JPH06228746A - 高融点金属スパッタターゲット - Google Patents

高融点金属スパッタターゲット

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JPH06228746A
JPH06228746A JP1840093A JP1840093A JPH06228746A JP H06228746 A JPH06228746 A JP H06228746A JP 1840093 A JP1840093 A JP 1840093A JP 1840093 A JP1840093 A JP 1840093A JP H06228746 A JPH06228746 A JP H06228746A
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JP
Japan
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target
refractory metal
backing plate
sputtering target
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1840093A
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English (en)
Inventor
Shigehiko Takaoka
重彦 高岡
Takehiko Hayashi
武彦 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Tungsten Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 品質の良い成膜を得ることができる高融点金
属スパッタターゲットとその製造方法を提供し,また,
この高融点金属スパッタターゲットの再利用方法を提供
すること。 【構成】 スパッタターゲット材を銅(Cu)製バッキ
ングプレート1の凹部に,この凹部以外の部分をステン
レス製のマスク2,3,4を施して,直接CVD法によ
って堆積形成する。この高融点金属スパッタターゲット
は,使用後,再び同様にして,CVD法によって高融点
金属が堆積されて再生される。 【効果】 高融点金属W,Moの高純度被膜を比較的容
易に得ることができるCVD法によるスパッタターゲッ
トにおいて,基板をCu製のバッキングプレートとし直
接CVD成膜することによりロー付け工程をなくすこと
ができる。さらに,CVD法では同種材料上の成膜がよ
り簡単であることから,使用済みのターゲットの消耗部
の再成膜による再生処理が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,IC電極及び配線材料
等の形成に用いられる高融点スパッタターゲット,その
製造方法及び使用済ターゲットの再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近,半導体素子の高集積化に伴い,I
C電極および配線材料として高純度の高融点金属が検討
されている。この種の電極及び配線材料は,スパッタタ
ーゲットや蒸着用ビレットの形で用意され,スパッタ,
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,電極及び配線パターンを形成している。
【0003】一般に,高融点金属のターゲット部は粉末
冶金法,或いは溶解法により作製された素材を機械加工
後,CuあるいはCu合金からなるバッキングプレート
に低融点金属を用いてロー付けによって接合される。
【0004】また,ターゲット部の高純度化の要求に対
して,CVD法によるターゲット材の作製が提案されて
いる。このCVD法によれば,粉末冶金法では得られに
くい6N(純度99.9999%)或いはそれ以上の高
純度ターゲットを作製し得る。
【0005】しかしながらその場合でも,上記ロー付け
による接合が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特に,高融点金属をタ
ーゲットとして用いた場合,一般にロー材との濡れ性が
悪いため,真空ロー付けあるいは強腐食性のフラックス
の採用など濡れ性の改善が必要となる。しかしながら,
ロー材の不要な部分への流れ,蒸発,フラックスの残留
等の逆効果も考えられ,その品質維持が難しいなどの問
題がある。
【0007】一方,スパッタターゲットの高純度化の要
求に対して,上記ロー付けによる接合法は,ロー材の蒸
発,フラックスやエッチング液残り等のターゲット汚染
の問題を生じ,前後工程或いは中間工程での洗浄が重要
な課題となる。
【0008】また,高融点金属ターゲットを構成する高
融点金属の代表であるタングステン(W)及びモリブデ
ン(Mo)は,耐酸化性が低いため,酸化の可能性が高
く真空ロー付けされる場合もある。さらに,W及びMo
はロー材との濡れ性が悪いためメッキ層の形成が必要と
なる場合もある。
【0009】図2は,スパッタターゲット使用時の消耗
状態をプレーナタイプのターゲットについて模式的に示
したものである。図2で示すように,高純度ターゲット
材50は両端に凹部を有する円板状のバッキングプレー
ト1の一端に,ロー材層52を介して接合されている。
符号51は,ターゲット材の表面からの消耗部である。
このようにターゲット材の消耗は全面的なものではな
く,ビームの当たる部分およびその周辺のみで選択的に
生じる。そのため,使用が進むにつれターゲット材50
の一部分のみが底部に近ずき,ついにはロー材層52或
いはバッキングプレート1が露出し,それらの成分もス
パッタされ成膜中に不純物として混入し,製品として使
用不能となる。
【0010】ところで,スパッタターゲットについて従
来より検討されていたが,図3で示すようにWからなる
CVD成膜層55を備えたターゲット材おいては,CV
D工程において成膜基板56としてターゲット材と同質
の圧延板を使用している。しかしながら,この圧延板は
通常CVD法により成膜されたものより純度が低く,上
記と同様な消耗現象により純度の低い基板がスパッタさ
れ製品の品質低下の原因となる。
【0011】一般に,高融点材料は高価であるが,その
圧延材における純度はCVD品よりも落ちるため,基板
部分はターゲット用素材として期待できず,使用後は何
ら損傷がないにもかかわらず全て破棄される。使用済み
のターゲットの消耗状態は,図2に示すように局部的で
あり高価なCVD膜の多くはそのまま破棄される。
【0012】そのため,ターゲット材の消耗がターゲッ
ト材底部に至る前に使用停止となり,図3に示す部分に
残されたターゲット材は未使用のまま廃棄処分となる
が,CVD成膜層を形成するCVD原料ガス(たとえ
ば,WF6 )は高価であるため極めて不経済である。
【0013】そこで,本発明の一技術的課題は,品質の
良い成膜を得ることができる高融点金属スパッタターゲ
ットとその製造方法を提供することにある。
【0014】さらに,本発明のもう一つの技術的課題
は,前記高融点金属スパッタターゲットを再生する方法
を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,ターゲ
ット材を挿着する凹部を備えたバッキングプレートと前
記凹部に挿入された高融点金属からなるターゲット材と
を有する高融点金属スパッタターゲットにおいて,前記
ターゲット材は,前記凹部上に直接堆積されていること
を特徴とする高融点金属スパッタターゲットが得られ
る。
【0016】また,本発明によれば,バッキングプレー
トの一面側の凹部に,直接CVD法により高融点金属ス
パッタターゲットの製造方法が得られる。
【0017】また,本発明によれば,使用済の高融点金
属ターゲットの高融点金属堆積面に,CVD法により高
融点金属を堆積させることを特徴とする高融点金属スパ
ッタターゲットの再生方法が得られる。
【0018】ここで,本発明において,高融点金属と
は,Mo又はWであることが好ましい。
【0019】また,本発明においては成膜用基板として
バッキングプレートを使用し,その上に直接ターゲット
材を成膜させる。バッキングプレートとしてしばしば使
用されるCuはW,Moと反応しないため汚染源とし
て,膜中に取り込まれる虞が少ない。
【0020】また,本発明においては,CVD法では不
要な部分をマスクすることにより,必要部分にのみ成膜
が可能であることから使用済みのターゲットを再洗浄す
ることにより,成膜基板としてリサイクル可能となる。
その際,得られたターゲット材の純度は,新規製作品と
代わらず6N或いはそれ以上の純度が得られる。
【0021】
【実施例】以下,本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0022】(実施例1)所定の寸法に加工されたCu
製のバッキングプレート1を市販のCu用エッチング液
(CPB−50)にてエッチングした後,温純水,アル
コールの順で超音波洗浄し,真空乾燥した。図1で示す
ように,バッキングプレートの成膜が不要である裏面,
側面等をマスキングし,反応槽内にセットした。なお,
マスク2,3,及び4は繰り返し使用が可能なようにス
テンレス材を採用した。
【0023】反応槽内を真空,Arパージを数回繰り返
した後,所定の減圧度とし基板温度を600℃に加熱し
た。温度が安定した後,高純度H2 を500cc/mi
n,WF6 を100cc/minそれぞれ導入し,水素
還元CVD成膜により高純度Wを被覆した結果,2μm
/minの成膜速度が得られた。その後,表面を研磨す
ることにより所定の板厚とし使用する。尚,図1に示す
ようにCVD層5はほぼマスク厚さ程度に厚く成膜する
ことにより,バッキングプレート1を研磨することなく
CVD層5のみ研磨した。これは,バッキングプレート
1の研磨粉による汚染を防ぐためである。また研磨時,
バッキングプレート1の裏面にA寸法厚の治具をセット
することにより,研磨圧力による変形を防ぎながら加工
した。このように,成膜されたW膜の純度を下記表1に
示す。
【0024】
【表1】
【0025】上記表1には,同時に粉末冶金法にて作製
されたWターゲット材の分析値の例を参考値として示
す。表1で示す通り,実施例1に係るWターゲット材は
明らかに有害な不純物元素が減少している。
【0026】(実施例2)実施例1より作製されたスパ
ッタターゲットの消耗速度は,使用条件が決まれば今ま
での経験値より決定できる。そこでターゲット材の消耗
がバッキングプレート部に至る前に再生処理を施す。
【0027】再生処理はターゲット材消耗部をフッ酸/
硝酸エッチング後,全体を希塩酸で洗浄し,さらに温純
水,アルコールにて洗浄,真空乾燥した上記使用済みタ
ーゲットを成膜用基板とした。成膜条件は実施例1と同
じに成膜し,実施例1と同様な高純度の高融点金属から
なるターゲット材を有する高融点金属スパッタターゲッ
トが得られた。
【0028】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明によれ
ば,ロー材等の汚染がなく,高純度の高融点金属スパッ
タターゲットとその製造方法を提供することができる。
【0029】また,本発明によれば,ロー付け工程を省
略することにより,高純度が必要なターゲット作製時に
おける汚染の可能性を減少させることができると共に,
工程の簡略化ができる高融点金属スパッタターゲットと
そ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,バッキングプレー
トに直接CVD成膜することにより,工程の簡略化が可
能となり,汚染の可能性が減少する高融点金属スパッタ
ターゲットとその製造方法を提供することができる。
【0031】また,本発明において,CVD法によれ
ば,一般に高純度被膜の形成が可能であるので,厚膜の
高速緻密成膜が可能となり,かつ密着性も十分な被膜を
得ることができる高融点金属スパッタターゲットとその
製造方法を提供することができる。
【0032】更に,本発明によれば,使用済みターゲッ
トを成膜基板とすることが出来るため,高価なCVD成
膜部の効率的な利用が可能となる高融点金属スパッタタ
ーゲットの再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る高融点金属スパッタ
ターゲットを示す図である。
【図2】従来のスパッタターゲットの一例を示す図であ
る。
【図3】従来のスパッタターゲットの他の一例を示す図
である。
【符号の説明】
1 バッキングプレート 2,3,4 マスク 5 CVD成膜層 10 スパッタターゲット 50 高純度ターゲット材 51 消耗部 52 ロー材層 55 CVD成膜層 56 成膜用基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲット材を挿着する凹部を備えたバ
    ッキングプレートと,前記凹部に挿入された高融点金属
    からなるターゲット材とを有する高融点金属スパッタタ
    ーゲットにおいて,前記ターゲット材は前記凹部に直接
    堆積されていることを特徴とする高融点金属スパッタタ
    ーゲット。
  2. 【請求項2】 バッキングプレートの一面側に形成され
    た凹部に,直接CVD法により,高融点金属を堆積させ
    ることを特徴とする高融点金属スパッタターゲットの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の高融点金属スパッタター
    ゲットの製造方法において,前記バッキングプレートの
    凹部以外の部分をマスクすることを特徴とするスパッタ
    ターゲットの製造方法。
  4. 【請求項4】 使用済の高融点金属スパッタターゲット
    の高融点金属堆積面に,CVD法により,高融点金属を
    堆積させることを特徴とする高融点金属スパッタターゲ
    ットの再生方法。
JP1840093A 1993-02-05 1993-02-05 高融点金属スパッタターゲット Pending JPH06228746A (ja)

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Effective date: 19970311