JP5520746B2 - スパッタリングターゲット用銅材料及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリングターゲット用銅材料及びその製造方法に関する。

近年、モバイルＰＣ、携帯電話端末等の小型電子機器から大型のテレビまで、種々のサイズにおいてフラットパネルディスプレイが使用されている。フラットパネルディスプレイに分類される液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイにおいては、高画質・動画の高速描画への要求を満たすために、画素のドットに薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと記載する）素子を組み込んだものが開発され、現在、主流となっている。

図１に、液晶ディスプレイにおけるＴＦＴ素子の構造一例を概略断面図で示した。
ＴＦＴ素子１において、ガラス基板２の上には、走査線３と、走査線３の一部がＴＦＴ素子１のＯＮ／ＯＦＦ制御として機能を有するゲート電極４とがある。更に、窒化シリコンの絶縁膜５が、ゲート電極４を覆うように形成され、絶縁膜５の上には、順次、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記載）層６、Ｐ（リン）をドープしたａ−Ｓｉ層７、及びソース−ドレイン電極８、９が形成される。更に、それらを覆うように、窒化シリコンの保護膜１０が形成される。また、画素領域には、保護膜１０の上にスズドープ酸化インジウム（以下ＩＴＯと記載）膜１１が配置される。

従来、走査線、ゲート電極、及びソース−ドレイン電極には、Ｍｏ又はＣｒのような高融点金属や、アルミニウムとその合金等が用いられてきた。しかしながら、液晶ディスプレイの大型化や高画素化に伴い、配線長が増大され、信号遅延、電力損失等による画像表示むら等が顕在化した。そこで、電気抵抗率の低い銅配線膜が着目されるようになった。

ＴＦＴ素子の配線膜に銅を用いると、ガラス基板上に直接形成した銅配線膜が、Ｃｕ／ガラス界面における密着性が悪いために、ガラス基板から剥離することがある。

このように、銅配線膜がガラス基板から剥離する問題を解消するための発明として、特許文献１〜３等に記載された技術が提案されている。

特許文献１には、銅配線膜とガラス基板の間にＭｏ等の高融点金属を介在させ、ガラス基板との密着性に優れるバリア層を形成することで、剥離を抑制している。

特許文献２、３には、銅を合金化したスパッタリングターゲットを用いることで、酸化物を銅配線膜とガラス基板との界面に形成させたり、合金元素を銅配線膜とガラス基板との界面に濃化させる等の手法により、剥離を抑制している。

特許文献２、３に記載されたように銅合金化等の手法も開発されているが、現在、工業的には、特許文献１に記載された発明のように、ガラス基板と密着性のよいＭｏやＴｉ等を、図１に示したバリア層１２として、銅配線膜である走査線３及びゲート電極４の下に形成することで、剥離を改善し、スパッタリングにより純銅の銅配線膜を形成している。

ＴＦＴ素子のゲート電極の形成工程において要求される重要な特性の一つに、基板面内における配線膜の均一性が挙げられる。配線膜の均一性が低いと、すなわち膜厚の違いや凹凸等の存在により、ＴＦＴ素子内での電気容量が不均一になるため、得られる液晶ディスプレイの表示に悪影響が与えられる。また、ＴＦＴ素子の製造工程において、膜厚の違いや粗大なクラスタ（パーティクル、スプラッシュ等）が存在すると、エッチングにて配線電極を作製した際に、断線、短絡等の配線不良を引き起こすことが懸念される。

半導体配線等となる純銅膜をスパッタリング工程にて形成する場合に、均一な配線膜が製膜でき、粗大クラスタの抑制及び断線不良を抑制できるスパッタリングターゲットの発明としては、特許文献４〜８等に記載された技術が提案されている。

特許文献４には、酸素、窒素、炭素、及び水素のガス成分を除いた純度９９．９９９９％以上の銅を基体として、酸素濃度０．１ｐｐｍ以下で溶解、凝固させて製造することで、不良断線率の少ない超ＬＳＩ用の配線膜を得ることが可能なスパッタリングターゲットが記載されている。この技術においては、銅材料中の不純物量を低減させることで、断線不良等を低減させる。

特許文献５には、純度９９．９９５％以上の銅において、再結晶組織の平均結晶粒径を８０μｍ以下にし、かつ、ビッカース硬さを１００以下にしたスパッタリングターゲットを用いることで、スパッタリング粒子の飛び出しの拡がりと粗大クラスタ発生を抑制することが記載されている。

