钨烧结体溅射靶制备方法

近年来，伴随超LSI的高集成化，开始研究使用电阻值更低的材料作为电极材料或布线材料，在这样的材料中，使用电阻值低、热及化学稳定的高纯度钨作为电极材料或布线材料。

超LSI用的电极材料或布线材料，一般通过溅射法和CVD法来制造，其中，溅射法中装置的结构和操作比较简单，可以容易地成膜，并且成本低，因此比CVD法更广泛地使用。不过，通过溅射法将超LSI用的电极材料或布线材料成膜时使用的钨靶，需要300mmφ以上的比较大的尺寸，并且要求高纯度、高密度。

但是，将所述电子束熔融后的锭进行轧制或者将钨粉末加压烧结得到的烧结体进行轧制的方法，由于晶粒容易粗大化，因此机械上较脆，并且具有在溅射得到的膜上容易产生称为粉粒(particle)的粒状缺陷的问题。另外，CVD-W法虽然显示良好的溅射特性，但是，存在的问题是靶的制作需要大量时间和费用。

鉴于以上问题，有学者提出了一种钨烧结体溅射靶的制备方法：

将纯度99.999％、磷含量低于0.1重量ppm、平均粒径为0.6μm的钨粉末填充到石墨模具中，用相同材料的上冲和下冲密闭后，减压到真空度10-2Pa。然后，对上下冲通入4000A的高频电流10分钟，使内部的钨粉末表面间产生等离子体，从而将粉体表面净化和活化。接着，停止通电后，对模具施加30MPa的压力，以外部加热方式加热到1800℃后保持2小时。

所得钨烧结体的相对密度为99.9％，平均结晶粒径为30μm，未观察到异常粒径的存在。另外，氧含量为3ppm。

使用该钨烧结体作为靶进行溅射的结果是，膜上的粉粒为0.09个/cm2。这可以认为是由于没有异常晶粒，因此粉粒数显著减少。

钨烧结体溅射靶其特征在于，磷含量为1重量ppm以下，其余为其它不可避免的杂质和钨。当磷含量设定为1重量ppm以下，可以有效地抑制钨的异常晶粒生长。可以防止靶的强度下降，可以一举解决钨烧结体靶所具有的问题，即靶的不合格品产生、靶制造工序的成品率下降、制造成本上升等问题，并且可以提高钨布线膜的均匀性。

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