鉭濺射靶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高純度粗瓣射祀，其具有均勻的組織，并且能夠穩(wěn)定地W高成膜 速度進(jìn)行均質(zhì)的瓣射。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在電子產(chǎn)品領(lǐng)域、耐腐蝕性材料或裝飾的領(lǐng)域、催化劑領(lǐng)域、切削-拋光材 料或耐磨性材料的制作等許多領(lǐng)域中使用用于形成金屬或陶瓷材料等的被膜的瓣射。
[0003] 瓣射法本身在上述的領(lǐng)域中是廣為人知的方法，但是最近，特別是在電子產(chǎn)品領(lǐng) 域中，要求適合復(fù)雜形狀的被膜的形成或電路的形成、或者阻擋膜的形成等的粗瓣射祀。
[0004] 通常，該粗祀通過重復(fù)進(jìn)行將粗原料進(jìn)行電子束烙煉-鑄造而得到的錠或巧料的 鍛造、退火(熱處理），然后進(jìn)行社制和精加工(機(jī)械加工、拋光等)而加工成祀。
[0005] 在運(yùn)樣的制造工序中，錠或巧料的鍛造破壞鑄造組織、使氣孔或偏析擴(kuò)散、消失， 然后通過退火而使其再結(jié)晶，從而提高組織的致密化和強(qiáng)度，由此制造所述粗祀。
[0006] 通常，經(jīng)烙煉鑄造的錠或巧料具有50mmW上的1次晶粒尺寸。然后，通過錠或巧料 的鍛造和再結(jié)晶退火，破壞鑄造組織，從而得到大致均勻且微細(xì)(lOOymW下的）晶粒。
[0007] 另一方面，據(jù)說使用運(yùn)樣制造的祀實施瓣射時，祀的再結(jié)晶組織越微細(xì)且均勻，而 且越是晶體取向?qū)R于特定的方向越能夠進(jìn)行均勻的成膜，電弧放電或粉粒的產(chǎn)生少，能 夠得到具有穩(wěn)定的特性的膜。因此，在祀的制造工序中，采用再結(jié)晶組織的微細(xì)化和均勻 化、W及對齊于特定的晶體取向的對策(例如，參見專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。
[000引另外，公開了作為用于形成用作對于Cu布線的阻擋層的化訓(xùn)莫的高純度化祀，使用 下述高純度化:其含有0.001~20ppm選自Ag、Au和Cu中的元素作為具有自持放電特性的元 素，另外，將作為雜質(zhì)元素的？6、化、化、5;[、41、化、1(的合計量設(shè)定為10化91]1^下，減去運(yùn)些 雜質(zhì)元素后的值為99.99~99.999%的范圍（參見專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 然而，僅參考運(yùn)些專利文獻(xiàn)，沒有公開含有特定的元素而使組織細(xì)化、由此使等離 子體穩(wěn)定化的效果。
[0010] 另外，在最先進(jìn)的半導(dǎo)體器件中，其布線寬度變得極窄，因此要求作為對于化布線 的阻擋層使用的Ta或者TaN膜在保持與W往同等或W往W上的阻擋特性的同時，還要減薄 膜厚(極薄膜）。
[0011] 對于運(yùn)樣的要求，希望使用盡量減少了阻礙膜的粘附性的雜質(zhì)的高純度的材料， 但是對于純度6N運(yùn)樣的化材料而言，在用于細(xì)化晶粒尺寸的鍛造、社制工序中引入的塑性 變形應(yīng)變通過熱處理而進(jìn)行再結(jié)晶時，晶粒容易變粗大，難W得到微細(xì)且均勻的組織。而 且，使用具有運(yùn)樣的粗大的晶體組織的祀進(jìn)行瓣射時，存在成膜后的膜的均勻性劣化的問 題。
[0012] 根據(jù)如上情況，本申請人W前發(fā)現(xiàn)，通過微量添加對膜特性影響小的成分，能夠在 保持高純度的同時，實現(xiàn)晶粒尺寸的微細(xì)均質(zhì)化，對含有1質(zhì)量ppm W上且100質(zhì)量ppm W下 的鶴等作為必要成分且純度為99.9985% W上的粗瓣射祀進(jìn)行了申請（參見專利文獻(xiàn)4~ 6)。
[0013] 然而，使用運(yùn)樣的祀時，指出了下述嚴(yán)重的問題:將具有由過度的細(xì)化形成的極微 細(xì)晶體組織的祀瓣射時，成膜速度變慢，不能穩(wěn)定地進(jìn)行均質(zhì)且高速的瓣射，使生產(chǎn)率顯著 降低。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [00巧]專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特表2002-518593號公報
[0017] 專利文獻(xiàn)2:美國專利第6，331，233號
[0018] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-60934號公報
[0019] 專利文獻(xiàn)4:國際公開第2011/018971號
[0020] 專利文獻(xiàn)5:國際公開第2010/134417號
[0021] 專利文獻(xiàn)6:國際公開第2011/018970號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 發(fā)明所要解決的問題
[0023] 本發(fā)明的課題在于提供一種高純度粗瓣射祀，將粗的純度保持為高純度，并且通 過添加特定的元素，由此具有均勻且調(diào)節(jié)為最佳范圍的微細(xì)組織，并且能夠穩(wěn)定地W高成 膜速度進(jìn)行均質(zhì)的瓣射。
[0024] 用于解決問題的手段
[0025] 本發(fā)明為了解決上述的問題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得到了下述發(fā)現(xiàn):通過添加 極微量的特定的元素，能夠?qū)⒕w組織結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)為最佳范圍，并且可W得到具有均勻的組 織、并能夠穩(wěn)定地W高成膜速度進(jìn)行均質(zhì)的瓣射的高純度粗瓣射祀。
[00%]本發(fā)明基于該發(fā)現(xiàn)，提供：
[0027] 1) 一種粗瓣射祀，其特征在于，含有合計1質(zhì)量卵mW上且低于10質(zhì)量ppm的妮和鶴 作為必要成分，并且除妮、鶴和氣體成分W外的純度為99.9999%?上。
[0028] 2)如上述1)所述的粗瓣射祀，其特征在于，平均晶粒尺寸為50ymW上且15化mW 下。
[0029] 3)如上述2)所述的粗瓣射祀，其特征在于，晶粒尺寸的偏差為20% W下。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 本發(fā)明具有可W提供下述高純度粗瓣射祀的優(yōu)異的效果，所述高純度粗瓣射祀將 粗的純度保持為高純度，并且通過添加極微量的妮和鶴作為必要成分，由此具有均勻且調(diào) 節(jié)為最佳范圍的微細(xì)組織，并且能夠穩(wěn)定地W高成膜速度進(jìn)行均質(zhì)的瓣射。高速瓣射可W 縮短成膜時間，因此從生產(chǎn)率的觀點考慮極為有效。
【具體實施方式】
[0032] (粗原料的純化）
[0033] 本申請發(fā)明中使用的粗(Ta)例如可W按W下方式純化。首先，將粗原料礦石粉碎， 用氨氣酸溶解該粉碎粉末，并進(jìn)行溶劑萃取，從而得到粗溶液。接著，向該粗溶液中添加氣 化鐘和氯化鐘，并將氣粗酸鐘沉淀、分離。之后，用金屬鋼進(jìn)行烙融還原，從而得到高純度的 粗粉末。另外，該粗粉末根據(jù)需要優(yōu)選進(jìn)行利用儀的脫氧處理。
[0034] 運(yùn)樣得到的高純度粗除氣體成分W外的全部的雜質(zhì)低于1質(zhì)量ppm,純度為 99.9999質(zhì)量％^上。當(dāng)然，可W通過接下來的工序電子束烙煉而除去雜質(zhì)，因此，也可W使 用例如4N級（99.99% )W上的粗。另外，當(dāng)然也可W使用采用其它方法純化后的高純度的 粗。
[0035] (粗錠的制作）
[0036] 本發(fā)明中使用的粗錠例如可W通過W下工序制造。首先，向上述得到的粗粉末中 微量添加并混合妮(Nb)粉末和鶴(W)粉末，并通過模壓將該混合粉末成形為壓粉體。
[0037] 具體地，例如可W相對于粗粉末600kg添加0.6g妮粉末和鶴粉末。此時，為了使添 加粉末均勻分散，有效的是在混合機(jī)中用長時間進(jìn)行混合或者在后述的烙煉-純化工序中 對烙液內(nèi)進(jìn)行攬拌。
[0038] 另外，作為其它的添加方法，也可W通過將含有妮、鶴的粗合金制成細(xì)線，將其插 入烙液原料內(nèi)部，由此可W連續(xù)且均勻地供給妮、鶴。此時，由于已經(jīng)合金化，因此活度比粉 末低，能夠抑制在電子束烙煉中飛散減少。原料的粗合金由于可W通過EB(電子束)紐扣烙 煉(樂夕シ等小規(guī)模烙煉而簡單地得到，因此可W將其拉伸并形成細(xì)線后使用。
[0039] 另外，作為其它的添加方法，例如也可W將切削含有l(wèi)(K)ppm的妮和鶴的粗合金而 得到的切削物(切子)粉碎，并將該粉碎粉末添加混合于粗粉末。此時，相對于粗粉末600kg， 作為切削物所需要的量為60g，通過投入將該切削物粉碎而得到的物品，可W提高均質(zhì)化。
[0040] 此外，通過將利用邸紐扣烙煉后的含妮和鶴的粗小塊W等間隔埋入壓制成型的巧 塊從而在EB烙煉的原料導(dǎo)入時W相等的比例添加對于均質(zhì)化也是有效的。此時，推測EB的 烙液形成范圍，期望向烙液堆積中等間隔、等量地供給上述小塊。添加比烙液體積大的體積 的添加物