JP2002173765A - スパッタリングターゲット - Google Patents
スパッタリングターゲットInfo
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- JP2002173765A JP2002173765A JP2000370303A JP2000370303A JP2002173765A JP 2002173765 A JP2002173765 A JP 2002173765A JP 2000370303 A JP2000370303 A JP 2000370303A JP 2000370303 A JP2000370303 A JP 2000370303A JP 2002173765 A JP2002173765 A JP 2002173765A
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Abstract
成膜することが可能なスパッタリングターゲットを提供
する。 【解決手段】 シリコンが70〜97重量%であり、残
部が実質的に高融点金属シリサイドからなるスパッタリ
ングターゲットであって、金属組織は、少なくともシリ
コン相と、前記シリコンと前記高融点金属からなる高融
点金属シリサイド相を有し、かつスパッタ面は、X線回
折法(XRD)により求められたSi(111)面のピ
ークの半値幅が0.5deg以下で、かつ高融点金属シ
リサイド(101)面のピークの半値幅が0.5deg
以下であることを特徴とする。
Description
主成分とし、高融点金属を含有したスパッタリングター
ゲット、その製造方法、位相シフトマスクブランクおよ
び位相シフトマスクに関する。
て、位相シフトリソグラフィという技術が注目を集めて
いる。この技術は、光学系には変更を加えず、マスクの
変更だけで光リソグラフィの解像度を向上させる方法で
あり、フォトマスクを透過する露光光間に位相差を与え
ることにより解像度を向上したものである。
フトーン型位相シフトマスクが近年開発されている。こ
れは、光半透過部が露光光を実質的に遮断する遮光機能
と光の位相をシフト(反転)させる位相シフト機能との
2つの機能を兼ね備えるため、遮光膜パターンと位相シ
フト膜パターンを別々に形成する必要がなく、構成が単
純で製造も容易であるという特徴を有する。
はモリブデンなどの金属、シリコン、および酸素を主た
る構成要素とする材料からなる薄膜により構成されてい
る。前記材料は、モリブデンシリサイド(MoSi
x)、具体的には酸化されたMoおよびSi(MoSi
O)、または酸化および窒化されたMoおよびSi(M
oSiON)である。
含有量、もしくは酸素、窒素の含有量をコントロールす
ることにより位相シフトマスクの光半透過部の透過率を
制御することができることが開示されている。また、こ
の公報には薄膜の厚さを選定することにより位相シフト
量を制御できることが開示されている。さらに、このよ
うな材料を用いることにより、単層の膜で光半透過部を
構成することができ、成膜工程を簡略化することが可能
になることも開示されている。
O系、もしくはMoSiON系の膜は、酸化窒化の度合
いが強くなりすぎると、洗浄等に使用される硫酸等の酸
に弱く、設定した透過率、位相差にずれが生じてしまう
問題があった。
たマスクの設計のおいては、消衰係数を小さくする必要
性から、十分に酸化、窒化を実行する必要がある。この
ため、前述した材料からなる位相シフトマスクは前記問
題をより発生し易やすくなる。
透過率を持ち合わせ、消衰係数を比較的容易に小さくす
ることが可能なSi系の材料が注目されている。このS
i系材料を位相シフトマスクの光半透過部に成膜するに
は、Si系のターゲットをアルゴン+酸素(窒素)の雰
囲気中で反応性スパッタする方法が採用されている。
i系材料の成膜はスパッタ雰囲気の酸化、窒化度を上げ
るに従い、ターゲット表面上に酸化物、窒化物が堆積
し、放電が不安定となる。このため、透過率、及び膜厚
の均一性が低下し、かつ異常放電によるパーティクルが
多発する。また、ここに用いるターゲット(成形体)は
一般に粉末焼結法により製造されるが、従来の密度の低
いターゲットを用いて成膜した場合、空孔部等で異常放
電が発生しやすく、パーティクルも発生しやすい。さら
にはSiを主成分とすることから、導電性が問題とな
る。すなわち、ターゲットに十分な導電性を付与しない
と、DCスパッタリングにおいては放電不安定となり、
良質な膜を成膜することが困難になる。
膜を安定して成膜することが可能なSi系スパッタリン
グターゲットおよびその製造方法を提供しようとするも
のである。
均一な膜厚の薄膜を有する位相シフトマスクブランクお
よび位相シフトマスクを提供しようとするものである。
ングターゲットは、シリコンが70〜97重量%であ
り、残部が実質的に高融点金属シリサイドからなるスパ
ッタリングターゲットであって、金属組織は、少なくと
もシリコン相と、前記シリコンと前記高融点金属からな
る高融点金属シリサイド相を有し、かつスパッタ面は、
X線回折法(XRD)により求められたSi(111)
面のピークの半値幅が0.5deg以下で、かつ高融点
金属シリサイド(101)面のピークの半値幅が0.5
deg以下であることを特徴とするものである。
ットは、パーティクルの発生を抑制した安定的な成膜を
行うことができると共に、耐酸性、高透過率の膜を成膜
することできる。
製造方法は、シリコンが70〜97重量%であり、残部
が実質的に高融点金属シリサイドからなり、金属組織が
少なくともシリコン相と、前記シリコンと前記高融点金
属からなる高融点金属シリサイド相を有するスパッタリ
ングターゲットの製造方法であって、最大粒径32μm
以下の高純度シリコン粉末と、最大粒径20μm以下の
高融点金属粉末を混合する工程と、前記混合粉末を成形
用型に充填し、10-2〜10-3Paの真空中、0.1〜
3MPaのプレス圧力下で1000℃〜1300℃に加
熱して前記シリコンと高融点金属とを反応させて高融点
金属シリサイドを形成する工程と、10-2〜10-3Pa
の真空中、もしくは5.32×104〜6.65×104
Pa不活性ガス雰囲気中、24.5〜39.2MPaの
プレス圧力下で1350℃〜1450℃にて焼結して緻
密化する工程と、前記焼結後の冷却工程において無加圧
で1200℃〜1300℃の温度に保持して残留応力除
去した後、冷却する工程とを具備することを特徴とする
ものである。
ィクルの発生を抑制した安定的な成膜を行うことができ
ると共に、耐酸性、高透過率の膜を成膜すること可能な
スパッタリングターゲットを製造することができる。
よび位相シフトマスクは、少なくとも一部に本発明のス
パッタリングターゲットを用いて形成された薄膜を有す
ることを特徴とするものである。
ンクおよび位相シフトマスクは、膜中のパーティクルが
少なく、均一な膜厚の薄膜を有する。
グターゲットを詳細に説明する。
リコンが70〜97重量%であり、残部が実質的に高融
点金属シリサイドからなるスパッタリングターゲットで
あって、金属組織は、少なくともシリコン相と、前記シ
リコンと前記高融点金属からなる高融点金属シリサイド
相を有する。このターゲットのスパッタ面は、X線回折
法(XRD)により求められたSi(111)面のピー
クの半値幅が0.5deg以下で、かつ高融点金属シリ
サイド(101)面のピークの半値幅が0.5deg以
下である。
量%未満にすると、このターゲットをスパッタリングす
ることにより成膜された膜の位相シフトマスクの光半透
過部として要求性能(耐酸性、高透過率)が低下する虞
がある。一方、前記シリコン含有量が97重量%を超え
るとターゲットの導電性が低下し、成膜特性が劣化する
虞がある。より好ましい前記ターゲト中のシリコン含有
量は、75〜90重量%、さらに好ましいシリコン含有
量は80〜85重量%である。
少なくともシリコン相と、前記シリコンと前記高融点金
属からなる高融点金属シリサイド相を有している。これ
は、高融点金属が単体で存在する場合よりシリサイド化
して存在する方がより安定しており、スパッタリングを
安定して行うことができる。なお、高融点金属は全てシ
リサイド化していることが好ましいが、一部単体で存在
してもよい。
ン(Mo)、タングステン(W)、チタン(Ti)、ク
ロム(Cr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)から
なる群より選ばれた少なくとも1種以上の金属を用いる
ことができる。
行う時の表面状態は、ターゲットのスパッタ面を砥石粒
度番号#120→#320→#500→#800→#1
000の順序で各3分間粗研磨した後、0.3μmのア
ルミナ粒子を含む研磨液で3分間パフ研磨し、さらに
0.3μmのダイヤモンドを含むペーストで6時間研磨
する条件で行う。
示す方法により測定された値を示すものとする。
のターゲット1の5箇所の評価サンプル採取位置(セン
タ、トップ、ボトム、ライト、レフト)からそれぞれ長
さ15mm、幅15mmの試験片(サンプル)を採取す
る。これら5点の試験片の結晶面をX線回折によりそれ
ぞれ測定し、これら平均値を本発明の結晶面とする。結
晶面は、X線回折によって得られたピークから半値幅を
算出する。値は、いずれも各箇所10回以上測定した値
の平均値とする。X線回折装置は、理学社製のX線回折
装置(XRD)が用いられ、そのX線回折条件は下記に
示す。
ニオメータ、 発散スリット:1deg, 散乱スリット:1deg, 発光スリット:0.15mm, 走査モード:連続、 スキャンスピード:1°/分、 スキャンステップ:0.01°、 走査軸:2θ/θ、 測定角度:38°〜42°。
(101)面のピークについて、次の編集を行った結果
算出された半値幅を本提案に用いた値とする。
る直線。
1=0.5)。
クの半値幅が0.5degを超え、かつ高融点シリサイ
ド(101)面のピークの半値幅が0.5degを超え
ると、ターゲットの結晶内に不均一な歪みが存在してス
パッタリング時にパーティクルの発生を効果的に抑制す
ることが困難になる。より好ましいSi(111)面の
半値幅および高融点シリサイド(101)面のピークの
半値幅は、それぞれ0.3deg以下、さらに好ましく
は0.1deg以下である。
20μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましく
は5μm以下であることが望ましい。このような粒径規
定がなされた高融点金属シリサイドを含むスパッタリン
グターゲットは、スパッタ時の異常放電を抑制して、パ
ーティクルの発生をより効果的に抑制できるとともに、
膜厚を均一化することが可能になる。
であることが好ましい。このような密度を有するスパッ
タリングターゲットは、スパッタ時の異常放電を抑制、
パーティクルの発生を抑制するとともに、膜厚を均一化
することが可能になる。より好ましい前記ターゲットの
相対密度は、95%以上、さらに好ましくは98%以上
である。
アンチモンおよびヒ素の群から選ばれた少なくとも1種
以上の元素を0.1ppm〜0.5重量%含有させるこ
とを許容する。このような構成のスパッタリングターゲ
ットは、前記元素を含有することにより絶縁性のシリコ
ンを主相とするターゲットに導電性がさらに付与される
ため、安定したDCスパッタリングが可能になる。
iC)でそのSiに対し0.5〜3.0wt%添加する
ことを許容する。このような構成のスパッタリングター
ゲットは、前記SiCを含有することによりさらに導電
性が付与されるため、安定したDCスパッタリングが可
能になる。
ットの製造方法の一例を詳細に説明する。
の高純度のシリコン粉末に最大粒径20μm以下の高融
点金属粉末を添加し、必要に応じて平均粒径約10μm
前後のホウ素、リン、アンチモンおよびヒ素の群から選
ばれた少なくとも1種以上の元素粉末および/または平
均粒径約10μm前後の炭化ケイ素粉末を添加し、混合
する。
高純度のシリコン粉末を使用すると、成形時に高密度化
することが困難になるばかりか、凝集等により組織の不
均一の原因となり、スパッタリング時に安定した成膜を
行うことが困難になる。好ましいシリコン粉末の最大粒
粒径は、20μm以下、より好ましくは10μm以下で
ある。
属粉末を使用すると、成型時に高密度化することが困難
になるとともに、高融点金属シリサイドの粒径が大きく
なり、さらにその分散性も低下する虞がある。好ましい
高融点金属シリサイドの最大粒径は15μm以下、さら
に好ましくは10μm以下である。また、前記高融点金
属粉末の平均粒径は5〜10μmにすることが好まし
い。前記高融点金属粉末の平均粒径を5μm未満にする
と、高融点金属にガス成分が吸着し、その結果焼結体に
残量ガス成分が多くなる虞がある。前記高融点金属粉末
の平均粒径が10μmを越えると、シリサイド合成反応
時にシリサイド粒が粗粒になる可能性がある。
な元素粉末、炭化ケイ素粉末として平均粒径が10μm
より粗いものを用いると、成形時に高密度化することが
困難になるばかりか、凝集等により組織の不均一の原因
となる虞がある。これら粉末の好ましい平均粒径は、8
μm以下、より好ましくは6μm以下である。
しい。これより短い時間の混合では、添加する高融点金
属はもとより、ホウ素のような添加元素粉末、炭化ケイ
素粉末の分散性が低下して組織が不均一になる虞があ
る。
し、10-2〜10-3Paの真空中、0.1〜3MPaの
プレス圧力下で1000℃〜1300℃に加熱する。こ
の時、前記混合粉末中のシリコン粉末と高融点金属粉末
とが反応して高融点金属シリサイドが合成される。つづ
いて、10-2〜10-3Paの真空中、もしくは5.32
×104〜6.65×104Paの不活性ガス雰囲気中
で、24.5〜39.2MPaのプレス圧力下で135
0℃〜1450℃に焼結することにより前記高融点金属
シリサイドを含む成形物が焼結して緻密化される。
1000℃〜1300℃の温度下にて低圧で保持し、そ
の後に主相であるSiの融点直下で加圧焼結を行うこと
によって、緻密化(相対密度は90%以上)された焼結
体を得ることが可能になる。
程において無加圧で1200℃〜1300℃の温度にて
保持し残留応力除去した後、冷却する。
に冷却を行うと、温度による熱膨張差が大きいことや、
焼結体内部に残留応力が生じて焼結体にクラックが入り
やすくなり、製品歩留まりを低下させる虞がある。
で1200℃〜1300℃の温度にて一旦保持し、冷却
を行う方式を採用することによって、主成分がシリコン
(70〜97重量%含有)で、微量の高融点金属シリサ
イドを含み、スパッタ面は、X線回折法(XRD)によ
り求められたSi(111)面のピークの半値幅が0.
5deg以下で、かつ高融点金属シリサイド(101)
面のピークの半値幅が0.5deg以下であるスパッタ
リングターゲットを製造することが可能になる。また、
焼結体にクラックが入ることが少なくなり、製品歩留ま
りを向上させることができる。さらに、残留応力の低下
によりスパッタ粒子の指向性が向上され、パーティクル
の発生を低減することが可能になる。
と、残留応力を効果的に除去することが不十分になり、
本発明で意図する半値幅を得ることが困難になる。一
方、前記熱処理時の温度が1300℃を超えると、この
後の冷却時に焼結体にクラックが入り易くなる。好まし
い温度は、1230〜1260℃である。
好ましい。この保持時間があまり短くすると、残留応力
の除去が不十分になり、本発明で意図する半値幅を得る
ことが困難になる。一方、前記保持時間があまり長くす
るとシリコンおよびシリコン粒の粗大化を招く可能性が
ある。より好ましい保持時間は、3〜5時間、さらに好
ましくは4〜5時間である。
パーティクルの発生を抑制した安定的な成膜を行うこと
ができると共に、均一な膜厚を得ることができ、従来と
同等以上の耐酸性、高透過率の膜を成膜できる。
ーゲットを用いて、例えば常法により透明基板上に薄膜
を形成することにより位相シフトマスクブランクおよび
位相シフトマスクを製造することができる。具体的に
は、例えば透明基板上に薄膜を成膜して光半透過膜を形
成することにより位相シフトマスクブランクを製造し、
さらにその光半透過膜をパターニングすることにより位
相シフトマスクを製造する。
び位相シフトマスクは、パーティクルが少なく、均一な
膜厚を有するため、良好な特性を有する。
する。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のMo粉末を5wt%配合し、高純度Ar
ガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで115
0℃×1時間保持した後、1380℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、3時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1200℃で1時間加熱保持して
残留応力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を
作製した。
工を施し、直径127mm、厚さ6mmのターゲットを
製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のTa粉末を10wt%、導電性付与のた
めのSiC粉末を1wt%配合し、高純度Arガスで置
換したボールミルで48時間混合した。つづいて、この
混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。この成形用
型をホットプレス装置に設置し、真空度5×10-3以下
の真空中において、圧力1.5MPaで1250℃×1
時間保持した後、1400℃まで昇温し、圧力34.3
MPa、3時間の条件で焼結を行った。その後、冷却工
程において1300℃で1.5時間加熱保持して残留応
力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を作製し
た。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径12μm(平均粒
径10μm)のW粉末を10wt%配合し、高純度Ar
ガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで120
0℃×1時間保持した後、1390℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、5時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1300℃で1時間加熱保持して
残留応力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を
作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のTi粉末を10wt%、平均粒径5μm
のボロン(B)粉末を0.3wt%配合し、高純度Ar
ガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで120
0℃×1時間保持した後、1350℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、4時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1200℃で2時間加熱保持して
残留応力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を
作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径14μm(平均粒
径10μm)のCr粉末を16wt%配合し、高純度A
rガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづ
いて、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。
この成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×
10-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで11
00℃×1時間保持した後、1330℃まで昇温し、圧
力29.4MPa、4時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1250℃で2時間加熱保持して
残留応力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を
作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のNb粉末を5wt%、平均粒径7μmの
リン(P)粉末を0.05wt%配合し、高純度Arガ
スで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで120
0℃×1時間保持した後、1350℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、3時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1200℃で1時間加熱保持して
残留応力を除去し、冷却することにより緻密な焼結体を
作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のW粉末を10wt%、導電性付与のため
のSiC粉末を1wt%配合し、高純度Arガスで置換
したボールミルで48時間混合した。つづいて、この混
合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。この成形用型
をホットプレス装置に設置し、真空度5×10-3以下の
真空中において、圧力1.5MPaで1150℃×1時
間保持した後、1350℃まで昇温し、圧力34.3M
Pa、4時間の条件で焼結を行った。その後、冷却工程
において1200℃で2時間加熱保持して残留応力を除
去し、冷却することにより緻密な焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のMo粉末を10wt%配合し、高純度A
rガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづ
いて、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。
この成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×
10-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで70
0℃×1時間保持した後、1380℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、3時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において800℃で1時間加熱保持した
後、冷却することにより緻密な焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のW粉末を20wt%、平均粒径7μmの
リン(P)粉末を0.07wt%配合し、高純度Arガ
スで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで800
℃×1.5時間保持した後、1380℃まで昇温し、圧
力34.13MPa、5時間の条件で焼結を行った。そ
の後、冷却工程において加熱処理することなく、冷却す
ることにより焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径12μm(平均粒
径10μm)のTi粉末を5wt%配合し、高純度Ar
ガスで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで600
℃×1時間保持した後、1350℃まで昇温し、圧力3
9.12MPa、4時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において1000℃で1時間加熱保持し、
冷却することにより緻密な焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径14μm(平均粒
径10μm)のNb末を12wt%、平均粒径10μm
のアンチモン(Sb)粉末を0.1wt%配合し、高純
度Arガスで置換したボールミルで48時間混合した。
つづいて、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填し
た。この成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度
5×10-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで
600℃×1.5時間保持した後、1350℃まで昇温
し、圧力34.3MPa、3時間の条件で焼結を行っ
た。その後、冷却工程において加熱処理することなく、
冷却することにより焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径12μm(平均粒
径10μm)のCr粉末を10wt%、導電性付与のた
めのSiC粉末を1wt%配合し、高純度Arガスで置
換したボールミルで48時間混合した。つづいて、この
混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。この成形用
型をホットプレス装置に設置し、真空度5×10-3以下
の真空中において、圧力1.5MPaで1000℃×1
時間保持した後、1330℃まで昇温し、圧力29.4
MPa、3時間の条件で焼結を行った。その後、冷却工
程において加熱処理することなく、冷却することにより
緻密な焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
分けした高純度Si粉末に、最大粒径15μm(平均粒
径10μm)のW粉末を5wt%配合し、高純度Arガ
スで置換したボールミルで48時間混合した。つづい
て、この混合粉末を黒鉛製の成形用型内に充填した。こ
の成形用型をホットプレス装置に設置し、真空度5×1
0-3以下の真空中において、圧力1.5MPaで110
0℃×1時間保持した後、1350℃まで昇温し、圧力
29.4MPa、4時間の条件で焼結を行った。その
後、冷却工程において600℃で1時間加熱保持し、冷
却することにより緻密な焼結体を作製した。
工を施し、実施例1と同様な直径127mm、厚さ6m
mのターゲットを製造した。
ットを前述した図1に示す評価サンプル採取位置(セン
タ、トップ、ボトム、レフト、ライト)から長さ15m
m,幅15mmのサンプルを取り出し、相対密度計測、
組織観察、Si(111)面、高融点金属シリサイド
(101)面の半値幅を調査した。具体的には、相対密
度に関してはパララィン含浸法によるアルキメデス法、
組織についてはシリサイド相の最大粒径の計測を行っ
た。また、半値幅に関してはターゲットのスパッタ面を
前述した条件で研磨して表面粗さをRmaxで0.1μ
mとし、このスパッタ面について前述したX線源にCu
−kα線を使用したX線回折装置(理学機器社製商品
名;RAD−B)によりプロファイルをとり、計測し
た。これらの結果を下記表1(実施例1〜7)および下
記表2(比較例1〜6)に示す。
1〜6のターゲットをスパッタリング装置(ULVAC
製商品名;SH−550)を用いて2×10-3torr
のアルゴンガス圧力の条件下でスパッタリングを行い、
5インチウェーハに厚さがおよそ2000オングストロ
ームの膜を堆積させた。図2に示すウェハ2の評価サン
プル採取位置(センタ、トップ、ボトム、レフト、ライ
ト)よりサンプルを切りだし、膜厚を膜厚計測器(TE
NCOR社製商品名;alpha−Step200)を
用いて計測し、[(最大値−最小値)/(最大値+最小
値)]により、膜厚のばらつきを算出した。また、パー
ティクルカウンター(商品名;WM−3)によりパーテ
ィクル数;ピース/ウェハ(p/ウェハ)計測した。こ
れらの結果を下記表1(実施例1〜7)および下記表2
(比較例1〜6)に示す。
本発明の実施例1〜7と比較例1〜6のスパッタリング
ターゲットをスパッタリングすることにより成膜された
膜の膜厚バラツキおよびパーティクル発生数を比較する
と、実施例1〜7のターゲットのスパッタリングにより
成膜された膜は比較例1〜6のターゲットでは達成する
ことができなかった低パーティクル化、膜厚均一性を得
ることが可能となることがわかる。
を用いて、例えば常法により透明基板上に成膜して薄膜
を形成することにより位相シフトマスクブランクを製造
した。さらに、この位相シフトマスクブランクの光半透
過膜をパターニングすることにより位相シフトマスクを
製造した。
び位相シフトマスクは、パーティクルが少なく、均一な
膜厚を有し、良好な特性を有していた。
パッタリング時において、従来達成することができなか
った低パーティクル化、均一膜厚で、さらに耐酸性、高
透過率な膜を成膜することが可能で、位相シフトマスク
ブランクおよび位相シフトマスクにおける光半透過部の
薄膜の形成等に極めて有用なスパッタリングターゲット
およびその製造方法を提供することができる。
が少なく、均一な膜厚の薄膜を有する位相シフトマスク
ブランクおよび位相シフトマスクを提供することができ
る。
図。
面図。
Claims (10)
- 【請求項1】 シリコンが70〜97重量%であり、残
部が実質的に高融点金属シリサイドからなるスパッタリ
ングターゲットであって、 金属組織は、少なくともシリコン相と、前記シリコンと
前記高融点金属からなる高融点金属シリサイド相を有
し、かつスパッタ面は、X線回折法(XRD)により求
められたSi(111)面のピークの半値幅が0.5d
eg以下で、かつ高融点金属シリサイド(101)面の
ピークの半値幅が0.5deg以下であることを特徴と
するスパッタリングターゲット。 - 【請求項2】 前記高融点金属は、モリブデン(M
o)、タングステン(W)、チタン(Ti)、クロム
(Cr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)からなる
群より選ばれた少なくとも1種以上の金属であることを
特徴とした請求項1記載のスパッタリングターゲット。 - 【請求項3】 前記高融点金属シリサイド相の最大粒径
は、20μm以下であることを特徴とする請求項1また
は2記載のスパッタリングターゲット。 - 【請求項4】 相対密度が90%以上であることを特徴
とする請求項1ないし3いずれか記載のスパッタリング
ターゲット。 - 【請求項5】 さらにホウ素、リン、アンチモンおよび
ヒ素からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の元素
を0.1ppm〜0.5wt%含有させることを特徴と
する請求項1ないし4いずれか記載のスパッタリングタ
ーゲット。 - 【請求項6】 さらに炭化ケイ素(SiC)を0.5〜
3wt%添加することを特徴とする請求項1ないし4い
ずれか記載のスパッタリングターゲット。 - 【請求項7】 シリコンが70〜97重量%であり、残
部が実質的に高融点金属シリサイドからなり、金属組織
が少なくともシリコン相と、前記シリコンと前記高融点
金属からなる高融点金属シリサイド相を有するスパッタ
リングターゲットの製造方法であって、 最大粒径32μm以下の高純度シリコン粉末と、最大粒
径20μm以下の高融点金属粉末を混合する工程と、 前記混合粉末を成形用型に充填し、10-2〜10-3Pa
の真空中、0.1〜3MPaのプレス圧力下で1000
℃〜1300℃に加熱して前記シリコンと高融点金属と
を反応させて高融点金属シリサイドを形成する工程と、 10-2〜10-3Paの真空中、もしくは5.32×10
4〜6.65×104Pa不活性ガス雰囲気中、24.5
〜39.2MPaのプレス圧力下で1350℃〜145
0℃にて焼結して緻密化する工程と、 前記焼結後の冷却工程において無加圧で1200℃〜1
300℃の温度に保持して残留応力除去した後、冷却す
る工程とを具備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】 前記高融点金属は、モリブデン(M
o)、タングステン(W)、チタン(Ti)、クロム
(Cr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)からなる
群より選ばれた少なくとも1種以上の金属であることを
特徴とした請求項7記載のスパッタリングターゲットの
製造方法。 - 【請求項9】 少なくとも一部に請求項1〜6いずれか
記載のスパッタリングターゲットを用いて形成された薄
膜を有する位相シフトマスクブランク。 - 【請求項10】 少なくとも一部に請求項1〜6いずれ
か記載のスパッタリングターゲットを用いて形成された
薄膜を有する位相シフトマスク。
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