[发明专利]钽溅射靶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钽溅射靶及其制造方法。特别是涉及用于形成作为LSI中的铜布线的扩散阻挡层的Ta膜或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，但伴随元件的微细化、高集成化，浮现布线延迟的问题，从而开始使用电阻小的铜来代替铝。铜作为布线材料是非常有效的，但铜本身为活泼金属，因此存在向层间绝缘膜中扩散而造成污染的问题，从而需要在铜布线和层间绝缘膜之间形成Ta膜、TaN膜等扩散阻挡层。

一般而言，Ta膜、TaN膜通过对钽靶进行溅射来成膜。迄今，对于钽靶而言，关于对溅射时的性能所造成的影响，已知靶中含有的各种杂质、气体成分、晶体的晶向、晶粒直径等会对成膜速度、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30%的位置向着靶的中心面（222）取向为择优取向的晶体组织，可以提高膜的均匀性。另外，专利文献2中记载了：通过使钽靶的晶体取向无规化（不一致于特定的晶向），成膜速度增大，可以提高膜的均匀性。另外，专利文献3中记载了：通过在溅射面上选择性地增加原子密度高的（110）、（200）、（211）晶向，成膜速度提高，并且可以抑制晶向的偏差，由此均匀性提高。

另外，专利文献4中记载了：通过使由X射线衍射求出的（110）面的强度比的、基于溅射表面部分的部位的偏差为20%以内，可以提高膜厚均匀性。另外，专利文献5中记载了：通过将模锻、挤出、旋转锻造、无润滑的镦锻与多向轧制组合使用，可以制作出具有非常强的（111）、（100）等结晶学织构的圆形金属靶。但是，即使使用任意一种钽靶来实施溅射，也会产生溅射速率（成膜速度）未必提高，生产能力差的问题。

此外，下述专利文献6中记载了如下的钽溅射靶的制造方法：对钽锭实施锻造、退火、轧制加工，加工为最终组成后，进一步在1173K以下的温度下进行退火，使未再晶体组织为20%以上、90%以下。但是，在此情况下，并没有通过控制晶体取向来提高溅射速率、提高生产能力的构思。

另外，专利文献7中公开了如下的技术：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。但是，并没有通过控制晶体取向来提高溅射速率、提高生产能力的构思。

另外，专利文献8中记载了：将钽锭锻造，在该锻造工序中进行两次以上的热处理，然后实施冷轧，并对其进行再结晶化热处理。但是，在此情况下，也没有通过控制晶体取向来提高溅射速率、提高生产能力的构思。

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的晶体取向，可以加快溅射速率，能够在短时间内形成需要的膜厚，提高生产能力。特别是，本发明的课题在于提供可用于形成可以有效地防止由活泼的Cu的扩散所造成的布线周围的污染的包含Ta膜或TaN膜等的扩散阻挡层的钽溅射靶。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明提供以下的发明。

1）一种钽溅射靶，其特征在于，

在钽溅射靶的溅射面上，（200）面的取向率为70%以下、并且（222）面的取向率为10%以上；

2）如上述1）所述的钽溅射靶，其特征在于，

在钽溅射靶的溅射面上，（200）面的取向率为60%以下、并且（222）面的取向率为20%以上；

3）如上述1）所述的钽溅射靶，其特征在于，

在钽溅射靶的溅射面上，（200）面的取向率为50%以下、并且（222）面的取向率为30%以上；

4）一种扩散阻挡层用薄膜，其使用上述1）～3）中任一项所述的溅射靶而形成；

5）一种半导体器件，其使用上述4）所述的扩散阻挡层用薄膜。

另外，本发明提供：

6）一种钽溅射靶的制造方法，其特征在于，