JPWO2015064087A1 - スパッタリングターゲットおよびその製造方法、ならびに半導体素子の製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲットおよびその製造方法、ならびに半導体素子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
直径W100〜300mm×厚さH100〜200mmの円柱状のニオブ素材(99.95質量%以上のニオブを含む高純度ニオブビレット)を用意し、表1に示す製造工程を施した。なお、表1の加工率(%)として、直径W方向の断面減少率(%)および厚さH方向の厚さ減少率(%)のうち、大きい方の値を記載した。上記加工率は、各工程の1回(1セット)あたりの加工率であり、回数(セット数)が2以上の実施例、比較例については1セット目の加工率と同様の加工率とした。また、回数(セット数)が2以上の実施例、比較例では、図3に示すように回毎(セット毎)に直径W方向における圧力付加方向を、第1の圧力付加方向とニオブ素材の上面に沿って第1の圧力付加方向に垂直な第2の圧力付加方向とに交互に変更して各工程を行った。また、表1には、第1の鍛造工程後のニオブ素材のビッカース硬さHvの平均値を示す。
Claims (15)
- 円柱形状を有するニオブ素材の加工を行うことによりスパッタリングターゲットを製造するスパッタリングターゲットの製造方法であって、
前記加工は、
前記ニオブ素材の厚さ方向に平行な方向から前記ニオブ素材に圧力を加えて行う第1の冷間鍛造加工と、前記厚さ方向に垂直な方向から前記ニオブ素材に圧力を加えて行う第2の冷間鍛造加工とを有する加工を1セットの第1のこねくり鍛造としたとき、2セット以上の前記第1のこねくり鍛造を行う第1の鍛造工程と、
前記第1の鍛造工程後に、第1の熱処理を行うことにより前記ニオブ素材を再結晶化させる第1の熱処理工程と、
前記ニオブ素材の厚さ方向に平行な方向から前記ニオブ素材に圧力を加えて行う第3の冷間鍛造加工と、前記厚さ方向に垂直な方向から前記ニオブ素材に圧力を加えて行う第4の冷間鍛造加工とを有する加工を1セットの第2のこねくり鍛造としたとき、前記第1の熱処理工程後に、1セット以上の前記第2のこねくり鍛造を行う第2の鍛造工程と、
前記第2の鍛造工程後に、第2の熱処理を行うことにより前記ニオブ素材を再結晶化させる第2の熱処理工程と、
前記第2の熱処理工程後に、前記ニオブ素材に対し冷間圧延を1回以上行う冷間圧延工程と、
前記冷間圧延工程後に、第3の熱処理を行うことにより前記ニオブ素材を再結晶化させる第3の熱処理工程と、を具備する、スパッタリングターゲットの製造方法。 - 1300℃以上の温度で前記第1の熱処理を行い、
1300℃以上の温度で前記第2の熱処理を行い、
1100℃以上の温度で前記第3の熱処理を行う、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 - 0.133Pa以下の真空雰囲気下で前記第1の熱処理、前記第2の熱処理、および前記第3の熱処理を行う、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 1セットの前記第1のこねくり鍛造および前記第2のこねくり鍛造の少なくとも一方による、前記ニオブ素材の加工率が30%以上80%未満である、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 前記冷間圧延工程において、2回以上の前記冷間圧延を行い、
1回あたりの前記冷間圧延による、前記ニオブ素材の加工率が30%以上70%未満である、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 - 前記第1の鍛造工程後の前記ニオブ素材のビッカース硬さの平均値は、100以上である、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 前記ニオブ素材は、99.5質量%以上のニオブを含む、請求項1記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 99.5質量%以上のニオブを含む組成と、
250μm以下の平均結晶粒径を有する結晶を含む結晶構造と、を具備するスパッタリングターゲットであって、
前記スパッタリングターゲットの表面のX線回折測定により得られるX線回折パターンは、前記結晶の(110)面に帰属する第1のピークと、前記結晶の(211)面に帰属し、かつ前記第1のピークのピーク強度よりも低いピーク強度を有する第2のピークと、前記結晶の(200)面に帰属し、かつ前記第2のピークのピーク強度よりも低いピーク強度を有する第3のピークとを含む、スパッタリングターゲット。 - 前記スパッタリングターゲットの厚さ方向における内部のX線回折測定により得られるX線回折パターンは、前記第1のピークと、前記第2のピークと、前記第3のピークとを含む、請求項8記載のスパッタリングターゲット。
- 前記スパッタリングターゲットの表面および内部は、ランダム配向の前記結晶構造を有する、請求項9記載のスパッタリングターゲット。
- 前記第1のピークは、100の第1の相対強度を有し、
前記第2のピークは、17以上44以下の第2の相対強度を有し、
前記第3のピークは、13以上35以下の第3の相対強度を有する、請求項8記載のスパッタリングターゲット。 - 6mm以上の厚さを有する、請求項8記載のスパッタリングターゲット。
- 前記スパッタリングターゲットのビッカース硬さのばらつきは、30%以下である、請求項8記載のスパッタリングターゲット。
- 請求項8記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことによりニオブを含む膜を成膜する工程を具備する、半導体素子の製造方法。
- 窒素含有雰囲気下で前記スパッタリングを行う、請求項14記載の半導体素子の製造方法。
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