JP6398594B2 - スパッタリングターゲット - Google Patents
スパッタリングターゲット Download PDFInfo
- Publication number
- JP6398594B2 JP6398594B2 JP2014213565A JP2014213565A JP6398594B2 JP 6398594 B2 JP6398594 B2 JP 6398594B2 JP 2014213565 A JP2014213565 A JP 2014213565A JP 2014213565 A JP2014213565 A JP 2014213565A JP 6398594 B2 JP6398594 B2 JP 6398594B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- film
- sputtering target
- sputtering
- protective film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title claims description 61
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 60
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 46
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 33
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 29
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 24
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 24
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 7
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910017755 Cu-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017827 Cu—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017932 Cu—Sb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017927 Cu—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N methylidynenickel Chemical compound [Ni]#[C] VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
Description
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または銅合金を用いた配線膜が提供されている。
このため、例えば特許文献1には、Cu配線膜の上に、Ni−Cu−(Cr,Ti)合金からなる保護膜を形成した積層配線膜、及び、この保護膜を形成するためのスパッタリングターゲットが提案されている。
ここで、大型のスパッタリングターゲットに対して高い電力を投入してスパッタリングを実施する際には、ターゲットの異常放電が発生するおそれがあった。なお、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る。
そして、大型のスパッタリングターゲットの場合、小型のスパッタリングターゲットに比べて結晶粒径のばらつきが生じやすく、異常放電がより発生しやすくなっている。
Fe,Sn,Sbは、酸素と反応して酸化物を生成しやすい元素である。これらの酸化物は、導電性が低いことから電荷が蓄積しやすく、異常放電の原因となり得る。このため、スパッタリングターゲット中の酸素濃度を60質量ppm以下に制限することにより、酸化物の生成を抑制でき、さらなる異常放電の抑制効果を得ることが可能となる。
Feは、炭素と反応して炭化物を生成しやすい元素である。この炭化物は、セラミックスの一種であり、絶縁物であることから電荷が蓄積されやすく、異常放電の原因となり得る。このため、特にFeを含有する場合には、スパッタリングターゲット中の炭素濃度を50質量ppm以下に制限することにより、炭化物の生成を抑制でき、さらなる異常放電の抑制効果を得ることが可能となる。
このスパッタリングターゲットは、Znを30質量%以上50質量%以下、Niを5質量%以上15質量%以下、Mnを2質量%以上10質量%以下、含み、さらに、Fe,Sn,Sbから選択される1種又は2種以上の元素を合計で0.001質量%以上0.2質量%以下含み、残部がCuと不可避不純物とからなる組成を有している。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、酸素濃度が60質量ppm以下、炭素濃度が50質量ppm以下とされている。
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットは、大型のスパッタリングターゲットとされており、ターゲット面の面積が0.15m2以上とされている。
Znは、機械的特性を向上させるとともに加工性を改善する作用効果を有する元素である。Znを含有することにより、スパッタリングターゲットの製造を良好に行うことが可能となる。
ここで、Znの含有量が30質量%未満の場合には、熱間加工性が十分に向上せず、熱間圧延時に割れが発生するおそれがある。一方、Znの含有量が50質量%を超えた場合には、冷間加工性が劣化し、冷間圧延時に割れが発生するおそれがある。
このような理由から、Znの含有量を、30質量%以上50質量%以下の範囲内に設定している。なお、熱間加工性をさらに向上させるためには、Znの含有量の下限を38質量%以上とすることが好ましい。また、冷間加工性を確実に確保するためには、Znの含有量の上限を45質量%以下とすることが好ましい。
