JPH11229126A - 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材およびその製造方法 - Google Patents
誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材およびその製造方法Info
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- JPH11229126A JPH11229126A JP10031213A JP3121398A JPH11229126A JP H11229126 A JPH11229126 A JP H11229126A JP 10031213 A JP10031213 A JP 10031213A JP 3121398 A JP3121398 A JP 3121398A JP H11229126 A JPH11229126 A JP H11229126A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 近年作業の効率化などの面より、より高パワ
ーによる高速成膜が求められており、従来の酸化物焼結
体ターゲットは、スパッタリングパワーをかけすぎる
と、ターゲット表面に熱応力が発生し、該ターゲットに
クラックが発生したり、破損したり、表面の微小領域で
ピッチングを起こしたりする結果、高パワーによる高速
成膜が困難という問題点があった。 【解決手段】 ターゲット材の全体組成比をＰｂ1+mーX
ＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦ｍ≦２、０＜ｘ＜０．３、
０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ≦２．５）とし、且つ該タ
ーゲットの構成相を金属ＰｂとＬａーＺｒーＴｉ酸化物
相及びＺｒーＴｉ酸化物相とした誘電体薄膜形成用スパ
ッタリングターゲット材。
ーによる高速成膜が求められており、従来の酸化物焼結
体ターゲットは、スパッタリングパワーをかけすぎる
と、ターゲット表面に熱応力が発生し、該ターゲットに
クラックが発生したり、破損したり、表面の微小領域で
ピッチングを起こしたりする結果、高パワーによる高速
成膜が困難という問題点があった。 【解決手段】 ターゲット材の全体組成比をＰｂ1+mーX
ＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦ｍ≦２、０＜ｘ＜０．３、
０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ≦２．５）とし、且つ該タ
ーゲットの構成相を金属ＰｂとＬａーＺｒーＴｉ酸化物
相及びＺｒーＴｉ酸化物相とした誘電体薄膜形成用スパ
ッタリングターゲット材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、次世代不揮発性半
導体メモリーのキャパシタ膜形成用や機能性誘電体薄膜
形成用のスパッタリングターゲット材に関し、機械的強
度に優れ、且つ高パワーによる高速成膜が可能なスパッ
タリングターゲット材及びその製造方法に関するもので
ある。
導体メモリーのキャパシタ膜形成用や機能性誘電体薄膜
形成用のスパッタリングターゲット材に関し、機械的強
度に優れ、且つ高パワーによる高速成膜が可能なスパッ
タリングターゲット材及びその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来技術】次世代不揮発性半導体メモリーのキャパシ
タ膜形成用や機能性誘電体薄膜形成用として用いれられ
ているＰＬＺＴ酸化物薄膜（ＰｂーＬａーＺｒーＴｉー
Ｏ系薄膜）を形成するためのスパッタリングターゲット
材に関しては、次のような例が知られている。特開平５
ー３２０８９４号：ホットプレス法により焼結すること
によりＰｂＬａＺｒＴｉ（以下、ＰＬＺＴという）酸化
物焼結体スパッタリングターゲット材を得る方法。特開
平６ー５６５２８号公報：ＰＬＺＴ粉末の表面を微細な
ＰｂＯ粒子が被覆したＰＬＺＴ粉末を型枠に入れ、真空
雰囲気中、温度５００〜６５０℃でホットプレス法にて
焼結してＰＬＺＴ焼結体ターゲット材を得る方法、及び
Ｐｂ成分を化学量論的組成より過剰に添加したＰＬＺＴ
焼結体ターゲット材を得る方法が開示されている。
