JPH1060633A - スパッタリングターゲットならびに半導体素子及びそれらの製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲットならびに半導体素子及びそれらの製造方法Info
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- JPH1060633A JPH1060633A JP21635196A JP21635196A JPH1060633A JP H1060633 A JPH1060633 A JP H1060633A JP 21635196 A JP21635196 A JP 21635196A JP 21635196 A JP21635196 A JP 21635196A JP H1060633 A JPH1060633 A JP H1060633A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 純度９９．９９９９重量％以上の銅からなる
スパッタリングターゲット、及び銅を用いたスパッタリ
ングターゲットを用いて配線された、耐酸化性、耐エレ
クトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーショ
ン性に優れた銅配線を持つ半導体素子を提供する。 【解決手段】 ガス成分を除いた純度９９．９９９９重
量％以上の銅からスパッタリングターゲットを作成し
て、このスパッタリングターゲットを用いて成膜された
配線を、真空中又は不活性ガス雰囲気で４５０゜Ｃ未満
の温度の熱処理を行うことにより、配線の結晶粒を粗大
化して、粗大化した配線の結晶粒の大きさが２μｍ以上
にして、粗大化した配線の結晶粒の幅と長さの比を６倍
以上、厚さと長さの比を２．５倍以上にする。
スパッタリングターゲット、及び銅を用いたスパッタリ
ングターゲットを用いて配線された、耐酸化性、耐エレ
クトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーショ
ン性に優れた銅配線を持つ半導体素子を提供する。 【解決手段】 ガス成分を除いた純度９９．９９９９重
量％以上の銅からスパッタリングターゲットを作成し
て、このスパッタリングターゲットを用いて成膜された
配線を、真空中又は不活性ガス雰囲気で４５０゜Ｃ未満
の温度の熱処理を行うことにより、配線の結晶粒を粗大
化して、粗大化した配線の結晶粒の大きさが２μｍ以上
にして、粗大化した配線の結晶粒の幅と長さの比を６倍
以上、厚さと長さの比を２．５倍以上にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】銅からなるスパッタリングタ
ーゲット、及び銅からなるスパッタリングターゲットを
用いて成膜された配線を有する半導体素子に関する。
ーゲット、及び銅からなるスパッタリングターゲットを
用いて成膜された配線を有する半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のＬＳＩ製作技術の進歩はめざまし
く、配線幅の微細化の実現によってＬＳＩから超ＬＳＩ
へ、さらに超々ＬＳＩへと急速に発展して、高集積化の
ために配線幅の微細化が進んでいる。６４メガビット以
上のＤＲＡＭ等の、線幅０．３μｍ以下の微細加工を必
要とする次世代ＬＳＩの配線材料として、とりわけ銅
（Ｃｕ）が有力視されている。
く、配線幅の微細化の実現によってＬＳＩから超ＬＳＩ
へ、さらに超々ＬＳＩへと急速に発展して、高集積化の
ために配線幅の微細化が進んでいる。６４メガビット以
上のＤＲＡＭ等の、線幅０．３μｍ以下の微細加工を必
要とする次世代ＬＳＩの配線材料として、とりわけ銅
（Ｃｕ）が有力視されている。
【０００３】従来より、シリコン基板上に形成されるＬ
ＳＩの配線材料としては、Ａｌ合金の薄膜が広く利用さ
れているが、Ａｌ合金による配線は純金属Ａｌと比較し
て比抵抗が高く、さらにエレクトロマイグレーションや
ストレスマイグレーションによる断線、コンタクト部で
のＳｉの析出、熱処理によるヒロックの発生等がおこっ
ている。このようなＡｌ合金に代わる配線材料として銅
が検討されており、銅はＡｌに比べて電気抵抗が低いの
で電流密度を大きくとることができ、かつ融点が４００
゜Ｃ以上高いことからエレクトロマイグレーション性が
高いが、銅配線は耐酸化性が低いので層間絶縁膜堆積時
に配線の内部まで酸化が進行し電気抵抗が増大する傾向
がある。
ＳＩの配線材料としては、Ａｌ合金の薄膜が広く利用さ
れているが、Ａｌ合金による配線は純金属Ａｌと比較し
て比抵抗が高く、さらにエレクトロマイグレーションや
ストレスマイグレーションによる断線、コンタクト部で
のＳｉの析出、熱処理によるヒロックの発生等がおこっ
ている。このようなＡｌ合金に代わる配線材料として銅
が検討されており、銅はＡｌに比べて電気抵抗が低いの
で電流密度を大きくとることができ、かつ融点が４００
゜Ｃ以上高いことからエレクトロマイグレーション性が
高いが、銅配線は耐酸化性が低いので層間絶縁膜堆積時
に配線の内部まで酸化が進行し電気抵抗が増大する傾向
がある。
【０００４】これらの問題点を解決するため特公平５−
８７１７３号では、銅の酸化温度より低い温度で、銅配
線膜を覆うように酸素含有絶縁膜を付着させて、銅の高
温処理時の酸化を防ぐ方法が示されている。また、特開
平３−１６６７３１号には、銅膜を被着後熱処理するこ
とで結晶粒径を巨大化して銅の耐酸化性を向上させる技
術が開示されている。さらに、特開平５−４７７６０号
には、電気陰性度の異なる元素を添加した銅合金を用い
て成膜する技術が示されている。
８７１７３号では、銅の酸化温度より低い温度で、銅配
線膜を覆うように酸素含有絶縁膜を付着させて、銅の高
温処理時の酸化を防ぐ方法が示されている。また、特開
平３−１６６７３１号には、銅膜を被着後熱処理するこ
とで結晶粒径を巨大化して銅の耐酸化性を向上させる技
術が開示されている。さらに、特開平５−４７７６０号
には、電気陰性度の異なる元素を添加した銅合金を用い
て成膜する技術が示されている。
【０００５】また、特開平５−３１１４２４号に記載さ
れているように、銅にＴｉ、Ｚｎを微量元素として添加
することも有効であり、例えば、Ｔｉの添加には、耐食
性、素子基板への付着強度増、耐エレクトロマイグレー
ション性増の効果がある。
れているように、銅にＴｉ、Ｚｎを微量元素として添加
することも有効であり、例えば、Ｔｉの添加には、耐食
性、素子基板への付着強度増、耐エレクトロマイグレー
ション性増の効果がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の技
術においては、添加金属を均一に分散させることが必要
であり、そのために例えば純度９９．９９９９重量％の