Niは、Cuの耐候性を改善する作用効果を有する元素である。Niを含有することにより、変色を抑制することが可能となる。
ここで、Niの含有量が5質量%未満の場合には、成膜された保護膜12の耐候性が十分に向上せず、Cu配線膜11の変色を十分に抑制することができないおそれがある。一方、Niの含有量が15質量%を超えた場合には、成膜された保護膜12のエッチング性が劣化し、塩化鉄を含有するエッチング液でエッチングした際に未溶解の残渣が生成するおそれがある。また、熱間加工性、被削性も低下することになる。
このような理由から、Niの含有量を、5質量%以上15質量%以下の範囲内に設定している。なお、成膜された保護膜12の耐候性をさらに向上させるためには、Niの含有量の下限を8.5質量%以上とすることが好ましい。また、成膜された保護膜12のエッチング性をさらに向上させるためには、Niの含有量の上限を11.0質量%以下とすることが好ましい。
Mnは、Niと同様に、Cuの耐候性を向上させる作用効果を有する元素である。また、溶湯の流動性、熱間加工性、被削性を向上させる作用効果も有する。さらに、Niに比べて安価な元素であることから、Niの代替として添加することでコストを削減することが可能となる。
ここで、Mnの含有量が2質量%未満の場合には、成膜された保護膜12の耐候性が十分に向上せず、変色を十分に抑制することができないおそれがある。一方、Mnの含有量が10質量%を超えた場合には、成膜された保護膜12のエッチング性が劣化し、塩化鉄を含有するエッチング液でエッチングした際に未溶解の残渣が生成するおそれがある。また、前述のような効果の更なる向上は認められず、かえって熱間加工性、冷間加工性が劣化することになる。
このような理由から、Mnの含有量を、2質量%以上10質量%以下の範囲内に設定している。なお、成膜された保護膜12の耐候性をさらに向上させるためには、Mnの含有量の下限を5.5質量%以上とすることが好ましい。また、成膜された保護膜12のエッチング性をさらに向上させるためには、Mnの含有量の上限を7.5質量%以下とすることが好ましい。
Fe,Sn,Sbといった元素は、結晶粒の成長を抑え、結晶粒径のばらつきを抑制する作用効果を有する。
ここで、Fe,Sn,Sbの合計含有量が0.001質量%未満の場合には、結晶粒径のばらつきを十分に抑制することができないおそれがある。一方、Fe,Sn,Sbの合計含有量が0.2質量%を超える場合には、これらの元素の酸化物または炭化物等が多く生成し、異常放電が発生しやすくなるおそれがある。
このような理由から、Fe,Sn,Sbの合計含有量を、0.001質量%以上0.2質量%以下の範囲内に設定している。なお、結晶粒径のばらつきをさらに抑えるためには、Fe,Sn,Sbの合計含有量の下限を0.003質量%以上とすることが好ましい。また、酸化物または炭化物等による異常放電の発生を確実に抑制するためには、Fe,Sn,Sbの合計含有量の上限を0.15質量%以下とすることが好ましい。
上述したFe、Sn、Sbは、酸素と反応して酸化物を生成しやすい元素である。これらの酸化物は導電率が低いことから、ターゲット内に存在するとスパッタリング時に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態においては、スパッタリングターゲット中の酸素濃度を60質量ppm以下に制限している。なお、酸化物の生成をさらに抑制して異常放電の発生を確実に抑制するためには、スパッタリングターゲット中の酸素濃度を40質量ppm以下とすることが好ましい。
上述したFeは、炭素と反応して炭化物を生成しやすい元素である。この炭化物は導電率が低いことから、ターゲット内に存在するとスパッタリング時に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態においては、スパッタリングターゲット中の炭素濃度を50質量ppm以下に制限している。特に、Feを0.01質量%以上含有する場合には、炭素濃度を上述のように規定することが好ましい。なお、炭化物の生成をさらに抑制して異常放電の発生を確実に抑制するためには、スパッタリングターゲット中の炭素濃度を40質量ppm以下とすることが好ましい。
このスパッタリングターゲットは、例えば、溶解鋳造工程、熱間加工工程、冷間加工工程、熱処理工程、機械加工工程といった各種工程を経て製造される。
具体的には、溶解鋳造工程において、銅溶湯のカバー材として木炭等の炭素含有材を使用せず、銅溶湯を還元ガス雰囲気中で移送・保持するものとした。また、Fe,Sn,Sbの添加には、Cu−Fe母合金、Cu−Sn母合金、Cu−Sb母合金等を用いて、添加時における酸化物及び炭化物の生成を抑制した。
本実施形態である積層配線膜10は、図1に示すように、基板1の上に成膜されたCu配線膜11と、Cu配線膜11の上に成膜された保護膜12と、を備えている。
ここで、基板1は、特に限定されるものではないが、フラットパネルディスプレイやタッチパネル等においては、光を透過可能なガラス、樹脂フィルム等からなるものが用いられている。
また、このCu配線膜11の厚さAは、50nm≦A≦800nmの範囲内とすることが好ましく、さらには、100nm≦A≦300nmの範囲内とすることが好ましい。
この保護膜12の厚さBは、5nm≦B≦100nmの範囲内とすることが好ましく、さらには、10nm≦B≦50nmの範囲内とすることが好ましい。
また、Cu配線膜11の厚さAと保護膜12の厚さBとの比B/Aは、0.02≦B/A≦1.0の範囲内であることが好ましく、さらには、0.1≦B/A≦0.3の範囲内とすることが好ましい。
さらに、本実施形態では、スパッタリングターゲット中の炭素濃度が50質量ppm以下に制限されているので、Feの炭化物が生成することを抑制でき、この炭化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、保護膜12が、Crを有していないことから、エッチング後の廃液処理を低コストで行うことができる。
また、熱間加工性、冷間加工性、被削性に優れていることから、本実施形態であるスパッタリングターゲットを良好に製造することができる。
さらに、本実施形態では、保護膜12の厚さBが5nm≦B≦100nmの範囲内とされており、Cu配線膜11の厚さAと保護膜12の厚さBとの比B/Aが、0.02<B/A<1.0の範囲内とされているので、Cu配線膜11の変色を確実に抑制することができる。
