[发明专利]微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶，其能够同时制造半导体器件布线的扩散防止膜和种子膜。

背景技术

一般公知有半导体器件的布线，如图2的半导体器件的布线部剖面图所示，在表面具有槽2的被覆有SiO₂等绝缘膜的基板(以下称为基板)1的表面上，将Ta金属膜3作为扩散防止膜形成，在该Ta金属膜3之上形成纯铜制种子膜4，还在该纯铜制种子膜4的表面上通过镀敷等形成布线薄膜5。

作为上述扩散防止膜公知的Ta金属膜3，由于Ta金属本身的价格昂贵，所以近些年来对替代Ta金属膜的低价的具有扩散防止作用的金属膜进行了研究，如图1的半导体器件的布线剖面图所示，如果通过使用CuMn铜合金靶进行溅射，在具有槽2的被覆有SiO₂等绝缘膜的基板1的表面上直接形成含Mn铜合金膜，之后，对形成的含Mn铜合金膜进行热处理，则上述含Mn铜合金膜7中所含的Mn和基板的SiO₂等绝缘膜反应生成Mn和Si的复合氧化物含有层6，上述Mn和Si的复合氧化物含有层6作为扩散防止膜发挥作用，因此，能够省略高价的Ta金属膜的形成，并且，上述含Mn铜合金膜7能够作为种子膜使用，这些含Mn铜合金膜和Mn及Si的复合氧化物含有层的研究十分盛行。(参照非专利文献1、2)

非专利文献1：(株)半导体理工学研究中心(STARC)的主页(平成17年6月8日)

非专利文献2：IITC发表摘要(2005年6月8日)

但是，在通过使用含有上述Mn：0.6-30质量％，余量由Cu及杂质构成的成分组成的含Mn铜合金靶进行溅射而形成含Mn铜合金靶薄膜时，在溅射时，存在微粒发生多的缺点，这成为成品率低下成本上升的原因。

发明内容

因此，发明者们为了得到溅射时微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶而进行了研究。其结果是得出如下研究结果：

(a)在通过使用含有Mn：0.6-30质量％，余量由Cu及杂质构成的成分组成的含Mn铜合金靶进行溅射而形成含Mn铜合金靶膜时，上述含Mn铜合金靶中所含的杂质的量越少就越能抑制微粒的发生，并且在作为该杂质而含有的金属系杂质合计为40ppm以下极少，还含有氧为10ppm以下、氮为5ppm以下、氢为5ppm以下、碳为10ppm以下很少时，在溅射时发生的微粒数骤减。

(b)此外，含Mn铜合金靶为结晶粒度：30μm以下的再结晶等轴组织时，能够进一步抑制微粒的发生。

基于上述研究结果，产生了本发明。

(1)一种微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶，其由铜合金构成，该铜合金具有含有Mn：0.6-30质量％，余量由Cu以及杂质构成的组成，上述杂质中，金属类杂质合计为40ppm以下，并且将氧限定为10ppm以下，将氮限定为5ppm以下，将氢限定为5ppm以下，将碳限定为10ppm以下。

(2)根据上述(1)所述的微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶，其特征在于，所述微粒发生少的含Mn铜合金溅射靶具有结晶粒度：30μm以下的再结晶等轴组织。

在制造本发明的含Mn铜合金溅射靶时，在纯度：99.9999％以上的高纯度电解铜中添加纯度：99.9％以上的高纯度电解Mn，在惰性气体气氛中在高纯度石墨模内进行高频溶解，由此制作含Mn铜合金铸锭，对该铸锭进行热加工，热加工结束温度为450℃以上，从而制作热加工材，还跟据需要对该热加工材进行水冷，之后除去该热加工材的表面厚度为0.2mm以上的范围，接着，反复进行冷加工和退火，最后进行退火，由此得到本发明的含Mn铜合金溅射靶。

接着，对本发明的含Mn铜合金溅射靶的成分组成的限定理由加以说明。

(a)Mn

Mn成分具有使含Mn铜合金溅射靶的晶粒微细化，有进一步抑制晶粒成长的效果，还有在所形成的含Mn铜合金膜和基板边界部分形成作为扩散防止膜起作用的Mn和Si的复合氧化物含有层的作用，但其含量低于0.6质量％则不能得到希望的效果，另一方面，含有超过30质量％时，靶的导热率下降在溅射中靶的温度上升，并且，使所得到的含Mn铜合金膜的抵抗增加，因此在作为半导体器件的布线使用时，不为优选。因此，本发明含Mn铜合金溅射靶中所含的Mn为0.6-30质量％，更优选为1.0-20质量％。

(b)杂质