タ膜形成用や機能性誘電体薄膜形成用として用いれられ
ているＰＬＺＴ酸化物薄膜（ＰｂーＬａーＺｒーＴｉー
Ｏ系薄膜）を形成するためのスパッタリングターゲット
材に関しては、次のような例が知られている。特開平５
ー３２０８９４号：ホットプレス法により焼結すること
によりＰｂＬａＺｒＴｉ（以下、ＰＬＺＴという）酸化
物焼結体スパッタリングターゲット材を得る方法。特開
平６ー５６５２８号公報：ＰＬＺＴ粉末の表面を微細な
ＰｂＯ粒子が被覆したＰＬＺＴ粉末を型枠に入れ、真空
雰囲気中、温度５００〜６５０℃でホットプレス法にて
焼結してＰＬＺＴ焼結体ターゲット材を得る方法、及び
Ｐｂ成分を化学量論的組成より過剰に添加したＰＬＺＴ
焼結体ターゲット材を得る方法が開示されている。
【０００３】また、電気通信学会技報（ＣＰＭ９６ー９
７、１９９６）には、組成ＺｒＴｉ＋ｘＰｂＯ（ｘ＝Ｓ
PbO／（ＳPbO＋ＳTiZr）、式中のＳPbOはＰｂＯの面
積、ＳT iZrはＰｂＯの載っていない面積）を有するター
ゲットであり、ＰｂＯペレットをＺｒＴｉ金属ターゲッ
ト上に載置した金属ＺｒＴｉ−Ｐｂ酸化物複合ターゲッ
トと、これを粉砕して再加圧成形した粉末ターゲットを
用いて、高速で基板上に薄膜を形成させることが記載さ
れている。
７、１９９６）には、組成ＺｒＴｉ＋ｘＰｂＯ（ｘ＝Ｓ
PbO／（ＳPbO＋ＳTiZr）、式中のＳPbOはＰｂＯの面
積、ＳT iZrはＰｂＯの載っていない面積）を有するター
ゲットであり、ＰｂＯペレットをＺｒＴｉ金属ターゲッ
ト上に載置した金属ＺｒＴｉ−Ｐｂ酸化物複合ターゲッ
トと、これを粉砕して再加圧成形した粉末ターゲットを
用いて、高速で基板上に薄膜を形成させることが記載さ
れている。
【０００４】さらに、特開平７ー１４５４７９号公報
に、酸欠型のＰＬＺＴ粉末を用いこれに成膜の際不足す
るＰｂ成分を補うため、金属Ｐｂを混合して焼成した金
属Ｐｂ相と酸欠型ＰＬＺＴ酸化物相とからなるターゲッ
ト材が開示されている。
に、酸欠型のＰＬＺＴ粉末を用いこれに成膜の際不足す
るＰｂ成分を補うため、金属Ｐｂを混合して焼成した金
属Ｐｂ相と酸欠型ＰＬＺＴ酸化物相とからなるターゲッ
ト材が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年作業の効率化など
の面より、より高パワーによる高速成膜が求められてお
り、上述の酸化物焼結体ターゲットは、スパッタリング
パワーをかけすぎると、ターゲット表面に熱応力が発生
し、該ターゲットにクラックが発生したり、破損した
り、表面の微少領域でピッチングを起こしたりする結
果、高パワーによる高速成膜が困難という問題点があっ
た。
の面より、より高パワーによる高速成膜が求められてお
り、上述の酸化物焼結体ターゲットは、スパッタリング
パワーをかけすぎると、ターゲット表面に熱応力が発生
し、該ターゲットにクラックが発生したり、破損した
り、表面の微少領域でピッチングを起こしたりする結
果、高パワーによる高速成膜が困難という問題点があっ
た。
【０００６】一方、ペレット型Ｐｂ酸化物ーＺｒＴｉ金
属系複合ターゲット材では、高パワーによる高速成膜が
可能であるが、このようなペレット型Ｐｂ酸化物ーＺｒ
Ｔｉ金属系複合ターゲットでは、選択スパッタリング現
象による長時間ターゲット使用時の膜組成変化及び接合
部における異常放電をおこす等の問題点があり、更に、
ターゲットの生産性に乏しく実用的でないという問題点
がある。粉末ターゲットは、酸化物Ｐｂ粉末と金属Ｚ
ｒ、Ｔｉ粉末とで構成されているが、該複合ターゲット
の成膜状態を確認するために提案されたものであり、タ
ーゲット表面の選択的酸化により、成膜速度、膜組成の
経時変化に問題があり実用的でない。
属系複合ターゲット材では、高パワーによる高速成膜が
可能であるが、このようなペレット型Ｐｂ酸化物ーＺｒ
Ｔｉ金属系複合ターゲットでは、選択スパッタリング現
象による長時間ターゲット使用時の膜組成変化及び接合
部における異常放電をおこす等の問題点があり、更に、
ターゲットの生産性に乏しく実用的でないという問題点
がある。粉末ターゲットは、酸化物Ｐｂ粉末と金属Ｚ
ｒ、Ｔｉ粉末とで構成されているが、該複合ターゲット
の成膜状態を確認するために提案されたものであり、タ
ーゲット表面の選択的酸化により、成膜速度、膜組成の
経時変化に問題があり実用的でない。
【０００７】上記で開示している金属Ｐｂ相ー酸欠型Ｐ
ＬＺＴ酸化物相からなるターゲット材は、金属Ｐｂと
