CN101171362B - 溅射靶 - Google Patents

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Abstract

一种溅射靶，其中，在Ta或Ta合金靶中，{110}面的X射线衍射强度比为0.4以下，进一步{110}面的X射线衍射强度比为0.2以下；一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度100μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。本发明提供一种Ta或Ta合金靶，其在整个溅射靶的寿命期间使各靶的成膜速度的变动最小化，进一步提高并稳定溅射过程中半导体的生产效率，同时有助于降低生产成本。

Description

溅射靶
技术领域
本发明涉及在溅射过程中能够以稳定的淀积速度在晶片或衬底上进行成膜的溅射靶。
背景技术
溅射过程中薄膜在晶片或衬底上的形成速度不是固定的，而是随着靶的腐蚀的发展而变化。通常，该变化是与靶寿命相关的函数变化，通过使成膜装置的溅射时间根据靶寿命发生函数变化，在整个靶寿命期间中进行固定膜厚的成膜。通常，即使交换靶，一次设定的溅射时间变化的程序也是有效的，不必对每个靶进行微调等。
但是，对于Ta靶而言，每个靶的成膜速度在整个靶寿命期间的偏差非常显著，因此，最近已知多有在寿命中途需要再输入溅射时间程序、或者在某些情况下需要在不满靶寿命的近寿命时间更换靶的情形。
靶寿命中途的溅射时间的再程序化显著阻碍生产效率，另外，Ta靶这样材料价格高的靶在寿命中途更换会显著增加制造成本，因此，在半导体生产的现场成为大的问题。
以往对于Ta靶材料对于溅射时的性能产生的影响，提到了各种杂质、气体成分、面取向、表面粗糙度及结晶粒径影响均匀性和粒子(例如，参照专利文献1)，另外，提到了面取向及其偏差结晶粒径以及杂质对氮化钽膜的均匀性产生影响(例如，参照专利文献2)。
特别地，在前述的专利文献1中，记载了：通过在溅射面上选择性地增加原子密度高的面取向{110}、{200}、{211}的面取向，成膜速度可以提高，并且通过抑制面取向的偏差，可以提高均匀性；但是，对于整个靶寿命期间成膜速度的变动的影响，没有特别的见解。
专利文献1：日本特开平11-80942号公报
专利文献2：日本特开2002-363766号
发明内容
本发明的目的是提供一种Ta或Ta合金靶，其能够将在溅射靶的整个寿命期间各靶的成膜速度的变动最小化，从而提高并且稳定溅靶过程中半导体的生产效率，同时有助于生产成本的下降。
为了解决上述课题，对于靶的各种材质对于成膜速度的影响进行了广泛而深入的研究，结果发现结晶取向的{110}面的存在对于成膜速度的变动产生显著影响。
本发明基于以上发现提供以下各项：
1.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶中，{110}面的X射线衍射强度比为0.4以下。
2.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶中，{110}面的X射线衍射强度比为0.2以下。
3.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度100μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。
4.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度50μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。
5.一种溅射靶，其中在Ta或Ta合金靶表面上{110}面的X射线衍射强度比为0.8以下，并且在深度25μm或更大深度处的{110}面的X射线强度比为0.4以下。
在此，所谓{110}面的X射线强度比如下式所定义。即，在X射线衍射中测定的(110)的X射线强度用(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各X射线强度之和除而得到的。
式(110)/{(110)+(200)+(211)+(310)+(222)+(321)}
发明效果
本发明具有下列优良效果：可以在钽或钽合金溅射靶的整个寿命期间将各靶的成膜速度的变动降至最小，提高并稳定溅射过程中半导体的生产效率，同时可以显著降低生产成本。
附图说明
图1是实施例1至4的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
图2是比较例1至3的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
图3是实施例5至9的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
图4是比较例4至5的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
图5是实施例10至11的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
图6是比较例6至7的试样n＝3的成膜速度与腐蚀深度的关系(偏差)图。
具体实施方式
作为靶的材质对成膜速度的影响，如前所述，可以考虑原子密度的影响。即，认为通过控制溅射面的面取向，可以调节成膜速度。
也就是说，预计通过抑制靶厚度方向上特定面或者特定面群的偏差，将其维持在某个范围内，可以将成膜速度在整个寿命期间各靶的变化最小化。
但是，对于具有体心立方结构的Ta靶而言，现状是即使面内或者深度方向上的面取向在工业上可能的范围内被控制到最小限度，也不能抑制成膜速度的各靶的偏差。
因此，使用各种磁体，对成膜速度与磁体的关系即通过溅射的侵蚀而产生的靶表面的形状变化与成膜速度的关系进行了调查，结果发现，当使用由于腐蚀而使得靶表面的凹凸程度变得剧烈的磁体时，各靶成膜速度的变动更大。
实际的溅射面随着溅射的进行而从最初的平面变化为具有凹凸的侵蚀面。这是宏观的变化，以往认为除侵蚀很深的急剧倾斜的凹凸部分外，靶表面上的面取向模拟为平面状。
但是，对于体心立方金属这样等价面少的材料而言，即使轻微的侵蚀面的倾斜，面取向也发生非常大的变化，因此，认为即使尽可能地抑制面取向的偏差，实际上也会使成膜速度产生大的变化。
因此，对被认为对成膜速度产生大的影响的{110}面的XRD强度与成膜速度变动的关系进行了调查，发现通过将{110}面的XRD强度抑制到某值以下，可以减小成膜速度的各靶的变动。
这被认为是如果密集面在侵蚀面上以某种程度以上的比例存在，当进行了侵蚀时，成膜速度的变动由于密集面而变大的原因。
另外，同时发现在靶的最外表面层上容易形成{110}面。如果表面附近{110}面多，则溅射初期的成膜速度变得非常快，变得极难以用函数方式控制整个寿命期间的成膜速度，因此发现需要进行空耗的溅射直到速度稳定至可以对溅射速度进行函数控制的程度。
以往，由于均匀性在溅射初期变得不稳定，因此最初进行称作热靶(burn-in)的溅射是公知的，但是，该现象靠这样短时间的热靶(burn-in)不能解决，需要的时间是以往的热靶(burn-in)的数倍。
在该现象中，{110}的XRD强度随着远离表面而减小，但是在某些情况下，发现{110}XRD强度比主体高的区域持续至100μm以上的深度。其原因不明，但是为了控制表面{110}的强度进行了重复研究，结果发现，通过在真空中在较低温度下的脱气热处理，可以降低表面的{110}面的强度。
由此想到，大气中的气体成分等被表面吸收的结果，在靶表面上容易形成{110}面的可能性。
{110}面的X射线衍射强度比限定为0.4以下优选0.2以下的理由，是由于如果超过0.4则成膜速度的函数控制事实上变得不可能，而通过设定为0.2以下，各靶成膜速度的偏差减小到可以忽略的程度。
至于靶表面，如前所述，{110}面的X射线衍射强度变得比主体更高，但是其强度比设定为0.8以下并且距离表面100μm或者50μm或者25μm的深度或更深的深度处的强度比设定为0.4以下的理由，是因为如果最外表面的强度超过0.8则需要通常的热靶(burn-in)的数倍的时间才能达到稳定的成膜速度，将某个深度或更深深度处的强度比设定为0.4以下的理由如前所述，是由于当超过0.4时成膜速度的函数控制事实上变得不可能。
另外，为了成膜速度的稳定，优选超过0.4的区域浅，但是为了将其变浅，需要提高真空中的脱气热处理温度。
但是，本热处理是对最终制品形状实施的，因此高温下的处理会由于热变形而导致靶变形。因此，成为0.4以下的深度根据制品的容许尺寸公差而设定为100μm、50μm、25μm。
本发明中，Ta或Ta合金的靶中{110}面的X射线衍射强度比规定为0.4以下优选0.2以下，但是这种情况下即使最外表面附近的{110}面的X射线强度比超过0.4或者0.2，如果其范围为从表面数百μm以下程度的轻微范围，尽管热靶(burn-in)时间变长、成本增加，但是从可以与靶无关地以函数方式控制成膜速度的本发明的要旨而言，显然也包含在本发明内。
实施例1
以下说明实施例和比较例。本实施例仅是为了容易理解的例子，本发明不受其限制。即，在本发明的技术思想的范围内的其它变形或者其它实施例当然包含在本发明中。
(实施例1至4)
在实施例1至4中，使用对纯度4N5的EB熔融Ta锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。
对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表1所示。冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。
对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最深的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表1及图1中汇总了实施例1至4的数据。图1表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。
如表1所示，靶主体的(110)强度比在本发明范围内的0.03至0.38的范围内，倾向是压延加工度(％)越高(110)强度比越低。成膜速度的偏差在0.4至1.5nm/秒的范围内，可以看出压延加工度(％)越高偏差越小。
特别地，实施例3和实施例4中，靶主体的(110)强度比分别为0.05至0.12和0.03至0.09，比实施例1和实施例2更低，但是这种情况下成膜速度的偏差分别为0.7nm/秒和0.4nm/秒，显示了更良好的值。即，如果靶主体的X射线衍射中(110)强度比小至0.2以下，则显示更优良的特性。
实施例1至4中所示的成膜速度的偏差，显示的是在n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶寿命期间成膜速度的偏差的最大量。
图1将其进行了图示从而发现成膜速度的偏差小。另外，如表1所示，各个成膜速度都可以进行函数控制。
表1
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度   (110)强度比约50μm深度   (110)强度比约25μm深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差(nm/秒)注1)   成膜速度可否函数控制
 实施例1   Ta   80   0.20～0.35   -   -   -   -   -   1.5   可
 实施例2   Ta   75   0.15～0.38   -   -   -   -   -   1.5   可
 实施例3   Ta   89   0.05～0.12   -   -   -   -   -   0.7   可
 实施例4   Ta   92   0.03～0.09   -   -   -   -   -   0.4   可
注1：表示实施例n＝3的各靶中大致相同的侵蚀深度下成膜速度的偏差在整个靶寿命期间的最大量。
(比较例1至3)
与上述实施例1至4同样，各自使用对纯度4N5的EB熔融Ta锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。
对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表2所示。冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。
对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最深的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表2及图2中汇总了比较例1至3的数据。图2表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。
如表2所示，靶主体的(110)强度比在0.45至0.60的范围内，倾向是压延加工度(％)越低(110)强度比越高，均超过本发明的条件。成膜速度的偏差在4.1至5.6nm/秒的范围内，可以看出压延加工度(％)越高偏差越大，不能达到本申请发明的目标。比较例1至3中所示的成膜速度的偏差，显示的是在n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶寿命期间成膜速度的偏差的最大量。
图2将其进行了图示，从而发现成膜速度的偏差大。另外，如表2所示，各个成膜速度都不可以进行函数控制。
表2
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度   (110)强度比约50μm深度  (110)强度比约25μm深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差(nm/秒)注1)   成膜速度可否函数控制
 比较例1   Ta   40   0.45～0.58   -   -   -  -   -   4.1   否
 比较例2   Ta   35   0.50～0.59   -   -   -  -   -   4.7   否
 比较例3   Ta   20   0.55～0.60   -   -   -  -   -   5.6   否
注1：表示比较例n＝3的各靶中大致相同的侵蚀深度下成膜速度的偏差在整个靶寿命期间的最大量。
(实施例5至9)
使用对纯度4N5的EB熔融Ta锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表3所示。
冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。将一部分靶放入真空热处理炉中，进行100℃、150℃、200℃×1小时的脱气热处理，并测定靶的翘曲。
进而，对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最浅的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表3及图3中汇总了实施例5至9的数据。图3表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。图3表示了溅射初期的靶的侵蚀深度与成膜速度的关系。
如表3所示，靶主体的(110)强度比在0.07至0.38的范围内，倾向是压延加工度(％)越高(110)强度比越低。成膜速度的偏差在4至23nm/秒的范围内，压延加工度(％)越高偏差越小。
在此情况下，仅对于在靶的寿命期间最初期的成膜速度的偏差显示了最大量。因此，溅射初期的成膜速度的偏差变大。这是由于表面的(110)强度比高为0.52至0.78的原因。但是，通过侵蚀深度进行至25μm、50μm、100μm，(110)强度比下降，因此，成膜速度的偏差变小。在热靶(burn-in)时间短的初期阶段的成膜速度的偏差可以忽略，如果此后的(110)强度比快速变小，则成膜速度的偏差不会特别地成为问题。
图3中对于成膜速度的偏差，显示的是在n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶寿命期间成膜速度的偏差的最大量。可以看出在约100μm或在更大深度处的成膜速度的偏差变小。另外，如表3所示，各个成膜速度都可以进行函数控制。
表3
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度   (110)强度比约50μm深度   (110)强度比约25μ深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差(nm/秒)注1)   成膜速度可否函数控制
  实施例5   Ta   75   0.10～0.33   0.60～0.78   0.31～0.38   0.40～0.49   0.52～0.60   100℃0.04～0.05   23   可
  实施例6   Ta   90   0.05～0.10   0.58～0.75   0.28～0.35   0.44～0.58   0.47～0.69   100℃0.03～0.07   16   可
  实施例   Ta   65   0.25～0.38   0.54～0.61   0.18～0.25   0.25～0.36   0.33～0.45   150℃0.10～0.13   7   可
  实施例8   Ta   70   0.15～0.31   0.49～0.54   0.23～0.32   0.30～0.38   0.40～0.45   150℃0.11～0.15   4   可
  实施例9   Ta   85   0.07～0.19   0.43～0.52   0.03～0.07   0.05～0.11   0.09～0.15   200℃0.18～0.22   4   可
注1：实施例5-8中仅对于靶寿命中最初期的成膜速度的偏差同样地显示了最大量。
(比较例4至5)
使用对纯度4N5的EB熔融Ta锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表4所示。
冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。将一部分靶放入真空热处理炉中，进行100℃、150℃、200℃×1小时的脱气热处理。
进而，对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最浅的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表4及图4中汇总了比较例4至5的数据。图4表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。图4表示了溅射初期的靶的侵蚀深度与成膜速度的关系。
如表4所示，靶主体的(110)强度比在0.45至0.59的范围内，倾向是压延加工度(％)越高(110)强度比越低。成膜速度的偏差在37至40nm/秒的范围内，压延加工度(％)越高偏差越小。
此情况与上述实施例5-9同样，仅对于在靶的寿命期间最初期的成膜速度的偏差显示了最大量。因此，溅射初期的成膜速度的偏差变大。但是，即使侵蚀深度进行至25μm、50μm、100μm，(110)强度比也不下降，不会低于0.4。因此，成膜速度的偏差依然大。
结果如图4所示。图4中对于成膜速度的偏差，显示的是在n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶寿命期间成膜速度的偏差的最大量。可以看出在约100μm或在更大深度处的成膜速度的偏差也变大。另外，如表4所示，各个成膜速度都不可以进行函数控制。
表4
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度   (110)强度比约50μm深度   (110)强度比约25μm深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差(nm/秒)注1)   成膜速度可否函数控制
  比较例4   Ta   40   0.45～0.51   0.85～0.90   0.45～0.56   0.62～0.73   0.77～0.87   -   37   否
  比较例5   Ta   35   0.50～0.59   0.83～0.88   0.48～0.56   0.62～0.71   0.77～0.86   -   40   否
注1：实施例4-5中仅对于靶寿命中最初期的成膜速度的偏差同样地显示了最大量。
(实施例10至11)
使用对纯度4N5的Ta-5wt％Mo的EB熔融锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表5所示。冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。
进而，对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最深的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表5及图5中汇总了数据。图5表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。
如表5所示，靶主体的(110)强度比在0.05至0.37的范围内，倾向是压延加工度(％)越高(110)强度比越低。成膜速度的偏差在1.1至1.6nm/秒的范围内，压延加工度(％)越高偏差越小。特别地，对于实施例11而言，(110)强度比为2.0以下，此情况显示了比实施例10更良好的特性值。
这些实施例显示了与实施例3及实施例4同样的倾向。即，通过使(110)的X射线衍射强度比为2.0以下，可以更有效地抑制成膜速度的偏差。
成膜速度的偏差，显示了n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶的寿命期间成膜速度的偏差的最大量。图5将其进行了图示，可以看出成膜速度的偏差小。另外，如表5所示，各个成膜速度都可以进行函数控制。
表5
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度   (110)强度比约50μm深度   (110)强度比约25μm深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差(nm/秒)注1)   成膜速度可否函数控制
  实施例10   Ta-Mo   65   0.29～0.37   -   -   -   -   -   1.6   可
  实施例11   Ta-Mo   85   0.05～0.20   -   -   -   -   -   1.1   可
注1：显示了n＝3的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶的寿命期间成膜速度的偏差的最大量。
(比较例6至7)
使用对纯度4N5的Ta-5wt％Mo的EB熔融锭(φ190×60mmh)进行塑性加工热处理后得到的材料。首先，对锭进行冷紧并锻造至φ100×100mmh，然后进行镦锻至φ160×xt。对其进行1200℃×2小时的热处理后，进行冷轧直至厚度为10mm。面取向的控制是通过根据镦锻时的预成型体的厚度调节压延的加工度而进行的。压延加工度如表6所示。冷轧后，进行1000℃×2小时的热处理，并机械加工为靶形状。
进而，对这样得到的靶进行溅射，在靶寿命的适当时间点，测定成膜速度与靶的侵蚀深度。侵蚀深度根据靶的部位而变化，因此测定位置设定为侵蚀最深的部位。另外，从溅射后的靶取样，测定与靶的初始平面平行的面的X射线强度。靶在同样的条件下设定为n＝3(3个试样)。
表6及图6中汇总了数据。图6表示在整个寿命期间各靶的成膜速度的变化。不用说，该数据是没有在装置侧进行函数程序控制的成膜速度。
如表6所示，靶主体的(110)强度比在0.43至0.66的范围内，均超过本发明的条件。成膜速度的偏差在4.6至6.6nm/秒的范围内，压延加工度(％)越高偏差越大，不能实现本发明的目标。比较例6至7所示的成膜速度的偏差，显示了n＝3(试样)的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶的寿命期间成膜速度的偏差的最大量。
图6将其进行了图示，可以看出成膜速度的偏差大。另外，如表6所示，各个成膜速度都不可以进行函数控制。
表6
  组成   压延加工度(％)   (110)强度比主体   (110)强度比表面   (110)强度比约100μm深度  (110)强度比约50μm深度   (110)强度比约25μm深度   真空脱气热处理温度与翘曲(nm)   成膜速度偏差nm/秒注1)   成膜速度可否函数控制
 比较例6   Ta-Mo   30   0.43～0.61   -   -  -   -   -   4.6   否
 比较例7   Ta-Mo   40   0.45～0.66   -   -  -   -   -   6.6   否
注1：显示了n＝3的各靶中在大致相同的侵蚀深度下在整个靶的寿命期间成膜速度的偏差的最大量。
如上述的实施例及比较例所示，在本发明条件的范围内的例子其成膜速度的偏差小，都可以进行成膜速度的函数控制。但是，在本申请发明条件以外的比较例中，成膜速度的偏差大，另外成膜速度不能进行函数控制。从上述实施例可以看出，即使是仅溅射表面的(110)强度比超过0.4，只要该情况下可以实现约100μm或更大深度处的侵蚀面中(110)强度比0.4，则为可以通过热靶(burn-in)解决的问题，并且可以看出其将不损害靶的功能。
在本申请的实施例中，尽管对于钽合金(Ta-Mo合金)，仅例示了作为主体材料的(110)强度比，但是达到了与实施例5-9同样的结果。另外，从上述的钽及钽合金(Ta-Mo合金)的结果可以看出，即使对于以钽为主成分的其它钽合金例如Ta-W、Ta-Nb、Ta-Hf、Ta-Ti等的结晶结构与纯Ta没有显著差异的组成的合金体系而言，也可以实现与本实施例与比较例同样的结果，这些也包含在本发明中。
产业实用性
本发明具有以下优良效果：可以在溅射靶的整个寿命期间将各靶的成膜速度的变动降至最小，可以提高并稳定溅射过程中半导体的生产效率，同时可以显著降低生产成本，因此作为钽或钽合金靶极其有用。

Claims (4)

1.一种溅射靶，其中在通过将原料熔融和铸造，并对所得物进行塑性加工和热处理而得到的Ta或Ta合金靶中，(110)面的X射线衍射强度相对于(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各自的X射线强度之和的比为0.2以下。
2.一种溅射靶，其中在通过将原料熔融和铸造，并对所得物进行塑性加工和热处理而得到的Ta或Ta合金靶表面上通过X射线衍射测定的(110)面的X射线衍射强度相对于(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各自的X射线强度之和的比为0.8以下，并且在深度100μm或更大深度处的所述X射线强度的比为0.4以下。
3.一种溅射靶，其中在通过将原料熔融和铸造，并对所得物进行塑性加工和热处理而得到的Ta或Ta合金靶表面上通过X射线衍射测定的(110)面的X射线衍射强度相对于(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各自的X射线强度之和的比为0.8以下，并且在深度50μm或更大深度处的所述X射线强度的比为0.4以下。
4.一种溅射靶，其中在通过将原料熔融和铸造，并对所得物进行塑性加工和热处理而得到的Ta或Ta合金靶表面上通过X射线衍射测定的(110)面的X射线衍射强度相对于(110)、(200)、(211)、(310)、(222)、(321)各自的X射线强度之和的比为0.8以下，并且在深度25μm或更大深度处的所述X射线强度的比为0.4以下。
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