JPH0813141A - スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents

スパッタリングターゲット及びその製造方法

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JPH0813141A
JPH0813141A JP16877794A JP16877794A JPH0813141A JP H0813141 A JPH0813141 A JP H0813141A JP 16877794 A JP16877794 A JP 16877794A JP 16877794 A JP16877794 A JP 16877794A JP H0813141 A JPH0813141 A JP H0813141A
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JP
Japan
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target
sputtering
target material
sputtering target
hydrogen gas
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JP16877794A
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English (en)
Inventor
Sumimaru Fujiwara
澄丸 藤原
Hiroshi Tamai
宏 玉井
Minoru Matsuda
稔 松田
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RIYOUKA MASSEY KK
Original Assignee
RIYOUKA MASSEY KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積化されたLSIの配線路における断線
等を防止し、半導体装置の信頼性及び歩留りを高めるこ
とを可能とする、スパッタリングターゲット及びその製
造方法を提供する。 【構成】 ターゲット材がアルミニウム合金からなるス
パッタリングターゲットにおいて、ターゲット材中に残
存する酸化物の量を3ppm以下とすること、及び/又
は、ターゲット材中に残存する水素ガスの量を0.1pp
m以下とすることにより、スパッタリング時の異常放電
の発生回数を減らす。このターゲットから得られるLS
Iの配線中のパーティクル個数を減らし、その断線等を
防止する。また、本発明の製造方法は、真空雰囲気中で
排気を続けながら、溶融したターゲット素材中に不活性
ガスの気泡を送り込んでバブリングした後、更に真空又
は不活性ガス雰囲気中で、溶融したターゲット素材を冷
却固化することでスパッタリングターゲットを製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI等の配線膜の形
成に好適なアルミニウム合金から成るスパッタリングタ
ーゲット及びその製造方法に係り、詳しくはウェハの蒸
着膜中に形成されるパーティクルの発生を抑え、製品の
歩留りを高めるようにしたスパッタリングターゲット及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI等の半導体装置では、素子相互間
及び素子と外部との間の接続配線に主としてアルミニウ
ム配線が使用されている。アルミニウム配線を形成する
に当たっては、通常、ウェハ上にアルミニウム薄膜を蒸
着させるスパッタリング法が採用される。かかるスパッ
タリング法は、ステップカバレージに優れ、ウェハの温
度上昇を伴うことなく、しかもターゲット材の組成どお
りの蒸着膜が得られるという利点を有している。
【0003】スパッタリング法において使用されるスパ
ッタリングターゲットの素材としては、配線の機械的特
性等を向上させるために、アルミニウムに少量のSi元
素、或いは、Cu、Ti、Pd、Zr、Hf、及びY、Sc等
の1種又は2種以上の元素を添加した合金を使用してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタリ
ング法によりアルミニウム合金から成る配線膜をウェハ
上に形成すると、その配線膜中に、例えば、直径0.5
μmから10μm程度の微細な粒子(パーティクル)や
スプラッタが発生することが知られている。かかるパー
ティクルは、リソグラフィ等の後工程でも除去できず、
配線上に異物として残る場合がある。
【0005】近年の高集積・高密度化されたLSI等で
は、1μm以下の微細な配線幅の回路を備えたものが製
造されるに至っている。このため、従来の半導体装置の
製造ではあまり問題とされていなかった、1μm以下の
小さなサイズのパーティクルであっても、LSI等の配
線間を短絡させてこれを断線させるおそれがある。すな
わち、パーティクルは、LSI等においてその信頼性を
損ね或いは歩留りを低下させる原因となっている。
【0006】本発明は、上記LSI等の製造工程で配線
膜中に形成されるパーティクルの発生を抑え、高集積化
されたLSIの配線路における断線等を防止し、半導体
装置の信頼性及び歩留りを高めることを可能とする、ス
