CN108699680A - 含有氩或氢的铜以及铜合金靶 - Google Patents

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Abstract

一种溅射靶，其包含铜或铜合金，其中，所述溅射靶含有氩或氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩或氢中的任一者，或者含有氩和氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩和氢两者。本发明的课题在于提供一种即使在低压力、低气体流量等难以继续进行溅射放电的条件下也能够稳定地持续放电的铜或铜合金溅射靶。

Description

含有氩或氢的铜以及铜合金靶
技术领域
本发明涉及在半导体装置的布线的形成等中使用的铜或铜合金溅射靶，尤其是涉及能够应对工艺的低压化的要求、并且能够持续稳定的放电的铜或铜合金溅射靶和其制造方法。
背景技术
以往，作为半导体装置的布线材料，经常使用铝(Al)，但是，对于微处理器(MPU)等重视操作速度的大规模集成电路(LSI)用的布线而言，在与元件的集成度的提高相伴的微细化的同时，电路内布线的细线化也在发展，在使用以往的Al布线的情况下，布线电阻升高，由此导致产生信号延迟、功率损失增大的新问题。元件的信号延迟阻碍MPU等的操作速度的高速化，功率损失使半导体装置的消耗功率和发热升高至无法忽视的程度。
为了应对该与LSI内元件的微细化相伴的新问题，对于将作为一直以来使用的布线材料的Al置换为铜(Cu)的技术进行了研究。Al的电阻率为约2.7×10-6Ωcm，与此相对，Cu的电阻率低至约1.7×10-6Ωcm，因此，不仅能够解决如上所述的由于电阻率而产生的问题，而且Cu的耐电迁移性也高，Cu长期以来被认为有前景作为布线材料。但是，Cu的扩散系数大，在工艺中Cu原子会扩散而进入布线部分以外的区域，不仅如此，Cu是也难以进行通过反应性离子蚀刻进行的加工的材料。
因此，通过使用如下的新方法(镶嵌过程)而不需要通过蚀刻进行的布线图案化：通过形成具有阻止Cu的扩散的功能的包含钽(Ta)、氮化钽(TaN)等材料的扩散阻挡层作为Cu布线的基底来应对扩散的问题，此外，预先通过光刻在布线部位形成槽，在以填充槽的内部的方式使Cu流入后通过化学机械研磨(CMP)过程使表面平坦化，由此除去在表面溢出的多余的Cu。经过这样的技术革新，Cu布线在近年来的MPU等LSI中被普遍使用。
在通过上述过程制作Cu布线的情况下，通过溅射等过程在形成于层间绝缘膜的槽上形成扩散阻挡层，并使Cu流入其中。此时，为了促进布线部处的Cu层的形成，通常首先通过溅射形成包含Cu或Cu合金的薄的均匀的籽晶层。形成该籽晶层后，在成膜速度更快的条件下通过溅射、镀敷法等湿式过程形成厚的Cu布线层。为了得到均匀且具有良好的导电特性的Cu布线，溅射形成具有良好的特性的籽晶层成为重要的技术。
然而，近年来对布线形成时的过程也要求日益苛刻的条件。在专利文献1中记载了如下问题：在溅射形成Cu籽晶层时，溅射时作为放电气体使用的氩气(Ar)混入Cu层中，Cu层变为粗糙且不均匀的层。在该文献中公开了如下技术：在进行溅射的放电开始时引入Ar直至容易放电的压力，然后将等离子体点火，然后阻断Ar的供给或者以足够低的Ar供给量继续溅射。可见，为了在低压力条件下也进行溅射，以往也进行了从控制工艺条件的观点出发的研究。但是，在该文献中，从溅射靶的特性的观点出发的研究并不充分。
另外，在低压力下进行放电时，通常具有对溅射靶施加的电压升高的倾向，如果对靶施加的电压升高，则与此相伴也容易产生电弧放电等异常放电，而且由所产生的异常放电导致的对靶的损害也增大，导致粉粒数增加等不良影响。在专利文献2中，为了应对这样的问题，记载了使Cu溅射靶尽可能地高纯度化、尽量排除杂质元素。这样的技术对于纯铜是有效的，但是无法实际应用于含有Al等规定元素的Cu合金溅射靶。另外，溅射靶的制造中需要高纯度的阳极、电解液，此外需要特定级别以上的洁净室等，难以说一定是能够简便地应用的技术。
另一方面，还存在通过主动地向溅射靶内引入规定量的杂质而使溅射时的放电稳定的技术。专利文献3公开了一种涉及通过在钽(Ta)溅射靶中添加规定量的银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)等金属元素而能够长时间地稳定地保持放电的溅射靶的技术。但是，该文献是涉及Ta的文献，单纯地认为其也能够应用于Cu并不合理，除此以外，所期望的合金元素以外的杂质元素的混入会使Cu层的电阻特性变化，因此通常不优选。
在专利文献4～6中记载了：在铸造作为溅射靶的母材的铜合金时，在作为惰性气氛的Ar气氛中进行了熔炼。但是，这些文献中记载的仅是将铸造时的气氛设定为Ar，完全没有公开出于某种原因而在靶中主动地引入规定量的气体成分的技术构思，也没有记载进行了向原料熔融液表面以特定流量喷吹Ar气体等特定的技术操作的内容。此外，在这些文献中，关于铸造后的铜合金中所含有的Ar量以及该Ar量与溅射的放电稳定化的关联也没有任何记载或暗示，对于与其相关的技术问题、作用效果也没有认识。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-226767号公报
专利文献2：日本特开2005-034337号公报
专利文献3：日本专利第4825345号
专利文献4：日本特开2007-051351号公报
专利文献5：日本特开2004-193546号公报
专利文献6：日本特开平10-060633号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可见，近年来的铜布线工艺处于如下状态：虽然存在即使在低压力下也稳定地进行溅射的要求，但是从溅射靶本身的特性的观点出发还没有进行充分的考察、研究。因此，本发明的目的在于提供一种即使在低压力、低气体流量等难以继续进行溅射放电的条件下也能够稳定地持续放电的铜或铜合金溅射靶。另外，本发明的目的在于提供能够简便地制造这样的溅射靶的方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明人进行了深入研究，结果发现使成为溅射靶的Cu或Cu合金母材以特定范围的含量含有Ar或氢(H)对放电的稳定化有效地起作用，并对有效的条件的详细内容等反复进行了研究，结果完成了本发明。
基于上述的发现和结果，本发明提供以下发明。
1)一种溅射靶，其包含铜或铜合金，其特征在于，上述溅射靶含有氩或氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩或氢中的任一者，或者含有氩和氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩和氢两者；
2)如上述1)所述的溅射靶，其特征在于，上述溅射靶仅含有上述氩或氢中的氩；
3)如上述1)所述的溅射靶，其特征在于，上述溅射靶仅含有上述氩或氢中的氢；
4)如上述1)所述的溅射靶，其特征在于，上述溅射靶含有上述氩和氢两者；
5)如上述1)～4)中任一项所述的溅射靶，其特征在于，上述溅射靶包含铜合金，上述铜合金含有铝或锰中的任一者；
6)如上述1)～5)中任一项所述的溅射靶，其特征在于，上述铜合金为含有0.1重量％～5重量％的铝或0.1重量％～15重量％的锰的铜合金；
7)一种溅射靶的制造方法，其为上述1)～6)中任一项所述的溅射靶的制造方法，其特征在于，上述制造方法包含以下工序：在向原料中吹入氩气、或者氢气、或者氩气和氢气两者的同时进行熔炼的工序；将上述熔炼后的原料冷却固化而制成铜或铜合金锭的工序；以及对上述锭进行加工处理而制成溅射靶的工序。
发明效果
根据本发明，溅射靶的母材中所含有的Ar或H原子在溅射时在靶表面间歇地被释放，有助于溅射放电的稳定的继续，因此，即使在低压力、低气体流量等难以持续放电的条件下也容易稳定地继续进行溅射成膜。另外，本发明的溅射靶的Ar或H含量低至混入成膜后的Cu或Cu合金层中不会成为问题的程度，因此，能够扩大布线层组成的设计、工艺条件的自由度。此外，由于能够通过比较简便的手段制造溅射靶，因此，能够提高上述溅射靶的生产率，由此也能够实现最终产品的制造成本升高的抑制。
具体实施方式
本发明的溅射靶是在母材中含有Ar或H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的Ar或H中的任一者、或者含有Ar和H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的Ar和H两者的溅射靶，上述母材除不可避免的杂质以外包含纯Cu或者包含在Cu中以规定的组成比例含有Al、Mn、Sn、Ti、Zn等元素的Cu合金。认为这些靶母材中所含有的Ar或H的原子在溅射期间间歇地从靶表面被释放，在靶表面附近产生放电气体的密度局部较高的状态。因此，即使在靶表面附近以外的成膜室空间中的放电气体压力低的状态下，在产生放电的靶表面的附近也存在较多的有助于放电的气体成分，结果即使在成膜室整体处于难以持续放电的低压力条件下的情况下也能够持续放电。
对于溅射靶中的Ar或H的含量而言，需要所含有的Ar或H各自为1重量ppm以上。小于该值时，不足以作为用于持续放电的量，有可能无法稳定地保持等离子体。从放电持续的观点出发，溅射靶中的Ar或H的含量优选为所含有的Ar或H各自为1.5重量ppm以上，也可以为2重量ppm以上。但是，溅射靶中的Ar或H的含量变得过多也会导致放电的不稳定化，容易产生电弧放电等异常放电，此外，还存在因混入成膜的Cu或Cu合金层中而引起的不良影响，因此，含量的上限为10重量ppm。该含量上限值优选为8ppm以下，更优选为5ppm以下。
为了提高低压力下的放电稳定性，优选含有由电子产生的电离截面积大、电离电势小的Ar。Ar在稀有气体中比较廉价，是如上所述的有助于电离的各特性都良好的元素。暂时从靶表面释放而电离后的Ar再次到达靶表面的等离子体鞘，也能够有助于靶材料的Cu或Cu合金的溅射。
H具有还原作用，因此，在溅射靶中、成膜气氛中含有氧作为杂质的情况下，通过在溅射靶中含有H，具有能够减少混入至所成膜的Cu或Cu合金层中的氧量的效果。在考虑这样的效果的同时，在溅射靶中含有Ar、H中的任一者时，可以根据需要选择调节它们的含量。在想要提高放电稳定性、进一步还想要减少所成膜的Cu或Cu合金层中的氧量的情况下，优选在溅射靶中含有Ar和H两者。
在本发明的溅射靶的母材包含Cu合金的情况下，该合金优选为含有Al或Mn中的任一者的Cu合金。在使用Cu作为LSI等的布线材料的情况下，虽然如上所述需要用于阻止Cu的扩散的扩散阻挡层，但是，通过在Cu中添加Mn，能够对Cu赋予如下作用：层间绝缘膜或元件分离膜等氧化物绝缘层的氧与Mn发生反应而自行形成扩散阻挡层。另外，通过在Cu中添加Al，可以得到抑制因Cu布线的微细化而出现的Cu布线中的电迁移的效果。为了充分发挥这些效果，对于Mn、Al而言，优选含有0.1原子％以上，更优选含有0.5原子％以上。另外，添加量过多时导致电阻率的降低，Cu布线原本的技术优势消失，因此，关于含量的上限，在Al的情况下优选设定为5原子％，在Mn的情况下优选设定为15原子％。
本发明的溅射靶的制造方法没有特别限制，只要能够在Ar或H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的范围内含有Ar或H中的任一者，或者在Ar和H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的范围内含有Ar和H两者，就可以利用任意方法进行制造。为了制造这样的Ar或H含量的溅射靶，制造在Ar或H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的范围内含有Ar或H中的任一者、或者在Ar和H各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的范围内含有Ar和H两者的Cu或Cu合金锭作为成为靶母材的Cu或Cu合金锭是有效的。作为制造该锭的方法的一例，可以列举在通过熔炼铸造来制造Cu或Cu合金锭时的气氛中引入Ar或H的方法。
成为溅射靶的母材的Cu或Cu合金锭通常通过对作为原料的单质Cu金属根据需要添加作为除Cu以外的合金元素源的单质金属之后进行熔炼铸造来制造。另外，在原料时刻可以使用Cu与其它金属元素合金化而得到的材料。该熔炼铸造时向熔融液中吹入氩气或氢气(H2)。优选分别使用高纯度的氩气、高纯度的氢气作为所使用的气体。Ar、H在铸锭中的引入量可以通过控制铸造时的气氛组成、压力、流量等来调节。进行这些参数的控制和调节以使得成为溅射靶的母材的锭中含有目标量的Ar或H。
为了在原料的熔炼铸造时向熔融液中吹入氩气或氢气，可以列举如下所述的作为铜熔炼铸造法实际使用的各种方法：在能够控制气氛的加热熔炼炉中在原料的加热熔炼中喷吹这些气体的方法、在加热熔炼后的原料熔融液的保持炉中喷吹这些气体的方法、使这些气体在高频感应加热等或电子束熔炼等电熔炼过程中的气氛中流通或者向熔融液表面喷吹这些气体的方法、使这些气体在使用了等离子体炬等的加热熔炼过程中的气氛中流通或者向熔融液表面喷吹这些气体的方法等。
对以这样的方式含有目标量的Ar或H的Cu或Cu合金锭根据需要进行加工处理而制成溅射靶。此时，除了用于调节最终形状的切削、表面研磨等加工以外，也可以进行用于控制组织的微细结构的锻造、轧制等加工、热处理等，这自不必而言，但是，需要在结束最终工序而成为溅射靶的时刻，Ar或H的含量为1重量ppm以上且10重量ppm以下。
需要说明的是，本发明中的Cu或Cu合金母材中Ar的含量是指利用基于惰性气体熔炼-热导率法的分析装置(LECO公司制造的TC-436)进行定量分析而得到的分析值、H的含量是指利用基于非分散型红外线吸收法的分析装置(LECO公司制造的CS-444)进行定量分析而得到的分析值。
实施例
以下，基于实施例、比较例对本发明具体地进行说明。以下的实施例、比较例的记载仅是为了便于理解本发明的技术内容的具体例，本发明的技术的范围不受这些具体例限制。
(实施例1)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为100mm，自吹入口形状为直径为5mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.7scfm(19.81slm)、Ar气体24scfm(679.2slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为2重量ppm、Ar量为1.5重量ppm。
然后，对该溅射靶进行了放电稳定性的评价试验。该试验中的评价方法如下：将靶安装于溅射装置的磁控管阴极，将腔室真空排气至基底真空度(基底压力)，然后在引入4sccm的Ar的同时测量在该状态下对靶施加38kW的功率而产生的等离子体的连续持续时间。评价时间最大设定为350秒。将其结果一并示于表1中，对于该实施例1的靶而言，在作为最大评价时间的350秒期间能够连续稳定地保持等离子体。
(实施例2)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为120mm，自吹入口形状为长边为8mm且短边为3mm的长方形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.4scfm(11.32slm)、Ar气体14scfm(396.2slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.2重量ppm、Ar量为1重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为320秒。
(实施例3)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为90mm，自吹入口形状为长径为10mm且短径为4mm的椭圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0scfm(0slm)、Ar气体8scfm(226.4slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量小于1重量ppm(小于检出限)、Ar量为1.2重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为314秒。
(实施例4)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为110mm，自吹入口形状为底边为10mm且高度为10mm的等腰三角形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.5scfm(14.15slm)、Ar气体0scfm(0slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.2重量ppm、Ar量小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为307秒。
(实施例5)
在纯度6N的高纯度Cu中添加0.1重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为120mm，自吹入口形状为直径为7mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.3scfm(8.49slm)、Ar气体10scfm(283slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶，进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.5重量ppm、Ar量为1重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为299秒。
(实施例6)
在纯度6N的高纯度Cu中添加1.0重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为130mm，自吹入口形状为直径为10mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.2scfm(8.49slm)、Ar气体8scfm(283slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.4重量ppm、Ar量为1重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为304秒。
(实施例7)
在纯度6N的高纯度Cu中添加5.0重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为80mm，自吹入口形状为长径为15mm且短径为10mm的椭圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.5scfm(14.15slm)、Ar气体16scfm(452.8slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为2.1重量ppm、Ar量为2重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为311秒。
(实施例8)
在纯度6N的高纯度Cu中添加3.0重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为110mm，自吹入口形状为底边为15mm且高度为10mm的等腰三角形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0scfm(0slm)、Ar气体10scfm(283slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量小于1重量ppm(小于检出限)、Ar量为1.3重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为305秒。
(实施例9)
在纯度6N的高纯度Cu中添加0.5重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为130mm，自吹入口形状为长边为15mm且短边为10mm的四边形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.4scfm(11.32slm)、Ar气体0scfm(0slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.3重量ppm、Ar量小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为296秒。
(实施例10)
在纯度6N的高纯度Cu中添加0.1重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为90mm，自吹入口形状为长边为15mm且短边为10mm的四边形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.3scfm(8.49slm)、Ar气体10scfm(283slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.2重量ppm、Ar量为1.4重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为334秒。
(实施例11)
在纯度6N的高纯度Cu中添加2.0重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为50mm，自吹入口形状为底边为12mm且高度为8mm的等腰三角形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.5scfm(14.15slm)、Ar气体17scfm(481.1slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.8重量ppm、Ar量为1.5重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为305秒。
(实施例12)
在纯度6N的高纯度Cu中添加15重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为100mm，自吹入口形状为长边为20mm且短边为10mm的椭圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.4scfm(11.32slm)、Ar气体15scfm(424.5slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.5重量ppm、Ar量为1重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为289秒。
(实施例13)
在纯度6N的高纯度Cu中添加8.0重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为80mm，自吹入口形状为边长为5mm的正方形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0scfm(0slm)、Ar气体6scfm(169.8slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量小于1重量ppm(小于检出限)、Ar量为1.4重量ppm。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为300秒。
(实施例14)
在纯度6N的高纯度Cu中添加1.0重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为90mm，自吹入口形状为直径为8mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.3scfm(8.49slm)、Ar气体0scfm(0slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量为1.2重量ppm、Ar量小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为280秒。
(比较例1)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为500mm，自吹入口形状为直径为5mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0scfm(0slm)、Ar气体6scfm(169.8slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为135秒，与各实施例相比大幅缩短。
(比较例2)
将纯度6N的高纯度Cu作为原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为200mm，自吹入口形状为直径为50mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.5scfm(14.15slm)、Ar气体0scfm(0slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为125秒，与各实施例相比大幅缩短。
(比较例3)
在纯度6N的高纯度Cu中添加2.0重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为200mm，自吹入口形状为直径为50mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.3scfm(8.49slm)、Ar气体10scfm(283slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间仅为87秒，与各实施例相比大幅缩短。
(比较例4)
在纯度6N的高纯度Cu中添加0.5重量％的纯度5N以上的高纯度Al而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为500mm，自吹入口形状为直径为5mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0scfm(0slm)、Ar气体6scfm(169.8slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为122秒，与各实施例相比大幅缩短。
(比较例5)
在纯度6N的高纯度Cu中添加0.1重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为200mm，自吹入口形状为直径为50mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.4scfm(11.32slm)、Ar气体14scfm(396.2slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间为143秒，与各实施例相比大幅缩短。
(比较例6)
在纯度6N的高纯度Cu中添加1.0重量％的纯度4N以上的高纯度Mn而制成原料，将其加热熔炼而制成原料熔融液。此时，在原料的加热熔炼期间，将吹入口的最前端与熔融液表面之间的最短距离设定为500mm，自吹入口形状为直径为5mm的圆形的气体吹入喷嘴向原料熔融液的表面以H2气体0.1scfm(2.83slm)、Ar气体4scfm(113.2slm)的流量持续地喷吹。在熔炼工序之后，通过进行熔融液的冷却而得到了铸锭。取出铸锭，然后加工成直径440mm、厚度12mm的形状而制成Cu溅射靶。对该溅射靶进行了Ar和H各自的含量分析，结果H量、Ar量均小于1重量ppm(小于检出限)。然后，对该溅射靶进行了与实施例1同样的放电稳定性的评价试验，结果等离子体的连续持续时间仅为75秒，与各实施例相比大幅缩短。
产业实用性
根据本发明，即使在如低压力条件、低流量条件这样作为放电气体的条件而难以保持持续的放电的条件下，与以往的溅射靶相比也容易继续维持放电。因此，在近年来溅射过程的低压化的要求高的LIS等Cu布线形成等的过程中，能够有效地使用本发明的溅射靶。与此相伴，也能够扩大布线层组成的设计、工艺条件的自由度，因此，可以说在半导体装置制造等产业领域中的实用性和技术贡献极高。

Claims (7)

1.一种溅射靶，其包含铜或铜合金，其特征在于，所述溅射靶含有氩或氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩或氢中的任一者，或者含有氩和氢各自为1重量ppm以上且10重量ppm以下的氩和氢两者。
2.如权利要求1所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶仅含有所述氩或氢中的氩。
3.如权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶仅含有所述氩或氢中的氢。
4.如权利要求1所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有所述氩和氢两者。
5.如权利要求1～4中任一项所述的溅射靶，其特征在于，所述溅射靶包含铜合金，所述铜合金含有铝或锰中的任一者。
6.如权利要求1～5中任一项所述的溅射靶，其特征在于，所述铜合金为含有0.1重量％～5重量％的铝或0.1重量％～15重量％的锰的铜合金。
7.一种溅射靶的制造方法，其为权利要求1～6中任一项所述的溅射靶的制造方法，其特征在于，
所述制造方法包含以下工序：
准备铜或铜合金原料的工序；
在引入了氩气、或者氢气、或者氩气和氢气两者的气氛中对所述准备的原料进行熔炼的工序；
将所述熔炼后的原料冷却固化而制成铜或铜合金锭的工序；以及
对所述锭进行加工处理而制成溅射靶的工序。
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