[发明专利]铜合金溅射靶及其制造方法

说明书

一种铜合金溅射靶，其特征在于，通过带电粒子活化分析而测定的、氧含量为0.6重量ppm以下、或者、氧含量为2重量ppm以下且碳含量为0.6重量ppm以下。另外，一种铜合金溅射靶的制造方法，其特征在于，对铜原料在真空或惰性气体气氛中进行熔炼，然后向熔炼中的气氛中加入还原气体，接着，向熔融金属中添加合金元素而进行合金化，并将所得到的锭加工为靶形状。本发明的课题是提供一种溅射时粉粒的产生少的铜合金溅射靶及其制造方法。

技术领域

本发明涉及铜合金溅射靶及其制造方法，特别是适合于形成用作半导体集成电路中的布线的包含铜合金的薄膜的溅射靶及其制造方法。

背景技术

以往，使用Al(电阻率：约3.1μΩ·cm)作为半导体集成电路的布线材料，但是随着布线的微细化，电阻更低的Cu(电阻率：约1.7μΩ·cm)得以实用化。作为铜布线的形成工艺，多数情况下在布线层或布线槽形成Ta、TaN等扩散阻挡层，然后电镀铜。为了进行该电镀，作为基底层(籽晶层)，一般进行将铜或铜合金溅射成膜。

但是，对于布线宽度为0.130nm以下、例如90nm、65nm、45nm、20nm这样的微细布线而言，籽晶层的厚度为小于布线宽度的极薄膜，在形成这样的极薄膜的籽晶层的情况下，存在因溅射时产生的粉粒引起的无法形成良好的籽晶层的问题。这样的籽晶层的形成是重要的，如果在籽晶层中存在粉粒，则会形成断线等缺陷。

作为半导体集成电路的布线形成用途，迄今为止，本申请人提出了涉及高纯度的铜或铜合金溅射靶的发明(参见专利文献1～3)。这些发明能够防止空隙、突起、断线等缺陷的产生、电阻率低、并且能够具有耐EM性、耐氧化性，但是，对于近年来更进一步的超微细布线而言，因极微量地含有的杂质引起的粉粒等越来越被视为问题。需要说明的是，虽然与本申请没有直接相关性，但是在专利文献4～6中公开了高纯度铜的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/083482号

专利文献2：国际公开第2008/041535号

专利文献3：日本特愿2013-045838

专利文献4：日本专利第4680325号

专利文献5：日本特开平8-92662号公报

专利文献6：日本特开2000-17345号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明涉及适合于形成用作半导体集成电路的布线的包含铜合金的薄膜的铜合金溅射靶，其课题在于提供一种溅射时粉粒的产生少的铜合金溅射靶及其制造方法。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明人进行了深入研究，结果发现：通过对作为溅射靶的原材料的铜合金锭的制造方法进行设计，能够减少铜合金溅射靶中所含的氧、碳，溅射时能够显著地抑制因该杂质引起的粉粒的产生。为了解决上述课题，本发明提供下述发明。

1)一种铜合金溅射靶，其特征在于，通过带电粒子活化分析而测定的、氧含量为0.6重量ppm以下、或者、氧含量为2重量ppm以下且碳含量为0.6重量ppm以下。

2)如上述1)所述的铜合金溅射靶，其特征在于，合金元素为与氧或碳的亲和力比Cu高的元素中的一种以上。

3)一种铜合金溅射靶的制造方法，其特征在于，对铜原料在真空或惰性气体气氛中进行熔炼，然后向熔炼中的气氛中加入还原气体，接着，向熔融金属中添加合金元素而进行合金化，并将所得到的锭加工为靶形状。

4)如上述3)所述的铜合金溅射靶的制造方法，其特征在于，还原气体包含氢气或一氧化碳。