（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3ーX酸化物との複合である
ため、金属Ｐｂの量は、組成からある限界値が規定され
てしまうという問題がある。また具体的な製造方法が開
示されていない。
ＬＺＴ酸化物相からなるターゲット材は、金属Ｐｂと
（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3ーX酸化物との複合である
ため、金属Ｐｂの量は、組成からある限界値が規定され
てしまうという問題がある。また具体的な製造方法が開
示されていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述のＰ
ｂＬａＺｒＴｉ酸化物系焼結体ターゲット材及び金属ー
酸化物系複合ターゲット材における問題点を解決すべく
研究を行った結果、ターゲット材の全体組成比をＰｂ
1+mーXＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦ｍ≦２、０＜ｘ＜
０．３、０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ≦２．５）とし、
且つ該ターゲットの構成相を金属ＰｂとＬａーＺｒーＴ
ｉ酸化物相及びＺｒーＴｉ酸化物相とすることにより、
金属Ｐｂの容積比率を確保出来る結果、エロージョン面
における金属成分の占有率が高くなり、放電が安定化
し、高パワースパッタリングによる高速成膜を可能と
し、且つスパッタリング時において、異常放電回数が、
比較的少ないという知見を得たのである。
ｂＬａＺｒＴｉ酸化物系焼結体ターゲット材及び金属ー
酸化物系複合ターゲット材における問題点を解決すべく
研究を行った結果、ターゲット材の全体組成比をＰｂ
1+mーXＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦ｍ≦２、０＜ｘ＜
０．３、０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ≦２．５）とし、
且つ該ターゲットの構成相を金属ＰｂとＬａーＺｒーＴ
ｉ酸化物相及びＺｒーＴｉ酸化物相とすることにより、
金属Ｐｂの容積比率を確保出来る結果、エロージョン面
における金属成分の占有率が高くなり、放電が安定化
し、高パワースパッタリングによる高速成膜を可能と
し、且つスパッタリング時において、異常放電回数が、
比較的少ないという知見を得たのである。
【０００９】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであって、 （１）組成比がＰｂ1+mーXＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦
ｍ≦２、０＜ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ
≦２．５）からなるスパッタリングターゲット材におい
て、該ターゲット材が金属Ｐｂ相とＬａ−Ｚｒ−Ｔｉ
（以下ＬＺＴと記載する）酸化物相及びＺｒーＴｉ（以
下ＺＴと記載する）酸化物相とで構成される誘電体薄膜
形成用スパッタリングターゲット材。 （２）前記（１）記載の誘電体薄膜形成用スパッタリン
グターゲット材の全容積に対する金属Ｐｂの容積率が４
５％以上である誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲ
ット材。 （３）金属Ｐｂ粉末とＬＺＴ酸化物粉末及びＺＴ酸化物
粉末とを混合し、所定の形状に成形した後、真空または
不活性雰囲気下でＰｂの融点以下の温度で加圧焼結する
誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材の製造方
法。以上に特徴を有するものである。
のであって、 （１）組成比がＰｂ1+mーXＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯz（０≦
ｍ≦２、０＜ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．８、１≦ｚ
≦２．５）からなるスパッタリングターゲット材におい
て、該ターゲット材が金属Ｐｂ相とＬａ−Ｚｒ−Ｔｉ
（以下ＬＺＴと記載する）酸化物相及びＺｒーＴｉ（以
