JP2017071834A - 高純度銅スパッタリングターゲット材 - Google Patents
高純度銅スパッタリングターゲット材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017071834A JP2017071834A JP2015200110A JP2015200110A JP2017071834A JP 2017071834 A JP2017071834 A JP 2017071834A JP 2015200110 A JP2015200110 A JP 2015200110A JP 2015200110 A JP2015200110 A JP 2015200110A JP 2017071834 A JP2017071834 A JP 2017071834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- massppm
- content
- sputtering target
- purity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【課題】高電圧を負荷しても異常放電の発生を抑制でき、安定して成膜を行うことができる高純度銅スパッタリングターゲット材を提供する。【解決手段】Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされ、電子後方散乱回折を用いた結晶方位測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位差の平均値が４°以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、例えば、半導体装置、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等において配線膜（高純度銅膜）を形成する際に用いられる高純度銅スパッタリングターゲット材に関するものである。
従来、半導体装置、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等の配線膜としてＡｌが広く使用されている。最近では、配線膜の微細化（幅狭化）および薄膜化が図られており、従来よりも比抵抗の低い配線膜が求められている。
そこで、上述の配線膜の微細化および薄膜化にともない、Ａｌよりも比抵抗の低い材料である銅（Ｃｕ）からなる配線膜が提供されている。
そこで、上述の配線膜の微細化および薄膜化にともない、Ａｌよりも比抵抗の低い材料である銅（Ｃｕ）からなる配線膜が提供されている。
ところで、上述の配線膜は、通常、スパッタリングターゲットを用いて真空雰囲気中で成膜される。ここで、スパッタリングターゲットを用いて成膜を行う場合、スパッタリングターゲット内の異物に起因して異常放電（アーキング）が発生することがあり、そのため均一な配線膜を形成できないことがある。ここで異常放電とは、正常なスパッタリング時と比較して極端に高い電流が突然急激に流れて、異常に大きな放電が急激に発生してしまう現象であり、このような異常放電が発生すれば、パーティクルの発生原因となったり、配線膜の膜厚が不均一となったりしてしまうおそれがある。したがって、成膜時の異常放電はできるだけ回避することが望まれる。
そこで、下記の特許文献１〜５には、純銅のスパッタリングターゲットにおいて、成膜時における異常放電の発生を抑制する技術が提案されている。
そこで、下記の特許文献１〜５には、純銅のスパッタリングターゲットにおいて、成膜時における異常放電の発生を抑制する技術が提案されている。
特許文献１には、純度６Ｎ以上の高純度銅からなるスパッタリングターゲットが提案されている。この特許文献１に記載された高純度銅スパッタリングターゲットにおいては、Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｃの含有量をそれぞれ１ｐｐｍ以下とするとともに、粒径０．５μｍ以上２０μｍ以下の非金属介在物を３０，０００個／ｇ以下とすることにより、スパッタリングターゲット内の異物を低減して、異常放電（アーキング）及びパーティクルの抑制を図っている。
特許文献２には、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされた高純度銅スパッタリングターゲットが提案されている。
特許文献３には、純度が９９．９６ｍａｓｓ％以上である純銅インゴットを所定の条件で加工することにより、全粒界長さＬに対する全特殊粒界長さＬσの比率を２５％以上とした純銅板（スパッタリングターゲット）が提案されている。また、ビッカース硬さが４０〜９０、平均結晶粒径が１０〜１２０μｍとされている。
特許文献４には、純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上である純銅からなり、平均結晶粒径が４０μｍ以下とされ、ＥＢＳＤ法にて測定した全結晶粒界長さＬとΣ３粒界長さＬσ３及びΣ９粒界長さＬσ９の和Ｌ（σ３＋σ９）との比率である（Σ３＋Σ９）粒界長さ比率（Ｌ（σ３＋σ９）／Ｌ）が２８％以上とされたスパッタリングターゲットが提案されている。
特許文献５には、純度が９９．９９５ｍａｓｓ％以上である純銅において、実質的に再結晶組織を有し、平均結晶粒径が８０μｍ以下、かつビッカース硬さを１００以下としたスパッタリングターゲットが提案されている。
ところで、最近では、半導体装置、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等においては、配線膜のさらなる高密度化が求められており、従来にも増して、微細化および薄膜化された配線膜を安定して形成する必要がある。また、さらなる高速成膜のために高電圧を負荷する必要があり、この場合においても異常放電の発生を抑制することが求められている。
ここで、上述した特許文献１〜５に記載された発明においては、成膜中に異常放電（アーキング）を十分に抑制することができず、微細化および薄膜化された配線膜を効率良く安定して形成することができなかった。
ここで、上述した特許文献１〜５に記載された発明においては、成膜中に異常放電（アーキング）を十分に抑制することができず、微細化および薄膜化された配線膜を効率良く安定して形成することができなかった。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、高電圧を負荷した場合でも異常放電の発生を抑制でき、安定して成膜を行うことができる高純度銅スパッタリングターゲット材を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット材は、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされており、電子後方散乱回折（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＥＢＳＤ）を用いた結晶方位測定（以後、単にＥＢＳＤ 測定と呼ぶ）によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値（Ｇｒａｉｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｐｒｅａｄ:ＧＯＳ）が４°以下であることを特徴としている。
この構成の高純度銅スパッタリングターゲット材においては、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされているので、スパッタリングターゲット内における酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、塩化物等からなる異物の発生を抑制でき、異物に起因した異常放電の発生を抑制することができる。さらに、成膜時におけるガスの発生を抑制して真空度を維持することができ、成膜を安定して実施することができる。
また、ＥＢＳＤ測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値が４°以下とされているので、結晶粒内における局所方位差が小さく、スパッタ時の２次電子の発生状況が安定することになり、異常放電の発生を抑制することが可能となる。
ここで、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット材においては、平均結晶粒径が７０μｍ以下とされていることが好ましい。
スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して凹凸が生じる。スパッタ面のおける結晶粒の粒径が大きいと、この凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。そこで、スパッタ面における平均結晶粒径を７０μｍ以下に制限することで、異常放電の発生をさらに抑制することが可能となる。
スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して凹凸が生じる。スパッタ面のおける結晶粒の粒径が大きいと、この凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。そこで、スパッタ面における平均結晶粒径を７０μｍ以下に制限することで、異常放電の発生をさらに抑制することが可能となる。
また、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット材においては、ビッカース硬さが３５以上５５Ｈｖ以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、スパッタ面のビッカース硬さが５５Ｈｖ以下に制限されているので、結晶粒内の内部ひずみが小さく、スパッタ時の２次電子の放出が均一となって、安定して成膜を行うことができる。また、内部ひずみを小さくすることでスパッタレートが均一になり、スパッタが進行した際にスパッタ面に凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
一方、スパッタ面のビッカース硬さが３５Ｈｖ以上とされているので、結晶粒径を比較的小さくすることができ、スパッタが進行した際にスパッタ面に凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
この場合、スパッタ面のビッカース硬さが５５Ｈｖ以下に制限されているので、結晶粒内の内部ひずみが小さく、スパッタ時の２次電子の放出が均一となって、安定して成膜を行うことができる。また、内部ひずみを小さくすることでスパッタレートが均一になり、スパッタが進行した際にスパッタ面に凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
一方、スパッタ面のビッカース硬さが３５Ｈｖ以上とされているので、結晶粒径を比較的小さくすることができ、スパッタが進行した際にスパッタ面に凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
本発明によれば、高電圧を負荷した場合でも異常放電の発生を抑制でき、安定して成膜を行うことができる高純度銅スパッタリングターゲット材を提供することができる。
以下に、本発明の一実施形態に係る高純度銅スパッタリングターゲット材について説明する。
本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材は、半導体装置、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等において配線膜として使用される高純度銅膜を基板上に成膜する際に用いられるものである。
本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材は、半導体装置、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等において配線膜として使用される高純度銅膜を基板上に成膜する際に用いられるものである。
そして、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材の組成は、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされている。
また、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材においては、ＥＢＳＤ測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°以下とされている。
さらに、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材においては、平均結晶粒径が７０μｍ以下とされるとともに、ビッカース硬さが３５以上５５Ｈｖ以下の範囲内とされている。
以下に、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材の組成、ＧＯＳ、平均結晶粒径、ビッカース硬さを上述のように規定した理由について説明する。
以下に、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材の組成、ＧＯＳ、平均結晶粒径、ビッカース硬さを上述のように規定した理由について説明する。
（Ｃｕ：９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上）
配線膜（高純度銅膜）をスパッタにて成膜する場合、異常放電（アーキング）を抑えるために不純物を極力低減することが好ましい。ここで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であれば、精製処理を必要以上に行う必要がなく、製造コストが大幅に上昇することを抑制することができる。
配線膜（高純度銅膜）をスパッタにて成膜する場合、異常放電（アーキング）を抑えるために不純物を極力低減することが好ましい。ここで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であれば、精製処理を必要以上に行う必要がなく、製造コストが大幅に上昇することを抑制することができる。
（Ａｌ：０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ａｌは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ａｌの含有量を０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
Ａｌは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ａｌの含有量を０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
（Ｓｉ：０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ｓｉは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ｓｉの含有量を０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
Ｓｉは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ｓｉの含有量を０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
（Ｆｅ：０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ｆｅは、銅に比べて、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、高純度銅スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ｆｅの含有量を０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
Ｆｅは、銅に比べて、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、高純度銅スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。そこで、Ｆｅの含有量を０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制することが可能となる。
（Ｓ：０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ｓは、他の不純物元素と反応して硫化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい元素である。また、単体で存在している場合、成膜時にガス化及びイオン化し、真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｓの含有量を０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
Ｓは、他の不純物元素と反応して硫化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい元素である。また、単体で存在している場合、成膜時にガス化及びイオン化し、真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｓの含有量を０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
（Ｃｌ：０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ｃｌは、他の不純物元素と反応して塩化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい元素である。また、単体で存在している場合、成膜時にガス化及びイオン化し、真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｃｌの含有量を０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
Ｃｌは、他の不純物元素と反応して塩化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい元素である。また、単体で存在している場合、成膜時にガス化及びイオン化し、真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｃｌの含有量を０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
（Ｏ、Ｈ、Ｎ：それぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
スパッタリングターゲットで成膜する場合、真空中雰囲気で実施されることから、これらのガス成分が多く存在していると、成膜時に真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。また、異常放電によってパーティクルが発生し、高純度銅膜の品質が劣化してしまうおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｏ、Ｈ、Ｎの含有量をそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
スパッタリングターゲットで成膜する場合、真空中雰囲気で実施されることから、これらのガス成分が多く存在していると、成膜時に真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。また、異常放電によってパーティクルが発生し、高純度銅膜の品質が劣化してしまうおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｏ、Ｈ、Ｎの含有量をそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
（Ｃ：１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
Ｃは、他の不純物元素と反応して炭化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい。また、Ｃは、単体としてもスパッタリングターゲット内に残存しやすいため、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｃの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
Ｃは、他の不純物元素と反応して炭化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい。また、Ｃは、単体としてもスパッタリングターゲット内に残存しやすいため、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。以上のことから、本実施形態では、Ｃの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
なお、本実施形態では、上述のように、各種の不純物元素の含有量の上限をそれぞれ設定しているが、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上となるように、不純物元素の合計量を規制する必要がある。
ここで、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く不純物元素の分析は、グロー放電質量分析装置（ＧＤ−ＭＳ）を用いて行うことができる。
また、Ｏの分析は、不活性ガス融解−赤外線吸収法、Ｈ，Ｎの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法、Ｃの分析は、燃焼−赤外線吸収法によって実施することができる。
ここで、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く不純物元素の分析は、グロー放電質量分析装置（ＧＤ−ＭＳ）を用いて行うことができる。
また、Ｏの分析は、不活性ガス融解−赤外線吸収法、Ｈ，Ｎの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法、Ｃの分析は、燃焼−赤外線吸収法によって実施することができる。
（ＧＯＳの値が４°以下）
ＥＢＳＤ測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°を超えると比較的ひずみが大きいことから、このひずみが存在する領域において、スパッタ時における２次電子の発生状況が不安定になるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、上述のＧＯＳを４°以下とすることにより、結晶粒内のひずみを少なくして、スパッタ時における２次電子の発生状況を安定させることが可能となる。
なお、スパッタ時における２次電子の発生状況を確実に安定させるためには、上述のＧＯＳを３°以下とすることが好ましい。
ＥＢＳＤ測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°を超えると比較的ひずみが大きいことから、このひずみが存在する領域において、スパッタ時における２次電子の発生状況が不安定になるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、上述のＧＯＳを４°以下とすることにより、結晶粒内のひずみを少なくして、スパッタ時における２次電子の発生状況を安定させることが可能となる。
なお、スパッタ時における２次電子の発生状況を確実に安定させるためには、上述のＧＯＳを３°以下とすることが好ましい。
（平均結晶粒径：７０μｍ以下）
スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して結晶粒に応じた凹凸が生じることになる。
ここで、平均結晶粒径が７０μｍを超えると、スパッタ面に生じる凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。
このような理由から、本実施形態の高純度銅スパッタリングターゲットにおいては、平均結晶粒径を７０μｍ以下に規定している。
なお、スパッタが進行した際のスパッタ面の凹凸を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、平均結晶粒径を６０μｍ以下とすることが好ましく、５０μｍ以下とすることがさらに好ましい。
スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して結晶粒に応じた凹凸が生じることになる。
ここで、平均結晶粒径が７０μｍを超えると、スパッタ面に生じる凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。