特許文献６には、ガス成分を除いた純度９９．９９９％以上の銅において、スパッタリング面内における｛１１１｝面のＸ線回折ピーク強度Ｉ｛１１１｝を高め、平均粒径を２５０μｍ以下にして、場所による粒径のばらつきを２０％以内にすることで、配線膜の均一性を良好にすることが記載されている。
特許文献７には、表面に｛１１０｝面を向いた結晶の体積を８０％以上にし、それらの結晶を表面から中心に向かって均一に分布させることにより、銅原子の飛び出しを表面から垂直にさせ、アスペクト比の大きな溝の深奥部まで製膜可能にすることが記載されている。
特許文献８には、９９．９９９％以上の純度の銅において、平均結晶粒径を１０〜３０μｍに制御し、｛１１１｝、｛２００｝、｛２２０｝、及び｛３１１｝の各々の配向を有する粒子の量を５０％よりも少なくして、ランダムな配向を有することで、配線膜の均一性及び最小の粒子発生を達成できることが記載されている。

以上のように、成分、平均結晶粒径、歪、及び結晶配向の制御により、スパッタリング粒子の飛び出しを制御し、均一な膜厚で製膜ができ、かつ、粗大クラスタを抑制することが、従来の発明において可能になった。しかしながら、大型テレビ用の液晶ディスプレイ等のように基板サイズの大型化が進行し、第７世代では１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ等のように長辺が２ｍを超える基板サイズとなった。それに伴い、配線膜を製膜するスパッタリング工程においても大型の基板に製膜する必要が出てきており、上述の特許文献に記載の方法を用いても、製膜される配線膜の膜厚が基板の部位毎に不均一になることや、粗大クラスタの発生がより多くなること等が顕在化している。また、使用するスパッタリングターゲット自身も大型化するため、スパッタリングターゲット用銅材料の部位毎に金属組織が不均一になり易く、膜厚精度及び粗大クラスタ形成に及ぼす影響が大きくなった。

特開平７−６６４２３号公報 特許第４０６５９５９号公報 特開２００８−１６６７４２号公報 特許第３７２７１１５号公報 特許第３９７５４１４号公報 特許第３４０３９１８号公報 特許第３９９７３７５号公報 特許第３９７１１７１号公報

上述の従来技術に鑑みて、ＴＦＴ液晶パネル等に使用される大型の基板に対してスパッタリング工程で配線膜を製膜する際に、従来以上に均一に粒子を発生し、かつ、使用中においてもその粒子の発生頻度の変化が起こりにくいスパッタリングターゲット用銅材料及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、上述の課題に対し詳細に研究することによって、双晶境界及び結晶粒界を最適に制御し、また、製造方法を最適化することにより、均一な配線膜を製膜することが可能なスパッタリングターゲットに好適な銅材料を提供できることを見出した。
本発明は、この知見に基づきなされたものである。

本発明のスパッタリングターゲット用銅材料は、純度が９９．９９％以上である高純度銅からなり、スパッタリング面において、隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇに対し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔの比Ｌｔ／Ｌｇが、０．６≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．２を満たし、スパッタリング面における平均結晶粒径が、５０μｍ以上２００μｍ以下である。
さらに、前記比Ｌｔ／Ｌｇが、０．５≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．３を満たすことが好ましい。
さらに、スパッタリング面における平均結晶粒径が、１００μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。

本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法は、純度が９９．９９％以上である高純度銅を溶解鋳造の後、熱間加工、冷間加工、及び熱処理を行うことにより、前記スパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であり、前記熱間加工において熱間圧延前の加熱温度を７００〜１０００℃とし、各パスの圧延率を５〜３０％とし、最終パスの圧延率を１０〜２５％とし、該最終パスの後、６０秒以内に、冷却速度５０℃／秒以上となるように水冷をする。
さらに、熱間圧延前の加熱温度を８００〜９５０℃とすることが好ましい。
また、前記最終パスの後、６０秒以内に、冷却速度７０℃／秒以上となるように水冷をすることが好ましい。
また、前記冷間加工において、圧延率の総和が３０％以下である冷間圧延を行ってもよい。