下ＺＴと記載する）酸化物相とで構成される誘電体薄膜
形成用スパッタリングターゲット材。 （２）前記（１）記載の誘電体薄膜形成用スパッタリン
グターゲット材の全容積に対する金属Ｐｂの容積率が４
５％以上である誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲ
ット材。 （３）金属Ｐｂ粉末とＬＺＴ酸化物粉末及びＺＴ酸化物
粉末とを混合し、所定の形状に成形した後、真空または
不活性雰囲気下でＰｂの融点以下の温度で加圧焼結する
誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材の製造方
法。以上に特徴を有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の金属Ｐｂ相とＬＺＴ及び
ＺＴ酸化物相とからなるターゲット材は、金属又は金属
の酸化物等、例えば、ＴｉＯ2粉末、ＺｒＯ2粉末、Ｌａ
2ＣＯ3粉末を所定の組成となるように配合する。この配
合物を湿式混合し、乾燥後、真空中１２００〜１５００
℃で焼成し、得られた焼成物を不活性ガス雰囲気中で粉
砕し、更に、この焼成・粉砕工程を２回程度繰り返し行
いＬＺＴ及びＺＴ酸化物相粉末を得、このＬＺＴ及びＺ
Ｔ酸化物相粉末と金属Ｐｂ粉末とを所定の組成となるよ
うに配合し、混合した後、型枠に詰め所定の圧力で加圧
成形し、好ましくは金属Ｐｂの融点直下の２５０〜３０
０℃の温度で、且つ真空または不活性ガス雰囲気下でホ
ットプレス焼成を行うものである。この際の焼成温度
は、２５０℃以下では焼成が不完全となり所定の品位の
ターゲット材が得られず、該焼成温度の上限は、Ｐｂの
融点以下の温度であれば特に問題ないが、３００℃を越
えると過剰組成のＰｂが溶融するので、２５０〜３００
℃の範囲で焼成を行うのが好ましい。
ＺＴ酸化物相とからなるターゲット材は、金属又は金属
の酸化物等、例えば、ＴｉＯ2粉末、ＺｒＯ2粉末、Ｌａ
2ＣＯ3粉末を所定の組成となるように配合する。この配
合物を湿式混合し、乾燥後、真空中１２００〜１５００
℃で焼成し、得られた焼成物を不活性ガス雰囲気中で粉
砕し、更に、この焼成・粉砕工程を２回程度繰り返し行
いＬＺＴ及びＺＴ酸化物相粉末を得、このＬＺＴ及びＺ
Ｔ酸化物相粉末と金属Ｐｂ粉末とを所定の組成となるよ
うに配合し、混合した後、型枠に詰め所定の圧力で加圧
成形し、好ましくは金属Ｐｂの融点直下の２５０〜３０
０℃の温度で、且つ真空または不活性ガス雰囲気下でホ
ットプレス焼成を行うものである。この際の焼成温度
は、２５０℃以下では焼成が不完全となり所定の品位の
ターゲット材が得られず、該焼成温度の上限は、Ｐｂの
融点以下の温度であれば特に問題ないが、３００℃を越
えると過剰組成のＰｂが溶融するので、２５０〜３００
℃の範囲で焼成を行うのが好ましい。
【００１１】前記のようにＬＺＴ及びＺＴ酸化物相粉末
を得るために焼成粉砕工程を繰り返しおこなうのは、均
一な組成を有するＬＺＴ及びＺＴ酸化物相を得るためで
あり、Ｌａ2ＣＯ3のピークが消失するのであれば焼成粉
砕工程を繰り返しおこなう必要はない。このようにして
得られるＬＺＴ酸化物相は、主にＬａ2（Ｚｒ，Ｔｉ）2
Ｏ7及び（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ2から成るが、Ｌａ2（Ｚｒ、
Ｔｉ）Ｏ5、Ｌａ4（Ｚｒ、Ｔｉ）7Ｏ24等が含まれる場
合もある。
を得るために焼成粉砕工程を繰り返しおこなうのは、均
一な組成を有するＬＺＴ及びＺＴ酸化物相を得るためで
あり、Ｌａ2ＣＯ3のピークが消失するのであれば焼成粉
砕工程を繰り返しおこなう必要はない。このようにして
得られるＬＺＴ酸化物相は、主にＬａ2（Ｚｒ，Ｔｉ）2
Ｏ7及び（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ2から成るが、Ｌａ2（Ｚｒ、
Ｔｉ）Ｏ5、Ｌａ4（Ｚｒ、Ｔｉ）7Ｏ24等が含まれる場
合もある。
【００１２】本発明のタ−ゲット材は、金属ＰｂとＬＺ
Ｔ及びＺＴ酸化物粉末とを混合し、不活性ガス雰囲気下
で金属Ｐｂの融点直下の温度でホットプレス法にて焼結
して製造するものであり、焼結の際金属Ｐｂの塑性変形
及び焼結現象を利用することにより金属Ｐｂ相とＬＺＴ
及びＺＴ酸化物相とが均一な状態で混在する様になるた
め、焼結体ターゲット材の相対密度を９０％以上の高密
度焼結体とすることができる。相対密度が９０％以下で
は高パワーで印加した際、異常放電が多発する可能性が
ある。
Ｔ及びＺＴ酸化物粉末とを混合し、不活性ガス雰囲気下
で金属Ｐｂの融点直下の温度でホットプレス法にて焼結
して製造するものであり、焼結の際金属Ｐｂの塑性変形
及び焼結現象を利用することにより金属Ｐｂ相とＬＺＴ
及びＺＴ酸化物相とが均一な状態で混在する様になるた
め、焼結体ターゲット材の相対密度を９０％以上の高密
度焼結体とすることができる。相対密度が９０％以下で
は高パワーで印加した際、異常放電が多発する可能性が
ある。
【００１３】また、ターゲットの製造に用いる金属Ｐｂ
とＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末とは微粉末である必要があ
り、金属Ｐｂの粉末度の上限は、平均粒度で１００μｍ
以下とし、１００μｍを越えると、焼結体に空孔が残り
やすいので好ましくなく、望ましくは２０μｍ以下であ
る。また、粒度の下限値については、特に制限が無く経
済性を考慮して定めれば良い。ＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉
末の上限粒度は、１００μｍ以下とし、これを越えると
焼結体の相対密度が９０％以上にならないので好ましく
なく、望ましい粒度は、５０μｍ以下である。
とＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末とは微粉末である必要があ
り、金属Ｐｂの粉末度の上限は、平均粒度で１００μｍ
以下とし、１００μｍを越えると、焼結体に空孔が残り
やすいので好ましくなく、望ましくは２０μｍ以下であ
る。また、粒度の下限値については、特に制限が無く経
済性を考慮して定めれば良い。ＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉
末の上限粒度は、１００μｍ以下とし、これを越えると
焼結体の相対密度が９０％以上にならないので好ましく
なく、望ましい粒度は、５０μｍ以下である。
【００１４】本発明のターゲットは、粉末状の金属Ｐｂ
と粉末状のＬＺＴ及びＺＴ酸化物とを混合して不活性雰
囲気下で金属Ｐｂの融点直下の温度でホットプレス法に
より焼結するため、金属Ｐｂの塑性変形により、ＬＺＴ
及びＺＴ酸化物粉末の周辺にゆき渡りＬＺＴ及びＺＴ酸
化物粉末同士が金属Ｐｂを介して結合するため、高密度
化が可能となる。しかもＬＺＴ及びＺＴ酸化物が微粉末
であり、且つ、前記の如くＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末同
士が金属Ｐｂを介して結合しているので、選択スパッタ
リング現象が起きても微細領域のため、長時間のターゲ
ット使用時においても膜組成の変化が抑制され、異常放
電の少ない、安定した成膜が可能となった。
と粉末状のＬＺＴ及びＺＴ酸化物とを混合して不活性雰
囲気下で金属Ｐｂの融点直下の温度でホットプレス法に
より焼結するため、金属Ｐｂの塑性変形により、ＬＺＴ
及びＺＴ酸化物粉末の周辺にゆき渡りＬＺＴ及びＺＴ酸
化物粉末同士が金属Ｐｂを介して結合するため、高密度
化が可能となる。しかもＬＺＴ及びＺＴ酸化物が微粉末
であり、且つ、前記の如くＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末同
士が金属Ｐｂを介して結合しているので、選択スパッタ
リング現象が起きても微細領域のため、長時間のターゲ
ット使用時においても膜組成の変化が抑制され、異常放
電の少ない、安定した成膜が可能となった。
【００１５】本発明のターゲットの構成相を、金属Ｐｂ
相とＬＺＴ及びＺＴ酸化物相としているため、成膜の際
必要とする金属Ｐｂの量を調節することが容易であり、
金属Ｐｂの量が全容積に対する割合で４５％以下では、
スパッタリングの際異状放電の回数が多くなり、８０％
以上ではＰｂ組成が過剰となり膜組成がＰｂ過剰となり
過ぎる結果、所望の誘電体特性が得られない。
相とＬＺＴ及びＺＴ酸化物相としているため、成膜の際
必要とする金属Ｐｂの量を調節することが容易であり、
金属Ｐｂの量が全容積に対する割合で４５％以下では、
スパッタリングの際異状放電の回数が多くなり、８０％
以上ではＰｂ組成が過剰となり膜組成がＰｂ過剰となり
過ぎる結果、所望の誘電体特性が得られない。
【００１６】本発明のターゲットの組成をＰｂ成分過剰
としたのは、従来より知られている通り、成膜時におい
て、基板温度が比較的高いために、Ｐｂの高い蒸気圧に
よって膜からＰｂ成分のみが再蒸発する現象があり、定
比付近の膜組成を得るためにはＰｂ成分を過剰に入れて
おく必要があるためである。
としたのは、従来より知られている通り、成膜時におい
て、基板温度が比較的高いために、Ｐｂの高い蒸気圧に
よって膜からＰｂ成分のみが再蒸発する現象があり、定
比付近の膜組成を得るためにはＰｂ成分を過剰に入れて
おく必要があるためである。
【００１７】本発明の誘電体薄膜形成用スパッタリング
ターゲット材を用いて基板上に形成した薄膜は、材料の
エロージョン面における金属Ｐｂの占有率が高いため、
スパッタリング時における放電が安定しており、従っ
て、基板上に形成される薄膜の組成は安定化する。
ターゲット材を用いて基板上に形成した薄膜は、材料の
エロージョン面における金属Ｐｂの占有率が高いため、
スパッタリング時における放電が安定しており、従っ
て、基板上に形成される薄膜の組成は安定化する。
【００１８】
【実施例】Ｌａ2ＣＯ3粉末、ＴｉＯ2粉末、ＺｒＯ2粉末
を表１に示す組成となるように秤量し、ＺｒＯ2ボール
を用いたボールミルで、エタノールを溶媒として１２時
間かけて混合粉砕し、乾燥した後、該混合粉末を高純度
グラファイト坩堝に投入し、真空中で温度１４００℃に
て８時間保持の条件で焼成し、この焼成物をアルゴンガ
ス中で１０時間、ＺｒＯ2ボールを用いたミルにて粉砕
した。この焼成・粉砕工程を２回繰り返し行った。得ら
れたＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末組成の結果は、表１に示
すとおりであり、その相は、Ｌａ2ＺｒyＴｉ1ーYＯ7(y=
0.2〜0.8)とＺｒyＴｉ1ーyＯ2(y=0〜1)の混合相となって
いたが，、一部にＬａ2（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ5、Ｌａ4（Ｚ
ｒ、Ｔｉ）7Ｏ24相が見られた。また、この粉末をマイ
クロトラック法により粒度を測定し、その平均粒度を同
じく表１に示す。
を表１に示す組成となるように秤量し、ＺｒＯ2ボール
を用いたボールミルで、エタノールを溶媒として１２時
間かけて混合粉砕し、乾燥した後、該混合粉末を高純度
グラファイト坩堝に投入し、真空中で温度１４００℃に
て８時間保持の条件で焼成し、この焼成物をアルゴンガ
ス中で１０時間、ＺｒＯ2ボールを用いたミルにて粉砕
した。この焼成・粉砕工程を２回繰り返し行った。得ら
れたＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末組成の結果は、表１に示
すとおりであり、その相は、Ｌａ2ＺｒyＴｉ1ーYＯ7(y=
0.2〜0.8)とＺｒyＴｉ1ーyＯ2(y=0〜1)の混合相となって
いたが，、一部にＬａ2（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ5、Ｌａ4（Ｚ
ｒ、Ｔｉ）7Ｏ24相が見られた。また、この粉末をマイ
クロトラック法により粒度を測定し、その平均粒度を同
じく表１に示す。
【００１９】得られたＬＺＴ及びＺＴ酸化物粉末と、ガ
スアトマイズ法により製造した平均粒径８μｍの金属Ｐ
ｂ粉末とを表１に示す組成となるよう配合し、シェイカ
ーミキサーを用いて乾式混合した。この混合粉末を脱気
した後、１５０ｍｍφ×１０ｍｍのゴム型に充填し３０
００ｋｇｆ／ｃｍ2静水圧プレスをおこない所定の形状
に成形した。この成形体を金型に詰め、Ａｒガス雰囲気
下又は真空中で、表１に示す圧力及び温度下で２時間保
持の条件下で焼結した。得られた焼結体は均一な焼結体
組成を持っており、Ｘ線回析の結果、金属Ｐｂ相と酸化
物相であるＬａ 2ＺｒyＴｉ1ーYＯ7(y=0.2〜0.8)とＺｒy
Ｔｉ1ーyＯ2(y=0〜1)との共存相であることが確認され
た。該焼結体を１２５ｍｍφ×５ｍｍｔに切削加工し、
銅製パッキングプレートにろう材（ＩｎーＳｎ）を用い
てボンディングして本発明のスパッタリングターゲット
材（１〜 ６ ）とした。その結果を表１に示す。
スアトマイズ法により製造した平均粒径８μｍの金属Ｐ
ｂ粉末とを表１に示す組成となるよう配合し、シェイカ
ーミキサーを用いて乾式混合した。この混合粉末を脱気
した後、１５０ｍｍφ×１０ｍｍのゴム型に充填し３０
００ｋｇｆ／ｃｍ2静水圧プレスをおこない所定の形状
に成形した。この成形体を金型に詰め、Ａｒガス雰囲気
下又は真空中で、表１に示す圧力及び温度下で２時間保
持の条件下で焼結した。得られた焼結体は均一な焼結体
組成を持っており、Ｘ線回析の結果、金属Ｐｂ相と酸化
物相であるＬａ 2ＺｒyＴｉ1ーYＯ7(y=0.2〜0.8)とＺｒy
Ｔｉ1ーyＯ2(y=0〜1)との共存相であることが確認され
た。該焼結体を１２５ｍｍφ×５ｍｍｔに切削加工し、
銅製パッキングプレートにろう材（ＩｎーＳｎ）を用い
てボンディングして本発明のスパッタリングターゲット
材（１〜 ６ ）とした。その結果を表１に示す。
【００２０】本発明のターゲット材（１〜 ６）を用い
て、表４に示すスパッタ条件で、直径４”のＳｉウエハ
上に成膜をおこない、成膜速度及び異常放電回数を測定
し、その結果を表３に示す。全てのターゲット材につい
て、スパッタ試験終了後に湿式化学分析による主成分定
量分析をおこなった。
て、表４に示すスパッタ条件で、直径４”のＳｉウエハ
上に成膜をおこない、成膜速度及び異常放電回数を測定
し、その結果を表３に示す。全てのターゲット材につい
て、スパッタ試験終了後に湿式化学分析による主成分定
量分析をおこなった。
【００２１】［従来例］実施例で使用したＬａ2ＣＯ3粉
末、ＴｉＯ2粉末、ＺｒＯ2粉末及びＰｂＯ粉末を表２に
示す組成となるように秤量し、ＺｒＯ2ボールを用いた
ミルで、エタノールを溶媒として１２時間かけて混合粉
砕し、乾燥した後、該混合粉末を高純度アルミナ坩堝に
投入し、大気中、温度１１００℃にて６時間保持の条件
で焼成し、得られた焼成体をさらにＺｒＯ2ボールを用
いたボールミルにて粉砕し、ＰＬＺＴ酸化物粉末を製造
した。
末、ＴｉＯ2粉末、ＺｒＯ2粉末及びＰｂＯ粉末を表２に
示す組成となるように秤量し、ＺｒＯ2ボールを用いた
ミルで、エタノールを溶媒として１２時間かけて混合粉
砕し、乾燥した後、該混合粉末を高純度アルミナ坩堝に
投入し、大気中、温度１１００℃にて６時間保持の条件
で焼成し、得られた焼成体をさらにＺｒＯ2ボールを用
いたボールミルにて粉砕し、ＰＬＺＴ酸化物粉末を製造
した。
【００２２】このＰＬＺＴ酸化物粉末にＰｂ粉末をシェ
ーカミキサーで乾式混合後、ホットポレス用型に充填
し、表２に示す条件でホットプレス焼結をおこなった。
得られた焼結体を１２５ｍｍφ×５ｍｍｔに切削加工
し、銅製パッキングプレートにろう材（ＩｎーＳｎ）を
用いてボンディングして従来のスパッタリングターゲッ
ト材（１〜６）とした。
ーカミキサーで乾式混合後、ホットポレス用型に充填
し、表２に示す条件でホットプレス焼結をおこなった。
得られた焼結体を１２５ｍｍφ×５ｍｍｔに切削加工
し、銅製パッキングプレートにろう材（ＩｎーＳｎ）を
用いてボンディングして従来のスパッタリングターゲッ
ト材（１〜６）とした。
【００２３】従来ターゲット材（１〜６）を用いて、表
４に示すスパッタ条件で、直径４”のＳｉウエハ上に成
膜をおこない、成膜速度及び異常放電回数を測定し、そ
の結果を表３に示す。全てのターゲット材をスパッタ試
験終了後に、実施例と同様にして主成分定量分析をおこ
なった。
４に示すスパッタ条件で、直径４”のＳｉウエハ上に成
膜をおこない、成膜速度及び異常放電回数を測定し、そ
の結果を表３に示す。全てのターゲット材をスパッタ試
験終了後に、実施例と同様にして主成分定量分析をおこ
なった。
【００２４】
【発明の効果】本発明のスパッタリングターゲットは、
従来のホットプレス焼結温度より低い温度で焼結可能と
なり、しかも、従来の方法で製造されたＰＬＺＴ酸化物
ターゲットにおいて不可能であった高パワーでのスパッ
タリングが可能となり、ターゲット割れに至る臨界パワ
ー値が上がる結果、従来の酸化物ターゲットでは実現不
可能であった高速成膜が可能となった。また、金属Ｐｂ
粉末とＬＺＴ酸化物粉末との微細な混合相となっている
ため、選択スパッタリング現象が起きても微小な領域で
あるため、ターゲットを長時間使用しても成膜組成の変
化が抑制され、金属Ｐｂの容積率が多い結果、異常放電
の少ない、安定した放電を得ることができるようにな
る。従って基板上に形成される誘電体薄膜も組成的に安
定した良質のものを得ることができ、製品の歩留を向上
させる等の優れた効果を有するものである。
従来のホットプレス焼結温度より低い温度で焼結可能と
なり、しかも、従来の方法で製造されたＰＬＺＴ酸化物
ターゲットにおいて不可能であった高パワーでのスパッ
タリングが可能となり、ターゲット割れに至る臨界パワ
ー値が上がる結果、従来の酸化物ターゲットでは実現不
可能であった高速成膜が可能となった。また、金属Ｐｂ
粉末とＬＺＴ酸化物粉末との微細な混合相となっている
ため、選択スパッタリング現象が起きても微小な領域で
あるため、ターゲットを長時間使用しても成膜組成の変
化が抑制され、金属Ｐｂの容積率が多い結果、異常放電
の少ない、安定した放電を得ることができるようにな
る。従って基板上に形成される誘電体薄膜も組成的に安
定した良質のものを得ることができ、製品の歩留を向上
させる等の優れた効果を有するものである。
【００２５】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
Claims (3)
- 【請求項１】 組成比がＰｂ1+mーXＬａxＺｒyＴｉ1ーyＯ
z（０≦ｍ≦２、０＜ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．
８、１≦ｚ≦２．５）からなるスパッタリングターゲッ
ト材において、該ターゲット材が金属Ｐｂ相とＬａ−Ｚ
ｒ−Ｔｉ酸化物相及びＺｒーＴｉ酸化物相とで構成され
ることを特徴とする誘電体薄膜形成用スパッタリングタ
ーゲット材。 - 【請求項２】 請求項１記載の誘電体薄膜形成用スパッ
タリングターゲット材の全容積に対する金属Ｐｂの容積
率が４５％以上であることを特徴とする誘電体薄膜形成
用スパッタリングターゲット材。 - 【請求項３】 金属Ｐｂ粉末とＬａーＺｒーＴｉ酸化物
及びＺｒーＴｉ酸化物粉末とを混合し、所定の形状に成
形した後、真空または不活性雰囲気下で金属Ｐｂの融点
以下の温度で加圧焼結することを特徴とする誘電体薄膜
形成用スパッタリングターゲット材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031213A JPH11229126A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031213A JPH11229126A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11229126A true JPH11229126A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12325166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10031213A Pending JPH11229126A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体薄膜形成用スパッタリングターゲット材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11229126A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527384A (ja) * | 2008-07-08 | 2011-10-27 | ベーカート・アドヴァンスト・コーティングス | 第１の相および第２の相を含む酸化物スパッタターゲットの製造方法 |
| CN112030013A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-04 | 先导薄膜材料（广东）有限公司 | 一种锆钇合金靶材的制备方法 |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP10031213A patent/JPH11229126A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527384A (ja) * | 2008-07-08 | 2011-10-27 | ベーカート・アドヴァンスト・コーティングス | 第１の相および第２の相を含む酸化物スパッタターゲットの製造方法 |
| CN112030013A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-04 | 先导薄膜材料（广东）有限公司 | 一种锆钇合金靶材的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001114 |