[發(fā)明專利]濺射靶及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280047223.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103827349A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 長(zhǎng)田健一;大月富男;岡部岳夫;牧野修仁;福島篤志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉坤日礦日石金屬株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/34
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/34;H01L21/28;H01L21/285
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的薄膜形成用濺射靶。特別是涉及用于形成半導(dǎo)體銅合金布線的具備自擴(kuò)散抑制功能的銅錳合金濺射靶。

背景技術(shù)

以往，作為半導(dǎo)體元件的布線材料，一直使用Al合金(電阻率：約3.0μΩ·cm)，但隨著布線的微細(xì)化，電阻更低的銅布線(電阻率：約2.0μΩ·cm)得到實(shí)用化。作為銅布線的形成工藝，一般進(jìn)行如下工藝：在布線或布線槽上形成Ta或TaN等的擴(kuò)散阻擋層，然后，將銅濺射成膜。關(guān)于銅，通常通過(guò)將純度約4N(除氣體成分以外)的電解銅作為粗金屬，利用濕式或干式的高純度化工藝制造5N～6N的高純度銅，將其制成濺射靶來(lái)使用。

如上所述，作為半導(dǎo)體用布線，銅非常有效，但銅本身是活性非常高的金屬，容易擴(kuò)散，會(huì)產(chǎn)生透過(guò)半導(dǎo)體Si襯底或其上的絕緣膜而污染Si襯底或其周?chē)膯?wèn)題。特別是隨著布線的微細(xì)化，僅形成以往的Ta或TaN的擴(kuò)散阻擋層是不夠的，還要求對(duì)銅布線材料本身進(jìn)行改良。因此，迄今為止，作為銅布線材料，提出了向銅(Cu)中添加錳(Mn)、使Cu-Mn合金中的Mn與絕緣膜的氧反應(yīng)而自發(fā)地形成阻擋層的、具備自擴(kuò)散抑制功能的銅合金(例如，專利文獻(xiàn)1)。

上述濺射靶通常使用背襯板和粘合材料等進(jìn)行接合。然后，在靶的使用后，需要停止濺射裝置來(lái)更換使用過(guò)的靶，但為了盡可能縮短該停止時(shí)間(中斷時(shí)間)，削減制造成本，需要使靶和背襯板成為一體型，使靶本身的厚度變厚。但是，這樣的一體型靶存在機(jī)械強(qiáng)度不足、濺射中靶產(chǎn)生翹曲等變形的缺點(diǎn)。

為了克服這樣的缺點(diǎn)，例如在專利文獻(xiàn)2中提出了如下技術(shù)：對(duì)于用相同材料制作靶和背襯板而得到的一體結(jié)構(gòu)型靶而言，通過(guò)對(duì)靶進(jìn)行塑性加工而提高機(jī)械強(qiáng)度，即使以高輸出功率進(jìn)行濺射，也不會(huì)產(chǎn)生靶的翹曲等。但是，為了提高靶整體的機(jī)械強(qiáng)度而改變塑性加工的條件時(shí)，存在靶本身的濺射特性發(fā)生變化、不能滿足期望的產(chǎn)品性能的問(wèn)題。

另外，在專利文獻(xiàn)3中記載了如下技術(shù)：對(duì)濺射靶的非侵蝕部照射激光而形成凹坑，使其凹坑的底面的硬度比非侵蝕部表面的硬度小，由此阻止粗大粉粒的產(chǎn)生。但是，該技術(shù)是通過(guò)激光照射來(lái)軟化熔化部分從而使凹坑的底面的硬度比非侵蝕部的表面的硬度小的技術(shù)，不是提高靶的強(qiáng)度從而控制濺射時(shí)的靶變形的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2006-73863號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2002-121662號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平9-209133號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

本發(fā)明的課題在于，對(duì)于背襯板一體型濺射靶而言，通過(guò)僅提高靶的凸緣部的機(jī)械強(qiáng)度，能夠抑制濺射中靶的變形，并且不會(huì)改變現(xiàn)有的濺射特性，由此，能夠形成均勻性(uniformity)優(yōu)良的薄膜，能夠提高微細(xì)化、高集成化發(fā)達(dá)的半導(dǎo)體產(chǎn)品的成品率、可靠性。

特別是，本發(fā)明的課題在于提供具有自擴(kuò)散抑制功能、能夠有效地防止由活性Cu的擴(kuò)散導(dǎo)致的布線周?chē)奈廴镜摹⒖捎糜谛纬煽闺娺w移(EM)性、耐腐蝕性等優(yōu)良的半導(dǎo)體用銅合金布線的銅錳合金濺射靶。

用于解決問(wèn)題的手段

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供以下的發(fā)明。

本發(fā)明提供：

1)一種背襯板一體型濺射靶，其特征在于，背襯板一體型濺射靶中，凸緣部的維氏硬度Hv為90以上，且凸緣部的0.2%屈服應(yīng)力為6.98×10⁷N/m²以上。

2)根據(jù)上述1)所述的背襯板一體型濺射靶，其特征在于，濺射靶和背襯板由Cu-Mn合金形成。

3)根據(jù)上述2)所述的背襯板一體型濺射靶，其特征在于，濺射面的(111)取向率為50%以下。

4)一種背襯板一體型濺射靶的制造方法，其特征在于，在對(duì)靶材進(jìn)行塑性加工后，進(jìn)一步僅對(duì)凸緣部進(jìn)行塑性加工。

5)根據(jù)上述4)所述的背襯板一體型濺射靶的制造方法，其特征在于，濺射靶和背襯板由Cu-Mn合金形成。

發(fā)明效果

本發(fā)明的背襯板一體型濺射靶，通過(guò)僅提高靶的凸緣部的機(jī)械強(qiáng)度，能夠抑制濺射中靶的變形，并且不會(huì)改變現(xiàn)有的濺射特性，由此，具有如下優(yōu)良效果：能夠形成均勻性優(yōu)良的薄膜，能夠提高微細(xì)化、高集成化發(fā)達(dá)的半導(dǎo)體產(chǎn)品的成品率、可靠性。

特別是，對(duì)于可用于形成半導(dǎo)體用銅合金布線的高純度銅錳合金濺射靶而言，具有自擴(kuò)散抑制功能，能夠有效地防止由活性Cu的擴(kuò)散導(dǎo)致的布線周?chē)奈廴荆哂锌闺娺w移(EM)性、耐腐蝕性等優(yōu)良的效果。