本発明のスパッタリングターゲット用銅材料により、ＴＦＴ液晶パネル等に使用される大型の基板に対してスパッタリング工程で配線膜を製膜する際に、従来以上に均一に粒子を発生し、かつ、使用中においてもその粒子の発生頻度の変化が起こりにくくなることから、均一な製膜が可能となる。

図１は、液晶ディスプレイにおけるＴＦＴ素子の構造一例を示す概略断面図である。 図２は、結晶粒、結晶粒界、双晶領域、双晶境界（Σ３粒界）を示す模式図である。 図３は、スパッタリング後のスパッタリングターゲット表面を観察した結果を示したＳＥＭ写真である。

以下に、結晶粒内に形成される双晶について説明した後、本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の［純度］、［比Ｌｔ／Ｌｇ］、及び［平均結晶粒径］と、本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の［製造方法］について、それぞれ詳細に説明する。

本発明のスパッタリングターゲット用銅材料は、純度が９９．９９％以上である高純度銅（以下、単に「純銅」という）からなり、スパッタリング面におけるミクロ組織の結晶粒界の平均長さに対して、双晶境界の平均長さの比を特定の範囲とする。

純銅は、再結晶の進行に伴い結晶粒内に双晶を形成する。双晶とは、隣接する結晶格子が、ある境界（双晶境界）に対して鏡映対称に構造をとった対の結晶であり、形成された双晶領域は、元の結晶とは結晶の方位が異なる。純銅の面心立方格子において双晶境界を挟んだ結晶粒の方位差は６０°であり、ＦＣＣ（ｆａｃｅ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ：面心立方格子構造）における双晶境界は、Σ３粒界と呼ばれる対応粒界として表現される。一方で、一般に結晶粒界は、隣接する２つの結晶の方位差が１５°以上の境界と表現される。Σ３粒界は、隣接する２つの結晶の方位差が大きい結晶粒界とも捉えられるが、Σ３粒界を挟んだ双方の結晶の格子は、基本的には整合性を保って接しており、隣接する結晶格子間で整合性を持たない界面である結晶粒界とは異なる。図２に、結晶粒１３、結晶粒界１４、双晶領域１５、双晶境界（Σ３粒界）１６を模式図で示す。

スパッタリング特性に結晶方位が影響を及ぼすことは、これまで、特許文献６等でも記載されている。しかしながら、上述のように双晶領域は結晶方位のずれが大きく、双晶境界の有無によりスパッタリング特性に影響を受ける。また、双晶境界は、上述のように結晶粒界と異なり整合性を有するため、結晶粒界とは異なる特性を示すことが期待される。
本発明者らは、鋭意研究の結果、スパッタリング面におけるミクロ組織の結晶粒界の平均長さと双晶境界の平均長さとの比を特定の範囲に抑えることにより、スパッタリング特性を向上させ良好な薄膜を得られることを見出した。

［純度］
スパッタリングターゲット用の銅材料としては、９９．９９％以上の純度（質量ベース）を有することが必要である。純銅の鋳塊を製造する際の原料である電気銅にはある程度の不純物が含有されており、純銅の鋳塊にもそれらが現れる。不純物は、特に、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、及びＢｉの含有量を各々５ｐｐｍ以下に抑制することが望ましい。これらの元素は、Ｓｉ半導体のドーパントとして利用される元素であり、半導体特性に悪影響を及ぼす可能性があるためである。より好ましい純度は、９９．９９５％以上である。

［比Ｌｔ／Ｌｇ］
スパッタリングターゲット用の銅材料は、組織の均一さが求められるため、鋳造凝固による不均一な組織を熱間加工により破壊して再結晶組織を有することが望ましい。

本明細書において、スパッタリング面における双晶境界及び結晶粒界の評価には、ＥＢＳＤ法を用いる。ＥＢＳＤ法とは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎの略で、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）内で試料に電子線を照射したときに生じる反射電子菊池線回折を利用した結晶方位解析技術のことである。２ｍｍ²の試料面積に対して、１結晶粒当たり５点以上の方位測定が可能なようにスキャンステップを調整し測定を行う。各結晶粒の方位差を計算し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔ、及び、隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇを測定する。

本発明のスパッタリングターゲット用銅材料では、隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇに対し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔの比Ｌｔ／Ｌｇが、０．６≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．２を満たす。比Ｌｔ／Ｌｇが０．６を超える場合には、双晶領域が多くなり、スパッタリング粒子が飛び出す向きが大きく変化しやすく均一な膜厚が得られない。また、比Ｌｔ／Ｌｇが０．２より小さい場合には、スプラッシュの発生等が多くなりスパッタリング特性に悪影響を及ぼす。
さらに、前記比Ｌｔ／Ｌｇが、０．５≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．３を満たすことが好ましい。比Ｌｔ／Ｌｇをこの範囲にて制御することにより、より均一な膜が得やすい効果がある。また、スパッタリング後のスパッタリングターゲット表面を観察した結果、図３のＳＥＭ写真に示すように、双晶境界を境に粒子の飛び出す向きが異なる為に、スパッタリング後の表面凹凸が異なることが認められた。

［平均結晶粒径］
再結晶組織の平均結晶粒径が小さい場合は、結晶粒界の総長さが長くなる。結晶粒界は、原子配列が乱れている部分であり、スパッタリング時の元素の飛び易さが粒内とは異なり、形成する膜が不均一になり易い。また、平均結晶粒径が大きい場合は、ターゲット物質を飛び立たせるために高いエネルギーが必要であり、ターゲット原子が多く固まって飛び出して粗大クラスタの形成が増え、形成する膜が不均一になり易い。本発明において平均結晶粒径は５０〜２００μｍであり、好ましくは１００〜１８０μｍである。
すなわち、平均結晶粒径を５０μｍ以上とすることにより、形成する膜が均一になり、さらに１００μｍ以上とすることにより、膜の均一性も良く、前記比Ｌｇ／Ｌｔの制御も良好となって好ましい。また、２００μｍ以下とすることにより、粗大クラスタの形成を抑制することができ、さらに１８０μ以下とすることにより、より粗大クラスタ形成を抑制できる。

［製造方法］
本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法は、特に限定されるものではないが、スパッタリング面及び内部において結晶粒界の平均長さ、双晶境界の平均長さ、及び平均結晶粒径を制御するためには、製造プロセスにおいて次に示すような点に留意することが好ましい。すなわち、本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の好ましい製造方法では、溶解鋳造の後、熱間加工、冷間加工、及び熱処理を行う。また、熱間加工と冷間加工の間に面削の工程を含んでも良い。また、冷間加工と熱処理を繰り返してもよい。本明細書において、熱間加工は、熱間圧延、熱間押出等であり、溶解鋳造プロセスで得られた鋳塊を高温にて加工するプロセスを指す。
従って、熱間加工、冷間加工、及び熱処理の各プロセスにおいて、以下に示すことに留意して製造することにより、前述の金属組織の規定を満たす本発明のスパッタリングターゲット用銅材料が作製可能になる。さらに、得られた複数の短冊状のスパッタリングターゲット用銅材料を、大型のディスプレイ用として組み合わせて使用することにより、スパッタリング膜を均一に形成し易くなるという効果が得られる。

（熱間加工）
熱間加工では、加工中に動的再結晶が生じ、形成した再結晶粒は温度がまだ高温である間は粒成長する。スパッタリングターゲットとして使用する銅材料においては、結晶粒と双晶の関係はほぼ熱間圧延で決定するために、この工程を制御することが必要である。

従来の熱間加工プロセスでは、動的再結晶が起こった後、大気中に曝される時間が長く、平均結晶粒径を所望の大きさに制御することが難しかった。また、スパッタリングターゲット用銅材料の端部は大気中の冷却が大きいために、幅方向端部及び長手方向端部と、中央部とにおいて、平均結晶粒径が不均一になってしまうことがあった。熱間加工を熱間圧延プロセスで行う場合には、熱間加工をした直後に、冷却速度５０℃／秒以上となるように水冷をすることで、結晶粒を所望の大きさに制御することができる。

熱間圧延前の加熱温度は７００〜１０００℃の範囲で行うことが望ましい。加熱温度が７００℃より低い場合は、熱間加工中に動的再結晶が十分に生じず均一な金属組織が得られない。１０００℃より高い場合には、平均結晶粒径の制御が困難になる。熱間圧延中には、搬送ロール及びサイドエッジロールからの抜熱により端部等が局所的に冷却されることを避けるために、停滞させないことが必要である。端部からの冷却を避けることにより全面にわたり均一な組織が得られ、内部の平均結晶粒径及び硬さのバラつきを小さくすることができる。熱間圧延は、複数回のパスを行うが、最終のパス後には水冷にて冷却することが望ましい。平均結晶粒径を前述の５０〜２００μｍとするには、最終パス直後から水冷を行うまでの時間を６０秒以内にして、水冷の冷却速度を５０℃／秒以上にすることが望ましく、さらに好ましくは７０℃／秒以上にすることである。
さらに、熱間圧延前の加熱温度を８００〜９５０℃とすることが好ましい。この範囲で実施することにより、動的再結晶粒の制御が容易となり、均一な結晶粒を得ることができる。