例えば、本実施形態では、基板の上に積層配線膜10(積層膜)を形成した構造を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、基板の上にITO膜、AZO膜等の透明導電膜を形成し、その上に積層配線膜10(積層膜)を形成してもよい。
さらに、Cu配線膜11(Cu膜)の厚さA、保護膜12の厚さB、厚さ比B/Aは、本実施形態に記載されたものに限定されるものではなく、他の構成とされていてもよい。
純度99.99質量%の無酸素銅の鋳塊を準備し、この鋳塊に対して熱間圧延、歪取焼鈍、機械加工を行い、幅:200mm、長さ:2700mm、厚さ:17mmの寸法を有する純銅ターゲットを作製した。
次に、無酸素銅製バッキングプレートを用意し、この無酸素銅製バッキングプレートに前述の純銅ターゲットを重ね合わせ、温度:200℃でインジウムはんだ付けすることによりバッキングプレート付きターゲットを作製した。
溶解原料として、無酸素銅(純度99.99質量%)、低カーボンニッケル(純度99.9質量%)、電解金属マンガン(純度99.9質量%)、電気亜鉛(純度99.99質量%)と、微量添加元素として電解鉄(純度99.95質量%)、純錫(純度99.9重量%)、金属アンチモン(純度99.9質量%)を準備し、微量添加元素については予め銅との母合金を作成し、これらの溶解原料と母合金をアルミナるつぼ内で高周波溶解し、表1に示される組成を有する溶湯に成分を調整した。このとき、溶湯の上に木炭等のカバー材を用いず、還元ガス雰囲気中で溶湯を移送、保持した。なお、本発明例8については、母合金を用いずに電解鉄、純錫、金属アンチモンをそのまま添加した。また、本発明例9については、高純度カーボンるつぼを用いて溶解し、溶湯の上に木炭等のカバー材を配置した。
次いで、鋳塊に対して、圧下率約10%で30mm厚まで熱間圧延し、表面の酸化物や疵を面削で除去した後、さらに圧下率10%で冷間圧延して20mm厚まで圧延し、歪取焼鈍した。得られた圧延板の表面を機械加工して、幅:200mm、長さ:2700mm、厚さ:17mmの寸法を有する本発明例1〜9および比較例1〜5のスパッタリングターゲットを作製した。
次に、無酸素銅製バッキングプレートを用意し、この無酸素銅製バッキングプレートに得られたスパッタリングターゲットを重ね合わせ、温度:200℃でインジウムはんだ付けすることによりバッキングプレート付きターゲットを作製した。
Cu膜形成用純銅ターゲットをガラス基板(縦:20mm、横:20mm、厚さ:0.7mmの寸法を有するコーニング社製1737のガラス基板)との距離が70mmとなるようにスパッタ装置内にセットし、電源:直流方式、スパッタパワー:6kW、到達真空度:5×10−5Pa、雰囲気ガス組成:純Ar、スパッタガス圧:0.6Pa、基板加熱:なし、の条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:150nmを有するCu膜を形成した。
これに引き続き、同条件で、表1に記載した本発明例1〜9及び比較例1のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを実施し、Cu膜の上に、厚さ:30nmの保護膜を形成した。これにより、表2に示される本発明例11〜19および比較例11の積層膜を形成した。
得られたスパッタリングターゲットについて、図2に示すように、長手方向に2本、短手方向に7本数の様に線を引き、それらの交点14からサンプリングし、光学顕微鏡を用いて、横:420μm、高さ:310μmの広さの視野で観察し、間隔が100μmになるように縦横4本ずつ線を引いて、線分法で平均結晶粒径を求めた。また、観察された最大の結晶粒径を求めた。評価結果を表1に示す。
スパッタリングターゲットをスパッタリング装置に取り付け、DCマグネトロンスパッタリングを行なった。このとき、スパッタリング装置の電源によって異常放電の発生回数を計測した。なお、DCマグネトロンスパッタリングの条件は、基板とターゲットの距離が70mmとなるようにスパッタ装置内にセットし、電源:直流方式、スパッタパワー:6kW、到達真空度:5×10−5Pa、雰囲気ガス組成:純Ar、スパッタガス圧:0.6Pa、基板加熱:なし、の条件にした。
異常放電の発生回数を測定する前に、上述のスパッタリングの条件でプリスパッタを30分間行ってから、電力が18kWhrになるまでスパッタし、異常放電の発生回数を計測した。評価結果を表1に示す。
JIS−K5400に準じ、1mm間隔で積層膜に碁盤目状に切れ目を入れた後、3M社製スコッチテープで引き剥がし、ガラス基板中央部の10mm角内でガラス基板に付着していた積層膜の面積%を測定する碁盤目付着試験を実施した。評価結果を表2に示す。
恒温恒湿試験(60℃、相対湿度90%で250時間暴露)を行い、目視で積層膜表面の変化の有無を確認した。変色が認められたものを「NG」、変色が確認できなかったものを「OK」とした。評価結果を表2に示す。
ガラス基板上に成膜した積層膜に、フォトレジスト液(東京応化工業株式会社製:OFPR−8600LB)を塗布、感光、現像して、30μmのラインアンドスペースでレジスト膜形成し、液温30℃±1℃に保持した4%FeCl3水溶液に30秒間浸漬して積層膜をエッチングして配線を形成した。
この配線の断面を、Arイオンビームを用い、遮蔽板から露出した試料に対して垂直にビームを当て、イオンエッチングを行い、得られた断面を二次電子顕微鏡で観察し、エッチング残渣の有無を調べた。ここで、残渣の長さLが300nm以上のものを×、残渣の長さLが300nm未満のものを○として評価した。観察結果の一例を図3に、評価結果を表2に示す。
スパッタリングターゲットを用いて前述と同じ条件でスパッタリングを実施し、前述のガラス基板上に、厚さ:150nmの保護膜を形成した。この保護膜単層のみを成膜したガラス基板を、液温30℃±1℃に保持した4%FeCl3水溶液に浸漬して保護膜をエッチングし、目視観察により保護膜がなくなるまでの時間を測定してエッチングレートを求めた。
比較例2〜5のスパッタリングターゲットにおいては、Fe、Sn、Sbの合計含有量が本発明の範囲を超えたものであり、異常放電回数が非常に多くなっていた。Fe、Sn、Sbの酸化物、Feの炭化物が多く生成し、これらに起因した異常放電が発生したためと推測される。