このような理由から、本実施形態の高純度銅スパッタリングターゲットにおいては、平均結晶粒径を７０μｍ以下に規定している。
なお、スパッタが進行した際のスパッタ面の凹凸を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、平均結晶粒径を６０μｍ以下とすることが好ましく、５０μｍ以下とすることがさらに好ましい。
（ビッカース硬さ：３５Ｈｖ以上５５Ｈｖ以下）
本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲットにおいて、ビッカース硬さが５５Ｈｖを超える場合には、結晶粒内の内部ひずみが大きくなって、スパッタ時における２次電子の発生状況が不安定となり、成膜を安定して行うことができないおそれがある。また、内部ひずみによってスパッタレートが不均一になり、スパッタ面に凹凸が生じ、マイクロアーク放電回数が増大してしまうおそれがある。一方、ビッカース硬さが３５Ｈｖ未満の場合には、結晶粒径が粗大化することから、スパッタが進行した際にスパッタ面の凹凸が生じ、異常放電が発生しやすくなる。
このような理由から、本実施形態においては、ビッカース硬さを３５Ｈｖ以上５５Ｈｖ以下の範囲内に規定している。
なお、結晶粒径が粗大化を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、ビッカース硬さの下限を３７Ｈｖ以上とすることが好ましく、３９Ｈｖ以上とすることがさらに好ましい。また、スパッタレートを均一化して膜厚のばらつきやマイクロアーク放電を確実に抑制するためには、スパッタ面におけるビッカース硬さの上限を５３Ｈｖ以下とすることが好ましく、５０Ｈｖ以下とすることがさらに好ましい。
本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲットにおいて、ビッカース硬さが５５Ｈｖを超える場合には、結晶粒内の内部ひずみが大きくなって、スパッタ時における２次電子の発生状況が不安定となり、成膜を安定して行うことができないおそれがある。また、内部ひずみによってスパッタレートが不均一になり、スパッタ面に凹凸が生じ、マイクロアーク放電回数が増大してしまうおそれがある。一方、ビッカース硬さが３５Ｈｖ未満の場合には、結晶粒径が粗大化することから、スパッタが進行した際にスパッタ面の凹凸が生じ、異常放電が発生しやすくなる。
このような理由から、本実施形態においては、ビッカース硬さを３５Ｈｖ以上５５Ｈｖ以下の範囲内に規定している。
なお、結晶粒径が粗大化を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、ビッカース硬さの下限を３７Ｈｖ以上とすることが好ましく、３９Ｈｖ以上とすることがさらに好ましい。また、スパッタレートを均一化して膜厚のばらつきやマイクロアーク放電を確実に抑制するためには、スパッタ面におけるビッカース硬さの上限を５３Ｈｖ以下とすることが好ましく、５０Ｈｖ以下とすることがさらに好ましい。
次に、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材の製造方法について説明する。
まず、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上の電気銅を準備し、これを電解精製する。上述の電気銅をアノードとし、チタン板をカソードとし、これらアノード及びカソードを電解液に浸漬して電解を行う。ここで、電解液は、試薬の硝酸銅を水で希釈することにより調製し、さらに塩酸を添加したものを使用する。このように、硝酸銅電解液中に塩酸を加えることにより、亜硝酸ガスの発生を抑制でき、電着銅中の不純物量を低減することが可能となるのである（特許第３１０２１７７参照）。このような電解精製実施することにより、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度を９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とした高純度銅が得られる。
まず、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上の電気銅を準備し、これを電解精製する。上述の電気銅をアノードとし、チタン板をカソードとし、これらアノード及びカソードを電解液に浸漬して電解を行う。ここで、電解液は、試薬の硝酸銅を水で希釈することにより調製し、さらに塩酸を添加したものを使用する。このように、硝酸銅電解液中に塩酸を加えることにより、亜硝酸ガスの発生を抑制でき、電着銅中の不純物量を低減することが可能となるのである（特許第３１０２１７７参照）。このような電解精製実施することにより、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度を９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とした高純度銅が得られる。
そして、本実施形態では、電解精製工程において用いられるアノード（電気銅）のＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅの含有量をそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ以下に規定しており、さらに、電解液中のＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅの含有量をそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ以下に規定している。また、電解精製を実施する室内のクリーン度をクラス１００００以下としている。このような条件で電解精製を行うことにより、Ａｌの含有量を０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量を０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量を０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることが可能となる。
また、本実施形態では、電解精製の際に、Ｓ低減のため硝酸系電解液が使用されている。その電解液には、カソード表面を平滑化するために添加されるニカワや有機系高分子にＳ等の不純物が含有されており，これらがカソードに取り込まれると，カソード中のＳ濃度が上昇する。そこで、本実施形態では、硝酸系の電解液に，添加剤としてＳ含有量の少ないポリエチレングリコールとポリビニルアルコールの混合物等の合成高分子を組み合わせて用いた。
さらに、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎは，１０-４Ｐａ以下の高真空中で溶解することによって、真空中にガスとなって揮発し、所定の濃度まで低減することが可能となる。
Ｃは、溶解温度を上げるとＣｕ中への溶解度が増すが、溶解温度を低く保てば、高純度グラファイト容器中で溶解しても所定の濃度以下に保つことが可能となる。具体的には、１１５０℃以下で溶解すれば所定のＣ濃度を維持することが可能となる。
Ｃは、溶解温度を上げるとＣｕ中への溶解度が増すが、溶解温度を低く保てば、高純度グラファイト容器中で溶解しても所定の濃度以下に保つことが可能となる。具体的には、１１５０℃以下で溶解すれば所定のＣ濃度を維持することが可能となる。
以上のようにして、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされた高純度銅を得ることができる。
次に、この高純度銅を溶解原料とし、真空溶解炉で溶解して高純度銅インゴットを作製する。
得られた高純度銅インゴットに対して、４５０〜７００℃の温度範囲で熱間鍛造を行う。これにより、鋳造組織を破壊して等軸の結晶粒を有する組織に調節する。
得られた高純度銅インゴットに対して、４５０〜７００℃の温度範囲で熱間鍛造を行う。これにより、鋳造組織を破壊して等軸の結晶粒を有する組織に調節する。
次に、熱間鍛造材に対して、同一結晶粒内における結晶方位の局所方位差を低減するため，７００〜９００℃の温度範囲で１〜２時間保持の熱処理を行った後、冷間加工を行う。ここで、微細で均一でかつ，結晶粒内のひずみを小さくするには，冷間圧延のときの圧下率を大きくとることが有効である。そうすることによって，引き続き行われる冷間加工後の熱処理で容易に再結晶が生じ，結晶粒内のひずみが少なくなる。このため、１回の圧延パスにおける圧下率は１５％以上２５％以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、圧延全体における圧延率は４０％以上とすることが好ましい。
