JPS63307265A - スパッタリング・タ−ゲット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （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係り、特に複数の
ターゲット材を組合わせて構成したモザイクターゲット
に関するもので、例えば超ＬＳＩのゲート電極や配線と
して使用される高融点金属シリサイド膜の形成に使、用
されるものである。

（従来の技術） モリブデン、タングステン等の高融点金属のシリサイド
膜はＭＯ８半導体装置のゲート電極や配線電極として多
用されている。

この高融点金属のシリサイド膜を形成する技術としては
各種の方法が開発されているが、代表的なものとして次
のようなものがある。

第１に、コスパッタリング（Ｃ〇− ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法であり、シリコンと高融点金
属を同時にスパッタする。

第２に、コエバポレーション（Ｃ〇− ｅｖａｐｏｒａｔ　１ｏｎ）法であり、電子ビーム蒸着
をシリコンと金属について同時に行う。

第３に、ＣＶＤ法でこれは反応に用いる気体とこれを運
ぶキャリアガスを一定温度に保ち、熱分解させて膜を形
成するものである。

第４に、予めホットプレスあるいはコールドプレス法に
より高融点金属シリサイドのターゲットを製作しておき
、このターゲットを用いてスパッタリングを行う方法で
ある。

これらの方法の内、第１から第３の方法ではシリコンと
高融点金属との組成比を自由に変えることができる反面
、安定した組成比を得ることが困難である。また、第４
の方法で形成された高融点金属シリサイド膜はターゲッ
トが前述したようにホットプレスあるいはコールドプレ
ス法により製作されているため、ウラン（Ｕ）、トリウ
ム（Ｔｈ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等の
不純物を多く含んでおり、ゲート電極や配線電極には適
さない。

このような問題点を解決するためにシリコンと高融点金
属とがプラズマ曝露側で適当な面積比になるように分割
形成されたターゲット片を組合わせ、これを機械的に一
体化したモザイク・ターゲットを用いたスパッタリング
・ターゲットが開発され、使用されている。

第６図ないし第１０図はこのようなモザイク・　１ター
ゲットを説明するものである。高融点金属片２およびシ
リコン片３はそれぞれ第７図に示すような厚さｔでかつ
上方から見て略くさび状の形状となっており、これを組
合わせて第６図に示すような円盤状のモザイク拳ターゲ
ット１を構成するようにしている。この円盤状のモザイ
ク・ターゲット１はその支持基板となる銅製のバッキン
グプレート６上に載置され、第８図に示す内周押えリン
グ４および外周押えリング５を用いて第９図の斜視図お
よびその中央断面図である第１０図に示されるように例
えばねじ止めにより固定される。

このバッキングプレート６はウェーハに対して必要な磁
場を与える電磁石とこれを冷却する冷却部を備えたカソ
ードアセンブリ（図示せず）上に固着される。

このようなモザイク・ターゲットは高融点金属片２およ
びシリコン片３の大きさおよび高融点金属の種類を変え
ることにより形成膜の組成および組成比を自由に変える
ことができる。

このようなターゲットを用いてスパッタリングが開始さ
れると表面がプラズマに曝されることにより表面温度の
上昇が発生する。この結果、モザイク・ターゲット１を
構成する高融点金属片２およびシリコン片３はそれぞれ
熱膨張するため、隙間なく密着して組合わされている両
者間では機械的応力が上昇することになる。この場合、
シリコン片２は非常に脆い性質を有しているため、特に
第１１図に示すように特にエツジ部では微少な欠け（チ
ッピング）１．１を生じやすい。このようにして発生し
た欠けはスパッタ膜や他の膜に対する塵埃となって半導
体装置の素子特性や歩留りを著しく低下させることにな
る。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来のモザイク・ターゲットにおいては欠け
が生叫やすいことから素子特性や歩留りの低下を招いて
いる。

本発明はこのような問題点を解決するためなされたもの
で、シリコン片の欠けおよびこれに伴う塵埃を生じない
モザイク・ターゲットを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、２種類の組成の異なる材料のターゲッ
ト片を複数個組合わせて一体化したスパッタリング・タ
ーゲットにおいて、隣接するターゲット片の少なくとも
プラズマ曝露側にターゲット片の側面がスパッタリング
時に接触しない幅の空隙を形成したことを特徴としてい
る。

（作　用） 隣接するターゲット片の側面に空隙が形成されているの
で、ターゲット片がスパッタリング時に熱膨張してもプ
ラズマ曝露表面側のエツジが互いに接触しあうことはな
い。したがって、シリコンのような脆性の高い材料のタ
ーゲット片であっても欠けが生じることがなく、塵埃の
発生が防止される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明にかかるスパッタリング・
ターゲットを詳細に説明する。なお、従来と同一の部分
には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第１図および第３図は本発明にかかるスパッタリング・
ターゲットの一実施例を示す斜視図である。第１図およ
び第２図に示すように、互いに隣接してバッキングプレ
ート上に配設される例えばモリブデンでなる高融点金属
片２および略くさび状のシリコン片３は側端面間に空隙
７を有するように組合わされ、円盤状のモザイク・ター
ゲット１とされた後、支持基板である銅製のバッキング
プレート６に載置され、内周押えリング４および外周押
えリング５によってバッキングプレート６に固定される
。

第３図はモザイク・ターゲット１の詳細を示す拡大斜視
図である。同図によれば各高融点金属片２およびシリコ
ン片３は本来の分割形状よりも小さく形成されており、
組合わせたときこれらの側面間には約２００μｍの空隙
７が形成されるようになっている。

このような空隙７は高融点金属片２およびシリコン片３
がスパッタリング中に温度が上昇して熱膨張が生じても
両者は互いに接触しないので応力集中が発生せず、した
がって脆性の高いシリコン片の欠けによる塵埃の発生が
防止される。

しかし、このように単に両ターゲット片２，３間に空隙
７を設けただけでは発生したプラズマが空隙７を通って
直接支持基板に衝突し、汚染を招くので、両ターゲット
片２，３とバッキングプレート６との間には円板または
円環板をなすモリブデンの薄板８を介在させるようにし
ている。

なお、上述した空隙７の大きさは熱膨張の程度に応じて
定めれば良く、例えばターゲット片の形状、大きさ、ス
パッタ電力等を考慮すればよい。

このようなスパッタリング・ターゲットを枚葉式ＤＣマ
グネトロンスパッタリング装置に装着し、装置内の雰囲
気を圧力４Ｘ１０　’ｐａのアルゴンで満たした」二で
スパッタパワー１．５ＫＷでシリコン基板」二にシリサ
イド膜を３０００への厚さで堆積させたところ、堆積さ
れた膜には従来の方法で観察されたよりもはるかに少な
い塵埃しか観察されなかった。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、モザイク・
ターゲット］の変形例を示している。同図によれば高融
点金属片２およびシリコン片３の側面間に形成される空
隙９は第３図の場合とは異なって、プラズマ曝露側から
基板側へ移行する途中で階段状に折れ曲がっている。こ
の折れ曲がりの程度は少なくとも空隙の幅よりも大きい
必要がある。また、階段状にする他、曲線状に曲げるよ
うにしてもよい。要はプラズマ曝露側から見て直接基板
が見えないような間隙を形成すれば良い。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、第３
図の場合と類似しているが、空隙１１は基板６上のモリ
ブデン板８には達していない。この実施例では最も欠け
の生じやすいプラズマ曝露側でターゲット片の」一端辺
どうしが接触していないから欠けの発生は著しく減少す
る。この場合、ターゲット片の下端側で完全な接触状態
が得られている場合にはモリブデン板は不要であるが、
接触長さが短い場合、接触が不完全である場合を考慮す
るとモリブデン板８を設けた方が良い。

なお、実施例では高融点金属としてモリブデンを使用し
ているが、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウ
ム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、レニウム、オ
スミウム、パラジウム、白金等の他の高融点金属を使用
することかできる。

さらに実施例に示したようなシリコンと高融点金属のい
ずれか一方は高融点金属シリサイドとすることができる
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、隣接するターゲット片の
間に熱膨張時の接触を防止する空隙を形成しているので
、ターゲット片どうしの接触による欠けおよびこれに伴
う塵埃の発生を招かず、素子特性や歩留りに悪影響を与
えることはない。

欠け。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明にかかるスパッタリング・ターゲットに
使用されるモザイク・タープ・ソトの一実施例を示す斜
視図、第２図は本発明にかかるスノくツタリング・ター
ゲットの全体を示す斜視図、第３図はターゲット片間の
空隙の一例を示す拡大斜視図、第４図はターゲット片間
の空隙の他の例を示す拡大斜視図、第５図はターゲット
片間の空隙のさらに他の例を示す拡大斜視図、第６図は
従来のモザイクφターゲットの組合わせ状態を示す斜視
図、第７図はターゲット片の一つを示す斜視図、第８図
はモザイク・ターゲットを固定するのに用いられる押え
リングを示す斜視図、第９図は従来のスパッタリング・
ターゲットの完成状態を示す斜視図、第１０図はその中
央断面を示す断面図、第１１図は従来のスパッタリング
・タープ・ソトの問題点を示す説明図である。 １・・・モザイク・ターゲット、２，３・・・タープ・
ソト片、４，５・・・押えリング、６・・・支持基板、
７．９．１０・・・空隙、８・・・モリブデン板、１１
・・・出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 鄭 一２ζ７− 味

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２種類の組成の異なる、材料のターゲット片を複数
   個組合わせて一体化し、基板上に載置してなるスパッタ
   リング・ターゲットにおいて、隣接する前記ターゲット
   の少なくともプラズマ曝露側に前記ターゲット片の側面
   がスパッタリング時に接触しない幅の空隙を形成してな
   るスパッタリング・ターゲット。 ２、一体化された複数のターゲット片と基板との間にい
   ずれかのターゲット片材料からなる板が間挿されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスパッタ
   リング・ターゲット。 ３、ターゲット片の側面間に形成された空隙がプラズマ
   曝露側から基板側へ移行する途中で少なくとも空隙分の
   長さの非直線状のずれを有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のスパッタリング・ターゲット
   。 ４、ターゲット片材料がシリコンおよび高融点金属であ
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   のスパッタリング・ターゲット。 ５、各ターゲット片が略くさび状をなし、一体化したタ
   ーゲット片が円盤状をなすことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のスパッタリ
   ング・ターゲット。 ６、高融点金属がモリブデンである特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれかに記載のスパッタリング・タ
   ーゲット。 ７、高融点金属がチタンである特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれかに記載のスパッタリング・ターゲ
   ット。 ８、高融点金属がタングステンである特許請求の範囲第
   １項ないし第５項のいずれかに記載のスパッタリング・
   ターゲット。