スパッタリング面において、隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇに対し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔの比Ｌｔ／Ｌｇを所定の範囲に制御するためには、熱間加工の各パスの圧延率を制御することが必要である。熱間加工の各パスの圧延率を５〜３０％に制御し、かつ、最終パスの圧延率を１０〜２５％に制御することにより、比Ｌｔ／Ｌｇを所定の範囲内にすることが可能となる。

（冷間加工）
熱間加工後は、冷間圧延及び焼鈍を行って調質をしてもよい。冷間加工の圧延率の総和は３０％以下にすることが望ましい。下限は０％であり、０％は圧延しないことを意味する。冷間加工の圧延率の総和が３０％を超えると、内部の歪量が多くなり、スプラッシュ等を発生し易くなりスパッタリング特性を低下させる。

以下に、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

（実施例１）
表１に示す純度（ｍａｓｓ％）で、板厚１５０ｍｍ、幅２２０ｍｍ、長さ２１００ｍｍのサイズの鋳塊を作製した。得られた鋳塊を、９２０℃にて加熱した後、熱間圧延を行い、厚さ２３ｍｍ、幅２２０ｍｍ、長さ約１３ｍとした。熱間圧延においては、各パスの圧延率を５〜３０％にし、かつ、最終パスの圧延率を２０％として複数回のパスを行うことにより前述の厚さとなるように、パス回数と搬送ロールの搬送速度を変化させた。
熱間圧延の最終パス直後から３０秒の後、シャワーが搭載された水冷ゾーンを通過させ、冷却速度を７５℃／秒として水冷を行った。その後、表面の酸化膜を面削して厚さを２２ｍｍにした後、冷間圧延で厚さ２０ｍｍ×幅２２０ｍｍとし、さらにエッジ部分を切断除去することで厚さ２０ｍｍ×幅２００ｍｍ×長さ約１２ｍの平板状に、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例２）
熱間圧延前の加熱温度を８７０℃にしたことと、最終パスの圧延率を３０％としたことと、熱間圧延の最終パス直後から２０秒の後、冷却速度を８０℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例３）
純度を表１に示した値としたことと、熱間圧延前の加熱温度を８００℃にしたことと、熱間圧延の最終パス直後から３０秒の後、冷却速度を１００℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例４）
純度を表１に示した値としたことと、熱間圧延前の加熱温度を９００℃にしたことと、熱間圧延において、各パスの圧延率を５〜１５％としたことと、最終パスの圧延率を１５％としたことと、熱間圧延の最終パス直後から５０秒の後、冷却速度を６０℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例５）
純度を表１に示した値としたことと、熱間圧延前の加熱温度を８９０℃にしたことと、熱間圧延において、各パスの圧延率を５〜２０％としたことと、熱間圧延の最終パス直後から４０秒の後、冷却速度を６０℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例６）
純度を表１に示した値としたことと、熱間圧延前の加熱温度を７２０℃にしたことと、熱間圧延の最終パス直後から２０秒の後、冷却速度を８５℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（実施例７）
熱間圧延前の加熱温度を９５０℃にしたことと、熱間圧延の最終パス直後から３０秒の後、冷却速度を５５℃／秒として水冷を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例１）
純度を表１に示した値としたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例２）
純度を表１に示した値としたことと、熱間圧延における最終パスの圧延率を３５％にしたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例３）
熱間圧延における最終パスの圧延率を７％にしたことと、冷却速度を４０℃／秒としたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例４）
水冷を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例５）
熱間圧延において、圧延率が３０％を超え４０％のパスを含めることにより各パスの圧延率を５〜４０％としたことと、最終パスの圧延率を１５％としたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

（比較例６）
熱間圧延前の加熱温度を６００℃にしたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例のスパッタリングターゲット用銅材料を作製した。

以上のようにして得られた実施例及び比較例のスパッタリングターゲット用銅材料について、ＥＢＳＤ測定と、平均結晶粒径及びスパッタリング特性を、下記方法により測定した。

［１］ＥＢＳＤ測定
得られたスパッタリングターゲット用銅材料の表面を研磨後、２ｍｍ^２の試料面積に対して、１結晶粒当たり５点以上の方位測定が可能なようにスキャンステップを調整してＥＢＳＤ測定を行った。各結晶粒の方位差を計算し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔ、及び隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇを測定した。３視野の測定を行い、それぞれの平均値から比Ｌｔ／Ｌｇを算出した。

［２］平均結晶粒径の測定
得られたスパッタリングターゲット用銅材料の表面にて、光学顕微鏡を使用してミクロ組織観察を行い、ＪＩＳ Ｈ ０５０１（切断法）に基づき測定した。

［３］スパッタリング特性
得られたスパッタリングターゲット用銅材料から、直径１５．２４ｃｍ（φ６インチ）、厚さ６ｍｍに切り出し、研磨を行ってスパッタリングターゲットを作製した。スパッタリング面の粗さの影響を除外するため、粗さは全て最大粗さＲａを０．５μｍ〜０．８μｍに研磨して揃えた。
得られたスパッタリングターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を使用して、膜厚０．７ｍｍのガラス基板（日本電気硝子社製、ＯＡ−１０）にスパッタリングを実施し、膜厚０．３μｍの銅配線膜を製膜した。スパッタリング条件は、Ａｒガス圧力を０．４Ｐａ、放電電力を３００Ｗとした。その後、真空中にて３００℃、３０ｍｉｎの熱処理を行った。熱処理後の銅配線膜の膜厚を１０点測定した。同じスパッタリングターゲット用銅材料から切り出したターゲット材９枚で得られた総データ９０点において、最大膜厚及び最小膜厚のレンジが±７％になった場合を「良」とし、±７％よりも大きなバラつきが存在した場合を「不良」とした。
実施例１〜７及び比較例１〜６について、上記［１］〜［３］の結果を表１に示す。

実施例１〜７は、いずれにおいても良好なスパッタリング特性を呈している。
これらに対して、比較例１では不純物量が多く、比較例２、３では比Ｌｔ／Ｌｇの値が規定値より外れ、比較例４、５では平均結晶粒径が規定値から外れ、また、比較例６では未再結晶粒が混在する組織となったため、それぞれスパッタリング特性が不良となった。

１ ＴＦＴ素子
２ ガラス基板
３ 走査線
４ ゲート電極
５ 絶縁膜
６ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層
７ リン（Ｐ）をドープしたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層
８、９ ソース−ドレイン電極
１０ 窒化シリコンの保護膜
１１ スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）膜
１２ バリア層
１３ 結晶粒
１４ 結晶粒界
１５ 双晶領域
１６ 双晶境界（Σ３粒界）

Claims (7)

1. 純度が９９．９９％以上である高純度銅からなり、
   スパッタリング面において、隣接する結晶の方位差が１５°以上である結晶粒界の平均長さＬｇに対し、隣接する結晶の方位差が６０°である双晶境界の平均長さＬｔの比Ｌｔ／Ｌｇが、０．６≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．２を満たし、
   スパッタリング面における平均結晶粒径が、５０μｍ以上２００μｍ以下であるスパッタリングターゲット用銅材料。
2. 前記比Ｌｔ／Ｌｇが、０．５≧Ｌｔ／Ｌｇ≧０．３を満たす請求項１に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
3. スパッタリング面における平均結晶粒径が、１００μｍ以上１８０μｍ以下である請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
4. 純度が９９．９９％以上である高純度銅を溶解鋳造の後、熱間加工、冷間加工、及び熱処理を行うことにより、請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であり、
   前記熱間加工において熱間圧延前の加熱温度を７００〜１０００℃とし、各パスの圧延率を５〜３０％とし、最終パスの圧延率を１０〜２５％とし、該最終パスの後、６０秒以内に、冷却速度５０℃／秒以上となるように水冷をするスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
5. 熱間圧延前の加熱温度を８００〜９５０℃とする請求項４に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
6. 前記最終パスの後、６０秒以内に、冷却速度７０℃／秒以上となるように水冷をする請求項４又は５に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
7. 前記冷間加工において、圧延率の総和が３０％以下である冷間圧延を行う請求項４から６のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。