[发明专利]溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及在溅射过程中能够以稳定的淀积速度在晶片或衬底上进行成膜的溅射靶。

背景技术

溅射过程中薄膜在晶片或衬底上的形成速度不是固定的，而是随着靶的腐蚀的发展而变化。通常，该变化是与靶寿命相关的函数变化，通过使成膜装置的溅射时间根据靶寿命发生函数变化，在整个靶寿命期间中进行固定膜厚的成膜。通常，即使交换靶，一次设定的溅射时间变化的程序也是有效的，不必对每个靶进行微调等。

但是，对于Ta靶而言，每个靶的成膜速度在整个靶寿命期间的偏差非常显著，因此，最近已知多有在寿命中途需要再输入溅射时间程序、或者在某些情况下需要在不满靶寿命的近寿命时间更换靶的情形。

靶寿命中途的溅射时间的再程序化显著阻碍生产效率，另外，Ta靶这样材料价格高的靶在寿命中途更换会显著增加制造成本，因此，在半导体生产的现场成为大的问题。

以往对于Ta靶材料对于溅射时的性能产生的影响，提到了各种杂质、气体成分、面取向、表面粗糙度及结晶粒径影响均匀性和粒子(例如，参照专利文献1)，另外，提到了面取向及其偏差结晶粒径以及杂质对氮化钽膜的均匀性产生影响(例如，参照专利文献2)。

特别地，在前述的专利文献1中，记载了：通过在溅射面上选择性地增加原子密度高的面取向{110}、{200}、{211}的面取向，成膜速度可以提高，并且通过抑制面取向的偏差，可以提高均匀性；但是，对于整个靶寿命期间成膜速度的变动的影响，没有特别的见解。

专利文献1：日本特开平11-80942号公报

专利文献2：日本特开2002-363766号

发明内容

本发明的目的是提供一种Ta或Ta合金靶，其能够将在溅射靶的整个寿命期间各靶的成膜速度的变动最小化，从而提高并且稳定溅靶过程中半导体的生产效率，同时有助于生产成本的下降。

为了解决上述课题，对于靶的各种材质对于成膜速度的影响进行了广泛而深入的研究，结果发现结晶取向的{110}面的存在对于成膜速度的变动产生显著影响。

本发明基于以上发现提供以下各项：

1.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶中，{110}面的X射线衍射强度比为0.4以下。

2.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶中，{110}面的X射线衍射强度比为0.2以下。

3.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度100μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。

4.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度50μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。

5.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度25μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。

在此，所谓{110}面的X射线强度比如下式所定义。即，在X射线衍射中测定的(110)的X射线强度用(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各X射线强度之和除而得到的。

式(110)/{(110)+(200)+(211)+(310)+(222)+(321)}

发明效果

本发明具有下列优良效果：可以在钽或钽合金溅射靶的整个寿命期间将各靶的成膜速度的变动降至最小，提高并稳定溅射过程中半导体的生产效率，同时可以显著降低生产成本。

附图说明

图1是实施例1至4的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

图2是比较例1至3的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

图3是实施例5至9的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

图4是比较例4至5的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

图5是实施例10至11的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

图6是比较例6至7的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。

具体实施方式

作为靶的材质对成膜速度的影响，如前所述，可以考虑原子密度的影响。即，认为通过控制溅射面的面取向，可以调节成膜速度。

也就是说，预计通过抑制靶厚度方向上特定面或者特定面群的偏差，将其维持在某个范围内，可以将成膜速度在整个寿命期间各靶的变化最小化。