次に、冷間加工材に対して、再結晶熱処理を行う。熱処理温度は、３５０℃以上４５０℃以下，保持時間は１時間以上２時間以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、冷間加工及び熱処理を複数回繰り返すことで、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°以下となるように調整してもよい。
なお、冷間加工及び熱処理を複数回繰り返すことで、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°以下となるように調整してもよい。
以上のようにして、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材が製造されることになる。
以上のような構成とされた本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材によれば、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされているので、精製工程を必要以上に実施する必要がなく、比較的低コストで製造することが可能となる。
また、酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、塩化物等を形成して異物として残存しやすい元素であるＡｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされているので、スパッタリングターゲット内における異物の発生を抑制でき、異物に起因した異常放電の発生を抑制することができる。
さらに、成膜時におけるガスの発生原因となるＳ、Ｃｌ、Ｏ、Ｈ、Ｎの含有量が上述のように規制されているので、真空度を維持することができ、成膜を安定して実施することができる。
また、酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、塩化物等を形成して異物として残存しやすい元素であるＡｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされているので、スパッタリングターゲット内における異物の発生を抑制でき、異物に起因した異常放電の発生を抑制することができる。
さらに、成膜時におけるガスの発生原因となるＳ、Ｃｌ、Ｏ、Ｈ、Ｎの含有量が上述のように規制されているので、真空度を維持することができ、成膜を安定して実施することができる。
また、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材においては、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位の局所方位差の平均値（ＧＯＳ）が４°以下とされているので、結晶粒内のひずみが少なく、スパッタ時における２次電子の発生状況が安定することになり、異常放電の発生を抑制することが可能となる。
また、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材においては、平均結晶粒径が７０μｍ以下とされているので、スパッタが進行してスパッタ面に結晶粒に応じた凹凸が形成された場合であっても、凹凸が大きくならず、異常放電の発生をさらに抑制することができる。
さらに、本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材においては、ビッカース硬さが３５Ｈｖ以上とされているので、結晶粒径を比較的小さくすることができ、スパッタが進行してスパッタ面に結晶粒に応じた凹凸が形成された場合であっても、異常放電の発生を抑制できる。
また、ビッカース硬さが５５Ｈｖ以下とされているので、結晶粒内の内部ひずみが小さく、スパッタ時における２次電子の放出が均一となって、安定してスパッタ成膜を行うことができる。また、内部ひずみによってスパッタレートが不均一になることを抑制でき、スパッタが進行してスパッタ面に大きな凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
また、ビッカース硬さが５５Ｈｖ以下とされているので、結晶粒内の内部ひずみが小さく、スパッタ時における２次電子の放出が均一となって、安定してスパッタ成膜を行うことができる。また、内部ひずみによってスパッタレートが不均一になることを抑制でき、スパッタが進行してスパッタ面に大きな凹凸が形成されることを抑制でき、異常放電の発生を抑制できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、配線膜として高純度銅膜を形成するスパッタリングターゲットを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、他の用途で高純度銅膜を用いる場合であっても適用することができる。
また、製造方法については、本実施形態に限定されることはなく、他の製造方法によって製造されたものであってもよい。
本実施形態では、配線膜として高純度銅膜を形成するスパッタリングターゲットを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、他の用途で高純度銅膜を用いる場合であっても適用することができる。
また、製造方法については、本実施形態に限定されることはなく、他の製造方法によって製造されたものであってもよい。
以下に、前述した本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット材について評価した評価試験の結果について説明する。
（本発明例１〜７）
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
得られた高純度鋳塊を、６００℃で熱間鍛造し、８５０℃で２時間保持の熱処理を行った。
次に、上記の熱処理材に、圧下率２０％で冷間圧延を行って、厚さ１０ｍｍ圧の冷間圧延板を得た。このときの圧延率は９０％であった。
次に、冷間加工材に、温度４００℃、保持時間１．５時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
次に、上記の熱処理材に、圧下率２０％で冷間圧延を行って、厚さ１０ｍｍ圧の冷間圧延板を得た。このときの圧延率は９０％であった。
次に、冷間加工材に、温度４００℃、保持時間１．５時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
（本発明例８）
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
得られた高純度鋳塊を、５５０℃で熱間鍛造し、８００℃で２時間保持の熱処理を行った。
次に、上記の熱処理材に、圧下率１５％で冷間圧延を行った。このときの圧延率は８０％であった。
次に、冷間加工材に、温度５５０℃、保持時間２時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
次に、上記の熱処理材に、圧下率１５％で冷間圧延を行った。このときの圧延率は８０％であった。
次に、冷間加工材に、温度５５０℃、保持時間２時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
（本発明例９）
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅが１ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらにその他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、実施の形態で例示した電解精製条件で電解精製を行うことにより、銅原料を製造した。
上記製造方法で製造した原料を、高純度カーボンで作製した坩堝に入れ、１１３０℃で真空溶解（圧力１０−５Ｐａ）した。その後、高純度カーボンで作製したモールド内に真空状態（圧力１０−５Ｐａ）で流し込み、直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。
