JPS63145771A - Sputtering target - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスパッタリングターゲットに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to sputtering targets.
詳しくは本発明はスパッタ法によってアルミニウム又は
アルミニウム合金の薄膜を形成させる除に使用されるア
ルミニウムスパッタリング用ターゲットに関する。More specifically, the present invention relates to an aluminum sputtering target used for forming a thin film of aluminum or aluminum alloy by sputtering.
スパッタ法は、イオンをターゲットに照射し、ターゲッ
ト異面の物質と衝突させてこれを蒸発させ、蒸発したタ
ーゲット物質を基板上に沈層させて薄膜を形成させる方
法であ郵、薄膜形厄の分野で広く用いられている。スパ
ッタ装置は、衝撃イオン源でおるイオン化ガスまたは放
電プラズマの発生の仕方、印加電源のａｌｌ、電性の構
造などＫよシ、二極ＤＯグロー放電型、三位ＤＣグロー
放１型、二極ＲＦグロー敢１４イオンビーム型、マグネ
トロン型等に分けられ、用途によって使い分けられてい
る。The sputtering method is a method of irradiating a target with ions, colliding with a material on a different surface of the target to evaporate it, and depositing the evaporated target material on a substrate to form a thin film. Widely used in the field. The sputtering equipment is divided into two types, including the method of generating ionized gas or discharge plasma in the impact ion source, all of the applied power sources, and the electrical structure. RF Glow Type 14 is divided into ion beam type, magnetron type, etc., and is used depending on the purpose.
第１図はスパッタ装置の一例としてマグネトロン型スパ
ッタ装置の構成を楔式的に示すものである。薄膜を形成
させる基板（４）及びターゲラ。FIG. 1 shows the structure of a magnetron type sputtering apparatus in a wedge-shaped manner as an example of a sputtering apparatus. A substrate (4) on which a thin film is formed and a targera.
ト（５）は真空チェンバー（１）内に収容され、ターゲ
ットのスパッタ表面（９）はｉ板の博農形成面凹と対間
させられている。この装置でスパッタリングを行なうに
は、例えは、先ず真窒排２０（３）から排気してチェン
バー内を／ ０”” ｔｏｒｒ 、％度の高真空にした
後、スパッタガス供給口（２）からスパッタガス（Ａｒ
など）を尋人してチェンバー内を／ ０−” ｔｏｒｒ
程度の低圧に保つ。次に基板が陽極に、ターゲットが陰
極となるように電圧をかけると、ターゲット表面から電
子が放出され、これがチェンバー内のスパッタガスと衝
突してイオン（Ａｒ＋など）が生成し、これが電場で加
速されてターゲットのスパッタ表面に衝突する。The target (5) is housed in a vacuum chamber (1), and the sputtering surface (9) of the target is opposed to the concave formed surface of the i-plate. To perform sputtering with this device, for example, first exhaust the nitrogen gas from the nitrogen exhaust 20 (3) to create a high vacuum of /0'' torr in the chamber, and then pump the sputtering gas from the sputtering gas supply port (2). Sputter gas (Ar
etc.) inside the chamber / 0-” torr
Keep the pressure at a moderately low level. Next, when a voltage is applied so that the substrate becomes an anode and the target becomes a cathode, electrons are emitted from the target surface, which collide with the sputtering gas in the chamber to generate ions (such as Ar+), which are accelerated by the electric field. and collides with the sputtering surface of the target.
この衝突二坏ルギーによってスパッタ表面の原子が放出
され、これが基板の＃層形成面上に堆積してターゲット
物質の薄膜が形成される。Atoms on the sputtered surface are ejected by this collision energy, and these atoms are deposited on the layer formation surface of the substrate to form a thin film of the target material.
ターゲット物質としてアルミニウム又はアルミニウム合
金（以下、併せて率に「アルミニウム」ともいう）を１
史用すればアルミニウムスパッタリングが行なわれる。Aluminum or aluminum alloy (hereinafter also referred to as "aluminum") is used as a target material.
In historical use, aluminum sputtering is performed.
アルミニウムスパッタリングの主な用途は工○やＬ８工
上の配線である。この場合、先ずシリコンウェハの全面
罠スパッタリングによりアルミニウム導膜を形成し、次
いで該薄膜を回路パターンに従ってエツチングして回路
細線を形成させる。The main use of aluminum sputtering is wiring on workpieces ○ and L8. In this case, an aluminum conductive film is first formed by trap sputtering on the entire surface of a silicon wafer, and then the thin film is etched according to a circuit pattern to form thin circuit lines.
前記の通りウェハ上に形成された薄膜は回路パターンに
従って倣ＭＫエツチングされる。この場合、要求される
回路細線の暢は０．７〜！μｍ程度である。形成された
細線はその特性を確保するために厚さの均一性が安来さ
れる。一般に厚さのばらつきは！チ以下とされている。As described above, the thin film formed on the wafer is patterned by MK etching according to the circuit pattern. In this case, the required line width of the circuit is 0.7~! It is about μm. The thin wires formed have uniform thickness to ensure their properties. In general, variations in thickness! It is considered to be less than 1.
シカるに通常、スパッタリングによｐウェハ上に形成さ
れる薄膜の膜厚は、ターゲットのスパッタ表面中央部に
対向する中央部が厚く、周辺部が薄い分布を有している
。従ってウェハの周辺部に形成される工Ｃ，ＬＳＩ等の
回路の不良率が増し歩留シが悪くなる。Generally, the thickness of a thin film formed on a p-wafer by sputtering is thicker at the center facing the center of the sputtered surface of the target and thinner at the periphery. Therefore, the defect rate of circuits such as circuits and LSIs formed on the periphery of the wafer increases, and the yield rate deteriorates.
このため膜厚の均−性改嵜を目指してスパッタ装置、ス
パッタ条件、ターゲット等につき盛〔問題点を解決する
ための手段〕
かかる現状において本発明者らは、膜厚の均−性改！＃
なターゲット改良によって達成することを目指して、鋭
意検討な垂ねた結果、ターゲット材料の結晶の配向、即
ち結晶方位がスパッタ＊膜の膜厚の均一性に大きな影ｊ
１１１′？待ち、アルミニウムスパッタリングターゲッ
トについてその結晶方位を特定の範囲に調整すれば性能
の優れたターゲットが得られることを見出して本発明に
到達した。Therefore, with the aim of improving the uniformity of the film thickness, we have made various changes to the sputtering equipment, sputtering conditions, targets, etc. [Means for solving the problem] In this current situation, the present inventors have made improvements to the uniformity of the film thickness! #
As a result of intensive studies, we have found that the orientation of the crystals in the target material, that is, the crystal orientation, has a large effect on the uniformity of the thickness of the sputtered film.
111′? After some time, the inventors discovered that a target with excellent performance could be obtained by adjusting the crystal orientation of an aluminum sputtering target within a specific range, and thus arrived at the present invention.
即ち本発明の要旨は、アルミニウム又はアルミニウム合
金から成シ、そのスパッタ表面においてＸ線回折法で測
定された結晶方位含有比（２−〇）／（コ００）がＯ，
６以上であることを特徴とするスパッタリングターゲッ
ト、Ｋ存する。That is, the gist of the present invention is that the crystal orientation content ratio (2-0)/(ko00) measured by X-ray diffraction on the sputtered surface of aluminum or aluminum alloy is O,
There is a sputtering target characterized by having a molecular weight of 6 or more.
以下、本発明につき詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail.
本発明のスパッタリングターゲットの材料としてはアル
ミニウム又はアルミニウム合金が１史用される。合金元
累としては例えばＡ９、ＣＯ１○ｒ１０ｕ、 Ｆｅ、
Ｇｅ、 Ｌｉ、Ｍｙ、Ｍｎ、 ＭＯｌＮｌ、Ｓｌ、Ｔａ
、 Ｔｉ、■、Ｗ、ｚｒ＠の／徨又は２穂以上が用いら
れ、用途に応じて様々な純度及び組成の狗科からなるタ
ーゲットが製作される。Aluminum or an aluminum alloy is commonly used as the material for the sputtering target of the present invention. Examples of alloy elements include A9, CO1○r10u, Fe,
Ge, Li, My, Mn, MOINl, Sl, Ta
, Ti, ■, W, zr@ or two or more ears are used, and targets consisting of Canidae of various purity and composition are produced depending on the purpose.
不発明のスパッタリングターゲットはそのスパッタ表面
におりてＸ＆Ｊ回折法で測定された結晶方位含有比が特
定の範囲に窮整されていることを特徴としている。The sputtering target of the present invention is characterized in that the crystal orientation content ratio measured by the X&J diffraction method on the sputtering surface is tightly controlled within a specific range.
まず結晶方位含有比の測定法につき説明する。First, a method for measuring the crystal orientation content ratio will be explained.
測定すべき試料の表面を化学的に溶解して加工による影
響を取シ除く。次に沖」定すべき表面につきＸ線回折計
で各結晶方位に対応する回折藤の強度を測定する。得ら
れた回折線の強度値につき、各結晶方位の回折線の相対
強度比（例えばＡＢＴＭ、ｆ、１ｌｔ−０７♂２に記載
さｔてｂる）Ｋ基づく補正を行なって、補正強ＩＪｊｌ
ｌｆを算出する。Chemically dissolves the surface of the sample to be measured to remove the effects of processing. Next, the intensity of the diffraction pattern corresponding to each crystal orientation is measured using an X-ray diffractometer on the surface to be determined. The intensity value of the obtained diffraction line is corrected based on the relative intensity ratio of the diffraction line of each crystal orientation (e.g., described in ABTM, f, 1lt-07♂2) K, and the correction strength IJjl
Calculate lf.
この補正の方法を具体的に１ｒｌＪ示すると次の表−／
の通りである。Ｋ？にとしてはａｕ−にα稼め１１史用
はれてｂる。The following table shows the method of this correction in detail.
It is as follows. K? As for the au-, the α is earned and the 11th history is used.
表−／
次に得られた補正強度の比として結晶方位含有比を算出
する。例えば（ココＱ）面と（２００）面との結晶方位
含有比は次式で算出される。Table-/ Next, the crystal orientation content ratio is calculated as the ratio of the obtained corrected intensities. For example, the crystal orientation content ratio between the (CocoQ) plane and the (200) plane is calculated by the following formula.
しかして本発明においては、上記のようにしてスパッタ
表面について測定された結晶方位含有比（２λの／（−
〇のが０１１以上であることを特徴として込る。該結晶
方位含有比はよシ好１しくは／、０以上である。However, in the present invention, the crystal orientation content ratio (2λ/(-
Include the fact that 〇 is 011 or higher. The crystal orientation content ratio is preferably 1/0 or more.
本発明のスパッタリングターゲットを製作するだめのア
ルミニウム材料の結晶方位含有比の調整は例えば塑性加
工と熱処理との組合せによって行なうことができる。よ
シ具体的にはアルミニウム材料に圧延等の塑性加工を行
ない、次いで適当な温度での焼鈍処理を行なうことによ
って結晶方位含有比を調整することができる。The crystal orientation content ratio of the aluminum material from which the sputtering target of the present invention is manufactured can be adjusted, for example, by a combination of plastic working and heat treatment. More specifically, the crystal orientation content ratio can be adjusted by subjecting the aluminum material to plastic working such as rolling, and then annealing at an appropriate temperature.
アルミニウム材料に！！！ｌ性加工及び熱処理を施した
時に得られる結晶方位含有比の調整の程度は、アルミニ
ウム材料の純度若しくは組成、或いは鋳造条件、塑性加
工の種類及び条件、熱処理のｉｆｌ類及び条件等に依存
し、−律に言うことはできない。しかし、ひとたびアル
ミニウム材料及び鋳造条件が特定されれば、それに対し
て加工率の異なる塑性加工及び条件の！Ｊ４なる熱処理
をいくつか試験してみることによって必安な結晶方位含
有比を得るための条件を見出すことは容易である。For aluminum material! ! ! The degree of adjustment of the crystal orientation content ratio obtained when subjecting to l-forming and heat treatment depends on the purity or composition of the aluminum material, casting conditions, type and conditions of plastic working, IFL types and conditions of heat treatment, etc. -I can't say it legally. However, once the aluminum material and casting conditions are specified, plastic working with different processing rates and conditions can be applied! By testing several J4 heat treatments, it is easy to find the conditions for obtaining a desirable crystal orientation content ratio.
上記塑性加工の条件は特に限定されないが、通常、加工
″”４ｊＯ〜りＯｔｓの範囲で良好な稍釆を得ることが
できる。The conditions for the above-mentioned plastic working are not particularly limited, but a good solidity can usually be obtained within the range of 4jO to 0.000s.
上記熱処理の条件も特に限定されないが、通常、１００
−１００℃で７０〜３００分の粍曲の加熱によって目的
とする結果を得ることができる。The conditions for the heat treatment are not particularly limited, but usually 100
The desired results can be obtained by heating the milling at -100° C. for 70 to 300 minutes.
第１図は圧延後のアルミニウム材料に独々のｍにで焼鈍
処ｆＭを施し走際の焼鈍温度と各結晶面の割合との関係
の一例を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing an example of the relationship between the annealing temperature at the running edge and the ratio of each crystal plane when an aluminum material after rolling is subjected to annealing treatment fM at different m values.
前記の通りこのような関係もアルミニウム材料、鋳造条
件等に依存するが、これらを特定すればそれらに対して
第一図のような関係図を作成することは容易であり、従
って適切な処理条件を実験的に容易に見出す〆ことがで
きるのである。As mentioned above, this relationship also depends on the aluminum material, casting conditions, etc., but once these are specified, it is easy to create a relationship diagram like the one shown in Figure 1 for them, and therefore determine the appropriate processing conditions. can be easily found experimentally.
かぐして素材のアルミニウム材料につき、その表面の結
晶方位含有比の調整が行なわれたならば、それらから目
的とするスパッタ装置に応じた形状（代表的な吃のとし
ては円形、長方形、これらの中央部をくりぬいたドーナ
ツ形などがある。）を切シ出して本発明のスパッタリン
グターゲットを得ることができる。Once the crystal orientation content ratio of the surface of the aluminum material has been adjusted, the shape (typically circular, rectangular, etc.) according to the intended sputtering equipment is determined. The sputtering target of the present invention can be obtained by cutting out a donut-shaped material with a hollowed out center.
次に本発明の実施の態様をより具体的に貌明するが、本
発明はその快旨を越えない限シ以下の実施例によって限
定されるものではない。Next, embodiments of the present invention will be explained in more detail, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the scope thereof.
実施例／
アルミニウム合金（Ｓｉ／％、残部ＡＪ−及び不純物）
のスラブに圧延（圧延率／θ％）及び焼純処理を施して
それぞれ表−一に示す結晶方位分布を有する試料Ａ及び
試料Ｂを得た。〔ここで結晶方位分布（％）は各試料に
つき結晶方位面（／／／）、（，２０θ）、（２２０）
及び（３／／）の補正強度（表−７−照）の合計を１０
０％として典出しｔものである。〕
表−一
試料Ａ及びＢのそれぞれから直径／７ｒｍｍ。Example/Aluminum alloy (Si/%, balance AJ- and impurities)
The slabs were subjected to rolling (rolling ratio/θ%) and sintering treatment to obtain Sample A and Sample B having the crystal orientation distributions shown in Table 1, respectively. [Here, the crystal orientation distribution (%) is the crystal orientation plane (///), (,20θ), (220) for each sample.
and (3//) correction intensity (see Table 7) is 10
It is referenced as 0%. ] Table-1 Diameter/7rmm from each of samples A and B.
浮さ３４を朋の円形スパッタリングターゲットを切り出
し、マグネトロン型スパッタ装眩に取り付けてシリコン
ウェハ基板上へのアルミニウムスパッタリングを行なっ
た。The float 34 was cut out from my circular sputtering target and attached to a magnetron type sputtering device to perform aluminum sputtering onto a silicon wafer substrate.
第３図はその結果を示すもので、谷試料についてのスパ
ッタ！ＪＩ４厚の変化を示している。横軸はウェハの中
心からの距ｌ＠を示し、Ｏがウェハ中心を、瓦がウェハ
端をそれぞれ表わしている。Figure 3 shows the results.Spatter on the valley sample! It shows the change in JI4 thickness. The horizontal axis represents the distance l@ from the center of the wafer, where O represents the center of the wafer and tiles represent the edges of the wafer.
なおウェハ中心はターゲット中心に対向して−る。Note that the center of the wafer faces the center of the target.
第３図によれば膜厚の変化量は試料Ａで約の方がより均
一な膜厚が得られた。According to FIG. 3, a more uniform film thickness was obtained for sample A with a variation in film thickness of about 100%.
実施例λ
実ｍ？ｌＪｌの試料Ａ及びＢのそれぞれから直径１００
ｒｘｙｓ、厚さ／Ｑ龍の円形スパッタリングターゲット
を切シ出し、これらケマグネトロン型スパッタ装＆に取
り付けて、Ａｒ圧２Ｘ１０−’ｔｏｒｒ 、 ％ 流
０．Ｊ Ａ及び時間ｊ分のスパッタリング条件で、シリ
コンウェハ基板上へのアルミニウムスパッタリングを行
なった。結果を表−３に示す。Example λ Actual m? diameter 100 from each of samples A and B of lJl
A circular sputtering target of rxys, thickness/Q was cut out and attached to these cheme magnetron type sputtering equipment, and the Ar pressure was 2 x 10-'torr and the flow rate was 0. Aluminum sputtering was performed on a silicon wafer substrate under sputtering conditions of JA and time j. The results are shown in Table-3.
欣−３
表−３によれば試料Ａは試料Ｂに比べてスパッタ速度が
約２０−大きいことが明らかである。欣-3 According to Table 3, it is clear that sample A has a sputtering rate approximately 20 times higher than sample B.
本発明によれば、膜厚の均一性の高いスパッタ薄膜を与
えるアルミニウムスパッタリングターゲットが提供され
る。着た本発明のスパッタリングターゲットにより比較
的高いスパッタ速度が達成される。従って本発明のスパ
ッタリングターグツ）ＫよシエＯや’ＬｉＸ上の配線な
より経隣的に行なうことができる。According to the present invention, an aluminum sputtering target that provides a sputtered thin film with high uniformity of film thickness is provided. Relatively high sputtering rates are achieved with the coated sputtering target of the present invention. Therefore, the sputtering of the present invention can be carried out more closely adjacent to the wires on K, O, and LiX.
第７図はマグネトロン型スパッタ装置のｅ＋成を模式的
に示す図である。
／：真空チェンバー、 コニスパッタガス供給口、３
；真空排気口、 ４ｔ＝基板、
！：ターゲット、 ぶ：磁石、
２二冷却水入口、 ？；冷却水出口、？＝ニスバッタ
面、 １０：薄膜形成面。
第一図は焼鈍温度と各結晶面の割合との関係の一例を示
す図である。
第３図は実施例／におけるスパッタリングで得られたス
パッタ＃腺の膜厚の変化を示す図である。横軸中、０は
ウェハ中心を、またＥはウェハ端をそれぞれ表している
。
特許出願人 株式会社化成直江津
代 理 人 弁理士 長谷用 −
＃ｌか７名
系１ 記
昂２図
栗託温度（で）FIG. 7 is a diagram schematically showing an e+ configuration of a magnetron type sputtering apparatus. /: Vacuum chamber, Konisuputter gas supply port, 3
;Vacuum exhaust port, 4t=board, ! :Target, B:Magnet, 22 Cooling water inlet, ? ;Cooling water outlet? = Varnish batter surface, 10: Thin film formation surface. FIG. 1 is a diagram showing an example of the relationship between annealing temperature and the ratio of each crystal plane. FIG. 3 is a diagram showing changes in the film thickness of the sputter # gland obtained by sputtering in Example/. On the horizontal axis, 0 represents the center of the wafer, and E represents the edge of the wafer. Patent applicant Naoetsu Kasei Co., Ltd. Agent Patent attorney Hase - #l or 7 person system 1 Record 2 diagram chestnut contract temperature (at)
Claims (1)
のスパッタ表面においてＸ線回折法で測定された結晶方
位含有比（２２０）／（２００）が０．５以上であるこ
とを特徴とするスパッタリングターゲット。(1) A sputtering target made of aluminum or an aluminum alloy, characterized in that the crystal orientation content ratio (220)/(200) measured by X-ray diffraction on the sputtered surface is 0.5 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374286A JPS63145771A (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Sputtering target |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374286A JPS63145771A (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Sputtering target |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63145771A true JPS63145771A (en) | 1988-06-17 |
| JPH0310709B2 JPH0310709B2 (en) | 1991-02-14 |
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ID=17798652
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29374286A Granted JPS63145771A (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Sputtering target |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63145771A (en) |
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