[发明专利]溅射用钛靶

说明书

技术领域

本发明涉及即使在高功率溅射(高速溅射)时也不会产生裂纹或破裂、能够使溅射特性稳定的高品质溅射用钛靶。

另外，关于本说明书中记载的杂质浓度，全部以质量ppm(mass ppm)表示。

背景技术

近年来，以半导体的飞跃性进步为契机产生了各种电子设备，而且其性能的提高和新设备的开发正日新月异。

其中，存在电子、器件设备更加微小化且集成度增高的方向。在这些众多的制造工序中形成许多薄膜，钛也由于其特异的金属性质而以钛及其合金膜、硅化钛膜或氮化钛膜等的形式用于许多电子设备薄膜的形成。

上述的钛及其合金膜、硅化钛膜或氮化钛膜等一般可以通过溅射、真空蒸镀等物理蒸镀法来形成。对其中使用范围最广的溅射法进行说明。

该溅射法是使Ar⁺等正离子以物理方式撞击到设置在阴极的靶上从而利用该撞击能量使构成靶的金属原子释放出的方法。形成氮化物时，可以通过使用钛或其合金(TiAl合金等)作为靶在氩气与氮气的混合气体气氛中进行溅射而形成。

最近，为了提高生产效率，有进行高速溅射(高功率溅射)的要求，这种情况下，有时会在靶上形成裂纹或发生破裂，这成为妨碍稳定的溅射的原因。作为现有技术文献，可以列举下述专利文献1和专利文献2。

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

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于解决上述各问题，提供即使在高功率溅射(高速溅射)时也不会产生裂纹或破裂、使溅射特性稳定的高品质溅射用钛靶。

用于解决问题的手段

本发明提供1)一种溅射用钛靶，其为高纯度钛靶，其特征在于，含有总计为3～100质量ppm的选自Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、Ni、As、Zr、Sn、Sb、B、La中的一种以上元素作为添加成分，除添加成分和气体成分以外，靶的纯度为99.99质量%以上。

本发明还提供2)上述1)所述的溅射用钛靶，其特征在于，除添加成分和气体成分以外的纯度为99.995质量%以上；3)上述1)所述的溅射用钛靶，其特征在于，除添加成分和气体成分以外的纯度为99.999质量%以上；4)上述1)～3)中任一项所述的溅射用钛靶，其特征在于，靶的平均晶粒直径为30μm以下；5)上述1)～4)中任一项所述的溅射用钛靶，其特征在于，进行溅射之前的靶的平均晶粒直径为30μm以下，开始溅射之后的平均晶粒直径为70μm以下；6)上述1)～5)中任一项所述的溅射用钛靶，其特征在于，将钛靶加热到500℃时靶的0.2%屈服强度为36N/mm²以上。

发明效果

溅射用钛靶具有即使在高功率溅射(高速溅射)时也不会产生裂纹或破裂、使溅射特性稳定、能够进行高品质成膜的优良效果。

具体实施方式

本发明的溅射用钛靶是纯度为99.99质量%以上的高纯度钛靶。进一步优选为99.995质量%以上。上述钛靶的纯度当然除添加成分和气体成分以外。

一般而言，与其他杂质元素相比，会较多地混入一定程度的氧气、氮气、氢气等气体成分。这些气体成分的混入量越少越好，但通常混入的程度的量对于达到本申请发明的目的而言不会特别有害。

本申请发明中，含有总计为3～100质量ppm的选自Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、Ni、As、Zr、Sn、Sb、B、La中的一种以上元素作为添加成分显著特征之一。通过添加这些元素，在靶的制造阶段，能够使靶的平均晶粒直径为30μm以下。

另外，溅射时靶被加热到约700℃，添加选自Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、Ni、As、Zr、Sn、Sb、B、La中的一种以上元素还能够抑制由加热导致的晶粒直径的粗大化。即，即使受到这种高温的热，也能够使平均晶粒直径保持70μm以下，即，在开始靶的溅射之后，即使受到这样的加热，也能够使靶的平均晶粒直径保持在70μm以下。

溅射开始后，靶的晶粒直径受到热的影响而有略微粗大化的倾向，但可以说实质上几乎不受热的影响。