11 Cu配線膜(Cu膜)
12 保護膜
Claims (3)
- Znを30質量%以上50質量%以下、Niを5質量%以上15質量%以下、Mnを2質量%以上10質量%以下、含み、さらに、Fe,Sn,Sbから選択される1種又は2種以上の元素を合計で0.001質量%以上0.2質量%以下含み、残部がCuと不可避不純物とからなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 酸素濃度が60質量ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- 炭素濃度が50質量ppm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスパッタリングターゲット。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014213565A JP6398594B2 (ja) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | スパッタリングターゲット |
TW104131842A TWI673374B (zh) | 2014-10-20 | 2015-09-25 | 濺鍍靶及層合膜 |
CN201510655265.XA CN105525262B (zh) | 2014-10-20 | 2015-10-12 | 溅射靶及层叠膜 |
KR1020150143853A KR20160046300A (ko) | 2014-10-20 | 2015-10-15 | 스퍼터링 타깃 및 적층막 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014213565A JP6398594B2 (ja) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | スパッタリングターゲット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016079479A JP2016079479A (ja) | 2016-05-16 |
JP6398594B2 true JP6398594B2 (ja) | 2018-10-03 |
Family
ID=55767779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014213565A Expired - Fee Related JP6398594B2 (ja) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | スパッタリングターゲット |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6398594B2 (ja) |
KR (1) | KR20160046300A (ja) |
CN (1) | CN105525262B (ja) |
TW (1) | TWI673374B (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10760156B2 (en) | 2017-10-13 | 2020-09-01 | Honeywell International Inc. | Copper manganese sputtering target |
US11035036B2 (en) | 2018-02-01 | 2021-06-15 | Honeywell International Inc. | Method of forming copper alloy sputtering targets with refined shape and microstructure |
WO2020208904A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | 株式会社アルバック | Cu合金ターゲット、配線膜、半導体装置、液晶表示装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4110132A (en) * | 1976-09-29 | 1978-08-29 | Olin Corporation | Improved copper base alloys |
JPH07166279A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-27 | Kobe Steel Ltd | 耐食性、打抜き加工性及び切削性が優れた銅基合金及びその製造方法 |
US20040072009A1 (en) * | 1999-12-16 | 2004-04-15 | Segal Vladimir M. | Copper sputtering targets and methods of forming copper sputtering targets |
JP4794802B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2011-10-19 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 銅合金スパッタリングターゲット及び半導体素子配線 |
TWI254747B (en) * | 2005-03-01 | 2006-05-11 | Ritdisplay Corp | Alloy target for conductive film or its protection layer and manufacturing method thereof |
JP4756458B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2011-08-24 | 三菱マテリアル株式会社 | パーティクル発生の少ないMn含有銅合金スパッタリングターゲット |
JP5269533B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-08-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 薄膜トランジスター |
