KR100994663B1 - 스퍼터링 타깃 - Google Patents

Abstract

과제

번인 시간을 단축함과 함께, 타깃의 라이프를 통한 막 형성 속도의 변동을 최소로 하고, 따라서 스퍼터링 프로세스에 있어서의 반도체의 생산 효율을 향상시키고, 안정화시킴과 함께 생산 비용의 저감에 공헌하는 탄탈 또는 탄탈기 합금 타깃을 제공하는 것이다.

해결 수단

탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터 최표면의 X 선 회절에 의해 측정되는 {200} 결정면의 반값폭이 0.1∼0.6 인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃. 반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 기재의 스퍼터링 타깃.

Description

스퍼터링 타깃{SPUTTERING TARGET}

본 발명은, 스퍼터링에 있어서, 번인 시간을 단축하고, 웨이퍼나 서브 스트레이트 상에 대한 막 형성을 안정적인 속도로 실시하는 것을 가능하게 하는 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.

지금까지, 탄탈 스퍼터링 타깃에 있어서, 고순도 탄탈재의 결정 입경이나 결정 배향을 제어하여 파티클의 저감, 유니포미티 향상 (막 두께, 막 저항 균일화) 이 이루어져 왔다. 그 예를 하기에 나타낸다.

예를 들어, 평균 결정 입경이 0.1∼300㎛ 이고, 또한 평균 결정 입경의 장소에 따른 편차가 ±20% 이하이고, 산소 농도가 50ppm 이하이며, 불순물 농도에 대해, Na≤0.1ppm, K≤0.1ppm, U≤1ppb, Th≤1ppb, Fe≤5ppm, Cr≤5ppm, Ni≤5ppm, 고융점 금속 원소 (Hf, Nb, Mo, W, Ti 및 Zr) 의 함유량의 합계가 50ppm 이하인 탄탈 스퍼터링 타깃에 있어서, 원자 밀도가 높은 면 방위 {110}, {200}, {211} 의 면 방위를 스퍼터면에 선택적으로 많게 함으로써 막 형성 속도를 향상시키고, 또한 면 방위의 편차를 억제함으로써 유니포미티을 향상시킨다는 기술이 제안되어 있다 (특허 문헌 1 참조).

또, 타깃 두께의 30% 의 위치로부터 타깃의 중심면을 향해, (222) 배향이 우 선적인 결정 조직을 구비하고 있는 탄탈 스퍼터링 타깃이고, 스퍼터 라이프를 통한 유니포미티를 향상시키는 것이 제안되어 있다 (특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 3 에서는, 적어도 실질적으로 99.95 중량% 의 탄탈 및 표면이 실질적으로 동일한 (100) 큐빅 텍스쳐로 이루어지고, 또한 최대 입경이 50 미크론 이하인 금속 제품, 스퍼터링 타깃이 제안되고, 미세하고 동일한 구조와 텍스쳐를 갖는 금속 제품, 특히 스퍼터링 타깃으로서 유용하다고 되어 있다.

또, 스퍼터링 타깃의 표면에 관해서는, 표면 조도가 작고, 또 가공 변질층 (잔류 응력층) 이 존재하지 않는 것이 스퍼터링 초기의 파티클, 막 균일성 (유니포미티) 에 대해 중요하다는 것이 알려져 있고, 그 예로서 특허 문헌 4 가 있다.

이 특허 문헌 4 에는, 고융점 금속 합금용 스퍼터링 타깃의 적어도 표면부에 있어서, 기계 가공시에 발생하는 미소 크랙이나 결락 부분 등으로 이루어지는 가공 결함층 (파쇄층) 이 실질적으로 제거됨으로써 파티클을 저감시킬 수 있고, 이것에는 마무리면 조도를 미세하게 (Ra 가 0.05㎛ 이하) 하는 것이 중요하고, 크랙이나 탈락 구멍 등이 존재하는 가공 결함층을 실질적으로 제거하기 위해서는 재료 결함의 분포에 비해 가공 단위를 작게 하도록 배려하는 것이 관용적이라고 되어 있다.

표면 가공법은 랩핑, 폴리싱, 기계화학적 폴리싱의 순서로 지립을 작게 하고 마무리면 조도를 미세화하여 연삭에 의해 발생한 잔류 응력을 저하시킬 수 있다고 되어 있다.

또한, 특허 문헌 5 에는, 스퍼터링 타깃의 표면 조도 Ra≤1.0㎛, 오염 물질 인 주성분 및 합금 성분 이외의 고융점 금속 원소 그리고 Si, Al, Co, Ni, B 의 총량을 500ppm 이하, 표면의 수소 함유량을 50ppm 이하, 가공 변질층의 두께를 50㎛ 이하로 하는 스퍼터링 타깃이며, 필요에 따라, 특히 다이아몬드 바이트를 사용하여 정밀 절삭하여 그 타깃을 제조하는 것이 기재되어 있다.

스퍼터링 타깃의 제조시에는, 상기와 같이 절삭 가공 (특히 다이아몬드 마무리 절삭), 연마 가공 (습식 연마, 화학 연마) 이 행해지는데, 이 때 강 가공을 행하면 표면 조도를 조정해도 노듈의 생성을 방지할 수 없는 경우가 있다. 강 가공을 행하면 원자 배열이 흐트러져 스퍼터링시에 내쫓긴 입자의 각도가 보다 저각도로 시프트되고, 표면 조도가 작아도 즉 낮은 요철에서도, 부착이 용이해지기 때문이라고 추측되어, 표면 가공 변질층의 두께를 50㎛ 이하로 하는 것이 필요했다.

가공 변질층의 두께가 50㎛ 를 초과하는 강 가공을 행하면, 노즐 수의 감소 효과가 없고, 파티클을 유효하게 저감시킬 수 없다.

이 기술 자체는 유효하다. 그러나, 이와 같은 타깃 표면의 가공 변질층 (잔류 응력층) 을 완전하게 제거하는 것은 매우 많은 시간이 걸려, 생산성이 낮고, 또한 두껍게 절삭·연마함으로써 재료를 쓸데없이 소비한다는 문제가 있다.

또 에칭 등의 화학 연마는, 타깃과 같은 큰 면적 (예를 들어 큰 것으로 φ450mm 정도) 을 균일하게 연마하는 것은 곤란하고, 결정립계 등이 선택적으로 에칭됨으로써 표면 광택을 저하시키는 경우가 많으며, 특히 화학적 내성이 높은 탄탈에서는, 강력한 불화 수소산, 황산 등을 사용해야 하기 때문에, 잔류액의 제거 등 곤 란하다는 문제가 있다.

스퍼터링 공정에서는, 처음 막 형성이 안정될 때까지는, 더미 웨이퍼를 흘리면서, 번인으로 불리는 순화 공정을 행하고 있다. 이 번인과 동일하게, 타깃의 최종 가공 후에 역스퍼터링에 의해 가공 변질층을 제거하고, 실제의 막 형성 공정에서 사용될 때에, 번인 시간을 단축하는 제안도 이루어지고 있다.

그러나, 이와 같은 방법은, 반도체 제조용의 스퍼터링 장치와 동일한 정도의 설비를 필요로 할 뿐만 아니라, 단순히 번인 시간을 타깃 제조 공정으로 전화(轉化) 하고 있는 것만으로, 종합적인 공정 단축의 해결 방법으로는 되어 있지 않다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-080942호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-107758호

특허 문헌 3 : 일본 공표특허공보 2002-518593호

특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평3-257158호

특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평11-1766호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 스퍼터링 타깃에 있어서, 번인 시간을 단축함과 함께, 타깃의 라이프를 통한 막 형성 속도의 변동을 최소로 하고, 따라서 스퍼터링 프로세스에 있어서의 반도체의 생산 효율을 향상시키고, 안정화시킴과 함께 생산 비용의 저감에 공헌하는 탄탈 또는 탄탈기 합금 타깃을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기의 과제를 해결하기 위해, 타깃의 각종 재질이 막 형성 속도에 미치는 영향을 예의 연구한 결과, 타깃의 최표면 (초기 표면) 의 결정 방위인 {200} 면이, 번인의 시간 및 그 후의 막 형성 속도의 변동에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여,

그 1) 로서, 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터링 타깃 최표면의 X 선 회절에 의해 측정되는 {200} 결정면의 반값폭이 0.1∼0.6 인 스퍼터링 타깃을 제공한다. 이로써, 번인의 시간을 크게 단축하는 것이 가능해져, 그 후의 막 형성 속도의 변동을 억제할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

이 조건은, 본원 발명을 달성하기 위해, 즉 번인의 시간을 단축하고, 그 후의 막 형성 속도의 변동을 억제하기 위한 최적의 조건이다. 이 조건을 달성하기 위한 바람직한 가공 및 열 처리 조건은 존재하지만, 그것은 적절히 선택할 수 있는 조건으로서, 이들에 구속될 필요가 없다는 것은 이해할 수 있을 것이다. 또, 이하에 나타내는 바와 같이, 더욱 바람직한 부가적 조건도 존재한다. 이들은, 모두 신규 발명으로서의 조건을 구비하고 있지만, 상기의 발명의 추가적인 개량이며, 이 바람직한 부가적 조건은, 상기 그 1) 에 나타내는 발명을 제한하는 조건이 아닌 것도 이해되어야 한다.

그 2) 로서, 반값폭이 0.15∼0.45 인 1) 기재의 스퍼터링 타깃을 제공한다. 반값폭은 이와 같이 함으로써, 더욱 양호한 결과가 얻어진다.

그 3) 으로서, 반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 1) 또는 2) 기재의 스퍼터링 타깃을 제공한다. 반값폭의 편차는 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 이로써, 막 형성 속도의 변동을 효과적으로 억제할 수 있다.

그 4) 로서, {110} 결정면의 반값폭이 0.25∼0.4 이고, 그 반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 1)∼3) 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타깃을 제공한다. {110} 결정면의 반값폭을 조정함으로써, 더욱 본 발명의 효과를 높일 수 있다.

그 5) 로서, 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 15㎛ 의 깊이인 1)∼4) 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타깃을 제공한다.

그 6) 으로서, 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 10㎛ 의 깊이인 5) 기재된 스퍼터링 타깃을 제공한다.

발명의 효과

본 발명은, 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 초기의 번인 시간을 현저하게 감소시킬 수 있고, 또 타깃 라이프를 통해, 막 형성 속도의 변동을 최소로 하는 것이 가능하고, 스퍼터링 프로세스에 있어서의 반도체의 생산 효율을 향상 및 안정화시킴과 함께, 생산 비용을 크게 저감시킬 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음으로, 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

타깃의 X 선 회절에 의해 측정되는 결정면의 반값폭은, 그 결정면에 포함되는 내부 변형을 나타내고, 이것은 타깃 제조시의 단조나 압연 등의 소성 가공이나, 타깃 절삭 등의 기계 가공을 행할 때의 가공 변형에 의해 발생한다.

반값폭이 클수록 잔류 변형이 큰 것을 나타내고 있고, 지금까지 단조나 압연에 의한 타깃 형상에 대한 성형이나, 결정 입경을 미세 균일하게 하기 위한 조직 제어에 수반되는 잔류 변형을 열 처리로 완화시키거나, 타깃 표면을 정밀 가공함으로써, 표면에 형성되는 잔류 변형을 최대한 형성하지 않도록 제조해 왔다.

탄탈은, 바나듐, 니오브, 몰리브덴, 텅스텐 등과 동일하게 결정 구조는 체심입방 (BCC) 구조이다. 그러나, 특히 3N5∼6N 정도의 고순도 탄탈은, 텅스텐 등과 달리 연질이고, 비산화성 분위기 중의 단조, 압연 등의 소성 가공을 용이하게 행할 수 있다.

이와 같이, 소성 가공에 의해 결정 배향을 제어하는 것이 가능하기 때문에, 여러가지 배향의 타깃이 제안되어 왔다.

등가인 결정면이 적은 BCC 구조는, 경미한 에로션면의 경사도 면 방위로는 매우 큰 변동이 되고, 그 결정면의 내부 변형도 큰 영향을 나타내게 되는 것을 생각할 수 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-49264 에서는, 텅스텐 막의 균일성을 향상시키고, 나아가서는 파티클의 발생을 감소시키기 위해 X 선 회절에 의해 얻어진 최밀면의 결정면 {110} 의 피크의 반값폭이 0.35 이하인 텅스텐 타깃이 제안되어 있다.

그러나, 이와 같은 텅스텐 타깃과는 상이하고, 탄탈 또는 탄탈기 합금의 경우에는 상기와 같이 소성 변형능이 높고, 결정면의 회전 등이 발생하기 때문에, 최밀면 {110} 면의 반값폭은, 그만큼 큰 영향을 주지 않고, 오히려 {200} 면의 반값폭이 크게 영향을 미치는 것이 판명되었다.

종래, 표면에 있어서의 가공 변형은, 지금까지 번인으로 불리는 프리스퍼터를 초기에 행함으로써 제거하고 있었다. 그러나, 종래의 번인 시간은 장시간을 필요로 하기 때문에, 스퍼터 효율을 저하시키는 원인이 되고 있었다. 이것은, 타깃의 가공 변형을 적절히 평가할 수 있는 수법이 확립되어 있지 않고, 그것에 수반하여 타깃의 가공 변형을 항상적으로 감소시키는 구체적 수단도 확립되어 있지 않은 것이 원인이었다.

상기와 같이, 탄탈 또는 탄탈기 합금 결정면 {200} 의 반값폭의 변동은, 단조, 압연 등의 소성 가공이나 표면의 기계 가공에 의한 가공 변형에 의해 발생하는 것이다.

따라서, 지표가 되는 결정면 {200} 의 반값폭을 기준으로 하여, 이 반값폭을 적절히 컨트롤함으로써, 타깃의 가공 변형을 감소시키고, 번인을 단축화할 수 있고, 더욱 막 형성 속도의 변동을 최소로 하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있었다. 이것은 종래에는, 생각할 수 없었던 것이다.

이와 같은 탄탈 또는 탄탈기 합금의 {200} 면의 반값폭을 안정적으로 컨트롤하기 위해서는, 특히 진공 중의 비교적 저온에서의 열 처리가 유효하다는 것이 판명되었다.

{200} 면의 반값폭을 0.1∼0.6 (바람직하게는 반값폭 0.15∼0.45) 으로 한 것은, 반값폭이 0.6 을 초과하면 가공 변형이 커진다는 문제가 발생한다. 그리고, 이것은 스퍼터 막의 유니포미티에 영향을 미쳐, 악화시키는 원인이 된다. 그리고, 이것을 개선하는, 즉 표면에 가공 변형이 집중되어 있는 경우에는, 장시간의 번인을 필요하다는 문제가 있다.

탄탈은, 리엑티브 스퍼터에 의해, 탄탈 질화막을 형성하고, 배리어 막으로서 사용되는데, 막의 유니포미티가 나쁜 경우에는, 질화막에 있어서의 잔류 응력 (막 스트레스) 이 높아진다고 생각되므로, 피하지 않으면 안 된다.

반대로, 0.1 미만인 경우에는 타깃에 재부착되는 막 (리데포지션 막) 이 형성된 경우에, 리데포지션 막의 박리가 발생하기 쉽게 파티클이 증가하기 때문이다. 또, 0.1 미만인 경우, 가공이 매우 어렵고, 연마 등의 가공으로 방대한 시간을 들일 필요가 있기 때문에, 현실적이지 않다는 이유에 의한 것이다.

따라서, 탄탈 또는 탄탈기 합금의 {200} 면의 반값폭을, 0.1∼0.6 (바람직하게는 반값폭 0.15∼0.45) 으로 컨트롤하는 것은, 초기의 번인 시간을 감소시키고, 또 타깃 라이프를 통해서 막 형성 속도의 변동을 최소로 하기 위해, 나아가서는 타깃의 가공을 용이하게 하기 위해서, 유효한 것을 알 수 있다.

이하에 실시예 및 비교예를 나타낸다. 본 실시예는 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서의 다른 변형 혹은 다른 실시예는 당연히 본 발명에 포함된다.

(실시예 1-16)

순도 4N5 의 EB 용해 탄탈 잉곳 (φ190×60mmh) 을, 소성 가공 열 처리한 것 을 사용하였다. 먼저, 잉곳을 φ100×100mmh 까지 냉간으로 조임 단조한 후, φ160×xt 까지 고정 단조하였다.

이것을 1000∼1200℃×2 시간의 열 처리를 행한 후, 두께 10mm 까지 냉간 압연하였다. 압연 가공도는, 표 1 에 나타내는 바와 같다.

또, 고정 단조시의 프리폼의 두께에 의해, 압연의 가공도를 조정함으로써 행하였다. 냉간 압연 후, 실시예 1∼실시예 5 에 대해서는, 각각 250℃ 이하의, 저온에서의 열 처리를 실시하였다. 특히, 실시예 1∼실시예 4 에 대해서는 100∼200℃ 의 온도 범위에서, 실시예 5 에 대해서는 250℃ 의 온도에서, 열 처리를 실시하였다. 실시예 6∼실시예 16 에 대해서는, 저온에서의 진공 열 처리는 실시하지 않았다. 표 1 에 열 처리 온도 조건의 일람을 나타낸다. 이들을, 구리 합금 버킹 플레이트와 확산 접합 후, 타깃 형상으로 기계 가공하였다.

표면의 기계 가공 방법은, 선반 가공에 의해 조(粗) 가공한 후, 추가로 정밀 선반에 의한 절삭 가공 후에 습식 연마를 행하여 가공 변질층의 형성을 최대한 억제하였다. 구체적으로는, 조 가공인 정도의 타깃 표면을 형성한 후, 100㎛ 의 깊이까지 정밀 선반에서 절삭하였다.

이 절삭에 의한 가공 변질층은, 절삭량의 대략 1/2∼1/3 인 것이 판명되었으므로, 이 가공 변질층을 제거하기 위해서, 50㎛ 의 깊이에서 정밀 선반 혹은 다이아몬드 절삭으로 절삭하였다. 이 절삭으로, 새롭게 형성되는 가공 변질층은, 25㎛ 이하였다. 그리고, 추가로 25㎛ 의 깊이에서 절삭하였다. 이 절삭 공정에 의해 형성되는 가공 변질층은 15㎛ 이하였다. 이와 같이 선반 가공의 반복으로는, 더 이상의 가공 변질층의 제거는 정밀 선반에서는 곤란하므로, 다음으로 습식 연마를 실시하였다. 이로써, 바람직한 가공 변질층 10㎛ 이하를 안정적으로 형성할 수 있었다.

타깃의 표면 조도는, 비교를 위해서 중심선 표면 조도 Ra 0.2∼0.3㎛ 정도 (실제는 Ra 0.16∼0.33㎛) 로 맞추었다. 추가로 일부에 대해 저온에서의 진공 열 처리를 실시하였다. 스퍼터링 전에, 타깃 스퍼터면의 십자형상으로 이루어진 9 개의 지점에 평행한 면에서, XRD 측정하였다. 번인 시간은, 막 형성 속도가 안정될 때까지의 시간 (적산(積算) 파워) 으로 하였다. XRD 측정 조건은 다음과 같다.

X 선 발생 장치 : 3kW

선원 : Cu

파장 : 1.54056 옴스트롬

관 전압 : 40.0kV

관 전류 : 30.0mA

스캔 스피드 : 15.000deg/min

샘플링 간격 : 0.020deg

스캔 축 : 2θ/θ

이와 같이 하여 얻은 타깃을 스퍼터 파워 30kW 로 스퍼터하였다. 이 결과를 표 1 에 나타낸다.

(비교예 1∼6)

실시예와 마찬가지로, 순도 4N5 의 EB 용해 탄탈 잉곳 (φ190×60mmh) 을, 소성 가공 열 처리한 것을 사용하였다. 먼저, 잉곳을 φ100×100mmh 까지 냉간으로 조임 단조를 한 후, φ160×xt 까지 고정 단조를 하였다.

이것을 850∼1300℃×2 시간의 열 처리를 행한 후, 두께 10mm 까지 냉간 압연을 실시하였다. 압연 가공도는, 마찬가지로 표 1 에 나타내는 바와 같다.

또, 고정 단조시의 프리폼의 두께에 의해, 압연의 가공도를 조정함으로써 행하였다. 비교예 3 에 대해서는 표 1 에 나타내는 바와 같이, 냉간 압연 후에 800℃ 의 고온에서의 열 처리를 행하여, 타깃 형상으로 기계 가공하였다. 그 밖의 비교예에 대해서는, 진공 열 처리를 실시하지 않았다.

표면의 기계 가공 방법은, 동일하게 선반 가공에 의해 조 가공한 후, 정밀 선반에 의해, 표면 조도를 동일한 정도까지 1 공정 혹은 2 공정으로 마무리하였다. 일부에 대해서는 절삭 가공 후에 습식 연마 또는 에칭 처리를 행하였다. 즉, 비교예 1∼3 에 대해서는 습식 연마, 비교예 4 에 대해서는 에칭 처리하여 표면을 제거하였다. 비교예 5, 6 에 대해서는, 습식 연마 또는 에칭 처리는 행하고 있지 않다.

스퍼터링 전에, 십자 형상으로 9 지점 타깃 스퍼터면에 평행한 면에서, XRD 측정하였다. 번인 시간은, 막 형성 속도가 안정될 때까지의 시간으로 하였다. 이 결과를, 동일하게 표 1 에 나타낸다.

상기 표 1 의 실시예 1∼16 에 나타내는 바와 같이, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭이 0.1∼0.6 인 것은, 번인에 필요한 적산 파워가 적고, 번인의 시간이 현저하게 단축화되어 있는 것을 알 수 있다.

특히, 실시예 1∼5, 7∼13 에 나타내는 바와 같이, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭이 0.15∼0.45 인 것은 우수하다.

또, 실시예 1∼4, 7∼10 에 나타내는 바와 같이, 반값폭의 편차가 ±0.05 이내에 있는 것은, 안정적이고, 더욱 효과가 있는 것을 알 수 있다.

실시예 2, 3, 4, 6, 7 에 나타내는 바와 같이, {110} 결정면의 반값폭이 0.25∼0.4 이며, 그 반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 것은, 번인에 필요한 시간이 보다 단축화되어 바람직한 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 1∼10 은, 탄탈 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 15㎛ 의 깊이에 있는 것을 나타낸다.

결과적으로 주의 깊게 가공해도, 가공 변형층은 표면으로부터 10㎛ 이하의 범위에서 존재하지만, 100∼250℃ 정도의 저온의 진공 열 처리를 행함으로써, 안정적으로 {200} 의 반값폭을 제어할 수 있어, 번인 시간을 단축할 수 있는 효과가 있는 것을 알 수 있다.

또한, 20㎛ 정도의 가공 변형층이 존재하는 경우에도, 효과적으로 번인 시간을 단축할 수 있는 것이 판명되었다.

이상에 대해, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 5, 비교예 6 은, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭이 0.6 을 초과하고 있기 때문에, 번인에 필요한 적산 파워가 증대되고, 그 만큼 번인 시간이 증대되고 있는 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 비교예 3 및 비교예 4 는, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭이 0.1 미만이기 때문에, 파티클의 발생이 증가하였다. 또한, 이 비교예 3 및 비교예 4 는, 800℃ 온도의 높은 진공 열 처리를 실시하여, 가공 변형을 감소시키고자 한 것이다. 그러나, 번인 시간에 개선은 보이지만, 반대로 파티클 레벨이 악화되는 것을 알 수 있었다.

따라서, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭의 저감이 반드시 양호한 결과를 낳는다고는 할 수 없는 것을 나타내고 있다.

비교예 4, 비교예 5, 비교예 6 은, 탄탈의 {110} 결정면의 반값폭을, 본 발명의 범위로 조정한 것이다. 그러나, {200} 결정면의 반값폭의 양부가 우선되고, 탄탈의 {110} 결정면의 반값폭의 조정으로부터, 탄탈의 {200} 결정면의 반값폭의 컨트롤이 중요하다는 것을 알 수 있다.

본 발명은, 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 초기의 번인 시간을 현저하게 감소시킬 수 있고, 또 타깃 라이프를 통해, 막 형성 속도의 변동을 최소로 하는 것이 가능하고, 스퍼터링 프로세스에 있어서의 반도체의 생산 효율을 향상 및 안정화시킴과 함께, 생산 비용을 크게 저감시킬 수 있다는 우수한 효과를 가지므로, 탄탈 또는 탄탈기 합금 타깃으로서 매우 유용하다.

또, 동일한 BCC 구조를 갖는 탄탈기 합금 타깃에 대해서도, 동일한 효과를 갖는 것은 말할 필요도 없다. 이 탄탈기 합금 타깃의 첨가 원소로는, Mo 등의 고융점 금속, 3,4 족 원소, 그 외 합금 원소로는, 백금 등의 백금족 귀금속을 들 수 있고, 첨가량으로는 결정 구조를 크게 변화시키지 않는 정도의 것이다.

Claims (9)

1. 탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터링 타깃 최표면의 X 선 회절에 의해 측정되는 {200} 결정면의 반값폭이 0.1∼0.6 인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
2. 제 1 항에 있어서,

   반값폭이 0.15∼0.45 인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
3. 제 1 항에 있어서,

   반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
4. 제 2 항에 있어서,

   반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   {110} 결정면의 반값폭이 0.25∼0.4 이고, 그 반값폭의 편차가 ±0.05 이내인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 15㎛ 의 깊이인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
7. 제 5 항에 있어서,

   탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 15㎛ 의 깊이인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
8. 제 6 항에 있어서,

   탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 10㎛ 의 깊이인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
9. 제 7 항에 있어서,

   탄탈 또는 탄탈기 합금 스퍼터링 타깃의 가공 변형의 깊이가, 타깃 표면으로부터 10㎛ 의 깊이인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.