銅にＴｉを添加したスパッタリングターゲットを作成す
る場合では、鋳塊を急冷して添加元素の析出を防止しな
ければならない。このためには急冷可能な連続鋳造装置
等を必要とした。またＴｉの純度が９９．９９重量％と
低いために意図しない不純物の混入を招き、薄膜の特性
制御が難しいという問題があった。
術においては、添加金属を均一に分散させることが必要
であり、そのために例えば純度９９．９９９９重量％の
銅にＴｉを添加したスパッタリングターゲットを作成す
る場合では、鋳塊を急冷して添加元素の析出を防止しな
ければならない。このためには急冷可能な連続鋳造装置
等を必要とした。またＴｉの純度が９９．９９重量％と
低いために意図しない不純物の混入を招き、薄膜の特性
制御が難しいという問題があった。
【０００７】前述のように銅配線を用いるにあたり種々
の技術改良がなされているが多くの課題が残されており
十分満足できるものではなかった。
の技術改良がなされているが多くの課題が残されており
十分満足できるものではなかった。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、純度９９．９９９９重量％以上の銅か
らなるスパッタリングターゲット、及び銅を用いたスパ
ッタリングターゲットを用いて配線された、耐酸化性、
耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレ
ーション性に優れた銅配線を持つ半導体素子を提供する
ことを目的とする。
れたものであり、純度９９．９９９９重量％以上の銅か
らなるスパッタリングターゲット、及び銅を用いたスパ
ッタリングターゲットを用いて配線された、耐酸化性、
耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレ
ーション性に優れた銅配線を持つ半導体素子を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のスパッ
タリングターゲットは、銅からなるスパッタリングター
ゲットであって、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素
（Ｃ）と水素（Ｈ）のガス成分を除いた純度９９．９９
９９重量％以上の銅からなることを特徴とする。
タリングターゲットは、銅からなるスパッタリングター
ゲットであって、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素
（Ｃ）と水素（Ｈ）のガス成分を除いた純度９９．９９
９９重量％以上の銅からなることを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明の半導体素子は、請求項１
に記載のスパッタリングターゲットを用いて成膜された
配線を有することを特徴とする。
に記載のスパッタリングターゲットを用いて成膜された
配線を有することを特徴とする。
【００１１】請求項３の発明の半導体素子は、銅からな
るスパッタリングターゲットを用いて成膜された配線を
有する半導体素子であって、真空中又は不活性ガス雰囲
気で４５０゜Ｃ未満の温度の熱処理で配線の結晶粒を粗
大化したことを特徴とする。
るスパッタリングターゲットを用いて成膜された配線を
有する半導体素子であって、真空中又は不活性ガス雰囲
気で４５０゜Ｃ未満の温度の熱処理で配線の結晶粒を粗
大化したことを特徴とする。
【００１２】請求項４の発明の半導体素子は、請求項２
と請求項３の双方の特徴を同時に兼ね備えたことを特徴
とする。
と請求項３の双方の特徴を同時に兼ね備えたことを特徴
とする。
【００１３】請求項５の発明は、請求項３又は４に記載
の半導体素子において、粗大化した配線の結晶粒の大き
さが２μｍ以上であることを特徴とする。
の半導体素子において、粗大化した配線の結晶粒の大き
さが２μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】請求項６の発明は、請求項３〜５の何れか
に記載の半導体素子において、粗大化した配線の結晶粒
の長さ／幅の値が６以上であり、長さ／厚さの値が２．
５以上であることを特徴とする。
に記載の半導体素子において、粗大化した配線の結晶粒
の長さ／幅の値が６以上であり、長さ／厚さの値が２．
５以上であることを特徴とする。
【００１５】請求項７の発明のスパッタリングターゲッ
トの製造方法は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素
（Ｃ）と水素（Ｈ）のガス成分を除いた純度９９．９９
９９重量％以上の銅を真空中又は不活性ガス雰囲気中で
溶解する溶解工程と、溶解した銅を真空中又は不活性ガ
ス雰囲気中で鋳造する鋳造工程とを有することを特徴と
する。
トの製造方法は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素
（Ｃ）と水素（Ｈ）のガス成分を除いた純度９９．９９
９９重量％以上の銅を真空中又は不活性ガス雰囲気中で
溶解する溶解工程と、溶解した銅を真空中又は不活性ガ
ス雰囲気中で鋳造する鋳造工程とを有することを特徴と
する。
【００１６】請求項８の発明の半導体素子の製造方法
は、請求項１に記載のスパッタリングターゲットを用い
て配線を成膜する配線工程を有することを特徴とする。
は、請求項１に記載のスパッタリングターゲットを用い
て配線を成膜する配線工程を有することを特徴とする。
【００１７】請求項９の発明の半導体素子の製造方法
は、銅からなるスパッタリングターゲットを用いて配線
を成膜する配線工程を有する半導体素子の製造方法であ
って、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、４５０゜Ｃ未
満の温度で配線の結晶粒を粗大化する熱処理工程を有す
ることを特徴とする。
は、銅からなるスパッタリングターゲットを用いて配線
を成膜する配線工程を有する半導体素子の製造方法であ
って、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、４５０゜Ｃ未
満の温度で配線の結晶粒を粗大化する熱処理工程を有す
ることを特徴とする。
【００１８】請求項１０の発明の半導体素子の製造方法
は、請求項８と請求項９の双方の特徴を同時に兼ね備え
たことを特徴とする。
は、請求項８と請求項９の双方の特徴を同時に兼ね備え
たことを特徴とする。
【００１９】請求項１１の発明は、請求項９又は１０に
記載の半導体素子の製造方法において、配線の結晶粒の
大きさが２μｍ以上になるまで粗大化を行うことを特徴
とする。
記載の半導体素子の製造方法において、配線の結晶粒の
大きさが２μｍ以上になるまで粗大化を行うことを特徴
とする。
【００２０】請求項１２の発明は、請求項９〜１１の何
れかに記載の半導体素子の製造方法において、配線の結
晶粒の長さ／幅の値が６以上、且つ、長さ／厚さの値が
２．５以上になるまで粗大化を行うことを特徴とする。
れかに記載の半導体素子の製造方法において、配線の結
晶粒の長さ／幅の値が６以上、且つ、長さ／厚さの値が
２．５以上になるまで粗大化を行うことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】発明者らの研究により、新たに銅
配線膜の酸化進行メカニズムを調査した結果、結晶粒界
より酸化が進行していくこと、及び高純度銅の特徴の一
つである低い再結晶温度と結晶粒の粗大化効果を利用し
た擬似的な単結晶もしくは結晶粒の粗大化した結晶を有
する配線は耐酸化性が高いことが分かった。
配線膜の酸化進行メカニズムを調査した結果、結晶粒界
より酸化が進行していくこと、及び高純度銅の特徴の一
つである低い再結晶温度と結晶粒の粗大化効果を利用し
た擬似的な単結晶もしくは結晶粒の粗大化した結晶を有
する配線は耐酸化性が高いことが分かった。
【００２２】ガス成分（Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度
９９．９９９９重量％以上の銅からなるスパッタリング
ターゲットをスパッタ法により素子に成膜された銅配線
は、真空もしくは不活性ガス中で４５０゜Ｃ未満の温度
で熱処理すことで配線中の結晶粒を成長させることによ
り、耐酸化性、耐エレクトロマイグレーション性、及び
耐ストレスマイグレーション性に優れた特性を示すよう
になる。
９９．９９９９重量％以上の銅からなるスパッタリング
ターゲットをスパッタ法により素子に成膜された銅配線
は、真空もしくは不活性ガス中で４５０゜Ｃ未満の温度
で熱処理すことで配線中の結晶粒を成長させることによ
り、耐酸化性、耐エレクトロマイグレーション性、及び
耐ストレスマイグレーション性に優れた特性を示すよう
になる。
【００２３】スパッタリングターゲットは以下に示す方
法により作成する。
法により作成する。
【００２４】銅はガス成分（Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた
純度９９．９９９９重量％以上のものを用いる。この理
由はこの純度より低いものを用いると、微量不純物が作
用して所定の効果が得られなくなるからである。また、
これらに微量不純物として含まれるものは溶解以降の処
理では除去することができないからである。
純度９９．９９９９重量％以上のものを用いる。この理
由はこの純度より低いものを用いると、微量不純物が作
用して所定の効果が得られなくなるからである。また、
これらに微量不純物として含まれるものは溶解以降の処
理では除去することができないからである。
【００２５】上記純度についてガス成分（Ｏ，Ｎ，Ｃ，
Ｈ）を除くのは、通常の純度を示すファイブナインすな
わち９９．９９９重量％やシックスナイン９９．９９９
９重量％と表示される純度には、金属中に含有されるガ
ス成分、例えばＯであれば酸素ガス、酸化物を構成する
Ｏ分、Ｃであれば炭化物、ガス、炭化水素、Ｓであれば
Ｓ硫化物、亜硫酸過物、ガス、Ｈであれば水、ガス、ア
ンモニアガス、水素化物等が挙げられるがこれらのガス
成分は通常分析されず、金属成分の分析結果から純度が
表示されるため、実際の純度は不明となっている。従っ
て、本明細書においては、ガス成分（Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈ）
を除いた純度で表すことにした。
Ｈ）を除くのは、通常の純度を示すファイブナインすな
わち９９．９９９重量％やシックスナイン９９．９９９
９重量％と表示される純度には、金属中に含有されるガ
ス成分、例えばＯであれば酸素ガス、酸化物を構成する
Ｏ分、Ｃであれば炭化物、ガス、炭化水素、Ｓであれば
Ｓ硫化物、亜硫酸過物、ガス、Ｈであれば水、ガス、ア
ンモニアガス、水素化物等が挙げられるがこれらのガス
成分は通常分析されず、金属成分の分析結果から純度が
表示されるため、実際の純度は不明となっている。従っ
て、本明細書においては、ガス成分（Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈ）
を除いた純度で表すことにした。
【００２６】銅の溶解・鋳造においては特開平５−３１
１４２４号に記載の連続鋳造方法が利用できるが、溶解
を単独で行ってから鋳造を後で行うバッチ方式を用いて
もよく、溶解時の不純物の混入を避けるために不純物の
混入対策を講じた溶解炉や鋳造炉であれば使用できる。
１４２４号に記載の連続鋳造方法が利用できるが、溶解
を単独で行ってから鋳造を後で行うバッチ方式を用いて
もよく、溶解時の不純物の混入を避けるために不純物の
混入対策を講じた溶解炉や鋳造炉であれば使用できる。
【００２７】溶解の雰囲気としては不活性ガス中もしく
は真空中とする。これは銅中に存在する微量不純物の一
部が揮発除去できること、また大気中で溶解した場合雰
囲気中の酸素と反応し銅の酸化物が生成して銅を汚染す
るためである。
は真空中とする。これは銅中に存在する微量不純物の一
部が揮発除去できること、また大気中で溶解した場合雰
囲気中の酸素と反応し銅の酸化物が生成して銅を汚染す
るためである。
【００２８】鋳造中にも溶解時と同様な理由で不活性ガ
ス雰囲気もしくは真空中で行う必要がある。この雰囲気
は金属が凝固・冷却するまで継続させるが、冷却は急冷
や徐冷のどちらでもよいが、急冷のほうが好ましい。
ス雰囲気もしくは真空中で行う必要がある。この雰囲気
は金属が凝固・冷却するまで継続させるが、冷却は急冷
や徐冷のどちらでもよいが、急冷のほうが好ましい。
【００２９】鋳造によって得た凝固後の金属（鋳塊）は
必要に応じて圧延や鍛造・切削加工等の機械加工を実施
してスパッタリングターゲットとする。
必要に応じて圧延や鍛造・切削加工等の機械加工を実施
してスパッタリングターゲットとする。
【００３０】このスパッタリングターゲットを用いて薄
膜形成処理を行う。
膜形成処理を行う。
【００３１】形成された薄膜配線は、真空あるいは不活
性ガス中で４５０゜Ｃ未満の温度において熱処理する。
性ガス中で４５０゜Ｃ未満の温度において熱処理する。
【００３２】熱処理雰囲気としては雰囲気中に酸素の巻
き込みを避けるために真空中で行うか、不活性ガス中で
行うことが望ましい。
き込みを避けるために真空中で行うか、不活性ガス中で
行うことが望ましい。
【００３３】なお、本実施の形態では不活性ガスとして
高純度アルゴンを使用した。この高純度アルゴンには、
太陽東洋酸素社製のＵグレード（６Ｎ＝９９．９９９９
％、不純物０．１ｐｐｍ以下）を用いた。またアルゴン
中の、Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈの濃度をは以下の通りである。
高純度アルゴンを使用した。この高純度アルゴンには、
太陽東洋酸素社製のＵグレード（６Ｎ＝９９．９９９９
％、不純物０．１ｐｐｍ以下）を用いた。またアルゴン
中の、Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈの濃度をは以下の通りである。
【００３４】Ｏ ＝＜ ０．１ ｐｐｍ Ｎ ＝＜ １ ｐｐｍ Ｃ ＝＜ ０．１ ｐｐｍ Ｈ ＝＜ ０．１ ｐｐｍ この熱処理だけで配線材料の組成によっては、雰囲気中
にわずかに存在する残存酸素により、薄膜配線が酸化し
て酸化膜層を自己形成する場合がある。
にわずかに存在する残存酸素により、薄膜配線が酸化し
て酸化膜層を自己形成する場合がある。
【００３５】この熱処理温度を４５０゜Ｃ未満で行うこ
とが本発明の特徴の１つである。
とが本発明の特徴の１つである。
【００３６】熱処理温度が高いと配線材と下地材との熱
膨張の差に起因して配線部の剥離が生じたり、残留応力
が原因でストレスマイグレーションを引き起こしたりす
る。
膨張の差に起因して配線部の剥離が生じたり、残留応力
が原因でストレスマイグレーションを引き起こしたりす
る。
【００３７】熱処理によって残留応力が下がり比抵抗を
下げることができるが、高純度銅を用いて成膜した配線
は銅の再結晶化が進む。
下げることができるが、高純度銅を用いて成膜した配線
は銅の再結晶化が進む。
【００３８】これにより擬似的な単結晶もしくは結晶粒
の粗大化した結晶を有する配線が得られる。
の粗大化した結晶を有する配線が得られる。
【００３９】以下に本発明に係る実施例及び比較例を図
面を参照しながら詳述する。
面を参照しながら詳述する。
【００４０】（実施例１）本実施例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９重量％の銅か
らバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の
熱処理を行ったときの例を示すものである。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９重量％の銅か
らバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の
熱処理を行ったときの例を示すものである。
【００４１】図１は、本実施例に係るスパッタリングタ
ーゲットの製造方法の処理の流れを示したフローチャー
トである。
ーゲットの製造方法の処理の流れを示したフローチャー
トである。
【００４２】また、図２は、本実施例に用いたバッチ式
鋳造炉の概略断面図である。以下の説明において図２の
概略断面図を参照しながら説明する。
鋳造炉の概略断面図である。以下の説明において図２の
概略断面図を参照しながら説明する。
【００４３】図２の高純度カーボン製るつぼ２１の中
に、ガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％の銅２
２を約１０Ｋｇ充填した。なお、るつぼ２１はあらかじ
め超高純度アルゴン雰囲気中で１５００゜Ｃで５時間カ
ラ焼きを行ったものを使用した。
に、ガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％の銅２
２を約１０Ｋｇ充填した。なお、るつぼ２１はあらかじ
め超高純度アルゴン雰囲気中で１５００゜Ｃで５時間カ
ラ焼きを行ったものを使用した。
【００４４】溶解室の真空排気及び高純度アルゴンガス
置換を数回繰り返した後、昇温・溶解を開始した。そし
て、原料の銅２２が完全に溶解してから、るつぼ２１の
底部から徐冷して凝固させた。得られた鋳塊は直径１０
ｃｍ、厚さ１４ｃｍの円筒形をしていて、鋳塊には鋳造
欠陥がなく、鋳塊は単結晶に近いものであった。これを
原料として鍛造により厚さ３ｃｍに加工した。
置換を数回繰り返した後、昇温・溶解を開始した。そし
て、原料の銅２２が完全に溶解してから、るつぼ２１の
底部から徐冷して凝固させた。得られた鋳塊は直径１０
ｃｍ、厚さ１４ｃｍの円筒形をしていて、鋳塊には鋳造
欠陥がなく、鋳塊は単結晶に近いものであった。これを
原料として鍛造により厚さ３ｃｍに加工した。
【００４５】この鍛造によって、鋳塊の組織が微細化し
てスパッタリングターゲットに適した微細多結晶になっ
た。
てスパッタリングターゲットに適した微細多結晶になっ
た。
【００４６】次に硝酸により鋳塊の表面の汚染層を除去
した後、高純度アルゴン雰囲気中で１３５゜Ｃで３０分
間焼鈍し加工歪を除去した。焼鈍後の鋳塊の結晶粒径は
１ｍｍ以下であった。次にクロス圧延をおこなって厚さ
７ｍｍの板に加工した。得られた圧延板の表面研削及び
外形加工を行って、直径６インチ、厚さ５ｍｍの円盤に
した。次に有機溶剤による円盤の洗浄後、希硝酸を用い
て円盤にエッチングを行いスパッタリングターゲットと
した。
した後、高純度アルゴン雰囲気中で１３５゜Ｃで３０分
間焼鈍し加工歪を除去した。焼鈍後の鋳塊の結晶粒径は
１ｍｍ以下であった。次にクロス圧延をおこなって厚さ
７ｍｍの板に加工した。得られた圧延板の表面研削及び
外形加工を行って、直径６インチ、厚さ５ｍｍの円盤に
した。次に有機溶剤による円盤の洗浄後、希硝酸を用い
て円盤にエッチングを行いスパッタリングターゲットと
した。
【００４７】スパッタリングターゲットの不純物分析は
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分は原料の分析値と同じであり、その分析結果を図
３の表に示した。
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分は原料の分析値と同じであり、その分析結果を図
３の表に示した。
【００４８】以上のようにして得られたスパッタリング
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００Ｗとして、Ｓｉ基板上に堆積させた。次に高純
度アルゴンガス雰囲気中で１００゜Ｃで１時間の熱処理
を行った。この処理により銅配線の結晶粒は熱処理の前
後で０．１μｍから２．１μｍに変化した。
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００Ｗとして、Ｓｉ基板上に堆積させた。次に高純
度アルゴンガス雰囲気中で１００゜Ｃで１時間の熱処理
を行った。この処理により銅配線の結晶粒は熱処理の前
後で０．１μｍから２．１μｍに変化した。
【００４９】次に保護膜としてＣＶＤ法により厚さ０．
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃで２
０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。そ
の結果試料の断線不良率は０．３％であり、その結果を
図３の表に併せて示した。
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃで２
０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。そ
の結果試料の断線不良率は０．３％であり、その結果を
図３の表に併せて示した。
【００５０】（実施例２）本実施例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９重量％の銅か
らバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に熱処理を行わなっかたときの例を示すもの
である。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９重量％の銅か
らバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に熱処理を行わなっかたときの例を示すもの
である。
【００５１】実施例１に記載したスパッタリングターゲ
ットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μｍ、厚さ
０．８μｍの銅配線を形成した。なお、成膜条件は実施
例１と同じである。なお、その詳細な方法は、実施例１
と同じであるので省略する。
ットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μｍ、厚さ
０．８μｍの銅配線を形成した。なお、成膜条件は実施
例１と同じである。なお、その詳細な方法は、実施例１
と同じであるので省略する。
【００５２】薄膜試料は実施例１に記載の熱処理を行わ
ないままでＣＶＤ法により厚さ０．８μｍのＳｉＮ保護
膜を堆積させた。この試料について電流密度１×１０6
Ａ／ｃｍ2 、雰囲気温度２００゜Ｃにて２０００時間の
加速試験を行った。その結果試料の断線不良率は１．０
％であり、図３の表に併せて示した。
ないままでＣＶＤ法により厚さ０．８μｍのＳｉＮ保護
膜を堆積させた。この試料について電流密度１×１０6
Ａ／ｃｍ2 、雰囲気温度２００゜Ｃにて２０００時間の
加速試験を行った。その結果試料の断線不良率は１．０
％であり、図３の表に併せて示した。
【００５３】（実施例３）本実施例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９９重量％の銅
からバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲット
を作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配
線した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間
の熱処理を行ったときの例を示すものである。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９９重量％の銅
からバッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲット
を作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配
線した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間
の熱処理を行ったときの例を示すものである。
【００５４】純度９９．９９９９９重量％の銅を用いた
こと以外は実施例１に記載の方法と同様に行った。スパ
ッタリングターゲットの作成方法及び銅の配線方法、不
純物金属の分析方法、及び断線不良率の測定法法は、実
施例１と同じであるので省略する。
こと以外は実施例１に記載の方法と同様に行った。スパ
ッタリングターゲットの作成方法及び銅の配線方法、不
純物金属の分析方法、及び断線不良率の測定法法は、実
施例１と同じであるので省略する。
【００５５】不純金属物の分析結果と断線不良率の測定
結果を図３の表に併せて示した。なお、このときのは断
線不良率は０．１５％であった。
結果を図３の表に併せて示した。なお、このときのは断
線不良率は０．１５％であった。
【００５６】（実施例４）本実施例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９９重量％の銅
から連続式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の
熱処理を行ったときの例を示すものである。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９９９９重量％の銅
から連続式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを
作成して、このスパッタリングターゲットを用いて配線
した銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の
熱処理を行ったときの例を示すものである。
【００５７】図１は、本実施例に係るスパッタリングタ
ーゲットの製造方法の処理の流れを示したフローチャー
トである。
ーゲットの製造方法の処理の流れを示したフローチャー
トである。
【００５８】また、図４は、本実施例に用いた連続式鋳
造炉の概略断面図である。以下の説明において図４の概
略断面図を参照しながら説明する。
造炉の概略断面図である。以下の説明において図４の概
略断面図を参照しながら説明する。
【００５９】図４の連続式鋳造炉は、図２に示した鋳造
装置とは異なり、カーボン製るつぼ４１内で溶解された
銅を整形・凝固させるための鋳型４３（以下ダイスと呼
ぶ）を備えてる。
装置とは異なり、カーボン製るつぼ４１内で溶解された
銅を整形・凝固させるための鋳型４３（以下ダイスと呼
ぶ）を備えてる。
【００６０】銅４２の溶解及び鋳造は以下のような手順
で行った。超高純度アルゴン雰囲気中で１５００゜Ｃに
て５時間のカラ焼きを行ったるつぼ４１及びダイス４３
にガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％の銅４２
を約８Ｋｇ充填した。
で行った。超高純度アルゴン雰囲気中で１５００゜Ｃに
て５時間のカラ焼きを行ったるつぼ４１及びダイス４３
にガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％の銅４２
を約８Ｋｇ充填した。
【００６１】銅２２の溶解は、溶解室の真空排気及び高
純度アルゴンガス置換を数回繰り返した後で行った。な
お、ダイス４３内には溶湯を導く目的であらかじめダイ
ス４３の寸法と同一の銅塊４４（以下スターターバーと
呼ぶ）を挿入しておいた。また、スターターバーには母
材と同一のガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％
の無酸素銅を使用した。溶解時には水冷ジャケット４５
によりスターターバー４４を冷却し、溶解を防止した。
溶解した銅はダイス４４内に溶湯圧（自重）により流入
し、スターターバー４４に溶着する。このスターターバ
ーに溶着した銅を、引き出しロール４６により、ダイス
４４内で溶湯を急冷凝固させながら引き抜いた。なおこ
の時の鋳造速度は４５ｍｍ／分とした。
純度アルゴンガス置換を数回繰り返した後で行った。な
お、ダイス４３内には溶湯を導く目的であらかじめダイ
ス４３の寸法と同一の銅塊４４（以下スターターバーと
呼ぶ）を挿入しておいた。また、スターターバーには母
材と同一のガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％
の無酸素銅を使用した。溶解時には水冷ジャケット４５
によりスターターバー４４を冷却し、溶解を防止した。
溶解した銅はダイス４４内に溶湯圧（自重）により流入
し、スターターバー４４に溶着する。このスターターバ
ーに溶着した銅を、引き出しロール４６により、ダイス
４４内で溶湯を急冷凝固させながら引き抜いた。なおこ
の時の鋳造速度は４５ｍｍ／分とした。
【００６２】得られた鋳塊の寸法はダイス４４寸法と同
じで厚さ１５ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ４００ｍｍであ
った。また、得られた鋳塊の結晶粒径は約１ｍｍであ
り、実施例１〜３に示した鍛造後の加工組織と同程度で
あった。
じで厚さ１５ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ４００ｍｍであ
った。また、得られた鋳塊の結晶粒径は約１ｍｍであ
り、実施例１〜３に示した鍛造後の加工組織と同程度で
あった。
【００６３】次に硝酸により表面をエッチングした後、
クロス圧延により厚さ約７ｍｍの圧延板に加工した。得
られた圧延板の表面研削及び外形加工を行って、直径６
インチ、厚さ５ｍｍの円盤にした。次に有機溶剤による
円盤の洗浄後、希硝酸を用いて円盤にエッチングを行い
スパッタリングターゲットとした。
クロス圧延により厚さ約７ｍｍの圧延板に加工した。得
られた圧延板の表面研削及び外形加工を行って、直径６
インチ、厚さ５ｍｍの円盤にした。次に有機溶剤による
円盤の洗浄後、希硝酸を用いて円盤にエッチングを行い
スパッタリングターゲットとした。
【００６４】スパッタリングターゲットの不純物分析は
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分の分析値は実施例１に記載したものと同じであっ
た。なお、その分析結果を図３の表に併せて示した。
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分の分析値は実施例１に記載したものと同じであっ
た。なお、その分析結果を図３の表に併せて示した。
【００６５】以上のようにして得られたスパッタリング
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆積させた。次に高純度
アルゴンガス雰囲気中で１００゜Ｃにて１時間の熱処理
を行った。この処理により銅配線の結晶粒は熱処理の前
後で０．１μｍから２．２μｍに変化した。
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆積させた。次に高純度
アルゴンガス雰囲気中で１００゜Ｃにて１時間の熱処理
を行った。この処理により銅配線の結晶粒は熱処理の前
後で０．１μｍから２．２μｍに変化した。
【００６６】次に保護膜としてＣＶＤ法により厚さ０．
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は０．３％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は０．３％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
【００６７】（比較例１）本比較例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９重量％の銅からバ
ッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを作成
して、このスパッタリングターゲットを用いて配線した
銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の熱処
理を行ったときの例を示すものである。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９重量％の銅からバ
ッチ式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを作成
して、このスパッタリングターゲットを用いて配線した
銅配線に高純度アルゴン中で１００゜Ｃで１時間の熱処
理を行ったときの例を示すものである。
【００６８】なお、図２に示したバッチ式鋳造炉を用い
て鋳塊を作成する方法は、原料の銅の純度以外は全て実
施例１と同じであるので省略する。
て鋳塊を作成する方法は、原料の銅の純度以外は全て実
施例１と同じであるので省略する。
【００６９】以下に、鋳塊を得た後の処理を説明する。
【００７０】得られた鋳塊を鍛造により厚さ３ｃｍに加
工した。次に硝酸により鋳塊の表面の汚染層を除去した
後、高純度アルゴン雰囲気中で、３５０゜Ｃで３０分間
焼鈍し加工歪を除去した。焼鈍後の鋳塊の結晶粒径は１
ｍｍ以下であった。（次にクロス圧延をおこなって厚さ
７ｍｍの板に加工した。）得られた圧延板の表面研削及
び外形加工を行って、直径６インチ、厚さ５ｍｍの円盤
にした。次に有機溶剤による円盤の洗浄後、希硝酸を用
いて円盤にエッチングを行いスパッタリングターゲット
とした。
工した。次に硝酸により鋳塊の表面の汚染層を除去した
後、高純度アルゴン雰囲気中で、３５０゜Ｃで３０分間
焼鈍し加工歪を除去した。焼鈍後の鋳塊の結晶粒径は１
ｍｍ以下であった。（次にクロス圧延をおこなって厚さ
７ｍｍの板に加工した。）得られた圧延板の表面研削及
び外形加工を行って、直径６インチ、厚さ５ｍｍの円盤
にした。次に有機溶剤による円盤の洗浄後、希硝酸を用
いて円盤にエッチングを行いスパッタリングターゲット
とした。
【００７１】スパッタリングターゲットの不純物分析は
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分は原料の分析値と同じであった。なお、その分析
結果を図３の表に併せて示した。
グロー放電質量分析法により行った。その結果不純物金
属成分は原料の分析値と同じであった。なお、その分析
結果を図３の表に併せて示した。
【００７２】以上のようにして得られたスパッタリング
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件は実施例１と同じにし、アルゴンガス圧力３×１
０-3Ｔｏｒｒ、放電電力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆
積させた。次に高純度アルゴンガス雰囲気中で１００゜
Ｃにて１時間の熱処理を行った。この熱処理前後により
銅配線の結晶粒径の変化は認められず、０．１μｍから
０．２μｍのままであった。
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件は実施例１と同じにし、アルゴンガス圧力３×１
０-3Ｔｏｒｒ、放電電力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆
積させた。次に高純度アルゴンガス雰囲気中で１００゜
Ｃにて１時間の熱処理を行った。この熱処理前後により
銅配線の結晶粒径の変化は認められず、０．１μｍから
０．２μｍのままであった。
【００７３】次に保護膜としてＣＶＤ法により厚さ０．
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は３．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は３．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
【００７４】（比較例２）本比較例は、比較例１で作成
したスパッタリングターゲットを用いて配線した銅配線
に高純度アルゴン雰囲気中で４００゜Ｃで１時間の熱処
理を行ったときの例を示すものである。
したスパッタリングターゲットを用いて配線した銅配線
に高純度アルゴン雰囲気中で４００゜Ｃで１時間の熱処
理を行ったときの例を示すものである。
【００７５】比較例１に記載したスパッタリングターゲ
ットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μｍ、厚さ
０．８μｍの銅配線を形成した。なお、成膜条件は実施
例１と同じである。
ットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μｍ、厚さ
０．８μｍの銅配線を形成した。なお、成膜条件は実施
例１と同じである。
【００７６】次に高純度アルゴンガス雰囲気中で４００
゜Ｃで１時間熱処理を行った。ここで熱処理温度を４０
０゜Ｃにしたのは、９９．９９重量％の純度の銅の再結
晶温度３５０゜Ｃ以上での熱処理効果を確認するためで
ある。この熱処理により、銅配線の結晶粒は０．０６μ
ｍから０．８μｍに変化した。
゜Ｃで１時間熱処理を行った。ここで熱処理温度を４０
０゜Ｃにしたのは、９９．９９重量％の純度の銅の再結
晶温度３５０゜Ｃ以上での熱処理効果を確認するためで
ある。この熱処理により、銅配線の結晶粒は０．０６μ
ｍから０．８μｍに変化した。
【００７７】次に保護膜としてＣＶＤ法により厚さ０．
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は２．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は２．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
【００７８】（比較例３）本比較例は、ガス成分（Ｏ，
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９重量％の銅から連
続式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを作成し
て、このスパッタリングターゲットを用いて配線した銅
配線に真空中で４００゜Ｃで１時間の熱処理を行ったと
きの例を示すものである。
Ｎ，Ｃ，Ｈ）を除いた純度９９．９９重量％の銅から連
続式鋳造炉を用いてスパッタリングターゲットを作成し
て、このスパッタリングターゲットを用いて配線した銅
配線に真空中で４００゜Ｃで１時間の熱処理を行ったと
きの例を示すものである。
【００７９】なお、図４に示した連続式鋳造炉を用いて
鋳塊を作成する方法は、原料の銅とスターターバーの銅
の純度以外は全て実施例４と同じであるので省略する。
また、スターターバーには母材と同一の９９．９９重量
％の無酸素銅を使用した。
鋳塊を作成する方法は、原料の銅とスターターバーの銅
の純度以外は全て実施例４と同じであるので省略する。
また、スターターバーには母材と同一の９９．９９重量
％の無酸素銅を使用した。
【００８０】以下に、鋳塊を得た後の処理を説明する。
【００８１】硝酸により、得られた鋳塊の表面をエッチ
ングして付着したカーボンを除去した後、クロス圧延に
より厚さ約７ｍｍの圧延板に加工した。得られた圧延板
の表面研削及び外形加工を行って、直径６インチ、厚さ
５ｍｍの円盤にした。次に有機溶剤による円盤の洗浄
後、希硝酸を用いて円盤にエッチングを行いスパッタリ
ングターゲットとした。
ングして付着したカーボンを除去した後、クロス圧延に
より厚さ約７ｍｍの圧延板に加工した。得られた圧延板
の表面研削及び外形加工を行って、直径６インチ、厚さ
５ｍｍの円盤にした。次に有機溶剤による円盤の洗浄
後、希硝酸を用いて円盤にエッチングを行いスパッタリ
ングターゲットとした。
【００８２】スパッタリングターゲットの不純物分析は
グロー放電質量分析法により行った。その測定結果を図
３の表に併せて示した。
グロー放電質量分析法により行った。その測定結果を図
３の表に併せて示した。
【００８３】以上のようにして得られたスパッタリング
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆積させた。次に真空中
で４００゜Ｃで１時間の熱処理を行った。この処理によ
り銅配線の結晶粒は熱処理の前後で０．１μｍから１．
０μｍに変化した。
ターゲットを用いてＲＦスパッタ法により幅０．３μ
ｍ、厚さ０．８μｍの銅配線を形成した。このときの成
膜条件はアルゴンガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、放電電
力５００ＷとしてＳｉ基板上に堆積させた。次に真空中
で４００゜Ｃで１時間の熱処理を行った。この処理によ
り銅配線の結晶粒は熱処理の前後で０．１μｍから１．
０μｍに変化した。
【００８４】次に保護膜としてＣＶＤ法により厚さ０．
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は２．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
８μｍのＳｉＮ膜を堆積させた。この試料について電流
密度１×１０6 Ａ／ｃｍ2 、 雰囲気温度２００゜Ｃにて
２０００時間の加速試験を行い断線不良率を測定した。
その結果試料の断線不良率は２．０％であり、その結果
を図３の表に併せて示した。
【００８５】（その他の実施例）本発明は上記実施例に
限定される物ではなく、種々の変形を許容するものであ
る。
限定される物ではなく、種々の変形を許容するものであ
る。
【００８６】上記実施例では、ガス成分を除いた純度が
９９．９９９９重量％と９９．９９９９９重量％の２種
の銅を使用したものを示したが、ガス成分を除いた純度
が９９．９９９９重量％以上であれば他の純度の銅を用
いてもよい。
９９．９９９９重量％と９９．９９９９９重量％の２種
の銅を使用したものを示したが、ガス成分を除いた純度
が９９．９９９９重量％以上であれば他の純度の銅を用
いてもよい。
【００８７】また、上記実施例では、不活性ガスとして
高純度アルゴンガスを用いたものを示したが、他の不活
性ガスを用いても同様に実施できる。
高純度アルゴンガスを用いたものを示したが、他の不活
性ガスを用いても同様に実施できる。
【００８８】さらに、上記実施例では、１００゜Ｃと４
００゜Ｃの温度の熱処理で配線の結晶粒を粗大化したも
のを示したが、４５０゜Ｃ以下の温度であれば他の温度
でも同様に適用できる。
００゜Ｃの温度の熱処理で配線の結晶粒を粗大化したも
のを示したが、４５０゜Ｃ以下の温度であれば他の温度
でも同様に適用できる。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ス成分を除いた純度９９．９９９９重量％以上の銅を原
料にすることにより、低不純物、低温での高い熱伝導
率、低抵抗等の特性を持つスパッタリングターゲットを
作成することができる。
ス成分を除いた純度９９．９９９９重量％以上の銅を原
料にすることにより、低不純物、低温での高い熱伝導
率、低抵抗等の特性を持つスパッタリングターゲットを
作成することができる。
【００９０】また、銅からなるスパッタリングターゲッ
トを用いて成膜された配線を、真空中又は不活性ガス雰
囲気で４５０゜Ｃ未満の温度の熱処理で配線の結晶粒を
粗大化することにより、有する半導体素子の配線の耐酸
化性、耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマ
イグレーション性を優れたものにすることができる。
トを用いて成膜された配線を、真空中又は不活性ガス雰
囲気で４５０゜Ｃ未満の温度の熱処理で配線の結晶粒を
粗大化することにより、有する半導体素子の配線の耐酸
化性、耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマ
イグレーション性を優れたものにすることができる。
【図１】実施の形態に係るバッチ式鋳造炉の概略断面図
である。
である。
【図２】実施の形態に係るスパッタリングターゲットの
製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施の形態に係る連続式鋳造炉置の概略断面図
である。
である。
【図４】実施の形態に係るスパッタリングターゲットの
不純物金属成分の分析値及び銅配線の断線不良率を表で
示した図である。
不純物金属成分の分析値及び銅配線の断線不良率を表で
示した図である。
Claims (12)
- 【請求項１】 銅からなるスパッタリングターゲットで
あって、 酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）
のガス成分を除いた純度９９．９９９９重量％以上の銅
からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスパッタリングターゲ
ットを用いて成膜された配線を有することを特徴とする
半導体素子。 - 【請求項３】 銅からなるスパッタリングターゲットを
用いて成膜された配線を有する半導体素子であって、 真空中又は不活性ガス雰囲気で４５０゜Ｃ未満の温度の
熱処理で配線の結晶粒を粗大化したことを特徴とする半
導体素子。 - 【請求項４】 請求項２と請求項３の双方の特徴を同時
に兼ね備えたことを特徴とする半導体素子。 - 【請求項５】 粗大化した配線の結晶粒の大きさが２μ
ｍ以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の
半導体素子。 - 【請求項６】 粗大化した配線の結晶粒の長さ／幅の値
が６以上であり、 長さ／厚さの値が２．５以上であることを特徴とする請
求項３〜５の何れかに記載の半導体素子。 - 【請求項７】 酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素
（Ｃ）と水素（Ｈ）のガス成分を除いた純度９９．９９
９９重量％以上の銅を真空中又は不活性ガス雰囲気中で
溶解する溶解工程と、 溶解した銅を真空中又は不活性ガス雰囲気中で鋳造する
鋳造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。 - 【請求項８】 請求項１に記載のスパッタリングターゲ
ットを用いて配線を成膜する配線工程を有することを特
徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】 銅からなるスパッタリングターゲットを
用いて配線を成膜する配線工程を有する半導体素子の製
造方法であって、 真空中又は不活性ガス雰囲気中で、４５０゜Ｃ未満の温
度で配線の結晶粒を粗大化する熱処理工程を有すること
を特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項８と請求項９の双方の特徴を同
時に兼ね備えたことを特徴とする半導体素子の製造方
法。 - 【請求項１１】 配線の結晶粒の大きさが２μｍ以上に
なるまで粗大化を行うことを特徴とする請求項９又は１
０に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】 配線の結晶粒の長さ／幅の値が６以
上、 且つ、長さ／厚さの値が２．５以上になるまで粗大化を
行うことを特徴とする請求項９〜１１の何れかに記載の
半導体素子の製造方法。
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