[發明專利]Al2O3濺射靶及其制造方法

在審

• 申請號: 201780077077.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN110073029A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 小井土由將
• 申請（專利權）人: 捷客斯金屬株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C04B35/111
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 胡嵩麟;王海川

一種Al₂O₃濺射靶，其特征在于，所述Al₂O₃濺射靶的純度為99.99重量％以上、相對密度為85％以上且95％以下、體積電阻率為10×10¹⁴Ω·cm以下、介質損耗角正切為15×10^?4以上。本發明的課題在于，提供一種具有良好的濺射特性的Al₂O₃濺射靶、特別是即使不提高濺射功率也能夠提高成膜速率的Al₂O₃濺射靶及其制造方法。

技術領域

本發明涉及適合于例如柵極絕緣膜、掩模、蝕刻阻擋層等半導體元件的形成的Al₂O₃濺射靶及其制造方法。

背景技術

近年來，NAND閃存由于應用范圍廣并且價格低廉，因此大容量化顯著進展，另外，與邏輯器件、DRAM等相比，微細化、三維結構化的技術進步，結構進一步復雜化。NAND閃存層疊有具有元件功能的薄膜、用于結構形成的薄膜，對使用Al₂O₃薄膜作為層疊時的蝕刻阻擋層進行了研究。作為形成薄膜的方法，通常通過真空蒸鍍法、濺射法等通常被稱為物理蒸鍍法的手段來進行。特別是，從操作性、成膜穩定性考慮，經常使用磁控濺射法形成。

通過濺射法進行的薄膜的形成通過如下方式進行：使氬離子的正離子與設置在陰極的靶物理碰撞，利用該碰撞能量使構成靶的材料被釋放，在相對的陰極側的基板上層疊與靶材料大致相同的組成的膜。通過濺射法進行的成膜具有以下特征：通過調節處理時間、供給功率等，能夠以穩定的成膜速率形成從埃單位的薄膜到幾十μm的厚膜。特別是，氧化物等不具有導電性，通過使用常規的直流(DC)電源的濺射法無法進行濺射，因此經常采用使用射頻(RF)電源的濺射法。

在對作為絕緣體的Al₂O₃等化合物膜進行RF濺射的情況下，成膜速率特別成為問題。與DC濺射相比，RF濺射在作為絕緣體的靶表面施加負電壓，因此一直交替施加正負電壓。因此，不能像DC濺射那樣一直進行成膜，是使成膜速率降低的原因。另外，原子彼此不是金屬鍵合而是牢固的共價鍵合，這也是使成膜速率降低的一個原因。而且，這樣的問題是使生產率下降的主要原因。

另一方面，為了提高生產率，可以考慮提高濺射功率，但是提高功率時，產生了濺射靶頻繁發生破裂的問題。對于這樣的問題，專利文獻1中公開了一種濺射靶，其為能夠耐受為了提高成膜速度的高功率的高強度靶，其中，所述濺射靶使用了平均晶粒尺寸為5μm以上且20μm以下、孔隙率為0.3％以上且1.5％以下的氧化鋁燒結體。另外，作為其制造方法，公開了如下方法：對氧化鋁原料粉末實施加壓成型，在氫氣氣氛中對該成型體進行焙燒，從而制造氧化鋁濺射靶。

專利文獻2中公開了使用了高密度且高品質的氧化鋁燒結體的濺射靶，純度為99.99質量％以上，相對密度為98％以上，平均晶粒尺寸小于5μm。另外，作為其制造方法，記載了如下方法：實施1250℃～1350℃下的熱壓燒結從而得到燒結體，在大氣中實施1300℃～1700℃的退火處理，從而制造靶。

如此，以往為了防止濺射靶的破裂，進行了通過調節密度、粒徑等來提高靶的機械強度的操作。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-64034號公報

專利文獻2：國際公開WO2013/065337號

發明內容

發明所要解決的問題

本發明的實施方式的課題在于，提供一種即使不提高濺射功率也能夠提高成膜速率的Al₂O₃濺射靶及其制造方法。

用于解決問題的手段