[發明專利]鉭濺射靶及其制造方法

有效

• 申請號: 201380053775.9
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN105431565B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 仙田真一郎;永津光太郎
• 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;C23C14/14;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

一種鉭濺射靶，其特征在于，在鉭濺射靶的濺射面中，(200)面的取向率大于70％，且(222)面的取向率為30％以下。通過控制靶的晶體取向，具有如下效果：降低鉭靶的放電電壓，從而容易產生等離子體，并且提高等離子體的穩定性。

技術領域

本發明涉及鉭濺射靶及其制造方法。尤其是涉及用于形成作為LSI中銅布線的擴散阻擋層的Ta膜或者TaN膜的鉭濺射靶及其制造方法。

背景技術

以往，使用鋁作為半導體元件的布線材料，但隨著元件的微細化、高集成化，顯現出布線延遲的問題，逐漸使用電阻小的銅來代替鋁。銅作為布線材料非常有效，但銅本身是活躍的金屬，因此存在擴散至層間絕緣膜而導致污染的問題，需要在銅布線與層間絕緣膜之間形成Ta膜或TaN膜等擴散阻擋層。

通常，Ta膜或TaN膜通過用鉭靶進行濺射而成膜。迄今，對于鉭靶而言，關于對濺射時的性能造成的影響，已知靶中含有的各種雜質、氣體成分、晶體的面取向、晶粒直徑等對成膜速度、膜厚的均勻性、粉粒產生等造成影響。

例如，專利文獻1中記載了，通過形成從靶厚度的30％的位置向靶的中心面(222)取向占優的晶體組織，提高膜的均勻性。

另外，專利文獻2中記載了，通過使鉭靶的晶體取向隨機(不對齊于特定的晶體取向)，增大成膜速度并提高膜的均勻性。

另外，專利文獻3中記載了，通過在濺射面中選擇性地增加原子密度高的(110)、(200)、(211)的面取向，提高成膜速度并抑制面取向的波動，從而提高均一性。

此外，專利文獻4中記載了，通過將由X射線衍射求出的(110)面的強度比隨濺射表面部分位置的波動調節為20％以內，提高膜厚均勻性。

另外，專利文獻5中描述了將模鍛、擠出、旋轉鍛造、無潤滑的鐓鍛與多向軋制組合使用，可以制作具有非常強的(111)、(100)等結晶學織構的圓形金屬靶。

此外，下述專利文獻6中記載了鉭濺射靶的制造方法，其中，對鉭錠實施鍛造、退火、軋制加工，在最終組成加工后，再在1173K以下的溫度下進行退火，使未再結晶組織為20％以下、90％以下。

另外，專利文獻7中公開了如下技術：通過鍛造、冷軋等加工和熱處理，使靶的濺射面的峰的相對強度為(110)＞(211)＞(200)，從而使濺射特性穩定。

此外，專利文獻8中記載了，對鉭錠進行鍛造，在該鍛造工序中進行兩次以上的熱處理，進而實施冷軋，并進行再結晶熱處理。

然而，在上述任一專利文獻中均未有如下設想：通過控制靶的濺射面中的晶體取向，降低鉭靶的放電電壓，從而容易產生等離子體，并且提高等離子體的穩定性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-107758號公報

專利文獻2：國際公開2005/045090號

專利文獻3：日本特開平11-80942號公報

專利文獻4：日本特開2002-363736號公報

專利文獻5：日本特表2008-532765號公報

專利文獻6：日本專利第4754617號

專利文獻7：國際公開2011/061897號

專利文獻8：日本專利第4714123號

發明內容

發明所要解決的問題

本發明的課題在于，對于鉭濺射靶而言，通過控制靶的濺射面中的晶體取向，降低鉭靶的放電電壓，從而容易產生等離子體，并且提高等離子體的穩定性。