[发明专利]溅镀用钛靶及其制造方法、以及含钛薄膜的制造方法

说明书

本发明提供一种具有平均晶体粒径为1μm以下的重结晶组织的溅镀用钛靶。另外，本发明还提供一种溅镀用钛靶的制造方法，包括以下步骤：对已切割的钛锭进行大应变加工而得到加工板的步骤；以30％以上的压延率对上述加工板进行冷轧而得到压延板的步骤；以及在320℃以下的温度对上述压延板进行热处理的步骤。

技术领域

本发明涉及一种溅镀用钛靶及其制造方法、以及含钛薄膜的制造方法。详细而言，本发明涉及：一种用作溅镀源的溅镀用钛靶及其制造方法，所述溅镀源用于形成半导体器件等各种电子器件中的各种薄膜(例如电极、栅极、配线、元件、绝缘膜、保护膜)；以及含钛薄膜的制造方法。

背景技术

近年来，随着半导体器件的小型化和高集成化，对半导体器件中的各种薄膜也要求更薄且微细化。作为薄膜材料，有钼、钨、钛等，其中，钛因具有优异的强度、加工性和耐蚀性而应用增多。另外，作为薄膜的形成方法，通常采用溅镀，并使用钛靶作为溅镀源(薄膜材料)。

在溅镀中，同时在真空下导入不活性气体(例如Ar气)，并在基板与钛靶之间施加高电压，使离子化的Ar⁺等离子与钛靶碰撞，通过该碰撞能量释放出钛原子并使其堆积在基板上，从而能够形成含钛薄膜。此时，在形成氮化钛薄膜作为含钛薄膜的情况下，使用氩气和氮气的混合气体。

最近，为了提高生产效率，即使在溅镀中也要求高速溅镀(高功率溅镀)。然而，现有的钛靶在高速溅镀这样的高负荷条件下有时会发生龟裂、或者开裂，成为妨碍稳定溅镀的主要因素。

另外，溅镀时还存在着容易产生颗粒和结节的问题，因此正在进行减少钛靶中的杂质等，但由于减少杂质有极限，所以还不能从根本上解决该问题。

因此，在专利文献1中，为了解决上述问题，提出了一种纯度设为5N5(99.9995％)以上，表面不存在大的花纹，且重结晶组织的平均晶体粒径设为10μm以下的钛靶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6077102号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1的钛靶由于其纯度高，所以能够抑制溅镀时的颗粒的产生。然而，在实际情况下，专利文献1的钛靶的重结晶组织的平均晶体粒径最小为8μm左右。若重结晶组织的平均晶体粒径大，则预烧后颗粒容易积存在表面，或者容易产生结节，因此考虑到将来所要求的技术水准，希望将重结晶组织的晶体粒径微细化，以进一步提高抑制颗粒和结节的产生的效果。

另外，将来还设想在更高的负荷条件下进行溅镀，所以即使是专利文献1的钛靶，抑制在溅镀时发生龟裂或开裂的效果也谈不上充分。

本发明的实施方式是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于：提供一种不仅能够抑制溅镀时的龟裂或开裂，还能够抑制颗粒和结节的产生的溅镀用钛靶及其制造方法。

解决问题的手段

本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现：溅镀时的溅镀用钛靶的龟裂或开裂与溅镀用钛靶的强度有关，通过将重结晶组织的平均晶体粒径设为1μm以下，能够提高溅镀用钛靶的强度，抑制溅镀时的龟裂或开裂。

另外，本发明人发现：溅镀时的颗粒和结节的产生与重结晶组织的平均晶体粒径有关，通过将重结晶组织的平均晶体粒径设为1μm以下，能够抑制颗粒和结节的产生。

而且，本发明人发现：通过将制造条件最优化，能够将溅镀用钛靶的重结晶组织的平均晶体粒径控制在1μm以下。

本发明的实施方式是基于上述认知而完成的。

即，本发明的实施方式所涉及的溅镀用钛靶具有平均晶体粒径为1μm以下的重结晶组织。