JP2013185237A - スパッタリングターゲット、及び、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】純度が99.9%以上である高純度銅からなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングを行う面における(111)面、(200)面、(220)面、及び、(311)面の各配向面のX線回折のピーク強度であるI(111)、I(200)、I(220)、I(311)がI(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.40、且つ、I(111)>I(200)、I(111)>I(220)、I(111)>I(311)となる関係を満たす構成とした。
【選択図】なし
Description
すなわち、薄膜の品質を保ちつつ、スパッタリング時の成膜速度の向上を図るために、スパッタリング条件の検討のみでは限界があった。
特許文献1には、少なくとも99.999%の高純度銅からなり、平均粒度が10〜30μmであり、且つ、(111)、(200)、(220)及び(311)配向を含有し、配向の各々を有する粒子の量は50パーセントよりも少ない結晶方位となる銅スパッターターゲットの加工方法が開示され、このような銅スパッターターゲットを用いることで均一性に優れた膜をウェハーにスパッタリングすることができる旨開示されている。
[数1]
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.40
、且つ、
[数2]
I(111)>I(200)、
I(111)>I(220)、
I(111)>I(311)
となる関係を満たすことを特徴とする。
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.55
とすることができる。
[数3]
I(200)>I(220)、I(200)>I(311)
となる関係を満たすことができる。
[数4]
I(200)≧0.42×I(111)
となる関係を満たすことができる。
スパッタリングターゲットは、純度が99.9%(3N)以上である高純度銅からなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングを行うスパッタ面における結晶構造のミラー指数が(111)面、(200)面、(220)面、及び、(311)面で示される各配向面のX線回折のピーク強度であるI(111)、I(200)、I(220)、I(311)が
[数1]
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.40
、且つ、
[数2]
I(111)>I(200)、
I(111)>I(220)、
I(111)>I(311)
を満たす結晶方位であることを特徴としている。
[数1’]
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.55
を満たす結晶方位であることがより好ましい。
[数3a]
I(200)>I(220)、
[数3b]
I(200)>I(311)、及び、
[数4]
I(200)≧0.42×I(111)
となる関係を満たすことを特徴とする。
[数3a]
I(200)>I(220)
[数3b]
I(200)>I(311)
を満たす結晶方位とすることで、(200)面を、前記各配向面の中でも(111)面に次いで2番目に高い結晶配向率とすることができる。
[数4]
I(200)≧0.42×I(111)
となる関係を満たす結晶方位とすることで、(111)面と(200)面とのそれぞれの配向面の特性を活かすことができるように、最も結晶配向率を高くした(111)面とともに、(200)面の結晶配向率についても、他の配向面と比較して高くすることができる。
[数4’]
I(200)≧0.80×I(111)
となる関係を満たす結晶方位とすることで、他の配向面と比較してI(200)の結晶配向率を[数4]の場合と比較してより高くすることができるため、高い成膜速度を確保することができつつ、より一層、飛び出しのエネルギー(スパッタリング電圧)を低く抑えることができるためより好ましい。
これにより、結晶粒の粒径の範囲を65〜200μmとした場合比較してターゲット表面から銅原子を飛び立たせるためのエネルギーをより一層低く抑えることができる。
まず、通常の電気銅を硝酸浴中あるいは硫酸浴中で電気精製し、不純物の含有量を極力低減させた銅を真空誘導溶解して99.9%(3N)以上の高純度銅からなるインゴットを得る。インゴットを所定の寸法に切断し、熱間加工用のビレットを作製する。
その後、冷間加工において、50℃/秒以上、より好ましくは80℃/秒〜120℃/秒の冷却速度で室温程度まで冷却している。
効果確認実験では、本発明のスパッタリングターゲットの一実施例として発明例1から6のスパッタリングターゲットを製造するとともに、本発明の比較対照としての比較例1,2のスパッタリングターゲットを製造し、それぞれの膜電気抵抗率、成膜速度を比較した。
なお、X線照射の条件は、X線の種類CuKα1、管電圧40kV、管電流20mAとした。
Claims (7)
- 純度が99.9%以上である高純度銅からなるスパッタリングターゲットであって、
スパッタリングを行う面における(111)面、(200)面、(220)面、及び、(311)面の各配向面のX線回折のピーク強度であるI(111)、I(200)、I(220)、I(311)が
[数1]
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.40
、且つ、
[数2]
I(111)>I(200)、
I(111)>I(220)、
I(111)>I(311)
となる関係を満たすことを特徴とする
スパッタリングターゲット。 - 前記[数1]を
I(111)/[I(111)+I(200)+I(220)+I(311)]≧0.55
とした
請求項1に記載のスパッタリングターゲット。 - I(200)、I(220)、及び、I(311)が
[数3]
I(200)>I(220)、I(200)>I(311)
となる関係を満たすことを特徴とする
請求項1、又は、2に記載のスパッタリングターゲット。 - I(111)、及び、I(200)が
[数4]
I(200)≧0.42×I(111)
となる関係を満たすことを特徴とする
請求項3に記載のスパッタリングターゲット。 - 結晶粒の粒径が65〜200μmであることを特徴とする
請求項1から4のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。 - 純度が99.99%以上である高純度銅の鋳塊を500〜900℃で熱間押出し、押し出された材料を該熱間押出後に50℃/秒以上の冷却速度で冷却して製造した
請求項1から5のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。 - 請求項1から5のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
純度が99.99%以上である高純度銅の鋳塊を500〜900℃で熱間押出し、押し出された材料を該熱間押出後に50℃/秒以上の冷却速度で冷却して製造することを特徴とする
スパッタリングターゲットの製造方法。
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