KR960001594B1 - Ti-w sputtering target materials and the method for making - Google Patents

Ti-w sputtering target materials and the method for making Download PDF

Info

Publication number
KR960001594B1
KR960001594B1 KR1019920012267A KR920012267A KR960001594B1 KR 960001594 B1 KR960001594 B1 KR 960001594B1 KR 1019920012267 A KR1019920012267 A KR 1019920012267A KR 920012267 A KR920012267 A KR 920012267A KR 960001594 B1 KR960001594 B1 KR 960001594B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
target material
less
powder
target
Prior art date
Application number
KR1019920012267A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR940002928A (en
Inventor
아끼또시 히라끼
Original Assignee
히다찌 긴조꾸 가부시기가이샤
마쯔노 고오지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히다찌 긴조꾸 가부시기가이샤, 마쯔노 고오지 filed Critical 히다찌 긴조꾸 가부시기가이샤
Priority to KR1019920012267A priority Critical patent/KR960001594B1/en
Publication of KR940002928A publication Critical patent/KR940002928A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR960001594B1 publication Critical patent/KR960001594B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Ti-W 타겟재 및 그 제조방법Ti-W target material and its manufacturing method

제1도는 본 발명의 일 실시예인 타켓재(target material)의 금속 조직사진.1 is a metal texture photograph of a target material (target material) of an embodiment of the present invention.

제2도 및 제3도는 비교예의 타겟재의 금속 조직 사진.2 and 3 are photographs of metal structures of the target material of the comparative example.

제4도는 본 발명의 타겟재의 W면적율과 입자 발생수와 합금화 열처리 온도와의 관계를 도시한 그래프.4 is a graph showing the relationship between the W area ratio, the number of particles generated and the alloying heat treatment temperature of the target material of the present invention.

제5도는 본 발명의 타겟재의 평균 결정입경과 합금화 열처리 온도와의 관계를 도시한 그래프.5 is a graph showing the relationship between the average grain size of the target material of the present invention and the alloying heat treatment temperature.

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 반도체 소자에 사용되는 베리어메탈층의 형성등에 이용되는 Ti-W 타켓재(target material) 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Ti-W target material used for forming a barrier metal layer used for a semiconductor device, and the like and a method of manufacturing the same.

[종래 기술][Prior art]

근년의 LSI의 고집적화에 따른 Al 배선의 미그레이션(migration) 대책으로서 베리어(barrier) 메탈층이 필요하게 되었다.Barrier metal layers are needed as a countermeasure for migration of Al wiring due to high integration of LSI in recent years.

베리어 메탈층으로서 Ti-W 박막(대표적으로는 Ti : 10wt%, 나머지 W의 조성을 가짐)이 많이 사용되며, 그 형성법으로서는 타겟을 스퍼터링 하는 방법이 채용되고 있다.As the barrier metal layer, many Ti-W thin films (typically having a composition of Ti: 10 wt% and the rest of W) are used, and a method of sputtering a target is adopted as the formation method.

이 박막용 Ti-W 타켓재는 일반적으로 W분말과 Ti 분말을 혼합하고, 열간 프레스(hot press)하는 것에 의해 제조된다.Generally this thin film Ti-W target material is manufactured by mixing W powder and Ti powder, and hot pressing.

그러나, 종래의 Ti-W 타켓재의 원료로 되는 Ti 분말은 원래 산소 함유량이 높고, 또한 Ti 분말을 보다 미세하게 분쇄할때에 산소 픽업(pick up)에도 기인하여 산소 함유량이 많은 타겟재만이 얻어지고 있었다.However, the Ti powder, which is a raw material of the conventional Ti-W target material, has a high oxygen content, and only a target material having a high oxygen content is obtained due to oxygen pick up when the Ti powder is finely pulverized. there was.

이와 같은 산소 함유량이 많은 타겟재에서는 스퍼터링중에 산소의 방출에 의해 타겟재의 갈라짐, 생성 박막의 산화, 박막 품질의 변화(저화)등이 생겨서 적합하지 않다.In such a target material with a high oxygen content, the release of oxygen during sputtering causes cracking of the target material, oxidation of the resulting thin film, and change (deterioration) in the thin film quality, which is not suitable.

최근, 이와 같은 Ti-W 타겟의 산소 함유량을 감소시키는 방법으로서 미국 특허 제 4,838,935 호 공보 및 트개소 63-303017 호 공보등에 Ti 분말 대신에 수소화한(hydrogenized) Ti 분말을 사용하는 방법이 기재되어 있다.Recently, as a method of reducing the oxygen content of such Ti-W targets, a method of using hydrogenated Ti powder instead of Ti powder has been described in U.S. Patent Nos. 4,838,935 and JP 63-303017. .

이 수소화한 Ti 분말의 사용은 그 자체 산화 방지에 유효함과 동시에 Ti 분말에 비해서 파쇄성이 양호하기 때문에 분쇄시의 산소 픽업량을 감소시킬 수 있는 것이다.The use of this hydrogenated Ti powder is effective for preventing oxidation on its own and at the same time, since the crushability is better than that of Ti powder, the amount of oxygen pickup at the time of grinding can be reduced.

이렇게 하여 Ti 분말로서 수소화한 Ti 분말을 사용하는 것에 의해, 900ppm 이하로 되는 산소농도의 Ti-W 타겟이 얻어지게 되었다.In this way, by using the hydrogenated Ti powder as Ti powder, the Ti-W target of the oxygen concentration set to 900 ppm or less was obtained.

[발명이 해결하고자 하는 과제][Problem to Solve Invention]

그러나, 최근의 반도체 제품의 전극 패턴의 고밀도, 세선화에 따라 상술한 저산소 농도의 Ti-W 타겟을 사용하며 스퍼터링 하여도 스퍼터링에 의해 막을 형성한 박막에 거대입자, 소위 입자를 부착하여 전극 배선을 단선시키는 새로운 문제가 발생하여 왔다.However, according to the high density and thinning of the electrode pattern of recent semiconductor products, the electrode wiring is formed by attaching the large particles and the so-called particles to the thin film formed by sputtering using the above-described low oxygen concentration Ti-W target and sputtering. There has been a new problem of disconnecting.

이 입자 발생은 Ti-W 타겟의 산소 함유량을 감소시키는 것만으로는 해결할 수 없고, Ti-W 타겟 조직에 존재하는 조대 Ti 입자 및 Ti 편석에 관계하는 것으로 추측되었다.This particle generation cannot be solved only by reducing the oxygen content of the Ti-W target, and was assumed to be related to coarse Ti particles and Ti segregation present in the Ti-W target structure.

본 발명자는 타겟 조직과 입자 발생과의 관계를 상세하게 검토한바, 특히 조대 Ti 상(phase)이 입자 발생에 관계하는 것을 발견하였다. 즉 Ti와 W에 원자량이 가벼운 Ti가 선택적으로 스퍼터링 되므로, Ti가 존재하고 있는 장소는 천공형상이 된다. 이렇게되면 조대 Ti상 또는 조대(상)군에 에워싸인 W상 또는 조대 Ti상 근방의 W상이 거대 상 인채로 타겟재로부터 비산하는 것이 입자 발생의 원인인 것을 발견하였다.The present inventors examined the relationship between target tissue and particle generation in detail and found that coarse Ti phase is related to particle generation. That is, since Ti, which is light in atomic weight, is selectively sputtered in Ti and W, the place where Ti is present is perforated. In this case, it was found that scattering of the W phase surrounded by the coarse Ti phase or the coarse (phase) group or the W phase near the coarse Ti phase was scattered from the target material as a large phase cause of particle generation.

본 발명은 입자 발생이 극히 적은 조직으로 제어한 Ti-W 타겟재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a Ti-W target material controlled to a structure with extremely low particle generation and a method for producing the same.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명자는 Ti와 W의 스퍼터링 속도 차에 의한 W상의 비산이 없는 타겟재로 하여 Ti 상을 확산시키기 때문에 유효하며, 또한 결정 입경이 조대화 하지 않는 특정 온도로 가열 처리하여 Ti-W 합금상을 마련하고, Ti상을 없게 하는 것이 유효한 것을 발견했다.The present invention is effective because the Ti phase is diffused as a target material without scattering of the W phase due to the difference in the sputtering rate between Ti and W, and the Ti-W alloy phase is heated by heating to a specific temperature at which the grain size is not coarsened. We found that it was effective to arrange and to eliminate Ti phase.

즉, 본 발명은 W상과 이것을 에워싸는 Ti-W 합금상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재이다.That is, the present invention is a Ti-W target material comprising a W phase and a Ti-W alloy phase surrounding it.

본 발명의 타겟재는 Ti 분말과 W분말을 소결한 재료를 특정의 온도범위로 가열 처리하는 것에 의해 Ti-W 합금상을 형성하고 Ti상을 소실시킨 것이다.The target material of the present invention forms a Ti-W alloy phase by heating the material obtained by sintering the Ti powder and the W powder in a specific temperature range, thereby disappearing the Ti phase.