得られた高純度鋳塊を、５００℃で熱間鍛造し、８００℃で１時間保持の熱処理を行った。
次に、上記の熱処理材に、圧下率２０％で冷間圧延を行った。このときの圧延率は９５％であった。
次に、冷間加工材に、温度３５０℃、保持時間１時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
次に、上記の熱処理材に、圧下率２０％で冷間圧延を行った。このときの圧延率は９５％であった。
次に、冷間加工材に、温度３５０℃、保持時間１時間の熱処理を行った。
その後、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍに切り出して、高純度スパッタリングターゲット材とし、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
（比較例）
比較例１においては、電解液に塩酸を添加しないで電解し、クリーンルームの代わりに一般室で電解を実施した。カソードを平滑にする添加剤として、通常のニカワとエチレングリコールを用いた。溶解鋳造は、窒素雰囲気、大気圧で、高純度グラファイト坩堝を用いて１３００℃で実施した。得られた鋳塊（直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍ）を、５００℃で熱間鍛造して鋳造組織を破壊し、等軸晶とした後、熱処理しないで、圧下率５％で冷間圧延し、４００℃で１時間保持の熱処理を行った。このときの圧延率は４０％であった。
比較例１においては、電解液に塩酸を添加しないで電解し、クリーンルームの代わりに一般室で電解を実施した。カソードを平滑にする添加剤として、通常のニカワとエチレングリコールを用いた。溶解鋳造は、窒素雰囲気、大気圧で、高純度グラファイト坩堝を用いて１３００℃で実施した。得られた鋳塊（直径１５０ｍｍ×高さ２００ｍｍ）を、５００℃で熱間鍛造して鋳造組織を破壊し、等軸晶とした後、熱処理しないで、圧下率５％で冷間圧延し、４００℃で１時間保持の熱処理を行った。このときの圧延率は４０％であった。
比較例２においては、電解精製を一般室で行い，添加剤にニカワとエチレングリコールを使用して電解した。また高純度グラファイト坩堝を用いて、真空中（圧力１０−５Ｐａ）において１３００℃で溶解した。得られた鋳塊（同形状）を５００℃で同様に熱間鍛造して鋳造組織を破壊し、等軸晶とした後、熱処理しないで、圧下率１０％で冷間圧延し、３５０℃で１時間保持の熱処理を行った。このときの圧延率は８０％であった。
比較例３においては、電解精製を一般室で行い、電解のときにポリエチレングリコールとポリビニルアルコールを添加剤として使用した。真空溶解の代わりに窒素雰囲気の大気圧で、高純度グラファイト坩堝を用いて１１５０℃で溶解した。得られた鋳塊を同様に鍛造し、熱処理しないで、圧下率１０％で冷間圧延し、４００℃で１時間保持の熱処理を行った。このときの圧延率は６０％であった。
比較例４においては、窒素雰囲気で大気圧にて溶解し、グラファイト坩堝を用いて１３００℃で溶解した。得られた鋳塊は、５００℃で熱間鍛造後、熱処理しないで、圧延率１０％で冷間圧延し、４５０℃で２時間保持の熱処理を行った。このときの圧延率は６０％であった。
得られたスパッタリングターゲット材について、成分組成（不純物量）、ＧＯＳ、平均結晶粒径、ビッカース硬さ、異常放電回数について、以下の手順で評価した。また、評価結果を表１、２に示す。
（不純物量）
Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く不純物元素の分析は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ−９０００型）を用いて実施した。分析手順は、ＡＳＴＭに準じて実施した。
Ｏの分析は、不活性ガス融解−赤外線吸収法（ＪＩＳ Ｈ １０６７）によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２６１３に準じて分析を実施した。
Ｈの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＲＨＥＮ６０２を用いてＪＩＳ Ｚ ２６１４に準じて分析を実施した。
Ｎの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて分析を実施した。
Ｃの分析は、燃焼−赤外線吸収法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＣＳＬＳ６００を用いてＪＩＳ Ｚ ２６１５に準じて分析を実施した。
Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く不純物元素の分析は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ−９０００型）を用いて実施した。分析手順は、ＡＳＴＭに準じて実施した。
Ｏの分析は、不活性ガス融解−赤外線吸収法（ＪＩＳ Ｈ １０６７）によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２６１３に準じて分析を実施した。
Ｈの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＲＨＥＮ６０２を用いてＪＩＳ Ｚ ２６１４に準じて分析を実施した。
Ｎの分析は、不活性ガス融解−熱伝導法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて分析を実施した。
Ｃの分析は、燃焼−赤外線吸収法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＣＳＬＳ６００を用いてＪＩＳ Ｚ ２６１５に準じて分析を実施した。
（ＧＯＳの測定）
まず、各試料について、圧延方向（ＲＤ方向）に沿う縦断面（ＴＤ方向に見た面）を耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日本電社製 ショットキー電界放出形走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−７００１Ｆ、ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．５．２）を用いた。まず，ＥＢＳＤ測定装置の電子線の加速電圧は１５ｋＶ，測定視野は８００μｍ×１２００μｍとした。測定点の形状を正６角形とし，測定間隔は２．５μｍとした。同一結晶粒内における一の測定点と残り全ての測定点間の結晶方位の局所角度差の平均値を求めた。ただし、局所角度差が５°以上の隣接する測定点は，測定点間に粒界があるものとみなし、平均値の算出時に除外した。
まず、各試料について、圧延方向（ＲＤ方向）に沿う縦断面（ＴＤ方向に見た面）を耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日本電社製 ショットキー電界放出形走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−７００１Ｆ、ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．５．２）を用いた。まず，ＥＢＳＤ測定装置の電子線の加速電圧は１５ｋＶ，測定視野は８００μｍ×１２００μｍとした。測定点の形状を正６角形とし，測定間隔は２．５μｍとした。同一結晶粒内における一の測定点と残り全ての測定点間の結晶方位の局所角度差の平均値を求めた。ただし、局所角度差が５°以上の隣接する測定点は，測定点間に粒界があるものとみなし、平均値の算出時に除外した。
（平均結晶粒径）
平均結晶粒径の測定は、圧延面（ＮＤ面）にて、光学顕微鏡を使用してミクロ組織観察を行い、ＪＩＳ Ｈ ０５０１：１９８６（切断法）に基づき測定した。
平均結晶粒径の測定は、圧延面（ＮＤ面）にて、光学顕微鏡を使用してミクロ組織観察を行い、ＪＩＳ Ｈ ０５０１：１９８６（切断法）に基づき測定した。
（ビッカース硬さ）
試料の硬さは，ターゲットとして使用される表面にて，ＪＩＳ Ｚ ２２４４に準拠してマクロビッカース硬さ試験機にて測定を行った。
試料の硬さは，ターゲットとして使用される表面にて，ＪＩＳ Ｚ ２２４４に準拠してマクロビッカース硬さ試験機にて測定を行った。
（異常放電）
スパッタ方式は，ＤＣマグネトロンスパッタ法とした。スパッタするターゲットをチャンバー内のカソードに取り付け、到達真空：５×１０−４Ｐａ以下になるように真空に引いた。まず、ターゲット加工面の汚れや加工疵を除去するために、徐々にスパッタパワーを上げてプリスパッタを行い、スパッタパワーを３０００Ｗまで上げた。なお、プリスパッタの電力は６６０Ｗｈとした。
引き続き、スパッタパワー３０００Ｗ、スパッタ圧０．４Ｐａで１分間の放電と停止を繰り返し、スパッタ電力が１０ｋＷｈに達するまで実施した。そして、放電中に発生した異常放電回数を，ランドマークテクノロジー社製，マイクロアークモニター（ＭＡＭ Ｇｅｎｅｓｉｓ）で計測した。
スパッタ方式は，ＤＣマグネトロンスパッタ法とした。スパッタするターゲットをチャンバー内のカソードに取り付け、到達真空：５×１０−４Ｐａ以下になるように真空に引いた。まず、ターゲット加工面の汚れや加工疵を除去するために、徐々にスパッタパワーを上げてプリスパッタを行い、スパッタパワーを３０００Ｗまで上げた。なお、プリスパッタの電力は６６０Ｗｈとした。
引き続き、スパッタパワー３０００Ｗ、スパッタ圧０．４Ｐａで１分間の放電と停止を繰り返し、スパッタ電力が１０ｋＷｈに達するまで実施した。そして、放電中に発生した異常放電回数を，ランドマークテクノロジー社製，マイクロアークモニター（ＭＡＭ Ｇｅｎｅｓｉｓ）で計測した。
比較例１においては、不純物量が多く、銅の純度が本発明の範囲外であり、ＧＯＳの値も本発明の範囲外とされており、異常放電回数が７５０回と多かった。
比較例２は、Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｓの含有量が本発明の範囲外とされ、ＧＯＳの値も本発明の範囲外とされており、異常放電回数が９１２回と多かった。
比較例３は、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎの含有量が本発明の範囲外とされ、ＧＯＳの値も本発明の範囲外とされており、異常放電回数が５５０回と多かった。
比較例４は、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎ、Ｃの含有量が本発明の範囲外とされており、異常放電回数が８５０回と多かった。
比較例２は、Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｓの含有量が本発明の範囲外とされ、ＧＯＳの値も本発明の範囲外とされており、異常放電回数が９１２回と多かった。
比較例３は、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎの含有量が本発明の範囲外とされ、ＧＯＳの値も本発明の範囲外とされており、異常放電回数が５５０回と多かった。
比較例４は、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎ、Ｃの含有量が本発明の範囲外とされており、異常放電回数が８５０回と多かった。
これに対して、銅の純度、不純物量、ＧＯＳが本発明の範囲内とされた本発明例においては、異常放電回数が２００回以下となっていた。
以上のことから、本発明例によれば、高電圧を負荷した場合でも異常放電の発生を抑制でき、安定して成膜を行うことができる高純度銅スパッタリングターゲット材を提供可能であることが確認された。
以上のことから、本発明例によれば、高電圧を負荷した場合でも異常放電の発生を抑制でき、安定して成膜を行うことができる高純度銅スパッタリングターゲット材を提供可能であることが確認された。
Claims (3)
- Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８ｍａｓｓ％以上とされ、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｆｅの含有量が０．０２ｍａｓｓｐｐｍ以下，Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされており、
電子後方散乱回折を用いた結晶方位測定によって得られた、同一結晶粒内における一の測定点と他の全ての測定点間の結晶方位差の平均値が４°以下であることを特徴とする高純度銅スパッタリングターゲット材。 - 平均結晶粒径が７０μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の高純度銅スパッタリングターゲット材。
- ビッカース硬さが３５以上５０Ｈｖ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高純度銅スパッタリングターゲット材。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015200110A JP6661953B2 (ja) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 高純度銅スパッタリングターゲット材 |
| KR1020187001486A KR102327963B1 (ko) | 2015-08-24 | 2016-08-03 | 고순도 구리 스퍼터링 타깃재 |
| PCT/JP2016/072819 WO2017033694A1 (ja) | 2015-08-24 | 2016-08-03 | 高純度銅スパッタリングターゲット材 |
| US15/754,403 US10889889B2 (en) | 2015-08-24 | 2016-08-03 | High purity copper sputtering target material |
| EP16839041.7A EP3342898B1 (en) | 2015-08-24 | 2016-08-03 | High purity copper sputtering target material |
| CN201680048552.7A CN107923034B (zh) | 2015-08-24 | 2016-08-03 | 高纯度铜溅射靶材 |
| TW105125778A TWI696714B (zh) | 2015-08-24 | 2016-08-12 | 高純度銅濺鍍靶材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015200110A JP6661953B2 (ja) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 高純度銅スパッタリングターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017071834A true JP2017071834A (ja) | 2017-04-13 |
| JP6661953B2 JP6661953B2 (ja) | 2020-03-11 |
Family
ID=58538627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015200110A Active JP6661953B2 (ja) | 2015-08-24 | 2015-10-08 | 高純度銅スパッタリングターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6661953B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020144913A1 (ja) | 2019-01-07 | 2020-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | スパッタリングターゲット材 |
| CN111836913A (zh) * | 2018-04-09 | 2020-10-27 | 三菱综合材料株式会社 | 溅射靶材 |
| EP3633072A4 (en) * | 2017-06-01 | 2021-02-17 | Mitsubishi Materials Corporation | HIGHLY PURE ELECTROLYTIC COPPER |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02185990A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-20 | Dowa Mining Co Ltd | 超高純度銅の製造方法 |
| JPH1060632A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Dowa Mining Co Ltd | スパッタリングターゲット及びその製造方法ならびに半導体素子 |
| JP3102177B2 (ja) * | 1992-12-01 | 2000-10-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度銅の製造方法 |
| WO2005073434A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 超高純度銅及びその製造方法 |
| WO2006134724A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 超高純度銅及びその製造方法並びに超高純度銅からなるボンディングワイヤ |
| WO2010038642A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 日鉱金属株式会社 | 高純度銅又は高純度銅合金スパッタリングターゲット、同スパッタリングターゲットの製造方法及び高純度銅又は高純度銅合金スパッタ膜 |
| WO2010038641A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 日鉱金属株式会社 | 高純度銅及び電解による高純度銅の製造方法 |
| JP2011162835A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 純銅板の製造方法及び純銅板 |
| WO2015005348A1 (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲット |
-
2015
- 2015-10-08 JP JP2015200110A patent/JP6661953B2/ja active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02185990A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-20 | Dowa Mining Co Ltd | 超高純度銅の製造方法 |
| JP3102177B2 (ja) * | 1992-12-01 | 2000-10-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度銅の製造方法 |
| JPH1060632A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Dowa Mining Co Ltd | スパッタリングターゲット及びその製造方法ならびに半導体素子 |
| WO2005073434A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 超高純度銅及びその製造方法 |
| WO2006134724A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 超高純度銅及びその製造方法並びに超高純度銅からなるボンディングワイヤ |
| WO2010038642A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 日鉱金属株式会社 | 高純度銅又は高純度銅合金スパッタリングターゲット、同スパッタリングターゲットの製造方法及び高純度銅又は高純度銅合金スパッタ膜 |
| WO2010038641A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 日鉱金属株式会社 | 高純度銅及び電解による高純度銅の製造方法 |
| JP2011162835A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 純銅板の製造方法及び純銅板 |
| WO2015005348A1 (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲット |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3633072A4 (en) * | 2017-06-01 | 2021-02-17 | Mitsubishi Materials Corporation | HIGHLY PURE ELECTROLYTIC COPPER |
| CN111836913A (zh) * | 2018-04-09 | 2020-10-27 | 三菱综合材料株式会社 | 溅射靶材 |
| WO2020144913A1 (ja) | 2019-01-07 | 2020-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | スパッタリングターゲット材 |
| KR20210111671A (ko) | 2019-01-07 | 2021-09-13 | 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤 | 스퍼터링 타깃재 |
| US11427888B2 (en) | 2019-01-07 | 2022-08-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Sputtering target material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6661953B2 (ja) | 2020-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI696714B (zh) | 高純度銅濺鍍靶材 | |
| JP6727749B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲット | |
| KR20150140658A (ko) | 열연 구리판 | |
| JP6661953B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| TWI810388B (zh) | 濺鍍靶材 | |
| JP6661951B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| JP6435981B2 (ja) | 銅合金スパッタリングターゲット | |
| CN110129744B (zh) | 溅射用钛靶 | |
| JP6651737B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| CN109312425B (zh) | 溅射靶用铜材料及溅射靶 | |
| JP2020105563A (ja) | スパッタリングターゲット用銅素材 | |
| JP6662088B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| JP6662087B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| JP6661952B2 (ja) | 高純度銅スパッタリングターゲット材 | |
| US11427888B2 (en) | Sputtering target material | |
| JP2013185238A (ja) | スパッタリングターゲット | |
| JP2016156097A (ja) | スパッタリングターゲット | |
| WO2018235889A1 (ja) | スパッタリングターゲット材、スパッタリングターゲット、スパッタリングターゲット用アルミニウム板及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180926 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191002 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200127 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6661953 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |