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Info
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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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- Japan
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- target
- sputtering
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- sputtering target
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16877794A JPH0813141A (ja) | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16877794A JPH0813141A (ja) | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813141A true JPH0813141A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15874277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16877794A Pending JPH0813141A (ja) | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813141A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0925564A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-28 | Japan Energy Corp | アルミニウムまたはアルミニウム合金スパッタリングターゲット |
| JPH1018028A (ja) * | 1996-07-05 | 1998-01-20 | Japan Energy Corp | アルミニウムまたはアルミニウム合金スパッタリングターゲット |
| JP2010280992A (ja) * | 2010-09-29 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲットの製造方法 |
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-
1994
- 1994-06-28 JP JP16877794A patent/JPH0813141A/ja active Pending
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