[發明專利]濺射靶及其制造方法

有效

• 申請號: 201080003316.6
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN102224276A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 中村祐一郎;久野晃;關口淳之輔
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石金屬株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01L21/285
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

技術領域

本發明涉及粉粒的產生少的濺射靶及其制造方法。

背景技術

濺射法作為薄膜的形成手段，是已經廣為人知的技術。其基本原理是在氬氣等稀薄氣體中在形成薄膜的襯底(陽極側)和與其間隔短間距相對的包含薄膜形成物質的靶(陰極側)之間施加電壓，由此將氬氣等離子體化，在此產生的氬離子撞擊作為陰極物質的靶，并利用其能量使靶的物質飛出(擊出)到外部，由此該飛出的物質層疊在相對的襯底面上。

利用該濺射原理的薄膜形成裝置，有二極偏壓濺射裝置、高頻濺射裝置、等離子體濺射裝置等多種設計，但基本原理相同。

形成薄膜的物質，由于作為氬離子的目標，因此稱為靶，其具有如下特征：由于利用離子的碰撞能量，因此構成靶的薄膜形成物質以原子狀或原子集合而成的簇狀層疊在襯底上，從而形成微細且致密的薄膜，這是廣泛應用于目前的各種電子部件的原因。

該薄膜形成中使用的濺射，最近要求非常高度的成膜方法，因此制作的薄膜中缺陷少成為大的課題。

濺射中產生這樣的缺陷，不僅是濺射法引起的，而且多數起因于靶本身。作為由這樣的靶造成的缺陷的產生原因有粉粒或結瘤的產生。

從靶濺射的(飛出的)物質本來是附著到相對的襯底上的，但是，未必垂直濺射，而是從各個方向飛來。這樣的飛來物質會附著到襯底以外的濺射裝置內的設備上，有時，其會剝離并漂浮從而再附著到襯底上。

這樣的物質稱為粉粒，不屬于原本預定的薄膜物質，并且多數以較大的簇狀附著，因此例如在電子設備的微細布線膜中成為短路的原因，從而成為產生不合格品的原因。已知這樣的粉粒的產生，起因于物質從靶的飛來，即隨靶的表面狀態而增減。

另外，一般而言，靶面的物質并不是通過濺射而均勻地減少(被侵蝕)的，而是根據構成物質與濺射裝置的固有特性、電壓的施加方式等，具有在特定的區域例如以環狀被侵蝕的傾向。另外，根據靶物質的種類或靶的制造方法，有時在靶表面殘留無數粒狀的突起物質、形成稱為所謂的結瘤的物質。

該物質是薄膜形成物質之一，因此，不會對薄膜直接造成影響，但是，觀察到在該結瘤的突起上產生微小的電弧(微弧)，從而引起粉粒增大。

最近，靶并非由均勻的物質構成，多數是在包含具有延展性的物質的基質中混合存在氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金屬間化合物、碳氮化物、以及其它物質的狀態下使用。這樣的情況下，特別產生結瘤或粉粒的產生變多的問題。

作為現有技術公開了，將機械加工時在高熔點金屬合金用濺射靶的表面部產生的微小裂紋或缺陷部等加工缺陷層(破碎層)除去后的濺射靶(參考專利文獻1)或者調節濺射靶的表面粗糙度，減少殘留污染物的量、表面的氫含量以及加工變質層的厚度，實現膜的均勻化，抑制結瘤和粉粒產生的技術(參考專利文獻2)。

但是，雖然這些技術預想到結瘤或粉粒的產生對靶的表面狀態有顯著影響，但是，現實情況是仍然沒有解決問題。

另外，公開了在ITO濺射靶中，將磨削、研磨后的表面用作為同質材料的ITO覆蓋以抑制初期電弧產生的技術(專利文獻3)。但是，該技術的特征在于涂布同質材料這一方面，屬于僅僅對ITO成立的技術。在靶內部還存在氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金屬化合物、碳氮化物、其它不具有延展性的物質的苛刻條件下的問題尚未解決。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平3-257158號公報

專利文獻2：日本特開平11-1766號公報

專利文獻3：日本特開2003-89868號公報

發明內容

本發明的目的在于提供可以改善在包含富有延展性的物質的基質相內大量存在氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金屬間化合物、碳氮化物、其它無延展性的物質的靶表面，從而可以防止或者抑制濺射時產生結瘤或粉粒的表面特性優良的濺射靶及其制造方法。

本發明提供：

1)一種粉粒的產生少的濺射靶，在包含富有延展性的物質的基質相內存在體積比率為1～50％的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金屬間化合物、碳氮化物、其它無延展性的物質，其特征在于，在該靶的最外表面上形成有富有延展性且具有導電性的金屬覆蓋層；

2)如上述(1)所述的濺射靶，其特征在于，形成所述金屬覆蓋層前的靶表面的中心線平均表面粗糙度Ra為0.1μm以下，十點平均粗糙度Rz為0.4μm以下，局部峰頂間距(粗糙度圖形)AR為120μm以下，波狀起伏圖形的平均長度AW為1500μm以上；