(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
0.001〜30原子％のＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、ＤｙおよびＥｒから選ばれる少なくとも1種の第１の元素と、前記第１の元素量に対して、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＣ、0.01原子ppm〜1500原子ppmの範囲のＯ、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＮ、および0.01原子ppm〜7.5原子％の範囲のＨから選ばれる少なくとも1種の第２の元素とを含有し、残部がＡｌからなるスパッタターゲットであって、Ａｌと前記第１の元素との金属間化合物が均一に微細析出していることを特徴とするスパッタターゲット。
【請求項２】
請求項１記載のスパッタターゲットにおいて、
前記第２の元素は前記Ｎを必須成分として含有するスパッタターゲット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のスパッタターゲットにおいて、
前記スパッタターゲットは急冷凝固法を適用して作製されたものであるスパッタターゲット。
【請求項４】
請求項１記載のスパッタターゲットにおいて、
前記Ｃを前記第１の元素量に対して1500原子ppm以下の範囲で含有するスパッタターゲット。
【請求項５】
請求項１記載のスパッタターゲットにおいて、
前記Ｎを前記第１の元素量に対して1500原子ppm以下の範囲で含有するスパッタターゲット。
【請求項６】
請求項５記載のスパッタターゲットにおいて、
前記スパッタターゲットは急冷凝固法を適用して作製されたものであるスパッタターゲット。
【請求項７】
請求項１記載のスパッタターゲットにおいて、
前記Ｈを前記第１の元素量に対して1.5原子％以下の範囲で含有するスパッタターゲット。
【請求項８】
請求項１記載のスパッタターゲットにおいて、
前記Ｈを前記第１の元素量に対して1500原子ppm以下の範囲で含有するスパッタターゲット。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載のスパッタターゲットにおいて、
前記第１の元素を0.83〜11原子％の範囲で含有するスパッタターゲット。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載のスパッタターゲットにおいて、
液晶表示装置用配線膜の形成に用いられるスパッタターゲット。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、低抵抗配線の形成に好適な配線膜形成用のスパッタターゲットに関する。
背景技術
ＴＦＴ駆動タイプのＬＣＤのゲート線や信号線等として用いられる配線膜は、通常スパッタ法により形成されている。このような配線膜の形成材料には、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｏ−Ｔａ等が用いられてきた。しかし、ＬＣＤの画面サイズの大型化に伴って、低抵抗の配線膜が必要とされるようになってきている。例えば、10インチ以上の大型ＬＣＤにおいては、10μΩcm以下の低抵抗配線が求められている。そこで、ゲート線や信号線等を構成する配線膜として、低抵抗のＡｌが注目されている。
Ａｌ配線膜によれば、低抵抗配線が実現可能であるものの、Ａｌ配線膜は配線形成後の熱処理やＣＶＤプロセスによる473〜773K程度の加熱等によって、ヒロックと呼ばれる突起が生じるという問題を有している。加熱に伴うＡｌ膜のストレスの解放過程で、Ａｌ原子は例えば結晶粒界に沿って拡散する。このＡｌ原子の拡散に伴って突起（ヒロック）が生じる。このような突起がＡｌ配線に生じると、その後のプロセスに悪影響を及すことになる。
そこで、Ａｌ配線に微量の金属元素、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等やＹ、Ｌａ、Ｎｄ等の希土類金属元素を添加することが試みられている（特開平7-45555号公報参照）。具体的には、これら金属元素を微量添加したＡｌターゲットを用いてＡｌ配線膜を形成する。上述したような金属元素はＡｌと金属間化合物を形成するため、Ａｌのトラップ材として機能する。これによって、上記したヒロックの形成を抑制することができる。
また、ＬＣＤの信号線等にＡｌ配線を適用する場合、このＡｌ配線は透明電極を構成するＩＴＯ電極と積層される。このようなＡｌ配線とＩＴＯ電極との積層膜を、パターニング工程で使用される現像液等のアルカリ溶液に浸漬すると、Ａｌ配線とＩＴＯ電極とが直接接触した部分で電気化学反応が起こる。このＡｌ配線とＩＴＯ電極との電気化学反応は、Ａｌの標準電極電位がＩＴＯのそれより低いために起こるものである。この電気化学反応によりＡｌ配線とＩＴＯ電極との間で電子が移動し、ＩＴＯ電極は還元されて着色（例えば黒色化）してしまい、逆にＡｌ配線は酸化されて電気特性が低下するというような問題が生じる。
上記したＡｌ配線とＩＴＯ電極との電気化学反応に基く問題に対しても、Ａｌ配線に各種の金属元素を添加することが検討されている。この場合にも、金属元素を微量添加したＡｌターゲットを用いて、金属元素を微量含有するＡｌ配線膜が形成される。
しかしながら、上述したような微量の金属元素を含有するＡｌ配線膜においては、Ａｌの拡散やＩＴＯ電極との電気化学反応等は抑制されるものの、生成した金属間化合物や添加した金属元素がＡｌ配線のエッチング性やスパッタ特性等に対して悪影響を及すという問題が生じている。
すなわち、上述したようなＡｌ配線膜に対してＣＤＥ（Chemical Dry Etching）やＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のドライエッチング、あるいはウェットエッチングを施すと、残渣と呼ばれる溶け残りが多数発生し、配線網の形成に対して大きな障害をもたらす。添加した金属元素や生成した金属間化合物は、上記したエッチング後の残渣の発生原因となっている。また、上述した金属元素を含むＡｌターゲットは、スパッタ中にターゲットから発生するダスト量が多く、このダストも健全な微細配線網の形成に対して障害となっている。
このようなことから、低抵抗配線の形成に用いられるＡｌターゲットおよびＡｌ配線膜においては、Ａｌの拡散に基くヒロックの発生やＩＴＯ電極との電気化学反応等を抑制した上で、エッチング時における残渣発生やスパッタ時におけるダスト発生を抑制することが課題とされている。
また、Ａｌ配線とＩＴＯ電極との電気化学反応の抑制に関しては、金属元素の添加量を低減した上で、効果の向上を図ることが望まれている。なお、Ａｌ配線とＩＴＯ電極との電気化学反応は、Ａｌ配線をＭｏ膜等との積層構造とすることで抑制することも検討されている。しかし、このような積層膜はＬＣＤ構造の複雑化や高コスト化を招くため、単層構造のＡｌ配線でＩＴＯ電極との電気化学反応を抑制することが望まれている。
上記したような課題は、ＬＣＤのゲート線や信号線等に用いられるＡｌ配線膜に限られるものではない。例えば、ＶＬＳＩやＵＬＳＩ等の一般的な半導体素子にＡｌ配線を適用する場合には、エレクトロマイグレーションが問題となる。上述したような金属元素は、エレクトロマイグレーションの抑制にも効果を発揮する（特開昭62-228446号公報や特公平4-48854号公報等参照）が、ＬＣＤの場合と同様に、エッチング時における残渣の発生やスパッタ時におけるダストの発生が問題となっている。また、上記したような課題は、弾性表面波共振子（ＳＡＷ）のような弾性表面波装置、あるいはＳＡＷを用いた電子部品（ＳＡＷデバイス）、さらにはサーマルプリンタヘッド（ＴＰＨ）等の配線や電極等においても同様に問題となっている。
本発明の目的は、ヒロックおよびエッチング残渣の発生を防止した低抵抗な配線膜、およびそのような配線膜を再現性よく成膜することができ、かつスパッタ時におけるダスト発生を抑制したスパッタターゲットを提供することにある。
発明の開示
本発明のスパッタターゲットは、0.001〜30原子％の範囲のＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、ＤｙおよびＥｒから選ばれる少なくとも1種の第１の元素と、前記第１の元素量に対して、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＣ、0.01原子ppm〜1500原子ppmの範囲のＯ、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＮ、および0.01原子ppm〜7.5原子％の範囲のＨから選ばれる少なくとも1種の第２の元素とを含有し、残部がＡｌからなるスパッタターゲットであって、Ａｌと前記第１の元素との金属間化合物が均一に微細析出していることを特徴としている。
Ａｌスパッタターゲットに、Ｙ等のＡｌと金属間化合物を形成する元素（以下、金属間化合物形成元素と記す）と共に、微量のＣ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の元素を添加する。これらの元素によって、得られるスパッタ膜中に存在するエッチング加工性が悪い金属間化合物、金属間化合物元素がＡｌの粒内や粒界に微細にかつ均一に析出する。
このように、金属間化合物、金属間化合物形成元素を微細にかつ均一に析出させることによって、エッチング性が大幅に向上すると共に、スパッタ時におけるダスト発生を抑制することが可能となる。また、添加したＣ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の元素は、Ａｌの拡散抑制効果に悪影響を及すことがない。従って、金属間化合物形成元素によりヒロックの発生を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の電子部品を液晶表示装置に適用した一実施形態の等価回路図、図２は図１に示す液晶表示装置の要部構成を示す断面図、図３は本発明の電子部品を半導体素子に適用した一実施形態の要部構成を示す断面図、図４は本発明の電子部品をサーマルプリンタヘッドに適用した一実施形態の要部構成を示す断面図、図５は本発明の電子部品を弾性表面波共振子に適用した一実施形態の構成を示す平面図、図６は本発明の電子部品を弾性表面波共振子に適用した他の実施形態の構成を示す平面図、図７は図５や図６に示す弾性表面波共振子（ＳＡＷ）を用いたＳＡＷデバイスの要部構成を示す断面図である。
発明を実施するための形態
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
この実施形態の配線膜は、Ａｌと金属間化合物を形成する少なくとも１種の第１の元素を0.001〜30原子％と、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の第２の元素とを含み、残部が実質的にＡｌからなるものである。
上記した第１の元素としては、Ａｌと金属間化合物を形成する元素であれば種々の元素を用いることができる。具体的には、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｇｄ等の希土類金属元素が挙げられる。
これらＡｌと金属間化合物を形成する元素（金属間化合物形成元素）は、例えばＡｌ3Ｙのような金属間化合物を形成してＡｌのトラップ材として機能する。従って、Ａｌ配線膜に熱処理を施したり、またＡｌ配線膜を比較的高温で成膜した場合においても、Ａｌの拡散を抑制することができる。その結果としてヒロック等の発生が防止される。また、エレクトロマイグレーション等を抑制することも可能となる。
使用する金属間化合物元素は、Ａｌに対する固溶度が1.0重量％以下であることが好ましい。Ａｌに対する固溶度が1.0重量％を超えると、Ａｌとの金属間化合物の形成によるヒロックの抑制効果を十分に得ることができないおそれがあると共に、比抵抗の増大を招くおそれがある。
上述した金属間化合物形成元素は、Ａｌ配線膜中に0.001〜30原子％の範囲で含有させる。例えば、金属間化合物形成元素の含有量が0.001原子％未満であると上述したヒロックの抑制効果を十分に得ることができない。一方、30原子％を超えると金属間化合物がＡｌ配線膜の抵抗を増大させたり、またドライエッチングやウェットエッチング時に残渣の発生原因となる。より好ましい添加量は0.1〜20原子％の範囲である。
この実施形態の配線膜は、上記したように金属間化合物形成元素と共に、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の元素を微量含有させている。この微量含有させた元素（Ｃ，Ｏ，Ｎ，Ｈ）は、金属間化合物、もしくは金属間化合物形成元素自体の微細析出に対して有効に作用する。従って、Ａｌ配線膜中の金属間化合物、金属間化合物形成元素を、Ａｌの粒内や粒界に微細にかつ均一に析出させることが可能となる。
このように、Ａｌ配線膜中において、金属間化合物、金属間化合物形成元素を微細にかつ均一に析出させることによって、エッチング性が大幅に向上する。従って、Ａｌ配線膜にドライエッチング等で配線網を形成する際に、エッチング残渣の発生を大幅に抑制することが可能となる。また、後に詳述するように、Ａｌ配線膜の作製にスパッタ法を適用する場合、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の元素は、スパッタ時のダスト発生量の抑制にも効果を発揮する。従って、微細ダストの含有量が大幅に低減されたＡｌ配線膜を得ることができる。
そして、熱処理等の加熱に伴うＡｌの拡散は、前述したように金属間化合物形成元素とＡｌとが金属間化合物を形成することにより抑制され、その結果としてヒロックの発生は有効に防止することができる。従って、Ａｌ配線膜は耐ヒロック性に優れ、ヒロックの発生によりその後のプロセスに悪影響を及すことがないと共に、微細配線網の形成性に優れるものである。
ここで、上記したＣ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の元素（以下、微細析出化元素と記す）の含有量は、Ａｌ配線膜中の金属間化合物形成元素の量に対して規定される。微細析出化元素の含有量が金属間化合物形成元素の量に対して0.01原子ppm未満であると、金属間化合物、金属間化合物形成元素の微細析出化効果を十分に得ることができない。一方、多すぎると余分なＣやＨ等がＡｌ粒界や粒内等に析出して、逆にエッチング性等を低下させる。
微細析出化元素の含有量は、Ｃを用いる場合には金属間化合物形成元素の量に対して0.01〜3000原子ppmの範囲であり、より好ましくは３原子ppm以上、さらに好ましくは300原子ppm以上、望ましくは600〜1500原子ppmの範囲である。Ｏを用いる場合には金属間化合物形成元素の量に対して0.01〜1500原子ppmの範囲であり、より好ましくは1.5原子ppm以上、望ましくは300〜1500原子ppmの範囲である。Ｎを用いる場合には金属間化合物形成元素の量に対して0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲であり、望ましくは300〜1500原子ppmの範囲である。Ｈを用いる場合には金属間化合物形成元素の量に対して0.01原子ppm〜7.5原子％の範囲であり、より好ましくは1.5原子ppm以上1.5原子％以下、望ましくは300〜1500原子ppmの範囲である。
上述した微細析出化元素のうち、特にＣは金属間化合物や金属間化合物形成元素の微細析出に効果を発揮する。従って、Ａｌ配線膜においては、微細析出化元素としてＣを用いることが好ましい。
また、Ｈは金属間化合物、金属間化合物形成元素の微細析出化に加えて、Ａｌ配線膜の標準電極電位をさらに向上させる作用を有している。さらに、Ｈはウェットエッチング時には化学反応を促進させ、またドライエッチング時にはＡｌ配線膜の構成元素とエッチング種（ラジカル等）との反応を加速度的に促進させるため、エッチングの微細加工精度の向上にも寄与する。
ただし、Ｈをあまり多量に含有させると、Ａｌの塑性加工性等が低下するおそれがある。従って、微細析出化元素としてＨを用いる場合には、Ａｌ配線膜中のＨ含有量を500重量ppm以下とすることが好ましい。
この実施形態の配線膜は、例えばそれと同様な組成を有するＡｌスパッタターゲットを用いて、通常の条件下でスパッタ成膜することにより得られる。
すなわち、配線膜の形成に用いられるスパッタターゲットは、Ａｌと金属間化合物を形成する少なくとも１種の金属間化合物形成元素を0.001〜30原子％と、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の微細析出化元素とを含み、残部が実質的にＡｌからなるものである。
上記した金属間化合物形成元素および微細析出化元素の具体例や含有量は、前述した通りである。本発明のスパッタターゲットは、0.001〜30原子％の範囲のＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、ＤｙおよびＥｒから選ばれる少なくとも１種の第１の元素（金属間化合物形成元素）と、第１の元素量に対して、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＣ、0.01原子ppm〜1500原子ppmの範囲のＯ、0.01原子ppm〜3000原子ppmの範囲のＮ、および0.01原子ppm〜7.5原子％の範囲のＨから選ばれる少なくとも１種の第２の元素（微細析出化元素）とを含有し、残部が実質的にＡｌからなるスパッタターゲットである。
このようなスパッタターゲットを用いることによって、この実施形態の配線膜を再現性よく得ることができる。加えて、微細析出化元素はスパッタ時に発生するダスト量の抑制にも効果を発揮する。従って、本発明のスパッタターゲットを用いてスパッタ成膜してなるＡｌ配線膜は、微細ダストの含有量が大幅に低減され、微細配線網の形成性にも優れたものとなる。
なお、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも１種の微細析出化元素は、例えばスパッタ時の雰囲気や条件等を抑制することによって、スパッタ雰囲気からＡｌ配線膜中に取り込むことも可能である。ただし、スパッタ時のダスト発生量の抑制効果を得る上で、スパッタターゲット中に予め含有させておくことが望ましい。
上述した本発明のスパッタターゲットの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば大気溶解法、真空溶解法、急冷凝固法（例えばスプレーフォーミング法）、粉末冶金法等の公知の製造方法を適用して作製することができる。
例えば、真空溶解法を適用する場合には、まずＡｌに金属間化合物形成元素とＣ等の微細析出化元素とを所定量配合し、これを真空中で高周波溶融してインゴットを作製する。微細析出化元素としてＯ、Ｎ、Ｈを用いる場合には、不純物元素としての含有量を考慮した上で、例えば溶解中にそれらのガスをバブリングする等して、インゴット中に所定量含有させる。微細析出化元素としてＯ、Ｎ、Ｈを使用する場合には、それらの含有量を抑制する上で、真空溶解法を適用することが好ましい。
また、スプレーフォーミング法を適用する場合には、同様にＡｌに金属間化合物形成元素と微細析出化元素とを所定量配合し、これを高周波溶解した後にスプレーにより噴霧してインゴットを作製する。微細析出化元素としてＯ、Ｎ、Ｈを用いる場合には、不純物元素としての含有量を考慮した上で、例えばスプレー時にそれらのガスを吹き付ける等して、インゴット中に所定量含有させる。
粉末冶金法を適用する場合には、Ａｌに金属間化合物形成元素と微細析出化元素とを所定量配合したものに、常圧焼結、ホットプレス、ＨＩＰ等を施して焼結体を作製する。微細析出化元素としてＯ、Ｎ、Ｈを用いる場合、Ｎについては焼結体を作製する際にＮ2雰囲気から含有させることができる。また、Ｏ、ＨについてはＡｌ母材中に含まれる量を規定する。このようにして、Ｏ、Ｎ、Ｈを焼結体中に所定量含有させる。なお、これらのうち比較的高密度で高純度・微細結晶の素材が得られやすい急冷凝固法が適している。
上記溶融により得たインゴットや粉末冶金により得た焼結体には、通常、熱間加工、冷間加工等が施される。また必要に応じて、再結晶熱処理や結晶方位制御等が行われ、目的とするスパッタターゲットが得られる。大型ターゲットの場合には、拡散接合等を行って所望形状のターゲットとしてもよい。ただし、大面積のＬＣＤ等の形成に用いられる大型ターゲットを作製する場合には、各種方法で一括形成することがスパッタ時のダスト発生を抑制する上で好ましい。
また、本発明のスパッタターゲットを作製する際には、圧延、鍛造等による加工率を50％以上とすることが好ましい。これは、上記した加工率から得られる熱エネルギーが、整合された結晶格子の配列を生み出し、微小な内部欠陥の減少に有効なためである。なお、目的とするスパッタターゲットによっては、必要とされる純度、組織、面方位等が異なることがあるため、これら要求特性に応じて製造方法を適宜設定することができる。
上述したようなＡｌ配線膜は、各種の電子部品の配線や電極等に使用することができる。具体的には、ゲート線や信号線等としてＡｌ配線膜を用いた液晶表示装置（ＬＣＤ）、配線網としてＡｌ配線膜を用いたＶＬＳＩやＵＬＳＩ等の半導体素子等が挙げられる。さらには、弾性表面波素子（ＳＡＷ）やそれを用いたＳＡＷデバイス、サーマルプリンタヘッド（ＴＰＨ）等の電子部品の配線等に、Ａｌ配線膜を使用することもできる。電子部品は、特に大型化および高精細化されたＬＣＤパネルや高精細化された半導体素子等に対して有効である。
図１および図２は、Ａｌ配線膜を用いた液晶表示装置の一実施形態を示す図である。図１は逆スタガー型ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路図、図２はそのＴＦＴの構成を示す断面図である。
図１において、１は透明ガラス基板を示し、この上にゲート配線２とデータ配線３がマトリクス状に配設されている。これら配線の各交差部に、ａ−Ｓｉ膜によりＴＦＴ４が形成されている。このＴＦＴ４の断面構造は、図２に示すように、透明ガラス基板１上に本発明のＡｌ配線膜（Ａｌ合金膜）からなるゲート電極２′が形成されている。このゲート電極２′は、図１のゲート電極２と同一材料、同一工程で一体形成される。そして、このゲート電極２′を形成した後、その上にゲート絶縁膜としてＳｉ3Ｎ4膜５を形成し、その上にノンドープのａ−Ｓｉ膜６、ｎ+型ａ−Ｓｉ膜７を堆積し、その上にＭｏ膜８を形成している。最後に、その上にドレイン電極３′およびソース電極９を形成している。ＴＦＴ４のソースには、各画素の表示電極１０と液晶容量１１が接続されている。
図３は、Ａｌ配線膜を用いた半導体素子の一実施形態の要部構成を示す断面図である。この半導体素子の構造を、その製造工程と共に説明する。
図３において、２１はｐ−Ｓｉ基板であり、このｐ−Ｓｉ基板２１に対して熱酸化を施し、表面に熱酸化膜を形成する。次いで、ソース、ゲート、ドレインの各領域を除いて選択的に酸化処理を行い、フィールド酸化膜２２を形成する。次に、ソース、ドレインの各領域上の熱酸化膜を、レジスト膜の形成とエッチング処理（ＰＥＰ処理）によって除去する。このＰＥＰ処理によって、ゲート酸化膜２３が形成される。次に、ソース、ドレインの各領域を除いてレジスト膜を形成した後、ｐ−Ｓｉ基板２１内に不純物元素を注入し、ソース領域２４およびドレイン領域２５を形成する。また、ゲート酸化膜２３上にＭｏやＷのシリサイド膜２６を形成する。
次に、ｐ−Ｓｉ基板２１の全面に、シリケートガラス等からなる絶縁膜２７を形成した後、ＰＥＰ処理によってソース領域２４およびドレイン領域２５上のリンシリケートガラス層２７を除去する。リンシリケートガラス層２７を除去したソース領域２４およびドレイン領域２５上に、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等のバリヤ層２８をそれぞれ形成する。
この後、Ａｌ配線膜（Ａｌ合金膜）を全面に形成し、ＰＥＰ処理を施すことによって、所望形状のＡｌ配線２９を形成する。そして、Ｓｉ3Ｎ4膜等からなる絶縁膜３０を形成した後、ＰＥＰ処理によりＡｕリード線３１のボンディング用開口部を形成して半導体チップ３２が完成する。
図４は、Ａｌ配線膜を用いたサーマルプリンタヘッドの一実施形態の要部構成を示す分解斜視図である。
図４においては、例えばＦｅ−Ｃｒ合金からなる支持基板３１上に、芳香族ポリイミド樹脂等からなる耐熱樹脂層３２が形成されている。この耐熱樹脂層３２上には、例えばＮまたはＣのいずれかとＳｉとを主成分とする下地膜３３がスパッタ法等により形成されている。この下地膜３３上には発熱抵抗体３４と、Ａｌ配線膜からなる個別電極３５および共通電極３６が形成されている。この電極３５、３６の大部分および発熱抵抗体３４を覆うように、保護膜３７が形成されている。
図５、図６および図７は、Ａｌ配線膜を用いたＳＡＷおよびＳＡＷデバイスの実施形態を示す図である。図５は一実施形態によるＳＡＷの構成を示す平面図、図６は他の実施形態によるＳＡＷの構成を示す平面図、図７はＳＡＷを使用したＳＡＷデバイスの構成を示す断面図である。
図５において、ＬｉＴａＯ3基板やＬｉＮｂＯ3基板からなる圧電体基板４１上には、Ａｌ配線膜からなるトランスジューサ４２、４３が隔離して形成されている。このトランスジューサ、例えば入力トランスジューサ４２の電極の交差幅を変えて重み付けを行い、フィルタ例えばカラーテレビジョン受像器のＰＩＦフィルタを形成する。この重み付けした入力トランスジューサ４２の交差していない部分を、Ａｌ合金膜で塗りつぶして、入力トランスジューサ４２の電極端子４４を大きくする。このように形成した電極端子４４の少なくとも一部分および入力トランスジューサ４２の外側部分に、吸音材４５を重ねて設ける。この吸音材４５の形状は、入力トランスジューサ４２の後縁部をほとんど覆い、かつ弾性表面波の入射側が入射する弾性表面波に対して斜交するように傾斜側縁になっている。さらに出力トランスジューサ４３の外側にも吸音材４６が設けられている。
また図６は、他の実施形態のＳＡＷを示す平面図である。図６において、ＬｉＴａＯ3基板やＬｉＮｂＯ3基板からなる圧電体基板４１上には、入力電気信号を、圧電体基板４１上を伝搬する弾性表面波に変換するためのトランスジューサ、例えば一対の櫛歯状電極４７ａ、４７ｂを互いに噛み合わせてなるインターデジタル電極４７が形成されている。このインターデジタル電極４７は、Ａｌ合金膜により形成されている。このインターデジタル電極４７の両端の圧電体基板４１上には、それぞれインターデジタル電極４７で励振された弾性表面波を反射するためのＡｌ合金膜からなるグレーディング反射器４８、４９が形成されている。
図５や図６に示したＳＡＷは、図７に示すようなデバイスとして使用される。図７において、ＳＡＷ５１は接着部材５２を介して例えばセラミックス基板からなるチップキャリア５３上に固定されており、このチップキャリア５３上にコバール等の低熱膨張性金属からなるリング５４を介して金属製キャップ５５が被着されている。このチップキャリア５３上には、Ａｌ合金膜からなる配線パターン５６が形成されている。ＳＡＷ５１と配線パターン５６とは、ボンディングワイヤ５７により電気的に接続されている。また、チップキャリア５３上の配線パターン５６（独立した各パターン）は、内壁面に金等が塗布され、かつガラス等の絶縁部材で塞いだスルーホール５８を介して、チップキャリア５３の下面側の配線パターン５９と電気的に接続されている。
次に、本発明のＡｌスパッタターゲットとＡｌ配線膜の具体的な実施例およびその評価結果について説明する。
実施例１
まずＡｌに、このＡｌに対して0.83原子％（2.7重量％）のＹと、このＹに対して1630原子ppmのＣとを添加し、この混合原料を高周波誘導溶解して目的組成のインゴットを作製した。このインゴットに対して冷間圧延および機械加工を施し、直径127mm×厚さ5mmのＡｌスパッタターゲットを作製した。
このようにして得たＡｌスパッタターゲットを用いて、背圧1×10-4Pa、出力ＤＣ200W、スパッタ時間3minの条件で、直径５インチのガラス基板上に回転成膜して、厚さ350nmのＡｌ膜を成膜した。このＡｌ膜の比抵抗、熱処理（573K）後のヒロック密度、エッチング残渣の有無を測定評価した。なお、エッチング残渣の評価試験におけるエッチングは、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2の混合ガスをエッチングガスとして用いて行った。これらの結果を表１に示す。
また、本発明との比較例として、ＹおよびＣを添加しないで作製したＡｌスパッタターゲット（比較例１-1）と、Ｃを添加しない以外は実施例１と同一条件で作製したＡｌスパッタターゲット（比較例１-2）を用いて、それぞれ同様にＡｌ膜をスパッタ成膜した。そして、これらＡｌ膜についても実施例１と同様に特性を評価した。これらの結果（熱処理後）を併せて表１に示す。
0004137182.tif 000002
表１から明らかなように、実施例１のＡｌ配線膜は、耐ヒロック性およびエッチング性に優れることが分かる。よって、このようなＡｌ配線膜を用いることによって、健全な微細配線網を再現性よく形成することが可能となる。
実施例２
表２に示す各組成のＡｌスパッタターゲットを、それぞれ実施例１と同様にして作製した後、実施例１と同一条件でスパッタ成膜して、それぞれＡｌ配線膜を得た。これら各Ａｌ配線膜の特性を実施例１と同様にして測定、評価した。その結果を併せて表２に示す。
0004137182.tif 000003
実施例３
Ｙに代えて各種元素を用いたＡｌターゲット（表３に組成を示す）を、それぞれ実施例１と同様にして作製した後、実施例１と同一条件でスパッタ成膜して、それぞれＡｌ配線膜を得た。これら各Ａｌ配線膜の特性を実施例１と同様にして測定、評価した。
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参考例１
まず、Ａｌに対して2.84原子％（6重量％）のＣｏを添加した原料を、高周波誘導溶解（真空溶解）し、この溶湯内にＨ2ガスをバブリングしてＨを投入した。Ｈのバブリング量は、インゴット中のＨ量がＣｏ量に対して980原子ppmとなるように設定した。このようにして作製した目的組成のインゴットに対して、熱間圧延および機械加工を施し、直径127mm×厚さ5mmのＡｌスパッタターゲットを得た。
このようにして得られたＡｌスパッタターゲットを用いて、背圧1×10-4Pa、出力ＤＣ200W、スパッタ時間2minの条件で、直径５インチのガラス基板上に回転成膜して、厚さ350nmのＡｌ膜を成膜した。このＡｌ膜にパターニングおよびドライエッチングを施し、さらに573Kで熱処理を施した後、比抵抗、ヒロック密度、エッチング残渣の有無を測定評価した。これらの結果を表４に示す。なお、エッチング残渣の評価試験は、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2の混合ガスをエッチングガスとして用いて行った。
また、比較例として、ＣｏおよびＨを添加しないで作製したＡｌスパッタターゲット（比較例３-1）と、Ｈを添加しない以外は参考例１と同一条件で作製したＡｌスパッタターゲット（比較例３-2）を用いて、それぞれ同様にＡｌ膜をスパッタ成膜した。そして、これらＡｌ膜についても参考例１と同様に特性を評価した。これらの結果を併せて表４に示す。
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表４から明らかなように、参考例１のＡｌ配線膜は、耐ヒロック性およびエッチング性に優れることが分かる。よって、このようなＡｌ配線膜を用いることによって、健全な微細配線網を再現性よく形成することが可能となる。
実施例４
表５に組成を示すＡｌスパッタターゲットを、それぞれ参考例１と同様にして作製した後、参考例１と同一条件でスパッタ成膜して、それぞれＡｌ配線膜を得た。これら各Ａｌ配線膜の特性を実施例１と同様にして測定、評価した。その結果を表５に示す。
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参考例２
まず、Ａｌに対して0.3原子％（2重量％）のＴａを添加した原料を、高周波誘導溶解（真空溶解）し、溶解時にＯ2をバブリングして酸素を投入した。酸素の投入量は、インゴット中のＯ量がＴａ量に対して10原子ppmとなるように設定した。このようにして作製した目的組成のインゴットに対して、熱間圧延および機械加工を施し、直径127mm×厚さ5mmのＡｌスパッタターゲットを得た。
このようにして得られたＡｌスパッタターゲットを用いて、背圧1×10-4Pa、出力ＤＣ200W、スパッタ時間2minの条件で、直径５インチのガラス基板上に回転成膜して、厚さ350nmのＡｌ膜を成膜した。このＡｌ膜にパターニングおよびドライエッチングを施し、さらに573Kで熱処理を施した後、比抵抗、ヒロック密度、エッチング残渣の有無を測定評価した。これらの結果を表６に示す。なお、エッチング残渣の評価試験は、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2の混合ガスをエッチングガスとして用いて行った。
また、比較例として、ＴａおよびＯを添加しないで作製したＡｌスパッタターゲット（比較例５-1）と、Ｏを添加しない以外は参考例２と同一条件で作製したＡｌスパッタターゲット（比較例５-2）を用いて、それぞれ同様にＡｌ膜をスパッタ成膜した。そして、これらＡｌ膜についても参考例２と同様に特性を評価した。これらの結果を併せて表６に示す。
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表６から明らかなように、参考例２のＡｌ配線膜は、耐ヒロック性およびエッチング性に優れることが分かる。よって、このようなＡｌ配線膜を用いることによって、健全な微細配線網を再現性よく形成することが可能となる。
実施例５
Ｅｒを用いたＡｌターゲット（表７に組成を示す）を、参考例２と同様にして作製した後、参考例２と同一条件でスパッタ成膜してＡｌ配線膜を得た。このＡｌ配線膜の特性を実施例１と同様にして測定、評価した。
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参考例３
まず、Ａｌに対して0.28原子％（2重量％）のＰｔを添加した原料を、高周波誘導溶解（真空溶解）し、溶解時にＮ2をバブリングして窒素を投入した。窒素の投入量は、インゴット中のＮ量がＰｔ量に対して19原子ppmとなるように設定した。このようにして作製した目的組成のインゴットに対して、熱間圧延および機械加工を施し、直径127mm×厚さ5mmのＡｌスパッタターゲットを得た。
このようにして得られたＡｌスパッタターゲットを用いて、背圧1×10-4Pa、出力ＤＣ200W、スパッタ時間2minの条件で、直径５インチのガラス基板上に回転成膜して、厚さ350nmのＡｌ膜を成膜した。このＡｌ膜にパターニングおよびドライエッチングを施し、さらに573Kで熱処理を施した後、比抵抗、ヒロック密度、エッチング残渣の有無を測定評価した。これらの結果を表８に示す。なお、エッチング残渣の評価試験は、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2の混合ガスをエッチングガスとして用いて行った。
また、比較例として、ＰｔおよびＮを添加しないで作製したＡｌスパッタターゲット（比較例７-1）と、Ｎを添加しない以外は参考例３と同一条件で作製したＡｌスパッタターゲット（比較例７-2）を用いて、それぞれ同様にＡｌ膜をスパッタ成膜した。そして、これらＡｌ膜についても参考例３と同様に特性を評価した。これらの結果を併せて表８に示す。
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表８から明らかなように、参考例３のＡｌ配線膜は、耐ヒロック性およびエッチング性に優れることが分かる。よって、このようなＡｌ配線膜を用いることによって、健全な微細配線網を再現性よく形成することが可能となる。
実施例６
各種元素を用いたＡｌターゲット（表９に組成を示す）を、それぞれ参考例３と同様にして作製した後、参考例３と同一条件でスパッタ成膜して、それぞれＡｌ配線膜を得た。これら各Ａｌ配線膜の特性を実施例１と同様にして測定、評価した。なお、表９中の比較例８は添加元素量を本発明の範囲外としたものである。
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産業上の利用可能性
以上の実施例からも明らかなように、本発明のスパッタターゲットによれば、耐ヒロック性やエッチング性等に優れる低抵抗の配線膜を再現性よく成膜することができ、かつスパッタ時におけるダスト発生を抑制することが可能となる。そのような配線膜を用いることによって、ＬＣＤの信号線、ゲート線や半導体素子の微細配線網等を健全に形成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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