JP5550848B2 (ja) * | 2009-04-17 | 2014-07-16 | 株式会社Shカッパープロダクツ | 配線構造の製造方法、及び配線構造 |
JP5532767B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-06-25 | 大同特殊鋼株式会社 | Cu電極保護膜用NiCu合金ターゲット材 |
JP4869415B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2012-02-08 | 三菱伸銅株式会社 | 純銅板の製造方法及び純銅板 |
JP5895370B2 (ja) | 2010-08-30 | 2016-03-30 | 大同特殊鋼株式会社 | パネル用Cu電極保護膜用NiCu合金ターゲット材及び積層膜 |
TWI537400B (zh) * | 2011-12-06 | 2016-06-11 | 神戶製鋼所股份有限公司 | 觸控面板感測器用銅合金配線膜及其之製造方法、以及觸控面板感測器、以及濺鍍靶 |
JP5159962B1 (ja) * | 2012-01-10 | 2013-03-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 導電性膜形成用銀合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
JP2014043643A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-03-13 | Kobelco Kaken:Kk | Cu合金薄膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
JP5724998B2 (ja) * | 2012-12-10 | 2015-05-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 保護膜形成用スパッタリングターゲットおよび積層配線膜 |
JP5979034B2 (ja) * | 2013-02-14 | 2016-08-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 保護膜形成用スパッタリングターゲット |
-
2014
- 2014-10-20 JP JP2014213565A patent/JP6398594B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-09-25 TW TW104131842A patent/TWI673374B/zh not_active IP Right Cessation
- 2015-10-12 CN CN201510655265.XA patent/CN105525262B/zh active Active
- 2015-10-15 KR KR1020150143853A patent/KR20160046300A/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016079479A (ja) | 2016-05-16 |
TW201627505A (zh) | 2016-08-01 |
TWI673374B (zh) | 2019-10-01 |
CN105525262B (zh) | 2020-01-31 |
KR20160046300A (ko) | 2016-04-28 |
CN105525262A (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013133489A (ja) | Cu合金スパッタリングターゲット、この製造方法及び金属薄膜 | |
JP6135275B2 (ja) | 保護膜形成用スパッタリングターゲット | |
JP6278136B2 (ja) | Ag合金スパッタリングターゲット、Ag合金スパッタリングターゲットの製造方法およびAg合金膜の製造方法 | |
JP5979034B2 (ja) | 保護膜形成用スパッタリングターゲット | |
JP6398594B2 (ja) | スパッタリングターゲット | |
JP5757318B2 (ja) | 保護膜形成用スパッタリングターゲットおよび積層配線膜 | |
JP5724998B2 (ja) | 保護膜形成用スパッタリングターゲットおよび積層配線膜 | |
WO2016043183A1 (ja) | Ag合金スパッタリングターゲット、Ag合金スパッタリングターゲットの製造方法、Ag合金膜およびAg合金膜の製造方法 | |
JP2016029216A (ja) | Cu合金スパッタリングターゲット、この製造方法及び金属薄膜 | |
JP2019131850A (ja) | 積層膜、及び、Ag合金スパッタリングターゲット | |
WO2020162221A1 (ja) | Ag合金スパッタリングターゲット、及び、Ag合金膜 | |
JP6750512B2 (ja) | 保護膜形成用スパッタリングターゲット | |
WO2021090581A1 (ja) | Ag合金スパッタリングターゲット、及び、Ag合金膜 | |
KR102197979B1 (ko) | 구리 합금 스퍼터링 타깃 | |
KR20210122772A (ko) | Ag 합금 스퍼터링 타겟, 및, Ag 합금막 | |
KR101421881B1 (ko) | 전자 부품용 적층 배선막 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180605 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180711 |
|
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: 20180807 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6398594 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |