(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子などに用いられるＣｕ配線のバリア層の形成に好適なスパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】粗金属Ｔａをエレクトロンビーム溶解して高純度Ｔａインゴットを精製する工程と、得られた高純度Ｔａインゴットに対して鍛造、圧延による塑性加工を施す工程と、塑性加工を施した前記高純度Ｔａインゴットに熱処理を施す工程と、を有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、及びパッタリングターゲット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗金属Ｔａをエレクトロンビーム溶解して高純度Ｔａインゴットを精製する工程と、
得られた高純度Ｔａインゴットに対して鍛造、圧延による塑性加工を施す工程と、
塑性加工を施した前記高純度Ｔａインゴットに熱処理を施す工程と、を有する
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。
【請求項２】
請求項１記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
塑性加工を施した前記高純度Ｔａインゴットに対する熱処理を、５００〜１３００℃の温度範囲で行う
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。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
塑性加工を施した前記高純度Ｔａインゴットに対する熱処理を、１時間以上行う
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。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記粗金属Ｔａは、Ｔａ２Ｏ５に対してアルカリ融解法を実施し、分別結晶法及び還元法を適用して得たものである
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。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記粗金属Ｔａにエレクトロンビーム溶解を複数回繰り返し行って高純度Ｔａインゴットを精製する
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。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットの製造方法により得られることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項７】
請求項６記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記スパッタリングターゲットは、Ｃｕ含有量が５０ｐｐｍ以下の高純度Ｔａからなる
ことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項８】
請求項６又は７記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記高純度Ｔａは２ａｔ％以下の範囲の窒素を含有することを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットにおいて、
ターゲット全体の前記Ｃｕ含有量のバラツキが±３０％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記ターゲットはＣｕまたはＣｕ合金よりなる配線膜に対するバリア層を形成する際に用いられることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などに用いられるＣｕ配線のバリア層の形成に好適なスパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩに代表される半導体工業は急速に進捗しつつある。高速ロジックなどの半導体素子においては、高集積化、高信頼性化、高機能化が進むにつれて、微細加工技術に要求される精度も益々高まってきている。このような集積回路の高密度化や高速化などに伴って、ＡｌやＣｕを主成分として形成される金属配線の幅は１／４μｍ以下になりつつある。
【０００３】
一方、集積回路を高速で動作させるためには、Ａｌ配線やＣｕ配線の抵抗を低減することが必須となる。従来の配線構造では、配線の厚さを厚くすることで配線抵抗を低減することが一般的であった。しかし、さらなる高集積化・高密度化された半導体デバイスなどでは、これまでの積層構造を用いた際に配線上に形成される絶縁膜のカバレッジ性が悪くなり、当然デバイスの歩留りも低下するため、配線技術そのものを改良することが求められている。
【０００４】
そこで、従来の配線技術とは異なる、デュアルダマシン（ＤＤ）配線技術を適用することが検討されている。ＤＤ技術とは、予め下地膜に形成した配線溝上に、配線材となるＡｌやＣｕを主成分とする金属をスパッタリング法やＣＶＤ法などを用いて成膜し、熱処理（リフロー）によって溝へ流し込み、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法などにより余剰の配線金属を除去する技術である。
【０００５】
上述したような配線材料としては、抵抗率がＡｌより低いＣｕが主流となりつつあり、ロジックなどの半導体デバイスではおおよそＣｕ配線が使用されている。Ｃｕ配線が有利な点としては、Ａｌ配線に比べて耐エレクトロマイグレーション性に優れていることも挙げられる。しかし一方で、ＣｕやＡｕ、Ｆｅといった金属は、Ｓｉ内を格子拡散するために拡散速度が速く、Ｓｉ基板内に入ると少数キャリアの寿命を短くすることが懸念されている。
【０００６】
このようなことから、Ｃｕ配線を適用する場合には、ＣｕのＳｉ中への拡散防止を目的としたバリアメタル層を設けることが必須である。ここで、半導体素子用のバリアメタルとしては一般的にＴｉＮが使用されてきたが、最近Ｃｕ配線用のバリア材料としてＴａＮが提案され、ＣｕのＳｉ中への拡散防止に対してはＴａＮが有効であることが明らかとなりつつある。
【０００７】
そこで、Ｃｕ配線用のバリア層にはＴａＮ膜を適用する方向に進んでいる。このようなバリア層としてのＴａＮ膜の形成方法としては、従来のＴｉＮ膜と同様に、Ｔａターゲットを用いてＡｒとＮ２の混合ガス中でスパッタリングを行う化成スパッタ、すなわちＡｒと共にＮ２＋イオンでＴａターゲット表面を衝撃し、ＴａとＮ２イオンの化合物であるＴａＮ粒子として飛翔させる化学スパッタリングを主として使用することが考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のＴａターゲットを用いた化成スパッタで得られるＴａＮ膜では、例えば下地のＳｉＯ２膜と反応してシリサイデーションを引起し、バリア性に悪影響を及ぼすなど、Ｃｕ配線に対するバリア性が必ずしも十分ではなく、バリア性をより一層向上させたＴａＮ膜を再現性よく形成することを可能にしたスパッタリングターゲットが求められている。
【０００９】
特に、上述したようなＤＤ配線を適用して、その際の配線溝のアスペクト比が１／４以上になることが予想される次世代のロジックなどにおいては、ＴａＮ膜自体の性質としてのＣｕバリア性を高めることが強く望まれている。
【００１０】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、Ｃｕ配線に対するバリア層などとして用いられるＴａＮ膜のバリア性をより一層かつ再現性よく高めることを可能にした、高純度Ｔａなどからなるスパッタリングターゲットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記した課題を解決するために、Ｔａターゲット（あるいはＴａＮターゲット）中の不純物含有量やターゲット内の不純物元素のバラツキに対する影響を検討した結果、Ｔａターゲット中に含まれるＣｕ量およびＴａターゲット内のＣｕ量のバラツキを調整し、そのようなＴａターゲットを使用してＴａＮ膜を成膜することによって、ＴａＮ膜のＣｕバリア性をより一層かつ再現性よく高めることを可能であることを見出した。
【００１２】
本発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、請求項１に記載したように、粗金属Ｔａをエレクトロンビーム溶解して高純度Ｔａインゴットを精製する工程と、得られた高純度Ｔａインゴットに対して鍛造、圧延による塑性加工を施す工程と、塑性加工を施した前記高純度Ｔａインゴットに熱処理を施す工程と、を有することを特徴としている。
また、本発明のスパッタリングターゲットは、請求項６に記載したように、上記したスパッタリングターゲットの製造方法により得られることを特徴としている。
また、本発明のスパッタリングターゲットは、請求項７に記載したように、Ｃｕ含有量が５０ｐｐｍ以下の高純度Ｔａからなることがよい。
【００１３】
ここで、スパッタリングターゲットの構成材料である高純度Ｔａは、請求項８に記載したように２ａｔ％以下の範囲の窒素を含有していてもよい。本発明のスパッタリングターゲットは、さらに請求項９に記載したように、ターゲット全体の前記Ｃｕ含有量のバラツキが±３０％以内であることを特徴としている。
【００１４】
本発明のスパッタリングターゲットは、バッキングプレートと接合して用いられる。この際のターゲットとバッキングプレートとの接合には、例えば拡散接合が用いられる。また、本発明のスパッタリングターゲットは、特にＴａＮ膜からなるバリア層の形成用として好適である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明のスパッタリングターゲットによれば、Ｃｕバリア性に優れるＴａＮ膜を再現性よく作製することができる。従って、このようなＴａスパッタリングターゲットを用いてＴａＮ膜を成膜し、これをＣｕ配線膜のバリア層などとして使用することによって、Ｃｕ配線構造の高信頼性化、さらには製品歩留りの向上などを図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明のスパッタリングターゲットは、Ｃｕ含有量を５０ｐｐｍ以下とした高純度Ｔａからなるものである。ここで、ターゲット構成材料としての高純度Ｔａは２ａｔ％以下の範囲の窒素を含有していてもよい。
【００１７】
ターゲット構成材料としての高純度Ｔａ中に含まれる窒素の存在形態は、特に限定されるものではなく、Ｔａ中に固溶した状態であってもよいし、またＴａＮとして存在していてもよい。また、一部はＴａ中に固溶した状態で存在し、他はＴａＮとして存在していてもよい。すなわち、本発明のスパッタリングターゲットは、高純度Ｔａ、窒素を２ａｔ％以下の範囲で含有する高純度Ｔａ、および高純度ＴａＮから選ばれる少なくとも１種（以下、総称して高純度Ｔａと記す）からなるものである。
【００１８】
本発明において、高純度Ｔａからなるスパッタリングターゲット（Ｔａターゲット）中のＣｕ含有量を５０ｐｐｍ以下と規定した理由は、以下の通りである。
【００１９】
Ｓｉ基板上にＴａターゲットを用いた化成スパッタによりＴａＮ膜を成膜し、このＴａＮ膜をバリア層としてＣｕ配線を形成する場合を考える。このような場合にバリア層としてのＴａＮ膜が比較的多量のＣｕを含んでいると、Ｃｕ配線からＣｕ原子がＴａＮ膜内に拡散してきた際に、ＴａＮのＣｕ固溶限などを超えやすくなることから、Ｃｕの濃度勾配などに基づいてＴａＮ膜内のＣｕ原子がＳｉ基板側に拡散しやすくなる。すなわち、ＴａＮ膜のバリア層として機能が損われることになる。
【００２０】
本発明のスパッタリングターゲットは、上述したＴａＮ膜のバリア層として機能低下原因となる、例えばＴａＮ膜中の不純物Ｃｕ量を低減することを可能としたものであり、そのためにターゲットを構成する高純度Ｔａ中のＣｕ量を５０ｐｐｍ以下としている。このように、ＴａターゲットのＣｕ含有量を５０ｐｐｍ以下とすることによって、それを用いて成膜したＴａＮ膜中のＣｕ量を減少させることができ、その結果としてＴａＮ膜のバリア層として機能を長期間にわたって安定して発揮させることが可能となる。
【００２１】
スパッタリングターゲット（Ｔａターゲット）中のＣｕ含有量は１０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。さらに好ましいＣｕ含有量は５ｐｐｍ以下であり、より望ましくは１ｐｐｍ以下である。このような低Ｃｕ含有量を満足させることによって、ＴａＮ膜のバリア層としての機能をより一層高めることが可能となる。このようなスパッタリングターゲットは、例えば幅が２μｍ以下、幅と深さの比（アスペクト比：深さ／幅）が１以上というような配線溝に、Ｃｕ配線をリフローして形成する際のバリア層形成用として特に効果的である。
【００２２】
また、本発明のスパッタリングターゲット中のＣｕ含有量のバラツキは、ターゲット全体として±３０％以内とすることが好ましい。このように、ターゲット全体のＣｕ含有量のバラツキを低く抑えることによって、それを用いて形成したＴａＮ膜全体としてＣｕバリア性などを向上させることができる。Ｔａターゲット中のＣｕ含有量のバラツキは、±１５％以内とすることがさらに好ましく、より望ましくは±１０％以内である。
【００２３】
すなわち、Ｔａターゲット全体としてのＣｕ含有量のバラツキが±３０％の範囲を超えると、それを用いて形成したＴａＮ膜を使用した半導体デバイスなどの均一性に悪影響を及ぼすことになる。現在の半導体デバイスは８インチＳｉウエハから数万個単位で生産されるため、Ｔａターゲット内のＣｕ含有量のバラツキがそのままＳｉウエハの配線膜に影響を及ぼし、各半導体デバイスの信頼性にバラツキを生じさせる結果となる。
【００２４】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおけるＣｕ含有量のバラツキは、以下のようにして求めた値を指すものとする。例えば、直径３２０〜３３０ｍｍのスパッタリングターゲットの表面から９点の分析用サンプルを採取する。各サンプルは、ターゲットの中心と中心に対してＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ７５ｍｍ、１５０ｍｍの各位置から採取する。これら９点の分析用サンプル（寸法：長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ）のＣｕ含有量を測定する。そして、各サンプルのＣｕ含有量の最大値および最小値から以下の式に基づいてバラツキを求める。
【００２５】
バラツキ［％］＝｛（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）｝×１００Ｔａターゲット中のＣｕ含有量については、通常使用されているＩＣＰにより測定した値とする。また、サンプルの採取位置は、ターゲットサイズに応じて適宜調整することが可能である。
【００２６】
本発明のスパッタリングターゲットは、上述したように高純度ＴａのＣｕ含有量を５０ｐｐｍ以下としたことを特徴とするものであるが、ターゲットを構成する高純度Ｔａ（高純度Ｔａや高純度ＴａＮから選ばれる少なくとも１種）中の他の不純物量（窒素を除く）については、一般的な高純度金属材のレベル程度であれば多少含んでいてもよい。
【００２７】
具体的には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉの各含有量（質量％）の合計量を１００％から引いた値［１００−（Ｆｅ％＋Ｎｉ％＋Ｃｒ％＋Ｓｉ％＋Ｔｉ％）］が９９．５％以上というような高純度Ｔａや高純度ＴａＮを指すものとする。本発明のスパッタリングターゲットにおいては、例えば配線抵抗の低減などを図る上で、上記したような高純度Ｔａや高純度ＴａＮを用いることが好ましい。
【００２８】
スパッタリングターゲットの構成材料として、窒素を２ａｔ％以下の範囲で含有する高純度Ｔａや高純度ＴａＮを用いた場合、それを用いてＴａＮ膜をスパッタ成膜する際に、チャンバ内のＮ２量の分布に差が生じていたとしても、得られるスパッタ膜中の窒素量のバラツキを抑制することができる。言い換えると、Ｔａターゲットを用いた化成スパッタによって、均一にＴａＮを形成することができる。そして、ＴａＮ膜中の窒素量分布を均一化することによって、膜特性や膜厚の面内均一性を大幅に高めることが可能となる。
【００２９】
Ｔａターゲット中に含有させる窒素量は、上述したように２ａｔ％以下の範囲とすることが好ましい。Ｔａターゲット中の窒素含有が２ａｔ％を超えると、Ｃｕ配線とのバリア効果は向上するが、ＴａＮ／Ｃｕ配線の抵抗率が高くなり、高速ロジックなどの配線規格から外れるおそれがある。Ｔａターゲット中の窒素含有量は０．０１〜１ａｔ％の範囲とすることがさらに好ましく、より望ましくは０．１〜０．５ａｔ％の範囲である。
【００３０】
本発明のスパッタリングターゲットは、例えば以下のようにして作製することができる。すなわち、まずＴａスパッタリングターゲットの形成原料となる高純度Ｔａを作製する。具体的には、高品位のＴａ２Ｏ５に対してアルカリ融解法を実施し、分別結晶法さらにはハロゲン金属による還元法を適用することにより粗金属Ｔａを得る。これを例えばエレクトロンビーム（ＥＢ）溶解して高純度Ｔａを精製する。
【００３１】
本発明においては、ＴａターゲットのＣｕ含有量を５０ｐｐｍ以下と極低いレベルとしているため、特に粗金属Ｔａ中のＣｕ含有量が低いものを選定して電子ビーム（ＥＢ）溶解などを行うことが好ましい。さらに、Ｃｕ含有量の減少やバラツキの低減を目的として、ＥＢ溶解を複数回繰り返すようにしてもよい。
【００３２】
次に、得られたＴａインゴットに対して鍛造、圧延による塑性加工を施す。この塑性加工時の加工率は例えば５０〜９８％とする。このような加工率の塑性加工によれば、インゴットに適当な熱エネルギーを与えることができ、この熱エネルギーによってＣｕの均質化（バラツキの減少）を図ることができる。塑性加工工程においては、必要に応じて中間熱処理を実施してもよい。
【００３３】
この後、５００〜１３００℃の範囲の温度で１時間以上の熱処理を施す。塑性加工により一旦結晶粒を破壊したＴａ材に対して熱処理を施し、Ｔａの結晶組織を再結晶組織とすることによって、Ｔａ結晶粒の結晶粒径を微細化ならびに均一化することができる。Ｔａ結晶粒の微細化ならびに均一化は、ダスト発生の抑制などに対して効果を発揮する。また、Ｔａの再結晶組織化はＣｕ含有量のバラツキの低減に対しても効果を示す。
【００３４】
また、窒素含有の高純度Ｔａ（あるいはＴａＮ）を用いる場合には、例えば所定量の窒素を含有する高純度Ｔａ粉末、高純度Ｔａ粉末と高純度ＴａＮ粉末との混合粉末などを用意する。
【００３５】
次に、上記した原料粉末をＨＩＰ法やホットプレス法（ＨＰ法）などの公知の焼結法を適用して焼結させて、所望純度の焼結体を作製する。焼結雰囲気はＮ２雰囲気とすることが好ましい。焼結体のサイズは直径１００〜４００ｍｍ程度とすることが好ましい。このような焼結体に対して、真空中で５００〜１３００℃程度の温度で熱処理を施す。この熱処理によって、ターゲット内のＣｕ含有量のバラツキ、さらには窒素含有量のバラツキを低く抑える。このようにして、Ｃｕ含有量を低減した窒素含有高純度Ｔａ素材を得る。
【００３６】
このようにして得られる高純度Ｔａ素材（窒素含有高純度Ｔａ素材を含む）を所望の円板状などに機械加工し、これを例えばＡｌからなるバッキングプレートと接合する。バッキングプレートとの接合には、ホットプレスなどによる拡散接合を適用することが好ましい。拡散接合時の温度は４００〜６００℃の範囲とすることが好ましい。これは融点が６６０℃であるＡｌの塑性変形を防止するためである。ここで得られたターゲット素材を所定サイズに機械加工することによって、本発明のスパッタリングターゲットが得られる。
【００３７】
本発明のスパッタリングターゲットは、各種電子デバイスの配線膜形成用として用いることができるが、特にＣｕ膜やＣｕ合金膜からなる配線膜に対するバリア層としてのＴａＮ膜を形成する際に好ましく用いられる。本発明のスパッタリングターゲットを用いて、例えばＡｒとＮ２の混合ガス中で化成スパッタすることにより成膜してなるＴａＮ膜は、Ｃｕ含有量が５０ｐｐｍ以下、さらには１０ｐｐｍ以下となり、そのバラツキは±３０％以内、さらには±１５％以内となる。
【００３８】
上述したようなＴａＮ膜をＳｉＯ２系の絶縁膜上などに形成し、さらにその上にＣｕ配線膜（Ｃｕ膜またはＣｕ合金膜）を形成することによって、Ｃｕ配線構造が構成される。このようなＣｕ配線構造によれば、例えばＤＤ配線技術を適用する際に好適な配線膜構造を提供することができ、高密度配線を高信頼性の下で再現性よく実現することが可能となる。これは超高集積タイプの半導体デバイスの製造歩留りの向上などに大きく貢献する。また、このようなＣｕ配線構造は、ＶＬＳＩなどの半導体デバイスに限らず、ＳＡＷデバイス、ＴＰＨ、ＬＣＤデバイスなどの各種の電子部品に適用することができる。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００４０】
実施例１、比較例１
まず、Ｃｕ含有量を変化させた６種類のＴａ材をＥＢ溶解して、それぞれＴａインゴットを作製した。これらＴａインゴットに冷間鍛造および冷間圧延を施し、さらに１１００℃×１２０ｍｉｎの条件で熱処理した。この後、それぞれ拡散接合を適用してＡｌバッキングプレートと接合し、さらに機械加工を施して直径３２０ｍｍ×厚さ１０ｍｍのＣｕ含有量が異なる６種類のＴａスパッタリングターゲットを作製した。なお、Ｃｕ含有量については、ＩＣＰ（発光分光分析装置：セイコーインスツルメンツ社製・ＳＰＳ  １２００Ａ）によって分析した。
【００４１】
