TWI301512B - - Google Patents

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1301512 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種鈕濺鍍靶，具備不規則結晶配向， 成膜速度快、膜均勻性（一致性）優異、電弧放電與微粒之發 生少，且靶之利用效率良好。 【先前技術】 近年來在電子學領域、耐蝕性材料及裝飾領域、觸媒 領域、製作切削、研磨材料或耐磨損性材料等許多領域中， 使用可形成金屬或陶瓷材料等被膜之濺鍍法。 濺鍍法本身在上述領域為習知方法，但最近特別在電 子領域中，需要適合形成複雜形狀被膜或電路之鈕濺鍍靶。 一般來說，此鈕濺鍍靶係將鈕原料以電子束熔煉、鑄 造所製得之錠或棒反覆進行熱鍛造與退火（熱處理）後，再實 施壓延及精加工（機械研磨）而加工成组賤鍍乾。 在此製造步驟中，將錠或棒熱鍛造之結果會破壞鑄造 組織，使氣孔或偏析擴散、消失，再進行退火使其再結晶 化，提高組織之緻密化與強度。 通常，被熔煉、鑄造所製得之錠或棒具有50mm以上之 結晶粒徑。而錠或棒之熱鍛造與再結晶退火使鑄造組織破 壞，而獲得大致均勻且微細（100 # m以下）之晶粒。 另一方面，使用如上述所製造之靶以實施濺鍍時，再 結晶組織愈細密且均勻、且結晶方位越集中在特定的方向 之靶，愈能均勻成膜，而獲得電弧放電與微粒之發生少、 1301512 具有安定特性之膜。 因此於靶之製造步驟中， 均勻化及使結晶方向集中於特 1 及 2) 〇 採取再結晶組織之微細化與 &方位之對策（參照專利文獻 右抓九再結晶化之機制，通當 m ^ 1 逋韦再結晶組織係由具有不 同面配向之各個結晶所聚隼 „ 〇 、果而成，其各個結晶以晶界隔 開。在產生再排列之前，因冷壓延等塑性加工而施加於物 體之應力’係在初級結晶内於特^面方向引起晶粒内滑動 而被吸收，使應力被累積於内部。 發生應力後之初級結晶，會成為聚集了差排等晶格缺 陷之極微細且方位微妙不同之網孔狀晶胞組織，並分割成 方位大不同之複數區域。若將此種變形組織加熱，會因差 排之合一或再排列，使晶胞改變成次晶粒（回復過程）。由晶 胞至次晶粒之改變幾乎未伴隨尺寸大小之改變。 於是此次晶粒合而為一，繼之特定次晶粒成長為再結 晶晶核，侵蝕未再結晶部分，並成長而進行再結晶化。 就组濺鍍靶而言，為使組織安定化，以完全退火達成 完全再結晶化（Fully recrystallized)組織，並如上述結晶方位 一致之靶較好。 但使用此種鈕濺鍵把實施錢鍵時，膜之均勻性（一致性） 未必良好，且電弧放電及微粒之發生增多，而有發生減低 濺鍍成膜品質之問題。 專利文獻1 :特表2002 - 518593號公報 專利文獻2 :美國專利第6,331，233號 1301512 L發明内容】 本發明之課題在於獲得盥 ^ |L ± 于，、先刖習知之結晶方位一致之 革巴比較時，其成膜速度快、 访帝k 腰均勻性（一致性）優異、且電弧 、微粒之發生少而成膜特性優秀之麵濺鑛絲。 本發”解決上述課題，得知設法改^之組織使結 為不規貝丨時，月b夠獲得成膜特性較先前更優異之姐 氣錄用乾。 本發明基於上述見解，提供·· ()種！一，賤鍍輕，其特徵為··於該组賤鑛乾表面，設 全體結晶配向之總和為！時’具有⑽）、⑴十⑴㈠任一 配向之結晶之面積率不超過〇.5。 ⑺種1 巨，賤錢&，其特徵為··於該組濺鍍表面，設 全體結晶配向之總和為丨時’具有（⑽）、（ιη)、⑴〇)中任 一配向之結晶之面積率之和不超過〇·75。 二（3)如上述（1)之鈕濺鍍靶，其中，於該鈕濺鍍靶表面， 設全體結晶配向之總和為丨冑，具有（⑽）、（iu)、⑴⑴ 中任一配向之結晶之面積率之和不超過〇·75。 (4)如上述（1)〜（3)中任一之鈕濺鍍靶，其中，鈕靶表面 為 >賤錢時之丨賤姓面。 本發明又提供： (5)—種钽濺鍍靶，其特徵為：於該钽濺鍍靶表面，設 全體結晶配向之總和為！時，具有（1〇〇)<〇〇1>、（111)<〇〇1 >、（110)< 001 >任一配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面 -1301512 法線方向軸）之旋轉誤差在10。以内之結晶之面積率不超過 0.5。 (6) —種鈕濺鍍靶，其特徵為··於該鈕濺鍍靶表面，設 全體結晶配向之總和為i時，具有（1〇〇)<〇〇1>、（111)<()〇1 >、（110) <001〉中任二配向之結晶，且對ND方向軸（壓延 面法線方向軸）之旋轉誤差在1〇。以内之結晶之面積率之和 不超過0.75。 (7) 如上述（5)之鈕濺鍍靶，其中，於該鈕濺鍍靶表面， 没全體結晶配向之總和為！時，具有（1〇〇)<〇〇1>、（^) < 001 >、（110) < 001 >中任二配向之結晶，且對方向 軸（壓延面法線方向軸）之旋轉誤差在1〇。以内之結晶之面積 率之和不超過0.75。 ' (8) 如上述（5)〜（7)中任一之鈕濺鍍靶，其中，鈕靶表面 為錢鑛時之錢餘面。 本發明再提供： (9) 一種組濺鍍靶，其特徵為：於該鈕濺鍍乾表面，在 測定（100)配向之EBSP(電子後方散亂繞射像法）之極圖 中，以結晶方位完全不規則當作丨來測定強度時，將1以 上之強度分成6級來表示，極圖中之0不僅在戈9〇。 向具有強度1以上之峰值，並在〇。與90。方向之由 v心甲間亦具 有強度1以上之峰值。 (10) 如上述（1)〜（9)中任一之鈕濺鍍靶，且由 濺鍍靶表面，在測定（1〇〇)配向之EBSP(電子背散模气/一 極圖中，以結晶方位完全不規則當作1來測定 之 1301512 以上之強度分成6級來表示， 方向具有強度1以上之峰值， 具有強度1以上之峰值。 本發明更提供： 極圖中之0不僅在〇。或9〇。 並在0與90。方向之中間亦 ⑴卜種组賤鍍乾，其特徵為：於該纽減鑛乾表面，在 測定（_配向之EBSP(電子背散模式）之極圖中以妹晶 方位完全不規則當# i來測定強度時，將i以上之強度: 成6級來表示，出現於極圖中ND方向（〇。）以外之峰值=二 1以上之部分，具有20。以上之延伸範圍。 又 (12) 如上述（1)〜（9)中任一之鈕濺鍍靶，其中，於該鈕 濺鍍靶表面，在測定（100)配向之EBSp(電子背散模式）^ 極圖中，以結晶方位完全不規則當作i來測定強度時，將1 以上之強度分成6級來表示，出現於極圖中ND方向。）以 外之峰值強度1以上之部分，具有2〇。以上之延伸範圍。 (13) 如上述（1)〜（12)中任一之鈕濺鍍靶，其中，靶之平 均結晶粒徑為8 0 // m以下。 (14)如上述（1)〜u 3)中任一之鈕濺鍍靶，其中，靶具備 壓延加工所形成之微細組織，以EBSP(電子背散模式）解析 革巴表面時，粒徑25〜150# m之結晶有1〇〇〜1〇〇〇個/mm2 存在。 (15) 如上述（14)之鈕濺鍍靶，其中，鈕濺鍍靶之表面為 濺鍍時之侵蝕面。 (16) 如上述（！）〜（！5)中任一之鈕濺鍍靶，其中，靶之純 度為99.99%以上。 1301512 相較於先前習知靶表面之結晶方位一致之乾，本發明 之紐賤錢用靶具有能夠提供成膜速度快、膜均勻性（一致性） 優異、且電弧放電與微粒之發生少而成膜特性優異、並乾 之利用效率良好之效果。 【實施方式】 本發明之具有不規則結晶方位之賤鍍乾，通常依下述 步驟製造。 示其一例，首先使用高純度钽（通常4Ν、即99.99%以 上）當作鈕原料。將此鈕原料以電子束熔煉等熔煉後鑄造製 成叙或棒。其次，將此键或棒進行退火—鍛造、壓延、退 火（熱處理）、精加工等一連串之加工。 具體來說，例如：鈕錠以1373κ〜1673Κ溫度進行退火 (第1次）-冷鍛造（第1次）—以再結晶開始溫度〜1373κ溫 度進行再結晶退火（第2次）-冷鍛造（第2次）—以再結晶開 始溫度〜1373Κ溫度進行再結晶退火（第3次冷壓延或熱 壓延（第1次）-以再結晶開始溫度〜1373Κ溫度進行再結晶 退火（第4次）-冷壓延或熱壓延（第2次、如有需要以再 結晶開始溫度〜1373Κ溫度進行再結晶退火（第5次、如有 需要）-精加工，而形成靶材。 鍛造或壓延能夠破壞鍛造組織，使氣孔或偏析擴散或 消失’再將此退火使其再結晶化，而以重複進行冷鍛造或 冷壓延與再結晶退火，能夠提高組織之緻密化、微細化及 10 1301512 強度。 、>於上述加工步驟中，再結晶退火可僅進行丨次，但重 複2次能夠使組織之缺陷極端減少。χ，冷壓延或熱壓延 與以再結晶開始溫度〜13 7 3 Κ溫度進行再結晶退火，可以重 :或僅進彳1次。之後，以機械加工、研磨加工等精加工 完成最終托之形狀。 、本發明以上述製造步驟製造鈕濺鍍靶，但其中最重要 為執之結晶方位不集中於特定方向，而使結晶方位儘可能 2規則。因此’雖例示較適合之製造步驟如上述，但只要 能=達成本發明之結晶方位不規則之製造步驟，則未必僅 限定為上述之製造步驟。 、在進仃一連串加工時，以鍛造、壓延來破壞鍛造組織， 並充刀進行再結晶化乃為必要者。於本發明，對於熔煉鑄 造所得鈕錠或鈕棒實施鍛造、壓延等加工後，最好以再結 晶開始溫度〜U73K溫度進行再結晶退火，使組織微： 句勻化。亦即，至最終加工前，與先前習知方法相同， 進仃再結晶使組織微細化及均勻化且結晶方向不規則，以 謀求材料特性之提升。 於本發明，如上述之最終壓延加工等最終塑性加工 後，最好再以1273Κ以下溫度進行退火。進行此退火有緩 和乾之趣曲或變形之效果。之後將此精加工（機械加 靶之形狀。 依此所得鈕濺鍍靶之組織，具有以壓延加工組織為基 礎之再結晶組織，而結晶方位變成不規則。亦即，可獲得 11 1301512 於纽革巴表面，設全體結晶配向之總和為1時，具有（1 〇〇)、 (1 1 1 )、（ 1 1 0)任一配向之結晶之面積率不超過〇. 5之钽濺鍵 革巴。如面積率超過0.5時，特定結晶方位佔大多數，而不能 達成本發明之目的。 再者’於本發明，在组錢鍍乾表面，設全體結晶配向 之總和為1時，具有（100)、（111)、（11〇)中任二配向之結晶 之面積率之和最好不超過0.75。此亦為使結晶方位變成不 規則之適合條件。 此種鈕濺鍍靶表面，不僅在濺鍍開始前之面，且最好 在進行錢鏟後之濺餘面亦具備上述條件之結晶方位不規 則’此乃充分達成本發明之目的及效果所必須。 於本發明，在鈕濺鍍靶表面，設全體結晶配向之總和 為 1 時，具有（100)<001>、（111)<001>、（11〇)<〇〇1> 任一配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋 轉誤差在10。以内之結晶之面積率最好不超過0.5。 同樣，在鈕濺鍍靶表面，設全體結晶配向之總和為i 時，具有（100)<001>、（111)<〇〇1>、（11〇)<〇〇1>中任 二配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉 誤差在10°以内之結晶之面積率之和最好不超過〇75。 又，在鈕濺鍍靶表面，設全體結晶配向之總和為丨時， 具有（100)<001>、（111)<0〇1>、（11〇)<〇〇1>中任二配 向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉誤差 在ίο以内之結晶之面積率之和不超過〇·75之钽濺鍍靶與 鈕靶表面為濺鍍時之濺蝕面，亦為充分達成本發明之目的 12 1301512 及效果之適合條件。 又，本發明之鈕濺錢乾4 ^/1ΑΑλ 粑軚好為：在钽濺鍍靶表面，在 測疋（100)配向之ebsp(電子昔 _ y 于淨政杈式）之極圖中，以結晶 方位完全不規則當作1夾钏〜％ 疋強度時，將1以上之強度分 成6、、及來表不’極圖中之a 不僅在〇。或90。方向具有強度1 以上之峰值，並在〇。盥 一 υ方向之中間亦具有強度1以上 之峰值。依此條件料_步控㈣㈣之配向。 、本發明之更適合之條件為：乾之平均結晶粒徑為 以下，乾具備壓延加工所带士、 汴形成之镞細組織，以EBSP解析靶 表面時，粒徑25〜15G”之結晶粒:t⑽〜剛個/mm2 存在；及把之純度最好為99.99%以上等。結晶粒度愈小， 且結晶方位不規則之條件’有進—步提升韻—致性之效 果0 本發明之鈕濺鍍靶之組織（以1173K溫度進行退火）示 於圖1(10〇倍）及圖2(50倍）。 又，習知之再結晶組織（以U73K溫度進行再結晶退火） 示於圖3(1〇〇倍）及圖4(5〇倍）。如圖所示，本發明之组減鏡 靶之組織顯然與習知之再結晶組織不同。 又，不實施退火而以壓延等塑性加工所製作之靶，隨 加工條件之不同，有時會因為濺鑛操作中之熱而發生形 變，發生翹曲（彎曲）或裂痕，但於本發明不會發生此種形變。 又’本發明之靶材其硬度可達維氏硬度90以上，或維 氏硬度1〇〇以上，甚至維氏硬度125以上，故可獲得強度 優異之靶。 & 13 1301512 於本發明，最重要之目的為以壓延及再結晶退火使靶 產生不規則之結晶方位，同時在進行濺#階段，亦即在激 鍍面出現之濺蝕面，同樣具有本發明之不規則之結晶方位。 此種靶之組織，具有顯著改善一致性之效果。此種組 織僅改變最終熱處理步驟即可獲得，故具有能夠適用於先 前習知之任何改良物，且幾無成本之增加，此為特徵所在。 實施例 其次，依據實施例說明本發明。又，此等實施例係為 表示本發明之一例，但本發明不受此等實施例之限制。亦 即，在本發明之技術思想範圍内所包含之其他態樣或改變 均屬本發明之範圍。 實施例 1 將純度99.997%之鈕原料以電子束熔煉，鑄造成厚度 200mm、直徑200ιηιηφ之錠或棒。此時之結晶粒徑為約 55mm 〇 其次’於室溫將此録:或棒锻拉後，以丨5〇〇κ溫度進行 再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑2〇〇 # m組織之厚 度100mm、直徑ΙΟΟηπηφ之材料。 其次’於室溫將此錠或棒再度锻拉並镦锻後，再以 1480Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 100/z m組織之厚度100mm、直徑loomnuj)之材料。 其次，將此錠或棒實施冷锻拉及镦鍛後，再以 溫度進行再結晶退火’之後再進行冷壓延、以11731^900 °C )退火、及精加工，製得厚度10mm、直徑320ηπηφ之乾材。 1301512 由以上步驟製得··於钽靶表面，設全體結晶配向之總 和為1時，（100)、（111)、（110)配向結晶之面積率分別為〇 5、 〇 · 4、0 · 1之不規則配向之组錢鍍把。又此乾在後述丨賤鍍後之 濺餘面亦具有相同配向之組織。 靶之平均結晶粒徑為40 μ m，以EBSP解析起表面時， 粒徑30〜ΙΟΟμπι之晶粒有1〇〇〜1〇〇〇個/mm2存在。 由於片電阻與膜厚度有關，故測定晶圓（8对）中之片電 阻分布，以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（σ )。結果示如表1。 由表1可知，於實施例1，其由濺鍍初期至後期之片電 阻分布之改變少（2.6〜3.2%)，亦即表示膜厚度分布之變動 少。 ^由上述可知，實施例1之鈕濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且無電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 [表 1] '

15 ♦1301512 實施例2 將純度".997%之钽原料以電子束熔煉，鑄造成厚片 施m、直徑200—之錠或棒。此時之結晶粒徑為： 50mm 〇 其次，於室溫將此錠或棒鍛拉後，以15〇〇κ溫度進行 再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑200/zm組織之厚 度100mm、直徑ΙΟΟηπηφ之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 11 73Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80// m組織之厚度100mm、直徑ι00ππηφ之材料。 其次’將此鍵或棒實施冷锻拉及镦鍛後，再以丨丨 溫度進行再結晶退火’之後再進行冷壓延、反覆以 1173K(900 C)退火2次、及精加工，製得厚度1〇mm、直徑 320ππηφ之乾材。 由以上步驟製得於鈕靶表面，設全體結晶配向之總和 為1時’（100)、（111)、（110)配向之面積率分別為0.4、0 4、 0 · 1之不規則配向之鈕賤鍍乾。又，此輕在後述濺鍍後之錢 餘面亦具有相同配向之組織。 靶之平均結晶粒徑為60# m，以EBSP解析乾表面時， 粒徑40〜120 // m之晶粒有1〇〇〜1〇〇〇個/mm2存在。 由於片電阻與膜厚度有關，故測定晶圓（8吋）中之片電 阻分布，以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（〇* )。結果示如表1。 16 .1301512 由表1可知，於實施例2，其由濺鑛初期至後期之片電 阻分布之改變少亦即表示膜厚度分布之變動 少。 +由上述可知，實施例2之鈕濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且無電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 實施例2 將、、’屯度99.997%之钽原料以電子束溶煉，鑄造成厚度 200mm、直徑200mm(()之錠或棒。此時之結晶粒徑為約 60mm 〇 其次’於室溫將此錠或棒鍛拉後，以15〇〇κ溫度進行 再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑2〇〇//m組織之厚 度100mm、直徑ιοοχηιηφ之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 Π73Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80/z m組織之厚度100mm、直徑ι〇〇ηπη(()之材料。 其次’將此鍵或棒實施冷鍛拉及镦鍛後，再以1173Κ 溫度進行再結晶退火，之後再進行冷壓延、以1173κ(9〇〇 t)退火、冷壓延、以1273K(1〇〇(rc)退火、及精加工，製 得厚度10mm、直徑320ηπηφ之靶材。 由以上步驟製得：於鈕靶表面，設全體結晶配向之總 和為1時，（100)、（111)、（11〇)配向之面積率分別為〇·3、 〇·4、〇· 1之不規則配向之鈕濺鍍靶。又，此靶在後述濺鍍後 之/賤钱面亦具有相同配向之組織。 17 •1301512 靶之平均結晶粒徑為80# m，以EBSp解析靶表面時， 粒徑50〜l50#m之晶粒有1〇〇〜10〇〇個/mm2存在。 由於片電阻與膜厚度有關，故測定晶圓（8吋）中之片電 阻分布’以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（σ )。結果示如表1。 由表1可知，於實施例3，其由濺鍍初期至後期之片電 阻分布之改變少ai〜3e4%)，亦即表示膜厚度分布之變 少。 和 “由上述可知，實施例3之鈕濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且無電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 實施例4 將純度99.997%之鈕原料以電子束熔煉，鑄造成厚度 20〇mm、直徑2〇〇ηπηφ之錠或棒。此時之結晶粒徑為約 55mm 〇 其次，於室溫將此錠或棒鍛拉後，以15〇〇κ溫度進行 再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑：⑻“瓜組織之厚 度100mm、直徑100mm())之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 1480K /jnL度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 100/z m組織之厚度1〇〇mm、直徑1〇〇mm())之材料。 其次，將此錠或棒實施冷鍛拉及镦鍛後，再以U73k 溫度進行再結晶退火，之後再進行冷壓延、以ιΐ73κ(9⑻ 18 1301512 C )退火、及精加工，製得厚度i〇mm、直徑32〇ηιιηφ之靶材。 由以上步驟製得：於鈕靶表面，設全體結晶配向之總 和為 1 時，具有（1〇〇)<〇〇1:>、（111)<〇〇1>、（11〇)<〇〇1 >配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉 誤差在10。以内之結晶之面積率分別為〇_3、〇·3、〇1之不 規則配向之鈕濺鍍靶。又，此靶在後述濺鍍後之濺蝕面亦 具有相同配向之組織。 革巴之平均結晶粒徑為35// m，以EBSP解析靶表面時， 粒徑30〜lOO^zm之晶粒有1〇〇〜1〇〇〇個/mm2存在。 由於片電阻與膜厚度有關，故測定晶圓（8吋）中之片電 阻分布，以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（σ )。結果示如表1。 由表1可知，於實施例4，其由濺鍍初期至後期之片電 阻分布之改變少（2.8〜3·2%)，亦即表示膜厚度分布之變動 少。 由上述可知，實施例4之鈕濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且無電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 將純度99·997%之钽原料以電子束熔煉，鑄造成厚度 〇〇mm、直徑2〇〇ηιηιφ之錠或棒。此時之結晶粒徑為約 55mm 〇 其次，於室溫將此錠或棒鍛拉後，以1500K溫度進行 .1301512 再結晶退火。由此製得具有平均结晶粒㈣〇心組織之厚 度100mm、直徑ιοο^πιφ之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 11 73Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80//m組織之厚度100mm、直徑1〇〇ιηιηφ之材料。 其次，將此錠或棒實施冷鍛拉及镦鍛後，再以η73κ 溫度進行再結晶退火，之後再進行冷壓延、反覆以 1173K(900 C )退火2次、及精加王，製得厚度1〇匪、直徑 320ηπηφ之鞋材。 由以上步驟製得·於鈕靶表面，設全體結晶配向之總 和為 1 時，具有（100)<001>、（111)<〇〇1>、（11〇)<〇〇1 >配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉 誤差在10以内之結晶之面積率分別為〇·5、〇·2、0.1之不 規則配向之鈕濺鍍靶。又，此靶在後述濺鍍後之濺蝕面亦 具有相同配向之組織。 靶之平均結晶粒徑為60/zm，以EBSP解析靶表面時， 粒徑40〜120//m之晶粒有100〜1〇〇(Mgl/mm2存在。 由於片電阻與膜厚度有關，故測定晶圓（8吋）中之片電 阻分布，以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（(7 )。結果示如表1。 由表1可知，於實施例4,其由濺鍍初期至後期之片電 阻分布之改變少（3.0〜3.3%)，亦即表示膜厚度分布之變動 少 〇 20 1301512 由上述可知，實施例5之钽濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且無電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 實施例6_ 將純度99.997%之钽原料以電子束熔煉，鑄造成厚度 200mm、直徑200ηιιηφ之錠或棒。此時之結晶粒徑為約 50mm 〇 其次，於室溫將此錠或棒鍛拉後，以15〇〇κ溫度進行 再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑2〇〇 # m組織之厚 度100mm、直徑i〇〇mni(|)之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 11 73Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80//m組織之厚度100mm、直徑1〇〇ηπηφ之材料。 其次，將此錠或棒實施冷鍛拉及镦鍛後，再以U73K 溫度進行再結晶退火，之後再進行冷壓延、以1173κ(9〇〇 °c)退火、冷壓延、以1273K(100(rc)退火、及精加工，製 得厚度l〇mm、直徑320ηπηφ之革巴材。 由以上步驟製得：於鈕靶表面，設全體結晶配向之總 和為 1 時，具有（100)<001>、（111)<〇〇1>、（η〇)<〇〇ι >配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉 誤差在10°以内之結晶之面積率分別為〇2、〇 4、〇1之不 規則配向之鈕濺鍍靶。又，此靶在後述濺鍍後之濺蝕面亦 具有相同配向之組織。 靶之平均結晶粒徑為80 ，以EBSp解析靶表面時， 21 •1301512 桠徑5 〇〜】s n n 丄）之晶粒有1〇〇〜1〇〇(Mg)/mm2存在。 ;片電阻與膜厚度有關’故測定晶圓（8对）中之片電 阻分布，以此調查膜厚度之分布情形。 具體來說，測定晶圓上49點之片電阻，並計算其標準 偏差（σ)。結果示如表1。 由表1可知，於實施例6，其由濺鍵初期至後期之片電 布之改變少（2·5〜3.3%)，亦即表示膜厚度分布之變動 少。 由上述可知，實施例6之鈕濺鍍靶，其成膜速度快， 膜之均勻性（一致性）良好，而於8吋晶圓膜厚度之偏差少， 且…、電弧放電及微粒之發生，故能夠提升濺鍍成膜之品質。 ―比較例1 將與實施例1相同純度99.997%之鈕原料以電子束溶 煉鑄造成厚度2〇〇mm、直徑2〇〇mm(()之鍵或棒。此時之结 晶粒徑為約55mm。其次，於室溫將此錠或棒鍛拉及镦鍛 後，以11 73K溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結 晶粒徑180// m組織之厚度100mm、直徑1〇〇mm(j)之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦鍛後，再以 11 73K溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80 // m組織之厚度1 〇〇mm、直徑1⑼mniij)之材料。 其次，將此錠或棒進行冷壓延、以11 73K做再結晶退 火、及精加工，製得厚度l〇mm、直徑320ιηηιφ之靶材。 由以上步驟製得之鈕濺鍍靶，其平均結晶粒徑為55 # m ’並隨位置不同而有偏差；於鈕靶表面，設全體結晶配向 22 •1301512 之總和為1時，（100)、（111)、（11〇)配向之面積率分別為〇.8、 0 · 2、0 ’為均勻配向之鈕錢鍍把。 使用此乾實施濺鍍時，膜之均勻性（一致性）差，成為濺 鍍成膜品質降低之原因。其結果同樣示於表1。 表1所示比較例1之結果，與實施例丨相同，測定晶 圓（8吋）上49點之片電阻，並計算其標準偏差（σ )。於比較 例1，由濺鍍初期至後期之片電阻分布之改變大（4 5〜 5.5%) ’亦即表示膜厚度分布之變化顯著。 同時，於8吋晶圓膜厚度之偏差大，且有電弧放電及 微粒之發生，故成為濺鍍成膜品質降低之原因。 比較例2 將與實施例1相同純度99.997%之鈕原料以電子束溶 煉’鑄造成厚度200mm、直徑200ιηηιφ之錠或棒。此時之結 晶粒徑為約55mm。其次，於室溫將此錠或棒做冷均鍛後， 以11 73K溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒 徑180// m組織之厚度100mm、直徑1〇〇mm(|)之材料。 其次’於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦锻後，再以 Π73Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 8〇// m組織之厚度100mm、直徑ι〇〇ηπηφ之材料。 其次，將此錠或棒進行冷壓延、以1373Κ做再結晶退 火、及精加工，製得厚度l〇mm、直徑32〇ηπηφ之靶材。 由以上步驟製得之鈕濺鍍靶，為具有粗大化結晶之钽 滅艘粗。 由以上步驟製得之鈕濺鍍靶，其平均結晶粒徑為96// 23 *1301512 m ’存在著偏差；於钽靶表面，設全體結晶配向之總和為1 時，（100)、（1 1 1)、（1 10)配向之面積率分別為〇 2、〇·7、〇 j， 為均勻配向之鈕滅鍍把。 使用此挺實施錢鍵時’膜之均勻性（一致性）差，成為濺 鍵成膜品質降低之原因。其結果同樣示於表1。 表1所示比較例2之結果，與實施例1相同，測定晶 圓（8吋）上49點之片電阻，並計算其標準偏差（σ )。於比較 例2，由濺鍍初期至後期之片電阻分布之改變大（4.7〜 5.3%)，亦即表示膜厚度分布之變化顯著。 此鈕濺鍍靶，膜之均勻性（一致性）差，於8吋晶圓膜厚 度之偏差大’且有電弧放電及微粒之發生，故成為濺鍍成 膜品質降低之原因。 比較例3 將與實施例1相同純度99.997%之鈕原料以電子束熔 煉’鑄造成厚度200mm、直徑200ππηφ之旋或棒。此時之結 晶粒徑為約55mm。其次，於室溫將此錠或棒做冷均鍛後， 以1173K溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒 徑180// m組織之厚度100mm、直徑1〇〇ηπηφ之材料。 其次，於室溫將此錠或棒再度鍛拉並镦锻後，再以 1173Κ溫度進行再結晶退火。由此製得具有平均結晶粒徑 80/zm組織之厚度i〇〇mm、直徑ιοοηιηφ之材料。 其次，將此錠或棒進行冷壓延、以i 123κ做再笋晶退 火、及精加工，製得厚度1〇mm、直徑32〇mm(()之靶材。 由以上步驟製得之鈕濺鍍靶，其平均結晶粒徑為π # 24 •1301512 m’存在著偏差；於鈕靶表面，設全體結晶配向之總和為] 時=有 0〇〇)<〇〇1>、（⑴）<001>、⑴〇) <〇〇1> 配向 之阳且對ND方向軸（壓延面法線方向軸）之旋轉誤差在 10以内之結晶之面積率分別為0.7、G.2、G.1，為均勾配向 之组歲鍍乾。此组濺鑛乾之結晶配向從無之表面至中心部 大致一致。 使用此靶實施濺鍍時，膜之均勻性(一致性)差，成為濺 鍍成膜品質降低之原因。其結果同樣示於表丨。 〇表1所示比較例3之結果，與實施例1相同，測定晶 圓(8吋)上49點之片電阻，並計算其標準偏差⑷。於比較 例3，由濺鍍初期至後期之片電阻分布之改變大（3.9〜 4.5%)，亦即表示膜厚度分布之變化顯著。 此I一我鍍靶，膜之均勻性（一致性）差，於8吋晶圓膜厚 度之偏差大，且有電弧放電及微粒之發生，故成為濺鍍成 膜品質降低之原因。 產業上可利用柯 本發明之鈕濺鍍靶，與習知之以再結晶退火所得具有 粗大結晶或結晶方位集中於特定方位之鈕濺鍍靶不同，係 為具備不規則方位之鈕濺鍍靶，因而適用於需要成膜速度 快、膜之均勻性（一致性）良好、無電弧放電及微粒之發生、 且利用效率高之鈕濺鍍靶。 【圖式簡單說明】 圖1 :經冷精加工後實施再結晶退火所得本發明之鈕濺 25 .1301512 鍍靶組織之顯微鏡照片（100倍）。 圖Γ經冷#加工後實施再結晶退火所得本發明之㈣ 鍍靶組織之顯微鏡照片（50倍）。 圖實軛备造及再結晶退火所得習知鈕濺鍍靶組織之 顯微鏡照片（100倍）。 圖4:實施鍛造及再結晶退火所得習知鈕濺鍍靶組織之 顯微鏡照片（5 〇倍）。 主要元件符號說明 益

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Claims (1)

1. •1301512 十、申請專利範圍： 1 ·一種鈕濺鍍靶，其特徵為：於鈕靶表面，以全體結 晶配向之總和為！時，具有（100)、（111)、（11〇)任一配向之 結晶之面積率不超過〇·5。 2 · —種鈕濺鍍靶’其特徵為：於鈕靶表面，以全體結 晶配向之總和為！時，具有（100)、（111)、（11〇)中任二配向 之結晶之面積率之和不超過0.75。 3 ·如申晴專利範圍第1項之鈕濺鍍靶，其中，於钽靶 表面，設全體結晶配向之總和為丨時，具有丨丨）、 (no)中任二配向之結晶之面積率之和不超過〇·75。 4·如申請專利範圍第1〜3項中任一項之鈕濺鍍靶， 其中’鈕革巴表面為濺鍍時之濺餘面。 5 · —種鈕濺鍍靶，其特徵為：於鈕靶表面，設全體結 晶配向之總和為i時，具有（100)<〇〇1>、（111)<〇〇1>、 (110) <001>任一配向之結晶、且對ND方向軸（壓延面法線 方向軸）之旋轉誤差在10。以内之結晶之面積率不超過05。 6 · —種鈕濺鍍靶，其特徵為：於鈕靶表面，設全體結 晶配向之總和為1時，具有（100)<〇〇1>、（111)<〇〇1>、 (11 〇)< 001 >中任二配向之結晶，且對ND方向軸（壓延面法 線方向軸）之旋轉誤差在10。以内之結晶之面積率之和不超 過 0.75 。 7·如申請專利範圍第5項之钽濺鍍靶，其中，於组把 表面，設全體結晶配向之總和為i時，具有（1〇〇)<〇〇1>、 (111) <〇〇1>、（11〇)<0〇1>中任二配向之結晶，且對ND 27 1301512 方向轴（屢延面法線方向轴）之旋轉誤差在ι〇。以内之結晶之 面積率之和不超過0.75。 8.如申請專利範圍第5〜7項中任_項之㈣鑛輕， 其中，鈕靶表面為濺鍍時之濺蝕面。 種1-;賤鍍免，其特徵為··於短乾表面，在測定（⑽） 配向之EBSP(電子後方散亂繞射像法）之極圖中，以結晶方 位完全不規則當作1來敎強度時，將！以上之強度分成6 級來表不’極圖中之Θ不僅在〇。或9G。方向具有強度】以 上之峰值，録0。與9〇。方向之中間亦具有強心以上之 峰值。 、.1〇 ·如申請專利範圍帛1〜3、5〜7及9項中任一項之 1 一〆賤錢無’其中’於组粗表面，在測定（100)配向之EBSP 之極圖巾1結晶方位完全不規則#作i來敎強度時， 將。1以上之強度分成6級來表示，極圖中之0不僅在〇。或 9〇。方向具有強度1以上之峰值，並S 〇。與90。方向之中間 亦具有強度1以上之峰值。 種鈕濺鍍靶，其特徵為：於鈕靶表面，在測定（1〇〇) :::rsp之極圖中，以結晶方位完全不規則當作1來測 Λ以上之強度分成6級來表示’出現於極圖 向（〇 )以外之峰值強度1以上之部分，具有20。以 上之延伸範圍。 、.12.如申請專利範圍第1〜3、5〜7及9項中任一項之 钽錢錢無，：Μ： φ，认 /、於心表面’在敎（⑽）配向之EBSP(電 之極圖中，以結晶方位完全不規則當作1來測 28 1301512 定強度時，將1以上之強度分成6級來表示，出現於極圖 中ND方向（0。）以外之峰值強度丨以上之部分，具二 上之延伸範圍。 以 u ·如申請專利範圍第1〜3、5〜7、9及11項中任 項之鈕濺鍍靶，其中，靶之平均結晶粒徑為8〇 #卬以下 14 ·如申請專利範圍第1〜3、5〜7、9及11項中任 員之t濺鍍靶，其中，靶具備壓延加工所形成之微細組織， 以EBSP解析乾表面時，粒徑25〜15以㈤之結晶粒有⑽ 〜1〇〇〇個/mm2存在。

   1 5 ·如申睛專利範圍第14項之鈕濺鍍靶，其中，鈕靶 表面為濺鍍時之濺蝕面。 項之组錢鑛乾，其中， 勒*之純度為 16 ·如申請專利範圍第i 5〜7、9及11項中任一 99.99%以上。 十一、囷式： 如次頁

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