パッタリングターゲット及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、信頼性の
高い半導体装置の製造を可能とするスパッタリングター
ゲットを提供することを目的として、ターゲット材を成
すアルミニウム合金の製造の条件を変えて、多数のター
ゲットを試作し、これらターゲットを使用してスパッタ
リングを行うとともに、各ターゲット材の組成とウェハ
の蒸着膜上に発生するパーティクルとの関係について検
討を重ねた結果、本発明の基礎となる知見を得た。
【0008】前記知見によれば、従来のスパッタリング
ターゲットのターゲット材には、5ppm前後の酸化アル
ミニウム及び0.16ppm前後の水素ガスが残存し、そ
れら微量の酸化アルミニウム及び水素ガスによってター
ゲット面に突起部が形成される。かかる突起部はスパッ
タリング時に異常放電を引き起こす原因となっている。
【0009】スパッタリング時に上記異常放電が起きる
と、その部分におけるターゲット物質は、まとまって液
状又はクラスタ状になってスパッタ面から飛散し、ウェ
ハの蒸着膜上に付着して、これが核となって蒸着膜中に
パーティクルが形成される。本発明は、ターゲット材中
に残存する酸化物及び水素ガスの濃度を低下させること
によってスパッタリング中における異常放電の発生を阻
止することを基礎としている。
【0010】前記目的を達成するため、本発明のスパッ
タリングターゲットは、アルミニウム合金のターゲット
材中に残存する酸化物の量を3ppm以下にすること、及
び/又は、同ターゲット材中に残存する水素ガスの量を
0.1ppm以下にすることを特徴としている。
【0011】本発明の製造方法は、ターゲット素材がア
ルミニウム合金から成るスパッタリングターゲットの製
造方法において、真空雰囲気中でターゲット素材を溶解
する第1工程と、真空雰囲気中で溶融している前記ター
ゲット素材中に不活性ガスの気泡を送り込む第2工程
と、前記第2工程に引き続き、真空又は不活性ガス雰囲
気中で、ターゲット素材を固化する第3工程とを有する
ことを特徴としている。なお、不活性ガスとしては、A
rガスを使用することが望ましい。
【0012】
【作用】本発明に係るスパッタリングターゲットでは、
酸化物の残存量を3ppm以下とし、及び/又は、水素ガ
スの残存量を0.1ppm以下としているので、従来のタ
ーゲット材に比べてそのターゲット面に形成される突起
部の数を減少させることができる。このため、スパッタ
リングの際の異常放電の発生回数が大幅に減少し、ウェ
ハの蒸着膜上に形成されるパーティクルの発生を抑える
ことができる。
【0013】また、本発明の製造方法では、真空雰囲気
中で排気を続けながら、溶融しているターゲット素材を
不活性ガスでバブリングする構成により、不活性ガスの
気泡が、溶融しているターゲット素材中の酸化アルミニ
ウム及び水素ガスを捕獲して外部に排気するため、得ら
れたスパッタリングターゲット中におけるこれらの含有
量を低く抑えることができる。
【0014】
【実施例】本発明の効果を確認するため、以下のごと
く、本発明の実施例に係るスパッタリングターゲット
と、比較例のスパッタリングターゲットとをそれぞれ試
作し、各試作品のターゲットを用いてスパッタリングを
実施し、夫々の場合について、異常放電の発生回数、及
び、ウェハの蒸着膜に形成されるパーティクルの個数を
測定することとした。
【0015】評価対象である、実施例1及び実施例2の
ターゲットは、以下の手順によって製造した。先ず、電
解炉に高純度のアルミニウムとSi及びCuの添加材料と
を入れ、真空雰囲気中でこれらターゲット素材を溶解し
た。このとき、真空ポンプによる到達真空度は、実施例
1のターゲットに対して2.3 ×10-4Torr、実施例
2のターゲットに対して4.0 ×10-3Torrとした。
【0016】続いて、真空雰囲気中で真空ポンプによる
排気を続けながら、溶融したターゲット素材中にArガ
スの気泡を送り込んで、1時間のバブリングを行った。
この処理では、溶融したターゲット素材中に残存する酸
化アルミニウム及び水素ガスを、細かいArガスの気泡
によって捕獲して外部に排気した。
【0017】次に、真空雰囲気中で真空ポンプによる排
気を続けながら、溶融したターゲット素材を冷却固化し
て直径250mm程度のアルミニウム合金の丸棒のインゴ
ットを製作した。引き続き、丸棒のインゴットに鍛造又
は圧延などの圧縮加工を施した後、所望の形状のターゲ
ット材に加工して、スパッタリングターゲットを製造し
た。
【0018】比較例のターゲットの製造は、以下の手順
によって行った。先ず、電解炉に高純度のアルミニウム
とSi及びCuの添加材料とを入れ、大気中でこれらター
ゲット素材を溶解した。続いて、大気中で、溶融してい
るターゲット素材にArガスの気泡を送り込んで、1時
間のバブリングを行った。
【0019】次に、溶融したターゲット素材を、大気中
で冷却固化して丸棒のインゴットを製作した。次いで、
実施例1及び2と同様に丸棒のインゴットに圧縮加工を
施した後、所望の形状のターゲット材に加工して、スパ
ッタリングターゲットを製造した。
【0020】各試料ターゲット中の含有水素ガス量及び
含有酸化物量を測定した結果、実施例1で0.05ppm
の水素ガス及び0.5ppmの酸化物が、実施例2で0.
09ppmの水素ガス及び2.1ppmの酸化物が、比較例で
0.16ppmの水素ガス及び4.6ppmの酸化物が、それ
ぞれ検出された。なお、各試料ターゲットの含有水素ガ
ス量の測定には酸溶解残さ量測定法を採用し、含有酸化
物量の測定には真空加熱抽出法を採用した。
【0021】各試料ターゲットを使用してスパッタリン
グを実施するに当たっては、日本真空技術株式会社製の
スパッタ装置MLX3000を採用し、スパッタ電力を
6.5kw、スパッタ室内のアルゴンガス圧力を4mTorr
とした条件下で、6インチのSiウェハに10000オ
ングストロームの蒸着膜を形成することとした。各試料
ターゲットを使用してスパッタリングを実施した結果、
表1に示す測定データが得られた。
【0022】
【表1】
【0023】上記表1から理解できるように、含有水素
ガス量及び含有酸化物量が最も少ない実施例1のターゲ
ットによると、発生する異常放電の回数が1と最も少
く、これに伴ってパーティクル平均個数が4個と最も少
ない。含有水素ガス量及び含有酸化物量が比較例の1/
2程度の実施例2のターゲットの場合には、異常放電の
発生回数が3、これに伴ってパーティクル平均個数が1
2個と、比較例のターゲット試料の異常放電回数13及
びパーティクル平均個数43に比して充分に少ない。
【0024】以上において、実施例1及び2の試料ター
ゲットでは、ターゲット材中に残存している酸化物量及
び水素ガス量を少なくしたことにより、スパッタリング
中の異常放電の発生回数が減少し、これによってウェハ
薄膜中に形成されるパーティクル個数が減少したと考え
られる。これら実施例の試料ターゲットでは、従来のス
パッタリングターゲットに比して、パーティクルによっ
て回路配線が断線するのを防止できるので、半導体装置
の信頼性及び歩留りを高めることができる。
【0025】本発明のスパッタリングターゲットでは、
ターゲット材中の酸化物の残存量を3ppm以下とするこ
と、及び/又は、水素ガスの残存量を0.1ppm以下と
することとしているので、従来のスパッタリングターゲ
ットに比して、スパッタリング中の異常放電の発生回数
を減らし、ウェハ薄膜中に形成されるパーティクル個数
を減少させることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明のスパッタリ
ングターゲット及び本発明の方法で製造されるスパッタ
リングターゲットによれば、スパッタリングの際にスパ
ッタ面において発生する異常放電の回数を減少させ、ウ
ェハの蒸着膜上に形成されるパーティクルの個数を減ら
すことができる。したがって、パーティクルに起因する
回路配線の断線を防ぐことができ、半導体装置の信頼性
及び歩留りを高めることができるという顕著な効果を奏
する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金から成るターゲット材
    中に残存する酸化物の量を3ppm以下にしたことを特徴
    とするスパッタリングターゲット。
  2. 【請求項2】 前記ターゲット材中に残存する水素ガス
    の量を0.1ppm以下にしたことを特徴とする、請求項
    1に記載のスパッタリングターゲット。
  3. 【請求項3】 アルミニウム合金から成るターゲット材
    中に残存する水素ガスの量を0.1ppm以下にしたこと
    を特徴とするスパッタリングターゲット。
  4. 【請求項4】 ターゲット素材がアルミニウム合金から
    成るスパッタリングターゲットの製造方法において、 真空雰囲気中でターゲット素材を溶解する第1工程と、 真空雰囲気中で溶融している前記ターゲット素材中に不
    活性ガスの気泡を送り込む第2工程と、 前記第2工程に引き続き、真空又は不活性ガス雰囲気中
    で、ターゲット素材を固化する第3工程とを有すること
    を特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
JP16877794A 1994-06-28 1994-06-28 スパッタリングターゲット及びその製造方法 Pending JPH0813141A (ja)

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