이와같이 Ti상을 소실시킨 것에 의해 원자량이 가벼운 Ti가 선택적으로 스퍼터되는 일이 없게 되고, 입자의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.By dissipating the Ti phase in this manner, Ti having a small atomic weight is not selectively sputtered, and generation of particles can be significantly reduced.

또한 본 발명은 상기 가열 처리에 의해 W상도 Ti 와의 합금화에 의해 감소하지만, W상이 Ti-W 타겟재 단면에 차지하는 면적율이 15% 이하인 것이 좋다.Moreover, although this invention reduces by alloying with W phase Ti by the said heat processing, it is good that the area ratio which the W phase occupies for the Ti-W target material cross section is 15% or less.

W상은 균질한 스퍼터를 행하기 위해서는 적은 정도가 좋지만, 타겟재 단면에서 차지하는 비율이 10% 이하이면 특히 균질한 박막을 얻을 수 있다.Although the W phase has a small degree in order to perform a homogeneous sputter | spatter, especially when a ratio which occupies for 10% or less of a target material cross section can obtain a homogeneous thin film.

또한 본 발명에 있어서, 평균 결정 입경을 특히 15㎛ 이하로 하면 개개의 결정립이 각각 가지는 결정 방위의 영향이 적게되며, 스퍼터에 의해 균질한 박막이 얻어지므로 사정이 좋다. 본 발명에서는 소결체의 가열 처리는 온도가 높은 만큼, Ti의 확산을 위해서는 유리하지만 상기 결정 입경을 15㎛ 이하로 하기 위해서는 1550℃ 이하의 가열 처리 온도가 적합하다. 또한 작은 평균 결정입경, 예를들면 10㎛ 이하가 필요한 경우는 가열처리 온도는 1500℃ 이하가 바람직하다.In addition, in the present invention, when the average crystal grain size is particularly 15 µm or less, the influence of the crystal orientation of each crystal grain is less, and a homogeneous thin film is obtained by sputtering, which is good. In the present invention, the heat treatment of the sintered body is advantageous for the diffusion of Ti as the temperature is high, but a heat treatment temperature of 1550 ° C. or less is suitable for making the crystal grain size 15 μm or less. Moreover, when a small average grain size, for example, 10 micrometers or less is needed, the heat processing temperature is preferably 1500 degrees C or less.

여기에서, 본 발명의 Ti-W 타겟은 W분말과 입경 25㎛ 이하의 수소화한 Ti 분말을 혼합 분쇄 처리하고, 평균 입경 5㎛ 미만, 최대 입경 10㎛ 미만까지 미분말화하며, 이어서 탈수소 처리한 후, 혹은 탈수소 처리하면서 가압 소결을 행하여 소결체로 하고 얻어진 소결체를 1300에서 1550℃로 가열처리하여 실질적으로 W상과 이것을 에워싸는 Ti-W 합금상의 조직으로 하는 것에 의해 얻어진다.Here, the Ti-W target of the present invention is mixed and pulverized W powder and hydrogenated Ti powder having a particle diameter of 25 μm or less, finely powdered to an average particle diameter of less than 5 μm and a maximum particle diameter of less than 10 μm, and then dehydrogenated. Alternatively, pressure sintering is carried out while dehydrogenating to obtain a sintered body, and the resulting sintered body is heat-treated from 1300 to 1550 ° C. to obtain a substantially W phase and a Ti-W alloy phase structure surrounding it.

수소화한 Ti 분말의 입경을 25㎛ 이하로 한 것은 혼합 분쇄 처리에 있어서 미분말화를 용이하게 하고, Ti-W 합금으로의 Ti의 반응을 촉진하기 위한 것이다.The particle size of the hydrogenated Ti powder is 25 µm or less for facilitating fine powdering in the mixed grinding process and for promoting the reaction of Ti to the Ti-W alloy.

수소화한 Ti의 입경은 Ti상이 산화하지 않는 조건이라면 작은 편이 좋다.The smaller the particle size of the hydrogenated Ti, the smaller the condition that the Ti phase does not oxidize.

