[发明专利]溅射用钛靶

说明书

技术领域

本发明涉及一种高品质的溅射用钛靶，所述钛靶在使溅射用钛靶中含有的杂质降低的同时，即使在高功率溅射(高速溅射)时也不产生龟裂、破裂，能够使溅射特性稳定，能够有效地抑制成膜时的粉粒产生。需要说明的是，本说明书中记载的杂质浓度，全部用质量%(mass%)表示。

背景技术

近年来，以半导体的飞跃性进步为开端，产生了各种电子设备，并且时刻进行着其性能的提高和新设备的开发。

其中，电子、器件设备趋于进一步微细化、并且集成度进一步提高。在这些大量的制造工序中形成大量的薄膜，钛由于其特异的金属性质，以钛及其合金膜、硅化钛膜或氮化钛膜等形式，被利用于多种电子设备薄膜的形成中。

在形成这样的钛(包括合金、化合物)的薄膜的情况下，需要注意的是，其自身需要极高的纯度。

在半导体装置等中使用的薄膜趋于更薄并且短小化，相互间的距离极小，集成密度提高，因此，产生构成薄膜的物质或该薄膜中包含的杂质向邻接的薄膜中扩散的问题。由此，自膜以及邻接膜的构成物质的平衡崩解，引起本来必须有的膜的功能降低这样的大问题。

在这样的薄膜的制造工序中，有时被加热至数百度，并且在安装有半导体装置的电子设备的使用中温度也会上升。这样的温度上升进一步提高上述物质的扩散速度，从而在由扩散引起的电子设备的功能降低方面产生大问题。另外，通常，上述的钛及其合金膜、硅化钛膜、或氮化钛膜等可以通过溅射或真空蒸镀等物理蒸镀法形成。以下对其中最广范使用的溅射法进行说明。

该溅射法为如下方法：使Ar+等正离子与在阴极上设置的靶发生物理撞击，从而通过该撞击能量释放构成靶的金属原子。为了形成氮化物，可以通过使用钛或其合金(TiAl合金等)并在氩气与氮气的混合气体气氛中进行溅射来形成。

在形成该溅射膜时如果钛(包括合金、化合物)靶中存在杂质，则产生如下的问题：在溅射室内漂浮的粗大粒子附着到基板上使薄膜电路断开或短路，造成薄膜突起物的粉粒的产生量增加，无法形成均匀的膜等。

因此，自然需要使以往作为杂质的过渡金属、高熔点金属、碱金属、碱土金属或其它金属降低，但即使尽可能地降低这些元素，也会产生上述的粉粒，从而现状是仍未发现根本的解决策略。

另外，虽然有时钛薄膜作为形成氮化钛Ti-N膜时的防止粉粒产生用底涂层使用，但是其具有如下问题：膜硬且无法得到充分的粘结强度，从成膜装置内壁或部件剥离而无法发挥作为底涂层的作用，造成粉粒产生。

另外，为了提高生产效率，最近提出了高速溅射(高功率溅射)的要求，此时具有如下问题：有时靶上出现龟裂或产生破裂，这是阻碍稳定溅射的要因。作为现有技术文献，可以列举专利文献1和专利文献2。

专利文献3中记载了如下的溅射用钛靶：溅射面中的X射线衍射强度比为(0002)/(10-11)≥0.8、(0002)/(10-10)≥6，并且具有平均晶粒直径为20μm以下的再结晶组织；提出了如下的钛靶：容易在狭小且深的接触孔中形成膜、并且能够降低粉粒产生。

专利文献4中记载了如下的溅射用钛靶：维氏硬度在110≤HV≤130的范围内、并且具有再结晶组织；提出了如下的钛靶：溅射粒子的方向一致、容易在狭小且深的接触孔中形成膜、能够降低粉粒产生。

专利文献5中记载了如下的溅射用钛靶：通过具有最大粒径20μm以下、平均晶粒直径10μm以下的再结晶组织的钛靶材料与以铝为主体的背衬板扩散接合而得到；提出了如下的钛靶：溅射粒子的方向一致、容易在狭小且深的接触孔中形成膜、能够降低粉粒产生。

但是，上述文献中公开的发明，在进行高功率溅射时容易在溅射中产生破裂、裂纹，从而可以认为还未充分解决各文献中提出的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO01/038598号公报

专利文献2：日本特表2001-509548号公报

专利文献3：日本特开平8-269701号公报

专利文献4：日本特开平9-104972号公报

专利文献5：日本特开平9-143704号公报

发明内容

为了解决上述各问题，本发明的目的在于提供一种高品质的溅射用钛靶，所述钛靶在特别地使造成粉粒、异常放电现象的杂质降低的同时，即使在高功率溅射(高速溅射)时也不产生龟裂、破裂，能够使溅射特性稳定，能够有效地抑制成膜时的粉粒产生。

本发明提供：

1)一种溅射用钛靶，其特征在于，肖氏硬度为Hs20以上，并且基面(basal plane)取向率为70%以下。