このようにして得た６種類のＴａスパッタリングターゲットをそれぞれ用いて、スパッタ方式：ＬＴＳスパッタ、スパッタガス：Ａｒ＋Ｎ２、背圧：１×１０−５Ｐａ、出力ＤＣ：１５ｋＷ、スパッタ時間：１ｍｉｎ、の条件下で、幅０．５μｍ、深さ１μｍ、ピッチ０．５μｍの溝を有するＳｉＯ２系の絶縁膜（８インチＳｉウエハ）上に厚さ３０ｎｍのＴａＮ膜を成膜してバリア層を形成した。その後、Ｃｕターゲットを用いて、上記した条件と同様な条件下でスパッタを実施し、厚さ８００ｎｍのＣｕ膜を形成した。これをリフロー処理によって配線溝内に充填した後、ＣＭＰによってＣｕ配線構造を作製した。
【００４２】
上記したような配線構造の４５０℃で１時間、真空中でアニールしたときに発生するシリサイデーションの度合いを、シリサイデーションの面積で評価した。シリサイデーションの面積は、１００倍の金属顕微鏡で写真を撮り、その写真中のシリサイデーションした部分（黒い部分）の面積を測定し、その１０視野中の平均値として求めた。
【００４３】
これらの結果をＴａターゲット中のＣｕ含有量およびそのバラツキと共に表１に示す。なお、表１ではＣｕバリア性の評価（シリサイデーションの度合い）を以下のようにして示した。シリサイデーションした部分の視野中の面積が１０％未満のものは◎、１０％以上３０％未満のものは○、３０％以上５０％未満のものは△、５０％以上のものは×とした。
【００４４】
【表１】
2011047050.tif 000002
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７の本発明のＴａスパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａＮ膜はＣｕのバリア性に優れているのに対し、Ｃｕ含有量が本発明の範囲を外れる試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の各Ｔａスパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａＮ膜は、絶縁膜すなわちＳｉＯ２膜中にＣｕが拡散してＣｕＳｉｘ（シリサイデーション）を形成してしまい、Ｃｕバリア性に劣ることが分かる。
【００４５】
参考例、比較例２
まず、Ｃｕ含有量を変化させた  ６種類の窒素含有Ｔａ粉末（窒素含有量：０．８ａｔ％）を用意し、これらをそれぞれボールミルで２４時間混合した後、ＨＰ法によりそれぞれ焼結体を作製した。ＨＰ処理条件は、温度１２００℃、保持時間５時間、面圧２５ＭＰａとした。これら各焼結体に１２００℃×１２０ｍｉｎの条件で熱処理を施した。
【００４６】
次に、各焼結体を機械加工により直径３２０ｍｍ×厚さ１０ｍｍに加工して、Ｃｕ含有量が異なる６種類の窒素含有Ｔａ材を作製した。この後、これら各窒素含有Ｔａ材をＣｕバッキングプレートとソルダー接合して、６種類のＴａスパッタリングターゲットを得た。なお、Ｃｕ含有量については実施例１と同様な方法で、またＮ含有量については不活性ガス融解−熱伝導度法（ＬＥＣＯ製：ＴＣ−４３６）で測定した。
【００４７】
このようにして得た６種類のＴａスパッタリングターゲットをそれぞれ用いて、実施例１と同一条件下で、予め配線溝を形成したＳｉＯ２系の絶縁膜上にＴａＮ膜を成膜してバリア層を形成した。その後、Ｃｕターゲットを用いて、同一条件下でスパッタを実施してＣｕ膜を形成した。これをリフロー処理によって配線溝に充填した後、ＣＭＰによってＣｕ配線構造を作製した。
【００４８】
上記した各Ｃｕ配線構造について、各ＴａＮ膜のＣｕバリア性を実施例１と同様にして評価した。これらの結果をＴａターゲット中のＣｕ含有量およびそのバラツキと共に表２に示す。
【００４９】
【表２】
2011047050.tif 000003
表２から明らかなように、試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３の本発明のＴａスパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａＮ膜はＣｕのバリア性に優れているのに対し、Ｃｕ含有量が本発明の範囲を外れる試料Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１０の各Ｔａスパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａＮ膜はＣｕバリア性に劣るものであった。このようなＴａＮバリア層を有するＣｕ配線構造を適用することによって、半導体デバイスなどの製品歩留りを大幅に向上させることが可能となる。