상기 혼합 분쇄 처리에는 볼밀, 아틀라이터등의 분쇄 혼합을 행하는 장치가 사용될 수 있다. 본 발명에서의 분쇄 혼합은 분쇄와 혼합을 별개로 행하여도, 분쇄와 혼합을 동시에 행하여도 좋고, Ti 분말과 W 분말이 미세분말의 상태라도 좋고 혼합되어 있어도 좋다.In the mixed pulverizing treatment, a device for performing pulverized mixing such as a ball mill or an attritor may be used. In the present invention, the pulverized mixing may be performed separately from the pulverizing and mixing, the pulverizing and mixing may be performed simultaneously, or the Ti powder and the W powder may be in the form of fine powder or may be mixed.

상기 분쇄 혼합 처리에 의해 수소화한 Ti 분말 및 W 분말은 평균 입경 5㎛ 미만, 최대 입경 10㎛ 미만까지 미분화말한다. 이와같이 미분말화 하는 것은 반응계 면적을 늘려서 가열처리한 경우에 결정립을 성장시키지 않고 Ti상을 실질적으로 소실시키기 위해서 중요하다.The Ti powder and W powder hydrogenated by the pulverization mixing treatment are finely divided to an average particle diameter of less than 5 µm and a maximum particle diameter of less than 10 µm. Such fine powdering is important for substantially eliminating the Ti phase without growing grains in the case where the reaction system is heated to increase the area of the reaction system.

특히 최대 입경이 10㎛를 넘기면 가열처리를 장시가 행하여도 Ti상이 잔류하게 되어 실용상 적합하지 않다.In particular, when the maximum particle diameter exceeds 10 µm, the Ti phase remains even after long time heat treatment, which is not suitable for practical use.

또한 얻어진 소결체를 1300에서 1550℃로 가열 처리하는 것을 가열에 의한 확산 반응에 의해 결정립의 성장을 억제하면서 Ti-W 합금상을 생성하기 위한 것이다. 1550℃를 넘게 가열하면 원료가 Ti와 W의 거의 순물질이기 때문에 소결체의 결정립이 너무 커져서 결정 방위의 영향이 큰 균질한 박막을 얻을 수 없으며, 또한 1300℃ 미만에서는 50시간 이상에서도 거의 합금화 하지 않기 때문에 실용상 적합하지 않다.Moreover, heat processing the obtained sintered compact from 1300 to 1550 degreeC is for producing | generating a Ti-W alloy phase, suppressing growth of a crystal grain by the diffusion reaction by heating. When heated above 1550 ℃, since the raw material is almost pure material of Ti and W, the grain size of the sintered body becomes too large to obtain a homogeneous thin film having a large influence on the crystal orientation, and less than 1300 ℃, it hardly alloys even for more than 50 hours. It is not suitable for practical use.

상술한 가압 소결에는 열간 정수압 프레스(이하 HIP로 칭함) 혹은 열간 프레스(hot press)등이 사용된다.In the above-mentioned pressure sintering, a hot hydrostatic press (hereinafter referred to as HIP) or a hot press is used.

또한 원료로 되는 Ti, 수소화한 Ti 및 W의 분만을 가능한한 산소, 방사성 원소등의 불순물 농도는 낮은 편이 좋다. 산소의 혼입은 박막의 전기적 성질을 열화시키고 또한 방사성 원소의 혼입은 반도체 장치의 오동작, 파손에 연계되는 위험이 있다.The impurity concentration of oxygen, radioactive elements, etc. should be as low as possible for the delivery of Ti, hydrogenated Ti, and W as raw materials. The incorporation of oxygen deteriorates the electrical properties of the thin film, and the incorporation of radioactive elements is associated with a malfunction and breakdown of the semiconductor device.

[실시예]EXAMPLE

[실시예 1]Example 1

수소화한 고순도 Ti(순도 99.99% 이상, 평균 입경 75㎛이하 : 이하 수소화 Ti라 치함)를 500메시(25㎛)의 체로 분급한 것과, 구순도 W분말(순도 99.999%이상, 평균 입경 5㎛이하)을 수소화한 Ti 10.36wt%로 되도록 혼합하고, 텅스텐 인장 용기(pot)와 텅스텐제 볼을 사용한 전용 볼밑내에 삽입한후, 용기내을 진공 배기하고, 그후 아르곤 가스로 치환하여 비산화성 분위기로 90분간 분쇄하면서 혼합했다.Hydrogenated high purity Ti (purity 99.99% or more, average particle diameter 75 μm or less: hereinafter referred to as hydrogenated Ti) was classified into a 500 mesh (25 μm) sieve, and a purity W powder (purity 99.999% or more, average particle size 5 μm or less) ) Is mixed to a hydrogenated Ti 10.36wt%, and inserted into a tungsten tension pot and a dedicated ball using a tungsten ball, vacuum evacuated the vessel, and then substituted with argon gas for 90 minutes in a non-oxidizing atmosphere. Mix while grinding.

얻어진 혼합분말은 평균 입경 3.1㎛이고, 최대입력 8㎛ 이었다.The obtained mixed powder was 3.1 micrometers in average particle diameter, and was 8 micrometers of maximum inputs.

또한 혼합분말의 산소 함유량은 820ppm 이었다.In addition, the oxygen content of the mixed powder was 820 ppm.

얻어진 혼합분말을 내경 400Ø의 HIP 관내에 충진하고, 5×10-5토르(torr)로 진공배기 하면서 700℃×24시간 가열을 행하여, 탈수소 처리를 행하였다. 탈수소후 HIP 관을 밀봉(sealing)하고, 1250℃×2시간, 1000atm의 조건으로 HIP 처리를 행했다.The obtained mixed powder was filled into a HIP tube having an internal diameter of 400 Ø, heated at 700 ° C. for 24 hours while evacuating to 5 × 10 −5 torr and subjected to dehydrogenation. After dehydrogenation, the HIP tube was sealed and HIP treatment was performed under conditions of 1250 ° C. × 2 hours at 1000 atm.

얻어진 소결체의 600배 조직 사진을 제2도에 나타내었다. 제2도에 있어서 백색 입자는 W상이고, W상에 존재하는 회색부는 Ti 상이다. 제2도에 도시된 바와같이 이 단계에서는 Ti-W 합금상은 전혀 확인되지 않는다. 이때의 소결체의 평균 결정 입경은 4㎛이었다.600 times the structure | tissue photograph of the obtained sintered compact is shown in FIG. In FIG. 2, the white particles are in the W phase, and the gray portions present in the W phase are in the Ti phase. As shown in FIG. 2, no Ti-W alloy phase is identified at this stage. The average crystal grain size of the sintered compact at this time was 4 micrometers.

이 소결체를 진공도 10-5토르(torr)로 1380℃℃×24시간의 조건으로 합금화를 위해 가열 처리를 행하여 타겟재를 얻었다.Subjected to heat treatment for the alloy under the conditions of 1380 ℃℃ × 24 hours in a vacuum of 10 -5 Torr sintered body (torr) to obtain a target material.

얻어진 타겟재의 산소 함유량은 대개 850ppm이며, 평균 결정 입경은 6㎛이었다.The oxygen content of the obtained target material was usually 850 ppm, and the average crystal grain diameter was 6 micrometers.

얻어진 타겟재의 600배 조직 사진을 제1도에 나타내었다.600 times the tissue photograph of the obtained target material is shown in FIG.

제1도중에, 백색부는 W상이며, 실질적으로 W상을 에워싸고 있는 회색부는 Ti-W 합금상이다.In FIG. 1, the white portion is W phase, and the gray portion substantially enclosing the W phase is a Ti-W alloy phase.

제1도에 도시한 바와같이 Ti 상이 확인되지 않은 타겟재를 얻을 수 있었다.As shown in FIG. 1, the target material which Ti phase was not confirmed was obtained.

이 타겟재를 300Ø로 가공하여 타겟으로 했다. 이 타겟을 이용하여 15.3cm(6인치) 웨이퍼(wafer)로 스퍼터링 했다.This target material was processed into 300 phi to be a target. This target was used to sputter onto a 15.3 cm (6 inch) wafer.

스퍼터막중의 입자수를 검사한 결과, 0.5㎛ 이상의 입자에서 5개, 0.3㎛ 이상이 입자에서도 12개로 매우 적은 것이 확인되었다.As a result of inspecting the number of particles in the sputtered film, it was confirmed that the number of particles in particles of 0.5 µm or more was very small, and that of particles in particles of 0.3 µm or more was 12.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예와 동일한 조건으로 HIP 처리하고, 제2도 도시한 조직과 동일한 소결체를 얻었다. 이 소결체를 실시예 1에서 행한 합금화를 위해 가열 처리를 행하지 않고 그대로 300Ø로 가공하여, 타겟으로 했다.HIP treatment was carried out under the same conditions as in Example, to obtain a sintered body similar to the structure shown in FIG. This sintered compact was processed into 300 phi as it was, without heat-processing for the alloying performed in Example 1, and it was set as the target.

이 타겟을 이용하여 실시예1과 동일한 조건에서 15.3cm(6인치) 웨이퍼로 스퍼터링했다.The target was sputtered onto a 15.3 cm (6 inch) wafer under the same conditions as in Example 1.

스퍼터막중의 입자수를 검사한 결과, 0.5㎛ 이상의 입자에서 30개 0.3㎛이상에서 140개로 실시예 1과 비교하여 대단히 많은 것으로 되어 적합하지 않은 것으로 되었다.As a result of inspecting the number of particles in the sputtered film, 30 particles from 0.5 µm or more particles and 140 particles from 0.3 µm or more became very large as compared with Example 1, which was not suitable.

[비교예 2]Comparative Example 2

이 비교예는 원료로 되는 수소화 Ti 분말에 입경이 큰 것을 사용하고, 입자 발생의 정밀도를 조절한 것이다.In this comparative example, the hydrogenated Ti powder used as a raw material uses a large particle size and adjusts the precision of particle generation.

수소화한 고순도 Ti(순도 99.99% 이상, 평균 입경 75㎛ 이하 : 이하 수소화 Ti라 칭함)를 분급하지 않고, 고순도 W분말(순도 99.999%이상, 평균입경 5㎛이하)을 수소화 Ti 10.36wt%로 되도록 배합하고, 텅스텐 인장 용기와 텡스텐제 볼을 사용한 전용 볼밀내에 삽입한후, 용기내를 진공 배기하고, 그후 아르곤가스로 치환하여 비산화성 분위기로 90분간 분쇄하면서 혼합했다.The high purity W powder (purity of 99.999% or more and the average particle diameter of 5 m or less) is made 10.36wt% without classifying hydrogenated high purity Ti (purity 99.99% or more, average particle diameter of 75 µm or less: hereinafter referred to as hydrogenated Ti). The mixture was blended and inserted into a dedicated ball mill using a tungsten tension container and a tungsten ball, and then the inside of the container was evacuated, and then replaced with argon gas and mixed while grinding in a non-oxidizing atmosphere for 90 minutes.

얻어진 혼합분말은 평균입경 4.0㎛이고, 최대 입경 19㎛ 이었다.The obtained mixed powder was 4.0 micrometers in average particle diameter, and was 19 micrometers in maximum particle diameter.

얻어진 혼합분말을 실시예 1과 동일하게 내경 400Ø의 HIP 관내에 충진하고, 5×10-5토르로 진공 배기하면서 700℃×24시간 가열하여 탈수소 처리를 행했다. 탈수소후 HIP 관을 밀봉하고 1250℃×2시간, 1000atm의 조건으로 HIP 처리를 행했다.The obtained mixed powder was packed into a HIP tube having an internal diameter of 400 Ø in the same manner as in Example 1, and heated at 700 ° C. for 24 hours while evacuating to 5 × 10 −5 Torr for dehydrogenation. After dehydrogenation, the HIP tube was sealed and subjected to HIP treatment at 1250 ° C for 2 hours at 1000 atm.

얻어진 소결체를 실시예 1과 동일하게 합금화 처리를 행한 타겟재를 얻었다.The target material which alloyed the obtained sintered compact similarly to Example 1 was obtained.

얻어진 타겟재의 산소 함유량은 550ppm이며, 평균 결정 입경은 6㎛이었다.The oxygen content of the obtained target material was 550 ppm, and the average crystal grain diameter was 6 micrometers.

제3도에는 얻어진 타겟재의 조직 사진을 나타내었다. 제3도중에 백색부는 W상, 실질적으로 W상을 에워싸고 있는 회색부 Ti-w 합금중이며, Ti-w 상중에 존재하는 흑색부는 Ti 상이다. 이와같이 수소화 Ti의 원료분말이 입경 25㎛를 넘으면 소결체의 가열 처리를 행하여도 Ti상으로 잔류하게 된다.In FIG. 3, the structure | tissue photograph of the obtained target material is shown. In FIG. 3, the white portion is in the W phase, the gray portion Ti-w alloy substantially enclosing the W phase, and the black portion in the Ti-w phase is the Ti phase. Thus, when the raw material powder of hydrogenated Ti exceeds 25 micrometers in particle size, it will remain in Ti phase even if heat processing of a sintered compact is performed.

이 타겟재를 300Ø로 가공하여 타겟으로 했다. 이 타겟을 사용하여 15.3cm(6인치) 웨이퍼로 스퍼터링 했다.This target material was processed into 300 phi to be a target. This target was used to sputter onto a 15.3 cm (6 inch) wafer.

스퍼터막중의 입자수를 검사한 결과, 0.5㎛ 이상의 입자에선 8개로 실시예 1과 동등하지만, 0.3㎛ 이상이 입자가 40개로 실시예 1보다 꾀많은 것으로 되며, 입자 발생에 있어서 본 발명와 같이 Ti상이 없는 편이 우수한 것이 확인됐다.As a result of inspecting the number of particles in the sputter film, eight particles of 0.5 µm or more were equivalent to Example 1, but 0.3 µm or more had more than 40 particles of Example 1, and the Ti phase was different from the present invention in particle generation. It was confirmed that there was no superior.

[실시예 2]Example 2

실시예 1과 동일하게 하여 얻어진 합금화를 위해 가열 처리를 행하기전의 소결체에 대해 진공도 10-5, 24시간의 합금화를 위한 열처리를 열처리 온도로 바꾸어 행한 타겟재를 얻었다.For the alloying obtained in the same manner as in Example 1, the target material obtained by changing the heat treatment for alloying at a vacuum degree of 10-5 for 24 hours to the heat treatment temperature was subjected to the sintered compact before the heat treatment.

얻어진 타겟재를 300Ø로 가공하여 타겟으로 했다.The obtained target material was processed into 300 phi to be a target.

이 타겟을 이용하여 15.3(6인치) 웨이퍼로 스퍼터링을 행하고 0.3Ø 이상의 입자 발생 상황을 관측했다.Using this target, sputtering was performed on a 15.3 (6 inch) wafer, and particle generation conditions of 0.3 mm or larger were observed.

이 타겟재의 W면적율과 입자 발생수와 합금화를 위한 가열 열처리 온도와의 관계를 제4도에 나타냈다.The relationship between the W area ratio of this target material, the number of particle generations, and the heat processing temperature for alloying is shown in FIG.

또한 1300℃ 이상의 열처리를 행한 실시예에 있어서는 타겟 조직의 관찰에 의해 전부 Ti 상이 없는 조직인 것으로 확인되었다.In addition, in the Example which heat-treated 1300 degreeC or more, it confirmed that it was the structure without a Ti phase by the observation of the target structure.

제4도로부터 열처리 온도를 상승시키면 W면적율이 감소하고, 이에 수반하여 입자 발생 수도 감소하는 것을 알았다. 또한 W 면적율은 입자수를 감소시키기 때문에 작은편이 좋지만, W면적율이 15% 이하의 경우는 입자수가 거의 W면적율에 의존하지 않기 때문에 W면적율은 15% 이하인 것이 적합한 것을 알았다.It was found from FIG. 4 that increasing the heat treatment temperature decreases the W area ratio, and consequently decreases the number of particles. In addition, the W area ratio is smaller because the number of particles decreases, but when the W area ratio is 15% or less, it is found that the W area ratio is 15% or less because the particle number hardly depends on the W area ratio.

또한 타겟재 파단면의 관측에 의해 측정된 평균 결정 입경과 합금화 열처리 온도의 관계를 제5도에 나타내었다.In addition, the relationship between the average grain size and the alloying heat treatment temperature measured by the observation of the target material fracture surface is shown in FIG.

또한 제5도로부터 합금화의 가열 열처리 온도가 1550℃를 초과하면 평균 결정 입경이 급격히 증가하고 적합하지 않다는 것을 알았다.It was also found from FIG. 5 that when the heat treatment temperature of alloying exceeds 1550 ° C., the average grain size rapidly increases and is not suitable.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

본 발명은 입자 발생이 어려운 Ti-W 타겟재에 의해 극히 품질이 높은 스퍼터링을 실시할 수 있기 때문에 반도체 소자의 품질 향상에 극히 유효하다. 또한 본 발명의 타겟제는 산소 함유량도 적기 때문에 타겟재의 갈라짐이나 생성박막의 산화에 의해 전기적 특성의 열화를 방지할 수 있고 박막의 품질의 변화(저화)를 억제할 수 있다는 좋은 효과도 가지는 것이다.The present invention is extremely effective for improving the quality of semiconductor devices because sputtering of extremely high quality can be performed by the Ti-W target material which is hard to generate particles. In addition, since the target agent of the present invention has a low oxygen content, it is possible to prevent degradation of electrical characteristics by the cracking of the target material and oxidation of the resulting thin film, and also to have a good effect of suppressing the change (deterioration) of the quality of the thin film.

Claims (5)

W상과 이것을 에워싸는 Ti-W 합금상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재.A Ti-W target material comprising a W phase and a Ti-W alloy phase surrounding it. W상과 이것을 에워싸는 Ti-W 합금상으로 구성되며, 평균 결정 입경 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재.Ti-W target material which consists of a W phase and the Ti-W alloy phase which surrounds this, and whose average grain size is 15 micrometers or less. 제1항에 있어서, W상이 Ti-W 타겟재 단면에서 차지하는 면적율은 15% 이하인 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재.The Ti-W target material according to claim 1, wherein the area ratio of the W phase in the Ti-W target material cross section is 15% or less. 제2항에 있어서, W상이 Ti-W 타겟재 단면에서 차지하는 면적율은 15% 이하인 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재.The Ti-W target material according to claim 2, wherein the area ratio of the W phase in the Ti-W target material cross section is 15% or less. W분말과 입경 25㎛ 이하의 수소화한 Ti 분말을 혼합 분쇄 처리하고, 평균 입경 5㎛ 미만, 최대 입경 10㎛ 미만까지 미분말화하며, 이어서 탈수소 처리한후에 가압 소결을 행하거나 혹은 탈수소화 처리하면서 가압 소결을 행하여 소결체로 하고, 얻어진 소결체를 1300℃에서 1550℃로 가열 처리하여 W상과 이것을 에워싸는 Ti-W 합금상으로 구성되는 타겟을 얻는 것을 특징으로 하는 Ti-W 타겟재의 제조 방법.W powder and hydrogenated Ti powder having a particle diameter of 25 µm or less are mixed and ground, and finely powdered to an average particle diameter of less than 5 µm and a maximum particle diameter of less than 10 µm, followed by pressure sintering after dehydrogenation or pressure sintering while dehydrogenation. To obtain a target composed of a W phase and a Ti-W alloy phase enclosing the obtained sintered body by heating the obtained sintered body from 1300 ° C to 1550 ° C.
KR1019920012267A 1992-07-10 1992-07-10 Ti-w sputtering target materials and the method for making KR960001594B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019920012267A KR960001594B1 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Ti-w sputtering target materials and the method for making

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019920012267A KR960001594B1 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Ti-w sputtering target materials and the method for making

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR940002928A KR940002928A (en) 1994-02-19
KR960001594B1 true KR960001594B1 (en) 1996-02-02

Family

ID=19336109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920012267A KR960001594B1 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Ti-w sputtering target materials and the method for making

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR960001594B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101113073B1 (en) * 2011-07-29 2012-02-15 헵시바주식회사 Maximum power controllable wind energy conversion system with algorithm to avoid vibration

Also Published As

Publication number Publication date
KR940002928A (en) 1994-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5160534A (en) Titanium-tungsten target material for sputtering and manufacturing method therefor
US5306569A (en) Titanium-tungsten target material and manufacturing method thereof
US5234487A (en) Method of producing tungsten-titanium sputter targets and targets produced thereby
EP0574119A2 (en) Ti-W sputtering target and method of manufacturing the same
JP7269407B2 (en) Tungsten silicide target member, manufacturing method thereof, and manufacturing method of tungsten silicide film
WO2009134771A1 (en) Molybdenum-niobium alloys, sputtering targets containing such alloys, methods of making such targets, thin films prepared therefrom and uses thereof
JP3792007B2 (en) Manufacturing method of sputtering target
JP2005097697A (en) Sputtering target and method for manufacturing the same
US5298338A (en) Titanium-tungsten target material and manufacturing method thereof
JP4634567B2 (en) Method for manufacturing tungsten sputtering target
KR960001594B1 (en) Ti-w sputtering target materials and the method for making
JP2915177B2 (en) Method of manufacturing sputtering target and sputtering target manufactured by this method
JP3073764B2 (en) Ti-W target material and manufacturing method thereof
JP3037772B2 (en) Ti-W target material and method of manufacturing the same
JP2859466B2 (en) Ti-W target material and method of manufacturing the same
JP2606946B2 (en) Ti-W target material and method of manufacturing the same
KR930003516B1 (en) Titanium tungsten target material for sputtering and manufacturing method therefor
KR100802498B1 (en) PHYSICAL VAPOR DEPOSITION TARGETS COMPRISING Ti AND Zr AND METHODS OF USE
JPH0610126A (en) Ti-w target material and its manufacture
JPH05156384A (en) Manufacture of titanium-tungsten target material
JPH0533129A (en) Ti-w target material
JP2896233B2 (en) Refractory metal silicide target, manufacturing method thereof, refractory metal silicide thin film, and semiconductor device
JPH0247261A (en) Silicide target and production thereof
JPH0849069A (en) Target for sputtering and its production
JP3551355B2 (en) Ru target and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010126

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee