[发明专利]钽溅射靶及其制造方法

说明书

一种钽溅射靶，其特征在于，在钽溅射靶的溅射面中，(200)面的取向率大于70％，且(222)面的取向率为30％以下。通过控制靶的晶体取向，具有如下效果：降低钽靶的放电电压，从而容易产生等离子体，并且提高等离子体的稳定性。

技术领域

本发明涉及钽溅射靶及其制造方法。尤其是涉及用于形成作为LSI中铜布线的扩散阻挡层的Ta膜或者TaN膜的钽溅射靶及其制造方法。

背景技术

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，显现出布线延迟的问题，逐渐使用电阻小的铜来代替铝。铜作为布线材料非常有效，但铜本身是活跃的金属，因此存在扩散至层间绝缘膜而导致污染的问题，需要在铜布线与层间绝缘膜之间形成Ta膜或TaN膜等扩散阻挡层。

通常，Ta膜或TaN膜通过用钽靶进行溅射而成膜。迄今，对于钽靶而言，关于对溅射时的性能造成的影响，已知靶中含有的各种杂质、气体成分、晶体的面取向、晶粒直径等对成膜速度、膜厚的均匀性、粉粒产生等造成影响。

例如，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，提高膜的均匀性。

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)，增大成膜速度并提高膜的均匀性。

另外，专利文献3中记载了，通过在溅射面中选择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动，从而提高均一性。

此外，专利文献4中记载了，通过将由X射线衍射求出的(110)面的强度比随溅射表面部分位置的波动调节为20％以内，提高膜厚均匀性。

另外，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)等结晶学织构的圆形金属靶。

此外，下述专利文献6中记载了钽溅射靶的制造方法，其中，对钽锭实施锻造、退火、轧制加工，在最终组成加工后，再在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。

另外，专利文献7中公开了如下技术：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。

此外，专利文献8中记载了，对钽锭进行锻造，在该锻造工序中进行两次以上的热处理，进而实施冷轧，并进行再结晶热处理。

然而，在上述任一专利文献中均未有如下设想：通过控制靶的溅射面中的晶体取向，降低钽靶的放电电压，从而容易产生等离子体，并且提高等离子体的稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：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

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题在于，对于钽溅射靶而言，通过控制靶的溅射面中的晶体取向，降低钽靶的放电电压，从而容易产生等离子体，并且提高等离子体的稳定性。