一种钽溅射靶，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，(200)面的取向率为70％以下、且(222)面的取向率为10％以上，并且，平均晶粒尺寸为50μm以上且150μm以下、且晶粒尺寸的变动为30μm以下。通过控制靶的晶体取向，能够加快溅射速率，由此能够在短时间内形成需要的膜厚，并且能够提高生产能力。此外，通过控制靶的溅射面中的晶粒尺寸，具有能够抑制溅射时的异常放电的效果。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。特别是涉及用于形成作为LSI中的铜布线的 扩散阻挡层的Ta膜或TaN膜的。
技术介绍
以往，使用铝作为半导体元件的布线材料，但随着元件的微细化、高集成化，出现 布线延迟的问题，逐渐使用电阻小的铜代替铝。铜作为布线材料非常有效，但铜本身是活跃 的金属，因此存在扩散到层间绝缘膜中而发生污染的问题，在铜布线与层间绝缘膜之间需 要形成Ta膜、TaN膜等扩散阻挡层。 通常，Ta膜、TaN膜通过使用钽靶进行溅射来成膜。到目前为止，对于钽靶而言，关 于影响溅射时的性能的因素，已知靶中含有的各种杂质、气体成分、晶体的面取向、晶粒尺 寸等对成膜速度、膜厚均匀性、粉粒产生等产生影响。 例如，在专利文献1中记载了：通过形成从靶厚度的30%的位置向靶的中心面 (222)取向占优的晶体组织，使膜的均匀性提高。另外，专利文献2中记载了 ：通过使钽靶 的晶体取向随机（不对齐于特定的晶体取向），成膜速度大，使膜的均匀性提高。另外，在专 利文献3中记载了：通过在溅射面中选择性地增多原子密度高的（110)、（200)、（211)的面 取向，成膜速度提高，并且通过抑制面取向的变动，均匀性提高。 此外，在专利文献4中记载了 ：通过使利用X射线衍射求出的（110)面的强度比的 根据溅射表面部分的位置不同的变动为20%以内，使膜厚均匀性提高。另外，在专利文献5 中，描述了将模锻、挤出、旋转锻造、无润滑的镦锻与多向轧制组合使用，可以制作具有非常 强的（111)、（100)等晶体学织构的圆形的金属靶。但是，无论使用何种钽靶实施溅射，都出 现溅射速率（成膜速度）不一定高、生产能力差的问题。 此外，在下述专利文献6中记载了下述钽溅射靶的制造方法：对钽锭实施锻造、退 火、乳制加工，最终组成加工后，进一步在1173K以下的温度下进行退火，使未再结晶组织 为20%以下、90%以下。但是，在这种情况下，没有通过控制晶体取向，提高加快溅射速率、 提尚生广能力的构思。 另外，在专利文献7中公开了下述技术：通过锻造、冷轧等加工和热处理，使靶的 溅射面的峰的相对强度为（110) > (211) > (200)，从而使溅射特性稳定。但是，没有通过控制 晶体取向，加快溅射速率、提高生产能力的构思。 此外，在专利文献8中记载了：锻造钽锭，在该锻造工序中进行2次以上的热处理， 然后实施冷轧，然后进行再结晶化热处理。但是，在该情况下也没有通过控制晶体取向，加 快溅射速率、提高生产能力的构思。另外，上述专利文献均未公开以下内容：通过控制靶的 溅射面中的晶粒尺寸，降低钽靶的放电电压，使得易于产生等离子体，并且使等离子体的稳 定性提尚。 现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开2004-107758号公报 专利文献2 :国际公开2005/045090号 专利文献3 :日本特开平11-80942号公报 专利文献4 :日本特开2002-363736号公报 专利文献5 :日本特表2008-532765号公报 专利文献6 :日本专利第4754617号 专利文献7 :国际公开2011/061897号 专利文献8 :日本专利第4714123号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 本专利技术的课题在于，对于钽溅射靶而言，通过控制靶的溅射面中的晶体取向，能够 加快溅射速率，能够在短时间内形成需要的膜厚，提高生产能力，此外，通过控制靶的溅射 面中的晶粒尺寸，降低钽靶的放电电压，使得易于产生等离子体，并且使等离子体的稳定性 提高。本专利技术的课题尤其在于提供下述钽溅射靶，所述钽溅射靶可用于形成包含能够有效 地防止由活跃的Cu的扩散导致的布线周围的污染的Ta膜或TaN膜等的扩散阻挡层。 用于解决问题的手段 为了解决上述的课题，本专利技术提供以下的专利技术。 本专利技术提供： 1) -种钽溅射祀，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，（200)面的取向率为70% 以下、且（222)面的取向率为10%以上，并且，平均晶粒尺寸为50 μ m以上且150 μ m以下、 且晶粒尺寸的变动为30 μm以下； 2) -种钽溅射祀，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，（200)面的取向率为60% 以下、且（222)面的取向率为20%以上，并且，平均晶粒尺寸为50 μ m以上且150 μ m以下、 且晶粒尺寸的变动为30 μm以下； 3) -种钽溅射靶，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，（200)面的取向率为50% 以下、且（222)面的取向率为30%以上，并且，平均晶粒尺寸为50 μ m以上且150 μ m以下、 且晶粒尺寸的变动为30 μm以下； 4) -种扩散阻挡层用薄膜，其通过使用上述1)~3)中任一项所述的溅射靶而形 成； 5) -种半导体器件，其使用了上述4)所述的扩散阻挡层用薄膜。 另外，本专利技术提供： 6)上述1)~3)中任一项所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，对经熔炼铸造 的钽锭进行锻造和再结晶退火，然后进行轧制和热处理； 7)如上述6)所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，使用轧辊直径500mm以上 的轧辊，在轧制速度IOm/分钟以上、压下率大于80%的条件下进行冷轧； 8)如上述6)所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，重复进行2次以上轧制和 热处理，使用轧辊直径500mm以上的轧棍，在轧制速度IOm/分钟以上、压下率60 %以上的条 件下进行冷轧； 9)如上述6)~8)中任一项所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，在温度 900 °C~1400 °C下进行热处理； 10)如上述6)~9)中任一项所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，重复进行 2次以上锻造和再结晶退火； 11)如上述6)~10)中任一项所述的钽溅射靶的制造方法，其特征在于，在轧制和 热处理后，通过切削、抛光进行表面精加工。 专利技术效果 本专利技术的钽溅射靶具有下述优良效果：通过控制靶的溅射面中的晶体取向，能够 加快溅射速率，由此能够在短时间内形成需要的膜厚，并且能够提高生产能力，此外，通过 控制靶的溅射面中的晶粒尺寸，降低钽靶的放电电压，使得易于产生等离子体，并且使等离 子体的稳定性提尚。 特别是具有对于包含能够有效地防止由活跃的Cu的扩散导致的布线周围的污染 的Ta膜或TaN膜等的扩散阻挡层的形成优良的效果。【附图说明】 图1是本专利技术的实施例和比较例所涉及的晶体取向与溅射速率的关系图。【具体实施方式】 本专利技术的钽溅射靶的特征在于，降低其溅射面中的（200)面的取向率并且提高 (222)面的取向率，并且，平均晶粒尺寸为50 μ m以上且150 μ m以下，并且晶粒尺寸的变动 为30μπι以下。该晶粒尺寸的控制具有下述效果：降低钽靶的放电电压，使得易于产生等当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钽溅射靶，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，(200)面的取向率为70％以下、且(222)面的取向率为10％以上，并且，平均晶粒尺寸为50μm以上且150μm以下、且晶粒尺寸的变动为30μm以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：仙田真一郎，永津光太郎，
申请(专利权)人：吉坤日矿日石金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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