JP2012097359A - Tft用銅スパッタリングターゲット材、tft用銅膜、及びスパッタリング方法 - Google Patents
Tft用銅スパッタリングターゲット材、tft用銅膜、及びスパッタリング方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明に係るTFT用銅スパッタリングターゲット材は、銅材からなり、銅と不可避的不純物とからなる無酸素銅、又は銅合金からなるスパッタ面を備え、かつ、(111)面と、(200)面と、(220)面と、(311)面との総和に対する、(111)面の占有割合が、15%以上であるTFT用銅スパッタリングターゲット材である。
【選択図】図1
Description
(2)また、上記TFT用銅スパッタリングターゲットは、平板型であってもよい。
(3)また、上記無酸素銅又は銅合金は、酸素含有量が5ppm以下であってもよい。
(4)上記占有割合は、20%以上であることがより好ましい。
(5)上記占有割合は、25.7%以下であってもよい。
(7)また、上記TFT用銅膜は、酸素含有量が2ppm以下であることが好ましい。
(8)上記被対象物は、ガラス基板であってもよい。
(9)上記TFT用銅膜は、表面の残留応力が120N/mm2以下であることが好ましい。
(銅スパッタリングターゲットの構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る銅スパッタリングターゲットの部分的な斜視図の一例を示す。
図2は、本発明の実施の形態に係るスパッタリング方法が適用されるスパッタ装置の概要を示す。
本実施の形態に係る銅スパッタリングターゲット材10は、スパッタ面12の(111)面と、(200)面と、(220)面と、(311)面との結晶方位面の総和を100%と規定したときの(111)面の占める割合、すなわち、(111)面の占有割合が15%以上、好ましくは25%以上となるスパッタ面12を有して形成されるので、スパッタ面12から弾き出されたスパッタ粒子4のエネルギーは、形成される銅膜5の内部応力が、圧縮応力の方が支配的になるほど高い。したがって、本実施の形態に係る銅スパッタリングターゲット材10をスパッタリングに用いることにより、形成されるスパッタ膜の引張残留応力を低減させることができる。
(実施例1に係る銅スパッタリングターゲット材10の製造)
まず、純度が99.99%であり、かつ、酸素含有量が2ppmの原材料としての無酸素銅を、連続鋳造法により製作した。連続鋳造法により製作した無酸素銅は、厚さが200mmであり、幅が500mmの鋳塊の形態であった。次に、所定の雰囲気下において、この鋳塊を800℃に加熱して、50mm以下の所定の厚さまで熱間圧延した。
実施例1と同様にして、実施例2に係る銅スパッタリングターゲット材10を製作した。実施例2に係る銅スパッタリングターゲット材をX線回折装置により分析したところ、(111)面の占有割合は15%であった。
実施例1と同様にして、実施例3に係る銅スパッタリングターゲット材10を製作した。実施例3に係る銅スパッタリングターゲット材をX線回折装置により分析したところ、(111)面の占有割合は20%であった。
比較例として、冷間加工度と熱処理温度とを調節して、(111)面の占有割合が15%以下を示す銅スパッタリングターゲット材を3パターン製作した。比較例に係る銅スパッタリングターゲット材をX線回折装置によって測定したところ、比較例に係る銅スパッタリングターゲットの(111)面の占有割合は、14.6%(比較例1)、7.6%(比較例2)、及び4.6%(比較例3)であった。更に、酸素含有量が10ppmの鋳塊を原材料として用いた点を除き、本発明の実施例と同様の工程で銅スパッタリングターゲットを製作した(比較例4)。
(評価方法1:残留応力の測定)
実施例1及び2、並びに比較例1から4のそれぞれに係る銅スパッタリングターゲット材を用いてスパッタリングにより形成した銅箔膜中の残存応力を測定した。具体的に、まず、評価用として、実施例1及び2、並びに比較例1から4に係る銅スパッタリングターゲット材のそれぞれから、厚みが5mmであり、外形がφ100mmの円板を切り出した。次に、バッチ式RF電源スパッタ装置に切り出した円板を銅スパッタリングターゲットとして設置すると共に、50mm角であり、厚みが0.7mmの無アルカリガラス基板を被対象物6として設置した。
スパッタ装置の真空チャンバ内に堆積した銅膜の剥離防止性を評価した。具体的に、まず、評価用として、実施例1及び2、並びに比較例1から4に係る銅スパッタリングターゲット材のそれぞれから、厚みが5mmであり、外形がφ100mmの円板を切り出した。次に、上記評価方法1と同様にして、バッチ式RF電源スパッタ装置を用いて、50mm角であり、厚さが1mmのSUS304基板に、厚さが0.1mmの銅膜を成膜して、銅膜の剥離の有無を調査した。
スパッタリングにより成膜した銅膜中の酸素の影響を評価した。具体的に、まず、評価用として、実施例1及び2、並びに比較例1から4に係る銅スパッタリングターゲット材のそれぞれから、厚みが5mmであり、外形がφ100mmの円板を切り出した。次に、上記評価方法1と同様にして、バッチ式RF電源スパッタ装置を用いて、50mm角であり、厚さが0.7mmの無アルカリガラス基板上に、厚さが500nmの銅膜を成膜した。次に、銅膜をH2雰囲気中、300℃で30min加熱した後、室温まで冷却した。続いて、得られた銅膜を走査型電子顕微鏡で観察することにより、ブローホールの有無を調査した。
(請求項1)
一の結晶方位面と他の結晶方位面とを有し、銅材からなるスパッタ面を備え、
前記一の結晶方位面は、加速された所定の不活性ガスイオンの照射により前記他の結晶方位面から弾き出されるスパッタ粒子のエネルギーより大きいエネルギーのスパッタ粒子を放出し、
前記一の結晶方位面と前記他の結晶方位面との総和に対する前記一の結晶方位面の占有割合は、15%以上である銅スパッタリングターゲット材。
(請求項2)
前記一の結晶方位面は、(111)面であり、
前記他の結晶方位面は、(200)面と、(220)面と、(311)面とを含む請求項1に記載の銅スパッタリングターゲット材。
(請求項3)
前記占有割合は、25%以上である請求項1又は2に記載の銅スパッタリングターゲット材。
(請求項4)
前記銅材は、銅と不可避的不純物とからなる無酸素銅、又は銅合金である請求項1から3のいずれか1項に記載の銅スパッタリングターゲット材。
(請求項5)
前記無酸素銅又は前記銅合金は、酸素含有量が5ppm以下である請求項4に記載の銅スパッタリングターゲット材。
(請求項6)
請求項1から5のいずれか1項に記載の銅スパッタリングターゲット材を用いて、被対象物に銅膜を形成するスパッタリング方法。
2 スパッタ装置
3 Ar+イオン
4 スパッタ粒子
5 銅膜
6 被対象物
10 銅スパッタリングターゲット材
12 スパッタ面
14 バッキングプレート
22 ガス導入系
24 排気系
26 真空チャンバ
26a チャンバ内壁
28a、28b 保持部
Claims (10)
- 銅材からなるTFT用銅スパッタリングターゲット材であって、
前記銅材は、一の結晶方位面と他の結晶方位面とを有し、銅と不可避的不純物とからなる無酸素銅、又は銅合金からなるスパッタ面を備え、かつ、
前記一の結晶方位面は、(111)面であり、前記他の結晶方位面は、(200)面と、(220)面と、(311)面とを含むとともに、前記(111)面と、前記(200)面と、前記(220)面と、前記(311)面との総和に対する、前記(111)面の占有割合は、15%以上である
TFT用銅スパッタリングターゲット材。 - 前記TFT用銅スパッタリングターゲット材は、平板型である請求項1に記載のTFT用銅スパッタリングターゲット材。
- 前記無酸素銅又は前記銅合金は、酸素含有量が5ppm以下である請求項1又は2に記載のTFT用銅スパッタリングターゲット材。
- 前記占有割合は、20%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のTFT用銅スパッタリングターゲット材。
- 前記占有割合は、25.7%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のTFT用銅スパッタリングターゲット材。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載のTFT用スパッタリングターゲット材を用いて、被対象物に形成されたTFT用銅膜。
- 前記TFT用銅膜は、酸素含有量が2ppm以下である請求項6に記載のTFT用銅膜。
- 前記被対象物は、ガラス基板である請求項6又は7に記載のTFT用銅膜。
- 表面の残留応力が120N/mm2以下である請求項6〜8いずれか1項に記載のTFT用銅膜。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載のTFT用銅スパッタリングターゲット材を用いて、被対象物にTFT用銅膜を形成するスパッタリング方法。
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