗ各々を所定量秤量する。これら
の原料の純度は、通常、Ｔｉは３Ｎ〜４Ｎの粉体、Ｗは
５Ｎ程度の粉体が好適に用いられる。次に、これらの各
原料をボールミル等の混合機により混合した後、この混
合した粉体をゴム製の成形金型に充填し、冷間静水圧プ
レス（ＣＩＰ）により加圧・成形する。次に、得られた
成形物をステンレススチール等の金属缶に封入し熱間静
水圧プレス（ＨＩＰ）により焼結する。なお、ホットプ
レス（ＨＰ）を用いれば、上記の加圧・成形工程と焼結
工程を一つの工程で行うことができる。上記により得ら
れた焼結体を所定の形状に加工した後、ボンディング等
の仕上加工がなされて製品（ターゲット）とされる。
示す様な粉末冶金法により製造される。まず、ターゲッ
トの原料となるＴｉ、Ｗ各々を所定量秤量する。これら
の原料の純度は、通常、Ｔｉは３Ｎ〜４Ｎの粉体、Ｗは
５Ｎ程度の粉体が好適に用いられる。次に、これらの各
原料をボールミル等の混合機により混合した後、この混
合した粉体をゴム製の成形金型に充填し、冷間静水圧プ
レス（ＣＩＰ）により加圧・成形する。次に、得られた
成形物をステンレススチール等の金属缶に封入し熱間静
水圧プレス（ＨＩＰ）により焼結する。なお、ホットプ
レス（ＨＰ）を用いれば、上記の加圧・成形工程と焼結
工程を一つの工程で行うことができる。上記により得ら
れた焼結体を所定の形状に加工した後、ボンディング等
の仕上加工がなされて製品（ターゲット）とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のター
ゲットを用いてスパッタリングを行った場合、スパッタ
リング時に異常放電が発生したり、また、できた半導体
製品にパーティクル（島状の異物）が多数発生し半導体
の歩留まりが大幅に低下する等の問題があった。その原
因は、従来のターゲットの製造方法に問題があるためで
ある。
ゲットを用いてスパッタリングを行った場合、スパッタ
リング時に異常放電が発生したり、また、できた半導体
製品にパーティクル（島状の異物）が多数発生し半導体
の歩留まりが大幅に低下する等の問題があった。その原
因は、従来のターゲットの製造方法に問題があるためで
ある。
【０００６】従来の製造方法では、粗大なＴｉ粒子の周
囲を微細なＷ粒子が多数取り囲んだ金属組織構造になっ
ている。したがって、スパッタリング時にターゲットの
不均一性により異常放電が発生したり、また、スパッタ
リングの際に粗大なＴｉ粒子が基になってパーティクル
が発生したり等の不具合が生じる原因になっていた。
囲を微細なＷ粒子が多数取り囲んだ金属組織構造になっ
ている。したがって、スパッタリング時にターゲットの
不均一性により異常放電が発生したり、また、スパッタ
リングの際に粗大なＴｉ粒子が基になってパーティクル
が発生したり等の不具合が生じる原因になっていた。
【０００７】また、Ｔｉは非常に酸化され易いものであ
るから、Ｔｉ粉が製造工程中に酸化してＴｉＯ2等を生
成することとなり、ターゲットの純度を低下させる原因
になっていた。この発明は、上記の事情に鑑みてなされ
たもので、以上の問題点を有効に解決することができる
スパッタリングターゲットの製造方法を提供することに
ある。
るから、Ｔｉ粉が製造工程中に酸化してＴｉＯ2等を生
成することとなり、ターゲットの純度を低下させる原因
になっていた。この発明は、上記の事情に鑑みてなされ
たもので、以上の問題点を有効に解決することができる
スパッタリングターゲットの製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は次の様なスパッタリング用ターゲットの
製造方法を採用した。すなわち、Ｔｉ５〜１５重量％、
残部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶融物
を鋳造してタングステン合金とし、該合金を不活性もし
くは還元性のいずれかの雰囲気中において粉砕し、その
後成形・焼結することを特徴としている。
に、この発明は次の様なスパッタリング用ターゲットの
製造方法を採用した。すなわち、Ｔｉ５〜１５重量％、
残部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶融物
を鋳造してタングステン合金とし、該合金を不活性もし
くは還元性のいずれかの雰囲気中において粉砕し、その
後成形・焼結することを特徴としている。
【０００９】ここで、Ｔｉの含有量が上記の範囲を外れ
ている場合には、生成膜の特性が所望の特性にならない
ために不適当である。また、前記混合物を加熱溶融の後
に鋳造してタングステン合金としたのは、前記溶融物を
より均一な合金相とするためである。また、このタング
ステン合金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気
中において粉砕したのは、前記合金に含まれるＴｉが非
常に酸化され易いためである。
ている場合には、生成膜の特性が所望の特性にならない
ために不適当である。また、前記混合物を加熱溶融の後
に鋳造してタングステン合金としたのは、前記溶融物を
より均一な合金相とするためである。また、このタング
ステン合金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気
中において粉砕したのは、前記合金に含まれるＴｉが非
常に酸化され易いためである。
【００１０】
【作用】この発明のスパッタリング用ターゲットの製造
方法では、Ｔｉが５〜１５重量％残部がＷよりなる溶融
物を鋳造してタングステン合金とすることにより、Ｔｉ
とＷからなる相は極めて均一な合金相となる。また、該
合金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気中にお
いて粉砕することにより、タングステン合金粉体が粉砕
工程中に酸化するのを防止する。
方法では、Ｔｉが５〜１５重量％残部がＷよりなる溶融
物を鋳造してタングステン合金とすることにより、Ｔｉ
とＷからなる相は極めて均一な合金相となる。また、該
合金を不活性もしくは還元性のいずれかの雰囲気中にお
いて粉砕することにより、タングステン合金粉体が粉砕
工程中に酸化するのを防止する。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。まず、図１に基づいてスパッタリング用ターゲット
（以下、ターゲットと略称する）の製造方法について説
明する。
る。まず、図１に基づいてスパッタリング用ターゲット
（以下、ターゲットと略称する）の製造方法について説
明する。
【００１２】Ｔｉが１０重量％、残部がＷの組成となる
様にターゲットの原料Ｔｉ，Ｗをそれぞれ所定量秤量し
た。原料としては、Ｔｉ，Ｗ共に５Ｎ〜６Ｎの金属塊を
用いた。次に、これらの原料を水冷銅ハース（銅容器）
中に充填し、このＴｉーＷの混合物に高エネルギーの電
子ビームを照射し加熱溶融した。電子ビームは電子線加
熱型を用い、加速電圧を２０ｋＶ、電子流を１．０Ａと
した。また、このときの混合物の溶融温度は３０００℃
であった。この加熱溶融の際にＴｉ−Ｗ混合物中のＮ
ａ，Ｋ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＴｉＯ2等の
不純物が揮発除去されるために、前記溶融物は純化され
５Ｎ以上の高純度となった。なお、上記電子ビームの替
わりにプラズマビームを用いても全く同様に前記混合物
を加熱溶融することができた。また、ＴｉーＷの混合物
をＣＩＰにより成形した後に加熱溶融しても勿論良い。
得られた溶融物を冷却し鋳造してタングステン合金とし
た。
様にターゲットの原料Ｔｉ，Ｗをそれぞれ所定量秤量し
た。原料としては、Ｔｉ，Ｗ共に５Ｎ〜６Ｎの金属塊を
用いた。次に、これらの原料を水冷銅ハース（銅容器）
中に充填し、このＴｉーＷの混合物に高エネルギーの電
子ビームを照射し加熱溶融した。電子ビームは電子線加
熱型を用い、加速電圧を２０ｋＶ、電子流を１．０Ａと
した。また、このときの混合物の溶融温度は３０００℃
であった。この加熱溶融の際にＴｉ−Ｗ混合物中のＮ
ａ，Ｋ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＴｉＯ2等の
不純物が揮発除去されるために、前記溶融物は純化され
５Ｎ以上の高純度となった。なお、上記電子ビームの替
わりにプラズマビームを用いても全く同様に前記混合物
を加熱溶融することができた。また、ＴｉーＷの混合物
をＣＩＰにより成形した後に加熱溶融しても勿論良い。
得られた溶融物を冷却し鋳造してタングステン合金とし
た。
【００１３】次に、Ａｒ雰囲気中において前記合金塊を
微粉砕した。粉砕機は粉砕工程中の不純物の混入が極め
て少ないことからジェットミルを用いた。次に、この粉
体をゴム製の成形金型に充填し、ＣＩＰにより２ｔｏｎ
／ｃｍ2で加圧し３００φ×１００ｍｍの成形体とし
た。次に、該成形体をステンレススチール缶に封入し熱
間静水圧プレス（ＨＩＰ）により１ｔｏｎ／ｃｍ2，１
２００℃の条件の元で１時間焼結した。なお、ホットプ
レス（ＨＰ）を用いて加圧・成形・焼結工程を行っても
全く同様に焼結することができた。上記の焼結体を所定
の形状に加工した後、ボンディング等の仕上加工を行
い、製品（ターゲット）とした。
微粉砕した。粉砕機は粉砕工程中の不純物の混入が極め
て少ないことからジェットミルを用いた。次に、この粉
体をゴム製の成形金型に充填し、ＣＩＰにより２ｔｏｎ
／ｃｍ2で加圧し３００φ×１００ｍｍの成形体とし
た。次に、該成形体をステンレススチール缶に封入し熱
間静水圧プレス（ＨＩＰ）により１ｔｏｎ／ｃｍ2，１
２００℃の条件の元で１時間焼結した。なお、ホットプ
レス（ＨＰ）を用いて加圧・成形・焼結工程を行っても
全く同様に焼結することができた。上記の焼結体を所定
の形状に加工した後、ボンディング等の仕上加工を行
い、製品（ターゲット）とした。
【００１４】表１は、上記の製造方法によるターゲット
と従来の製造方法によるターゲット（比較例）各々の特
性を比較したものである。
と従来の製造方法によるターゲット（比較例）各々の特
性を比較したものである。
【表１】 表１から明らかな様に、この発明のターゲットでは、純
度、パーティクルの密度共に比較例と比べて大幅に向上
していることが明らかである。
度、パーティクルの密度共に比較例と比べて大幅に向上
していることが明らかである。
【００１５】上記の製造方法によるターゲットでは、Ｔ
ｉとＷの合金相の粒子は大きさが均一でかつ全体に均一
に分散しており、従来の製造方法により製造されたＴｉ
ーＷ系のターゲットと比較して微視的な均一性が大幅に
向上している。
ｉとＷの合金相の粒子は大きさが均一でかつ全体に均一
に分散しており、従来の製造方法により製造されたＴｉ
ーＷ系のターゲットと比較して微視的な均一性が大幅に
向上している。
【００１６】以上説明した様に、この一実施例のターゲ
ットの製造方法では、ＴｉーＷの混合物に高エネルギー
の電子ビームもしくはプラズマビームを照射して加熱溶
融したので、前記混合物を非接触で高温に加熱すること
ができ、同時に容器等からの汚染を防止することがで
き、この加熱溶融の際にＴｉ−Ｗ混合物中のＮａ，Ｋ，
Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＴｉＯ2等の不純物を
揮発除去することができ、したがって、高純度のターゲ
ットを得ることができる。
ットの製造方法では、ＴｉーＷの混合物に高エネルギー
の電子ビームもしくはプラズマビームを照射して加熱溶
融したので、前記混合物を非接触で高温に加熱すること
ができ、同時に容器等からの汚染を防止することがで
き、この加熱溶融の際にＴｉ−Ｗ混合物中のＮａ，Ｋ，
Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＴｉＯ2等の不純物を
揮発除去することができ、したがって、高純度のターゲ
ットを得ることができる。
【００１７】また、得られた溶融物を鋳造してタングス
テン合金としたので、ＴｉとＷからなる相を微視的な均
一性を有する均一な合金相とすることができ、ターゲッ
トの微視的な均一性を大幅に向上させることができ、ス
パッタリングする際のパーティクルの発生を防止するこ
とができる。したがって、半導体の歩留まりを大幅に向
上させることができる。
テン合金としたので、ＴｉとＷからなる相を微視的な均
一性を有する均一な合金相とすることができ、ターゲッ
トの微視的な均一性を大幅に向上させることができ、ス
パッタリングする際のパーティクルの発生を防止するこ
とができる。したがって、半導体の歩留まりを大幅に向
上させることができる。
【００１８】また、この合金塊を不活性もしくは還元性
のいずれかの雰囲気中において微粉砕することとしたの
で、タングステン合金粉体が粉砕工程中に酸化するのを
防止することができ、したがって高純度のターゲットの
製造を可能にすることができる。
のいずれかの雰囲気中において微粉砕することとしたの
で、タングステン合金粉体が粉砕工程中に酸化するのを
防止することができ、したがって高純度のターゲットの
製造を可能にすることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した様に、この発明のスパッタ
リング用ターゲットの製造方法では、Ｔｉ〜１５重量
％、残部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶
融物を鋳造してタングステン合金としたので、ＴｉとＷ
からなる相を均一な合金相とすることができ、ターゲッ
トの微視的な均一性を大幅に向上させることができ、ス
パッタリングする際のパーティクルの発生を防止するこ
とができる。したがって、半導体の歩留まりを大幅に向
上させることができる。
リング用ターゲットの製造方法では、Ｔｉ〜１５重量
％、残部がＷよりなる混合物を加熱溶融し、得られた溶
融物を鋳造してタングステン合金としたので、ＴｉとＷ
からなる相を均一な合金相とすることができ、ターゲッ
トの微視的な均一性を大幅に向上させることができ、ス
パッタリングする際のパーティクルの発生を防止するこ
とができる。したがって、半導体の歩留まりを大幅に向
上させることができる。
【００２０】また、該合金を不活性もしくは還元性のい
ずれかの雰囲気中において粉砕し、その後成形・焼結す
ることとしたので、タングステン合金粉体が粉砕工程中
に酸化するのを防止することができ、したがって高純度
のターゲットの製造を可能にすることができる。
ずれかの雰囲気中において粉砕し、その後成形・焼結す
ることとしたので、タングステン合金粉体が粉砕工程中
に酸化するのを防止することができ、したがって高純度
のターゲットの製造を可能にすることができる。
【図１】本発明のスパッタリング用ターゲットの製造方
法を示す工程図である。
法を示す工程図である。
【図２】従来のスパッタリング用ターゲットの製造方法
を示す工程図である。
を示す工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉内 幸也 兵庫県三田市テクノパーク12−６ 三菱マ テリアル株式会社三田工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉ５〜１５重量％、残部がＷよりなる
混合物を加熱溶融し、得られた溶融物を鋳造してタング
ステン合金とし、該合金を不活性もしくは還元性のいず
れかの雰囲気中において粉砕し、その後成形・焼結する
ことを特徴とするスパッタリング用ターゲットの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5515691A JPH0551733A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | スパツタリング用ターゲツトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5515691A JPH0551733A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | スパツタリング用ターゲツトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551733A true JPH0551733A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=12990888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5515691A Withdrawn JPH0551733A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | スパツタリング用ターゲツトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551733A (ja) |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP5515691A patent/JPH0551733A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |