JPH06158300A - 高融点金属ターゲット材，及びその製造方法 - Google Patents
高融点金属ターゲット材，及びその製造方法Info
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- JPH06158300A JPH06158300A JP31011792A JP31011792A JPH06158300A JP H06158300 A JPH06158300 A JP H06158300A JP 31011792 A JP31011792 A JP 31011792A JP 31011792 A JP31011792 A JP 31011792A JP H06158300 A JPH06158300 A JP H06158300A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＶＤによるスパッターターゲットに関し
て，経済的な高融点金属ターゲット材及びその製造方法
を提供すること。 【構成】 タングステンからなる底板１と，この底板１
の一面にＣＶＤ法によって積層されたタングステンから
なる積層部２とを備えている。
て，経済的な高融点金属ターゲット材及びその製造方法
を提供すること。 【構成】 タングステンからなる底板１と，この底板１
の一面にＣＶＤ法によって積層されたタングステンから
なる積層部２とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高融点金属のスパッタ
ー等に用いる高融点金属ターゲット材とその製造方法に
関し，詳しくは，ＩＣの電極及び配線材料等の製造に用
いる高融点金属ターゲット材とその製造方法に関する。
ー等に用いる高融点金属ターゲット材とその製造方法に
関し，詳しくは，ＩＣの電極及び配線材料等の製造に用
いる高融点金属ターゲット材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ＩＣ電極及び配線材料として高融
点金属が用いられている。この種の電極及び配線材料
は，スパッターターゲットや蒸着用ビレットの形で用意
され，スパッター，蒸着等の方法でＩＣ基板等の所望す
る位置に成膜することによって，電極，配線パターンを
形成している。
点金属が用いられている。この種の電極及び配線材料
は，スパッターターゲットや蒸着用ビレットの形で用意
され，スパッター，蒸着等の方法でＩＣ基板等の所望す
る位置に成膜することによって，電極，配線パターンを
形成している。
【０００３】従来のスパッターターゲットには，数種類
の形状のものが使用されていたが，最近においては，直
径（Ｄ）２０３〜３０５ｍｍ（８〜１２インチ）の平板
状のいわゆるプレーナタイプが主に用いられている。ま
た，このプレーナタイプのターゲットの厚み（Ｔ）は，
４〜１０ｍｍである。
の形状のものが使用されていたが，最近においては，直
径（Ｄ）２０３〜３０５ｍｍ（８〜１２インチ）の平板
状のいわゆるプレーナタイプが主に用いられている。ま
た，このプレーナタイプのターゲットの厚み（Ｔ）は，
４〜１０ｍｍである。
【０００４】一般に，前記電極及び配線材料の品質を高
めるに，最も重要なことは，素材の純度を可能な限り上
げることである。このため，ターゲットを形成する超高
純度Ｍｏ，Ｗ等が求められている。しかし，通常の粉末
冶金法で，上述の金属を純化するには，かなり限界があ
り，１６Ｍビットあるいはそれ以上のＩＣを製作するの
に要求されている９９．９９９〜９９．９９９９％以上
の純度は得られにくい。
めるに，最も重要なことは，素材の純度を可能な限り上
げることである。このため，ターゲットを形成する超高
純度Ｍｏ，Ｗ等が求められている。しかし，通常の粉末
冶金法で，上述の金属を純化するには，かなり限界があ
り，１６Ｍビットあるいはそれ以上のＩＣを製作するの
に要求されている９９．９９９〜９９．９９９９％以上
の純度は得られにくい。
【０００５】そこで，最近注目されてきたのが，化学気
相析出（ＣＶＤ）法により，９９．９９９９％あるいは
それ以上の高純度のスパッターターゲット材を得る方法
である。
相析出（ＣＶＤ）法により，９９．９９９９％あるいは
それ以上の高純度のスパッターターゲット材を得る方法
である。
【０００６】図４に示すように，この種のスパッター用
ターゲット材１３は，縦断面がＨ形状のＣｕからなるバ
ッキングプレート１０の中央に収容され，使用されてい
る。
ターゲット材１３は，縦断面がＨ形状のＣｕからなるバ
ッキングプレート１０の中央に収容され，使用されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した態様で，
通常のＣＶＤによるターゲット材がスパッターされる
と，このターゲット材のビームの当たる部分が円周状，
あるいは同心円状になるため，ターゲットの消耗がプレ
ーナ全体に均一にならない。
通常のＣＶＤによるターゲット材がスパッターされる
と，このターゲット材のビームの当たる部分が円周状，
あるいは同心円状になるため，ターゲットの消耗がプレ
ーナ全体に均一にならない。
【０００８】図５は図４で示す従来のターゲット材の消
耗状態を示す図である。図５で示す通り，ターゲット材
１３の消耗部分１１を除いた残りの部分は，斜線部分１
２のような形状となり，最深部であるＰ点が，通常Ｃｕ
からなるバッキングプレート１０に近づく。この状態が
極端になって，万一バッキングプレート１０の材質が露
出すると，所望の成膜に，被スパッター素材の他に更に
バッキングプレートの材質，即ちＣｕ等の原子が飛び出
してくることになり，高純度のターゲット材使用の意味
をなさないばかりか，できた成膜もＣｕ成分を含み，全
く使用不能となる。
耗状態を示す図である。図５で示す通り，ターゲット材
１３の消耗部分１１を除いた残りの部分は，斜線部分１
２のような形状となり，最深部であるＰ点が，通常Ｃｕ
からなるバッキングプレート１０に近づく。この状態が
極端になって，万一バッキングプレート１０の材質が露
出すると，所望の成膜に，被スパッター素材の他に更に
バッキングプレートの材質，即ちＣｕ等の原子が飛び出
してくることになり，高純度のターゲット材使用の意味
をなさないばかりか，できた成膜もＣｕ成分を含み，全
く使用不能となる。
【０００９】そこで，通常，最低限のターゲット材１３
の厚さ，即ち，最低限の谷の高さｔとして，１〜２．５
ｍｍ程度残し，スパッターを中止している。その結果，
ターゲット材の斜線で示される部分１２は，未使用のま
ま廃棄されることになる。
の厚さ，即ち，最低限の谷の高さｔとして，１〜２．５
ｍｍ程度残し，スパッターを中止している。その結果，
ターゲット材の斜線で示される部分１２は，未使用のま
ま廃棄されることになる。
【００１０】ところで，ＣＶＤで積層に使用されるＷの
原料ガス（例えば，ＷＦ6 ）は，極めて高価なばかり
か，緻密なターゲットにするためにはＣＶＤによる析出
速度を低速に抑えなければならない。よって，ターゲッ
ト材として，０．１ｍｍほどの厚みの大小によっても製
造コストは，大幅に変化する結果となる。また，図５の
斜線部１２を残したままで廃棄することは，ＣＶＤ材が
高価なことを考慮すると極めて不経済である。
原料ガス（例えば，ＷＦ6 ）は，極めて高価なばかり
か，緻密なターゲットにするためにはＣＶＤによる析出
速度を低速に抑えなければならない。よって，ターゲッ
ト材として，０．１ｍｍほどの厚みの大小によっても製
造コストは，大幅に変化する結果となる。また，図５の
斜線部１２を残したままで廃棄することは，ＣＶＤ材が
高価なことを考慮すると極めて不経済である。
【００１１】そこで，本発明の一技術的課題は，経済性
の高いＣＶＤによるスパッターターゲット材に関して，
スパッターターゲット材とその製造方法を提供すること
にある。
の高いＣＶＤによるスパッターターゲット材に関して，
スパッターターゲット材とその製造方法を提供すること
にある。
【００１２】さらに， 本発明のもう一つの技術的課題
は，高価なターゲット材を再利用する方法を提供するこ
とにある。
は，高価なターゲット材を再利用する方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，第１の
高融点金属からなる底板と，前記底板の一面に積層され
た第２の高融点金属からなる積層部とを備えたことを特
徴とする高融点金属ターゲット材が得られる。ここで，
本発明の高融点金属ターゲット材において，前記第１及
び第２の高融点金属は，夫々Ｍｏ及びＷから選択された
少なくとも一種の金属元素からなることが好ましい。
高融点金属からなる底板と，前記底板の一面に積層され
た第２の高融点金属からなる積層部とを備えたことを特
徴とする高融点金属ターゲット材が得られる。ここで，
本発明の高融点金属ターゲット材において，前記第１及
び第２の高融点金属は，夫々Ｍｏ及びＷから選択された
少なくとも一種の金属元素からなることが好ましい。
【００１４】また，本発明によれば，第１の高融点金属
からなる底板の一面に，ＣＶＤ法によって第２の高融点
金属を積層させることを特徴とする高融点金属ターゲッ
ト材の製造方法が得られる。ここで，本発明の高融点金
属ターゲット材の製造方法において，前記底板は，Ｍｏ
及びＷのうちの少なくとも一種からなる圧延材表面を化
学エッチング法により清澄にしたものであり，前記ＣＶ
Ｄ法に，前記第２の高融点金属の弗化物ガスを用いるこ
とが好ましい。この第２の高融点金属は，Ｍｏ及びＷの
うちの少なくとも一種であることが好ましい。
からなる底板の一面に，ＣＶＤ法によって第２の高融点
金属を積層させることを特徴とする高融点金属ターゲッ
ト材の製造方法が得られる。ここで，本発明の高融点金
属ターゲット材の製造方法において，前記底板は，Ｍｏ
及びＷのうちの少なくとも一種からなる圧延材表面を化
学エッチング法により清澄にしたものであり，前記ＣＶ
Ｄ法に，前記第２の高融点金属の弗化物ガスを用いるこ
とが好ましい。この第２の高融点金属は，Ｍｏ及びＷの
うちの少なくとも一種であることが好ましい。
【００１５】また，本発明によれば，使用済の第１の高
融点金属のターゲット素材を所用寸法に加工して底板を
形成し，この底板の一面にＣＶＤ法によって第２の高融
点金属を積層させることを特徴とする高融点金属ターゲ
ット材の再利用方法が得られる。
融点金属のターゲット素材を所用寸法に加工して底板を
形成し，この底板の一面にＣＶＤ法によって第２の高融
点金属を積層させることを特徴とする高融点金属ターゲ
ット材の再利用方法が得られる。
【００１６】また，本発明によれば，第１の高融点金属
を底板部分に有する使用済ターゲット素材を用い，この
素材の消耗部分にＣＶＤ法によって第２の高融点金属を
積層することを特徴とする高融点金属ターゲット材の再
利用方法が得られる。これらの再利用方法の場合，底板
の清浄方法は，圧延材と同等に扱われる。
を底板部分に有する使用済ターゲット素材を用い，この
素材の消耗部分にＣＶＤ法によって第２の高融点金属を
積層することを特徴とする高融点金属ターゲット材の再
利用方法が得られる。これらの再利用方法の場合，底板
の清浄方法は，圧延材と同等に扱われる。
【００１７】また，本発明の再利用方法において，第１
及び第２の高融点金属とは，前記したものと同様に夫々
Ｍｏ及びＷから選択された少なくとも一種の金属元素か
らなることが好ましい。
及び第２の高融点金属とは，前記したものと同様に夫々
Ｍｏ及びＷから選択された少なくとも一種の金属元素か
らなることが好ましい。
【００１８】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【００１９】図１は，本発明の第１実施例に係る高融点
金属ターゲット材を示す断面図である。図１で示すよう
に，ターゲット材３は，Ｗの圧延材からなる底板１と，
その上にＣＶＤによって積層された緻密なＷ層からなる
積層部２とを備えている。
金属ターゲット材を示す断面図である。図１で示すよう
に，ターゲット材３は，Ｗの圧延材からなる底板１と，
その上にＣＶＤによって積層された緻密なＷ層からなる
積層部２とを備えている。
【００２０】次に，図１で示すターゲット材の製造方法
について述べる。
について述べる。
【００２１】十分に精製されたＷ粉をプレス成形し，１
８００℃〜２０００℃で焼結した焼結体を熱間圧延加工
により，厚さ２ｍｍのＷ板とした。このＷ板を切削研磨
によって，表面を平坦として直径１０２ｍｍの円板を得
た。その後，半導体グレード試薬であるフッ酸−硝酸と
の混合液ＨＦ／ＨＮＯ3 （１：１）でエッチングし，温
塩酸ＨＣｌ（エル），温純水，アセトン洗浄したものを
真空乾燥した。
８００℃〜２０００℃で焼結した焼結体を熱間圧延加工
により，厚さ２ｍｍのＷ板とした。このＷ板を切削研磨
によって，表面を平坦として直径１０２ｍｍの円板を得
た。その後，半導体グレード試薬であるフッ酸−硝酸と
の混合液ＨＦ／ＨＮＯ3 （１：１）でエッチングし，温
塩酸ＨＣｌ（エル），温純水，アセトン洗浄したものを
真空乾燥した。
【００２２】次に，図２に示す装置を用い，グラファイ
ト敷板２６の上に，Ｗ板（直径１０２ｍｍ円板）１を乗
せ，反応槽２４内に挿入した。この反応槽２４内を十分
にアルゴンガスボンベ３２中のアルゴンから配管２１を
経て導入して，Ａｒ置換し，その後，この反応槽２４内
を減圧して，水素ガスボンベ１９から配管１５及び１４
を経て高純度Ｈ2 を５００ｃｃ／分で導入し，また，同
時に，ＷＦ6 ボンベ２０から配管１６及び１４を経てＷ
Ｆ6 を５０ｃｃ／分で導入した。ここで，高周波電源３
４によってＷ板１を４００℃に加熱し，水素還元ＣＶＤ
により高純度のＷ層を被覆した。２０時間後に取り出し
たところ，厚さ４．２ｍｍの被膜がＷ板上に形成されて
いた。これを敷板より取り出し，上下面を研磨すること
によって，厚さ６ｍｍ（うち底板１の２ｍｍが加工材か
らなる）直径１０２ｍｍのターゲット材が得られた。こ
のＷターゲット材の成膜によって，できたＷ層の純度
は，表１に示す通りであった。ターゲット材に含有され
る有害な不純物元素は明らかに減少している。なお，表
１に示されたターゲット材では，Ｍｏ等の残留が認めら
れたが，このＭｏ等にする実質的悪影響は，特に問題に
はならない。Ｍｏ等の残留の原因として，ＷＦ6 ガスの
原料として，スクラップのＷを利用しているので，この
スクラップ中のＭｏがＷＦ6 ガス中に含まれ，ＷとＭｏ
とが共存すると，Ｍｏの方が生成自由エネルギーが大き
いために優先的に析出したものと考えられる。
ト敷板２６の上に，Ｗ板（直径１０２ｍｍ円板）１を乗
せ，反応槽２４内に挿入した。この反応槽２４内を十分
にアルゴンガスボンベ３２中のアルゴンから配管２１を
経て導入して，Ａｒ置換し，その後，この反応槽２４内
を減圧して，水素ガスボンベ１９から配管１５及び１４
を経て高純度Ｈ2 を５００ｃｃ／分で導入し，また，同
時に，ＷＦ6 ボンベ２０から配管１６及び１４を経てＷ
Ｆ6 を５０ｃｃ／分で導入した。ここで，高周波電源３
４によってＷ板１を４００℃に加熱し，水素還元ＣＶＤ
により高純度のＷ層を被覆した。２０時間後に取り出し
たところ，厚さ４．２ｍｍの被膜がＷ板上に形成されて
いた。これを敷板より取り出し，上下面を研磨すること
によって，厚さ６ｍｍ（うち底板１の２ｍｍが加工材か
らなる）直径１０２ｍｍのターゲット材が得られた。こ
のＷターゲット材の成膜によって，できたＷ層の純度
は，表１に示す通りであった。ターゲット材に含有され
る有害な不純物元素は明らかに減少している。なお，表
１に示されたターゲット材では，Ｍｏ等の残留が認めら
れたが，このＭｏ等にする実質的悪影響は，特に問題に
はならない。Ｍｏ等の残留の原因として，ＷＦ6 ガスの
原料として，スクラップのＷを利用しているので，この
スクラップ中のＭｏがＷＦ6 ガス中に含まれ，ＷとＭｏ
とが共存すると，Ｍｏの方が生成自由エネルギーが大き
いために優先的に析出したものと考えられる。
【００２３】
【表１】
【００２４】図１のターゲットをスパッターした後に残
るターゲットの厚みは，今までの実験データによって設
定できる。そこで，酸洗いにアルコール洗浄等を行い，
清浄な表面を持つ圧延板の上に残す厚みｔ´が最小にな
るように第２の高融点金属をＣＶＤ法により積層させ
る。スパッター後に廃棄する部分のうちの高価なＣＶＤ
材の割合を減少させることができるので，経済的であ
る。
るターゲットの厚みは，今までの実験データによって設
定できる。そこで，酸洗いにアルコール洗浄等を行い，
清浄な表面を持つ圧延板の上に残す厚みｔ´が最小にな
るように第２の高融点金属をＣＶＤ法により積層させ
る。スパッター後に廃棄する部分のうちの高価なＣＶＤ
材の割合を減少させることができるので，経済的であ
る。
【００２５】図３は，本発明の第２実施例に係るターゲ
ット材を製造するためのターゲット材の例を示す図であ
る。図３で示すように，ターゲット底板を第１実施例で
示す加工材から使用後，廃棄されるターゲット材から得
る点で，第１の実施例とは異なる。
ット材を製造するためのターゲット材の例を示す図であ
る。図３で示すように，ターゲット底板を第１実施例で
示す加工材から使用後，廃棄されるターゲット材から得
る点で，第１の実施例とは異なる。
【００２６】使用後，廃棄されるターゲット素材を所用
寸法に加工して底板１とし，この底板１の上に，第１実
施例と同様に，図２の装置を用いて，ＣＶＤ法により再
度Ｗを積み上げるものである。又，スパッターにより消
耗した１１の部分に，第１実施例と同様に図２の装置を
用いてＣＶＤ法により再度Ｗを積み上げるものである。
寸法に加工して底板１とし，この底板１の上に，第１実
施例と同様に，図２の装置を用いて，ＣＶＤ法により再
度Ｗを積み上げるものである。又，スパッターにより消
耗した１１の部分に，第１実施例と同様に図２の装置を
用いてＣＶＤ法により再度Ｗを積み上げるものである。
【００２７】以上，本発明の第１及び第２実施例におい
ては，高融点金属として，Ｗを用いたが，Ｍｏについて
も同様な方法で純度の高いＭｏターゲットが得られた。
また，ＷとＭｏとを組み合わせてターゲットを構成して
も良い。
ては，高融点金属として，Ｗを用いたが，Ｍｏについて
も同様な方法で純度の高いＭｏターゲットが得られた。
また，ＷとＭｏとを組み合わせてターゲットを構成して
も良い。
【００２８】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，極めて高価なＣＶＤターゲットの廃却部を大幅に抑
えることができる高融点金属ターゲット材の再利用方法
を提供することができる。
ば，極めて高価なＣＶＤターゲットの廃却部を大幅に抑
えることができる高融点金属ターゲット材の再利用方法
を提供することができる。
【００２９】また，本発明によれば，表面をＨＦ／ＨＮ
Ｏ3 （半導体用グレード使用）エッチングするなどによ
って，清浄に保ったものは，いわゆる鏡面状態とはなら
ないので，ＣＶＤの成膜の剥離等の不安がないという利
点がある高融点金属ターゲット材の製造方法を提供する
ことができる。
Ｏ3 （半導体用グレード使用）エッチングするなどによ
って，清浄に保ったものは，いわゆる鏡面状態とはなら
ないので，ＣＶＤの成膜の剥離等の不安がないという利
点がある高融点金属ターゲット材の製造方法を提供する
ことができる。
【００３０】また，本発明によれば，一般の基材（グラ
ファイト，銅等）の使用時とは異なり成膜条件の選択に
より，汚染の不安が全くない条件（高温による基材の不
純物の熱拡散等）にし得ることができる高融点金属ター
ゲット材，その製造方法，及びその再利用方法を提供す
ることができる。
ファイト，銅等）の使用時とは異なり成膜条件の選択に
より，汚染の不安が全くない条件（高温による基材の不
純物の熱拡散等）にし得ることができる高融点金属ター
ゲット材，その製造方法，及びその再利用方法を提供す
ることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る高融点金属ターゲッ
ト材を示す断面図である。
ト材を示す断面図である。
【図２】ＣＶＤ装置を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る高融点金属ターゲッ
ト材を製造するためのターゲット素材の例を示す断面図
である。
ト材を製造するためのターゲット素材の例を示す断面図
である。
【図４】従来例に係るスパッター用ターゲットを示す断
面図である。
面図である。
【図５】図４のターゲット材の消耗した状態を示す断面
図である。
図である。
１ 底板 ２ 積層部 ３ ターゲット材 １０ バッキングプレート １１ 消耗部分 １２ 廃却部分 １３ ターゲット材 ２４ 反応槽 ２６ 敷板 ３４ 高周波電源
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の高融点金属からなる底板と，前記
底板の一面に積層された第２の高融点金属からなる積層
部とを備えたことを特徴とする高融点金属ターゲット
材。 - 【請求項２】 第１の高融点金属からなる底板の一面
に，ＣＶＤ法によって第２の高融点金属を積層させるこ
とを特徴とする高融点金属ターゲット材の製造方法。 - 【請求項３】 使用済の第１の高融点金属のターゲット
素材を所用寸法に加工して底板を形成し，この底板の一
面にＣＶＤ法によって第２の高融点金属を積層させるこ
とを特徴とする高融点金属ターゲット材の再利用方法。 - 【請求項４】 第１の高融点金属を底板部分に有する使
用済のターゲット素材を用い，この素材の消耗部分にＣ
ＶＤ法によって第２の高融点金属を積層させることを特
徴とする高融点金属ターゲット材の再利用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011792A JPH06158300A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 高融点金属ターゲット材，及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011792A JPH06158300A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 高融点金属ターゲット材，及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158300A true JPH06158300A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18001385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31011792A Pending JPH06158300A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 高融点金属ターゲット材，及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158300A (ja) |
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1992
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