JP6589569B2

JP6589569B2 - Ｃｕ合金スパッタリングターゲット及びＣｕ合金膜

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Publication number: JP6589569B2
Application number: JP2015217088A
Authority: JP
Inventors: 野中　荘平; 荘平野中; 曉森; 訓熊谷
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: JP2017088921A

Description

本発明は、Ｃｕ合金スパッタリングターゲット及びＣｕ合金膜に関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気記録装置に用いられる記録媒体の記録方式として、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）方式が検討されている。熱アシスト磁気記録方式とは、記録時に記録媒体の磁気記録層を加熱する方式である。熱アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体の磁気記録層を加熱することによって、磁気記録層の保磁力が低減するため、磁気記録層の材料としてＦｅ−Ｐｔ合金のような磁気異方性の大きい磁性材料を用いることができる。磁気異方性の大きい磁性材料は、結晶粒径を微細化しても記録したデータが消失しにくく、データの保存安定性が高い。このため、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体では、磁気記録層を構成する磁性材料の結晶粒径を微細化することができ、これによって記録容量を大きくすることが可能となる。

熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体では、記録時に照射した熱が磁気記録層の面内方向に拡散したり、記録領域に滞留することによって、記録したデータの安定性が損なわれるおそれがある。そこで、記録後の磁気記録層の熱を速やかに基板方向に放出するため、磁気記録層と基板との間に熱伝導率が高い金属膜を配置することが行われている。この金属膜は一般にヒートシンク層と呼ばれている。

また、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体は、基板から順に各層を積層して製造するのが一般的である。このため、下層にあるヒートシンク層の表面粗さが大きいと、その表面粗さが上層にある磁気記録層等に順次反映されて、磁気記録媒体の表面粗さが大きくなる。ハードディスクドライブなどの磁気記録装置においては、磁気記録媒体の微少な領域にデータを記録させるために、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間の距離がナノオーダーレベルと極めて短くなっている。このため、磁気記録媒体の表面粗さが大きいと、磁気記録媒体と磁気ヘッドとが衝突し、破損する等の問題が生じる。従って、ヒートシンク層の表面粗さは極力小さくする必要がある。すなわち、ヒートシンク層は、熱伝導率が高いことに加えて、表面が平坦であることが要求される。

Ｃｕは、熱伝導率が高い金属であることから、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として注目されている。特許文献１には、熱伝導率が高く、尚且つ表面粗さが小さい熱アシスト磁気記録媒体のヒートシンク層が成膜できるスパッタリングターゲットとして、原子比における組成式がＣｕ_{１００−ｘ−ｙ}−Ｚｒ_ｘ−Ｃｒ_ｙ、０．１０≦ｘ≦５．００、０．１０≦ｙ≦１．００で表され、残部が不可避的不純物からなるＣｕ合金スパッタリングターゲットが記載されている。

特開２０１４−５３０６５号公報

上述のとおり、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体において、ヒートシンク層は、熱伝導率が高く、表面が平坦であることが要求される。
また、熱アシスト磁気記録方式用の記録媒体では、磁気記録層のＦｅ−Ｐｔ合金を規則化させるために、使用前に６００℃の程度の温度にて熱処理するのが一般的である。この熱処理の際のヒートシンク層の金属が拡散してヒロック（突起）やボイド（孔）が発生することがある。ヒートシンク層の表面にヒロックやボイドのような局部的な凹凸が発生すると、その凹凸が記録媒体の表面の凹凸として反映され、これも磁気記録媒体と磁気ヘッドとの衝突の原因となる。従って、ヒートシンク層は、６００℃の温度で熱処理してもヒロックやボイドのような局部的な凹凸が発生しにくいこと、すなわち高い熱安定性も要求される。
しかしながら、特許文献１に記載されている組成のＣｕ合金スパッタリングターゲットでは、熱伝導性、表面の平坦性、熱安定性のすべての特性をバランスよく高いレベルで満足するＣｕ合金膜を成膜するのは困難である。

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、熱伝導性、表面の平坦性および熱安定性が優れたＣｕ合金膜、およびそのＣｕ合金膜をスパッタ法によって成膜することができるＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のＣｕ合金スパッタリングターゲットは、Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなることを特徴とする。

本発明のＣｕ合金スパッタリングターゲットによれば、Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有しているので、Ｃｕが有する高い熱伝導率を維持しつつ、表面粗さＲａ（平均表面粗さ）が低く、さらに、６００℃の温度で熱処理してもヒロックやボイドのような局部的な凹凸が発生しにくいＣｕ合金膜をスパッタ法により成膜することが可能となる。

ここで、本発明のＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいては、スパッタ面における平均結晶粒径が６００μｍ以下であることが好ましい。この場合、平均結晶粒径が６００μｍ以下とされているので、スパッタ面の凹凸を小さくすることができるので、異常放電の発生が抑制され、安定してＣｕ合金膜を成膜することができる。

本発明のＣｕ合金膜は、Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有し、熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上で、かつ表面粗さＲａが０．４ｎｍ未満であることを特徴とするＣｕ合金スパッタ膜である。
この構成のＣｕ合金膜によれば、熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上と高く、かつ表面粗さＲａが０．４ｎｍ未満と低い。さらに、Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲からなる組成を有しているので、６００℃の温度で熱処理してもヒロックやボイドのような局部的な凹凸が発生しにくい。このため、本発明のＣｕ合金膜は、例えば熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として好適に用いることができる。

本発明によれば、熱伝導性、表面の平坦性および熱安定性に優れたＣｕ合金膜、およびそのＣｕ合金膜をスパッタ法によって成膜することができるＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供することが可能となる。

以下に、本発明の一実施形態であるＣｕ合金スパッタリングターゲット、および、Ｃｕ合金膜について説明する。
本実施形態であるＣｕ合金スパッタリングターゲットは、スパッタ法によりＣｕ合金膜を成膜する際に用いられるものである。ここで、本実施形態であるＣｕ合金膜は、例えば熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として使用される。

＜Ｃｕ合金スパッタリングターゲット＞
本実施形態であるＣｕ合金スパッタリングターゲットは、Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とされた組成のＣｕ合金で構成されている。また、本実施形態のＣｕ合金スパッタリングターゲットは、スパッタ面における平均結晶粒径が６００μｍ以下である。
以下に、本実施形態であるＣｕ合金スパッタリングターゲットの組成及び結晶粒径を、上述のように規定した理由について説明する。

（Ｃｒ：０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下）
Ｃｒは、スパッタ法によって成膜したＣｕ合金膜の表面の平坦性を向上させる作用効果を有する元素である。ＣｒはＣｕに対する溶解度が小さいため、主にＣｕ合金膜の表面に偏析する。Ｃｕ合金膜の表面に偏析したＣｒは、Ｃｕ原子の表面拡散を抑え、表面拡散に起因するＣｕの粒成長を抑制する。これによって、Ｃｕ合金膜の表面粗さＲａが低減し、表面の平坦性が向上する。また、ＣｒはＣｕ合金結晶内に溶解しにくいため、Ｃｕ合金結晶（即ち、Ｃｕ合金膜）の熱伝導率を低下させにくい元素である。
ここで、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＣｒの含有量が０．０５ａｔ％未満の場合には、上述の作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＣｒの含有量が０．５ａｔ％を超える場合には、Ｃｕ合金膜の熱伝導率が許容範囲を超えて低下するおそれがある。また、Ｃｕ合金膜の表面に偏析せず、結晶粒界に偏析するＣｒの量が増加し、Ｃｒの粗大な結晶粒子が形成されることによって、Ｃｕ合金膜の表面の平坦性が低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＣｒの含有量を０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下の範囲内に設定している。

（Ｚｒ：０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下）
Ｚｒは、スパッタ法によって成膜したＣｕ合金膜の表面の熱安定性を向上させる作用効果を有する元素である。Ｚｒは、Ｃｕと金属間化合物を形成してＣｕ合金膜の結晶粒界に偏析して、熱処理時の粒界拡散によるＣｕ原子の移動を抑制する。これによって、熱処理時でのヒロック・ボイドの発生が抑制され、Ｃｕ合金膜の熱安定性が向上する。
ここで、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＺｒの含有量が０．０１ａｔ％未満の場合には、上述の作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＺｒの含有量が０．１ａｔ％を超える場合には、Ｃｕ合金膜の熱伝導率が許容範囲を超えて低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＺｒの含有量を０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲内に設定している。

（Ｓｉ：０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下）
ＳｉはＣｒと同時に添加することでＣｒの添加効果を効果的に発揮させる作用効果を有する元素である。Ｃｒを単独で添加した場合には、Ｃｕ合金膜の表面に偏析したＣｒの結晶粒子が粗大化することによって、Ｃｕ合金膜の平滑性が損なわれる恐れがある。これに対して、Ｓｉは、Ｃｒの結晶粒子の粗大化を抑制し、Ｃｕ合金膜内のＣｒ結晶粒子の粗大化による平滑性の悪化を抑制する。
ここで、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＳｉの含有量が０．０１ａｔ％未満の場合には、上述の作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＳｉの含有量が０．１ａｔ％を超える場合には、Ｃｕ合金膜の熱伝導率が許容範囲を超えて低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットにおけるＳｉの含有量を０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲内に設定している。

（不可避不純物）
本実施形態のＣｕ合金スパッタリングターゲットにおける不可避不純物のうち、酸素および硫黄の含有量は、１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
また、本実施形態のＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｐ，Ｈｇの含有量は、いずれも１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、Ａｇの含有量は、５０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

（スパッタ面における平均結晶粒径：６００μｍ以下）
本実施形態のＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいて、スパッタ面における平均結晶粒径は６００μｍ以下である。平均結晶粒径が６００μｍを超えると、Ｃｕ合金の結晶間に大きな空孔が形成されて、スパッタ面の凹凸が大きくなり、スパッタ法による成膜時の異常放電が発生し易くなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態のＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいては、スパッタ面における平均結晶粒径を６００μｍ以下と規定している。なお、異常放電をより確実に抑制するためには、スパッタ面における平均結晶粒径を１００μｍ以下とすることが好ましい。

＜Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、本実施形態に係るＣｕ合金スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
まず、溶解原料として、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＳｉを準備する。これらの原料は、純度が９９．９質量％以上であることが好ましい。

Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＳｉを所定の組成となるように秤量する。秤量した各金属を混合し、溶解して鋳造して、Ｃｕ合金素材を得る。鋳造は、大気中、真空中、不活性ガス雰囲気中にて行うことができる。

次に、得られたＣｕ合金素材を加熱して、熱間圧延を行う。圧延はパスごとに素材を９０度回転させて圧延機に通す、いわゆるクロス圧延で行うことが好ましい。

次に、圧延したＣｕ合金素材を水冷する。そして、水冷したＣｕ合金素材に対して、添加元素の時効析出を目的として熱処理を行う。

その後、機械加工を施すことにより、本実施形態に係るＣｕ合金スパッタリングターゲットが製造される。なお、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの形状に特に限定はなく、円板状、矩形板状であってもよいし、円筒状であってもよい。

＜Ｃｕ合金膜＞
本実施形態であるＣｕ合金膜は、上述した本実施形態であるＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜することによって得ることができる。本実施形態のＣｕ合金膜は、通常、その成膜に用いたＣｕ合金スパッタリングターゲットと同様の成分組成を有している。

また、本実施形態であるＣｕ合金膜においては、その熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上とされている。
ここで、Ｃｕ合金膜の熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ未満の場合には、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として用いたときに、磁気記録媒体の磁気記録層の熱を安定して基板に放出できなくなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ｃｕ合金膜の熱伝導率を２４０Ｗ／ｍＫ以上に設定している。

また、本実施形態であるＣｕ合金膜においては、その表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が０．４ｎｍ未満とされている。なお、表面粗さは、スパッタ法による成膜直後のＣｕ合金膜の表面粗さである。
ここで、Ｃｕ合金膜の表面粗さＲａが０．４ｎｍ以上の場合には、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として用いたときに、磁気記録媒体の表面粗さが大きくなり、磁気記録媒体と磁気ヘッドとが衝突しやすくなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ｃｕ合金膜の表面粗さＲａを０．４ｎｍ未満に設定している。

本実施形態のＣｕ合金膜の成膜方式としては、マグネトロンスパッタ方式を用いることが好ましい。電源としては、直流（ＤＣ）電源、高周波（ＲＦ）電源、中周波（ＭＦ）電源、交流（ＡＣ）電源のいずれも選択可能である。

本実施形態のＣｕ合金膜は、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体のヒートシンク層の材料として使用できる。熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体は、一般に、基板／ヒートシンク層／配向制御層／磁気記録層／保護層からなる積層体である。配向制御層は、磁気記録層に含まれるＦｅ−Ｐｔ合金などの磁性材料の結晶粒径や配向性を調整するための層である。基板とヒートシンク層との間には、非晶質下地層が介在していてもよい。

＜Ｃｕ合金スパッタリングターゲット＞
（Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの製造）
純度９９．９９％以上のＣｕ、純度９９．９％以上のＣｒ、純度９９．９％以上のＺｒ、純度９９．９９９９％以上のＳｉの金属原料を準備した。準備した各金属原料を表１に示す組成になるように秤量した。次に、秤量した各金属原料を混合し、大気中で１３００℃にて溶解し、鋳造を行って円柱ビレット状の鋳塊を得た後、これを切断し、さらに熱間鍛造により角型とした上で、バンドソーによる切断を行い、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３０ｍｍのＣｕ合金素材を得た。

次いで、得られたＣｕ合金素材に対して、大気中９８０℃×２時間の溶体化処理を行い、そのまま水冷等の冷却を行わずに熱間圧延を行った。この熱間圧延は、Ｃｕ合金素材の厚みが約９ｍｍの板状となるまで行った。最終の熱間圧延パス後は水冷による急冷を施した。なお、熱間圧延時４パスごとに９８０℃×１０分間の中間焼鈍を実施した。また、熱間圧延はクロス圧延により行った。

次に、熱間圧延によって板状とされたＣｕ合金素材に対し、添加元素の時効析出を目的として大気中、４５０℃で２時間の熱処理を施した。そして、熱処理後のＣｕ合金素材を機械加工し、直径１５２．４ｍｍ、厚さ６ｍｍのＣｕ合金スパッタリングターゲットを得た。

なお、本発明例１〜７及び比較例１〜７にて製造したＣｕ合金スパッタリングターゲットについて、平均結晶径を測定した。その結果、全てのＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいて、スパッタ面の平均結晶粒径は約５００μｍであった。

また、本発明例１〜７及び比較例１〜７にて製造したＣｕ合金スパッタリングターゲットについて、不純物含有量を測定した。その結果、全てのＣｕ合金スパッタリングターゲットにおいて、酸素は１０質量ｐｐｍ以下、硫黄は１０質量ｐｐｍであった。また、金属不純物については、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｐ，Ｈｇはいずれも１０質量ｐｐｍ以下、Ａｇは１６質量ｐｐｍであった。

＜Ｃｕ合金膜＞
（Ｃｕ合金膜の作製と組成の分析）
上記本発明例１〜７及び比較例１〜７にて製造したＣｕ合金スパッタリングターゲットをスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ社製ＳＩＨ−４５０Ｈ）に装着した。そして、ガラス基板上に、厚さ５μｍのＣｕ合金膜を成膜し、そのＣｕ合金膜の組成をＩＣＰ分光分析法にて分析した。その結果、Ｃｕ合金膜の組成は、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの組成と同等であった。

（Ｔａ膜／Ｃｕ合金膜／Ａｌ_２Ｏ_３膜からなる積層体の作製）
上記本発明例１〜７及び比較例１〜７にて製造したＣｕ合金スパッタリングターゲット、及び市販されている同じサイズのＴａターゲット、Ａｌ_２Ｏ_３ターゲットをスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ社製ＳＩＨ−４５０Ｈ）に装着した。そして、表面に厚さ１００ｎｍのＳｉＯ_２層を有するＳｉウェーハ（基板）上に、Ｔａ膜を５ｎｍ、Ｃｕ合金膜を５０ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３膜を１０ｎｍの厚さでこの順番に成膜した３層の積層構造を有する積層体を得た。この積層体のＴａ膜は、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体の非晶質下地層に、Ａｌ_２Ｏ_３膜は、熱アシスト磁気記録方式用の磁気記録媒体の配向制御層に相当する層として、実験的に用いている。なお、各膜の成膜条件は表２に示す通りである。またそれぞれのターゲットは成膜前に表２の条件にて、成膜用の基板をセットしないプレスパッタリングを６０分間実施し、ターゲット表面の機械加工層を十分に除去した。

（熱伝導率の測定）
積層体の電気伝導率を四探針法により測定した。得られた電気伝導率を、下記のＷｉｅｄｅｍａｎｎ−Ｆｒａｎｚ則の式を用いて熱伝導率に換算した。下記の式において、Ｋは熱伝導率、σは電気伝導率、ｋ_Ｂはボルツマン定数、ｅは電荷素量、Ｔは温度である。得られた成膜直後の熱伝導率を、表３に示す。

なお、積層体の最表面は絶縁体のＡｌ_２Ｏ_３膜であり、Ｃｕ合金膜の下層はＴａ膜であるが、Ｃｕ合金膜の電気抵抗は他の膜と比べて十分低いと考えられるため、測定した電気伝導率はほぼＣｕ合金層の電気伝導率を反映していると考えられる。

（表面粗さＲａ）
積層体の表面粗さＲａを、原子間力顕微鏡（セイコーインスツルメンツ社製ＳＰＩ３８００Ｎ）により測定した。なお、積層体の最表面はＡｌ_２Ｏ_３膜であるが、自身が膜厚も薄く、極めて平滑な非晶質膜であることから、下層の表面形状に対する追従性が高いため、Ａｌ_２Ｏ_３膜の表面粗さＲａは、Ｃｕ合金層の表面粗さＲａを反映していると考えられる。得られた成膜直後の表面粗さＲａを、表３に示す。

（熱処理後の熱伝導率と表面粗さＲａ）
積層体を、６００℃の温度で熱処理した。熱処理は、窒素雰囲気中で、１℃／秒の速度にて６００℃まで昇温し、６００℃の温度で１分間保持した後、室温まで放冷することによって行った。
熱処理後の積層体について、熱伝導率と表面粗さとを上記の方法を用いて測定した。得られた熱処理後の熱伝導率と表面粗さを、表３に示す。

（熱処理後のボイド及びヒロックの発生数）
熱処理後の積層体について光学顕微鏡での観察を実施した。暗視野像での観察を実施し、光が散乱され白い点として観察される点について、走査電子顕微鏡にて観察するとこれらがヒロックまたはボイドであることが分かった。このことから、光学顕微鏡の暗視野像で観察される白点の数をボイドまたはヒロックの発生数として評価した。光学顕微鏡（オリンパス社製オプトデジタルマイクロスコープＤＳＸ５００）により１０００倍の倍率で写真撮影を行いｊｐｅｇファイル形式で保存した。次にこの画像を画像処理ソフトウェア（三谷商事社製Ｗｉｎｒｏｏｆ）に読み込み０．２７ｍｍ×０．２６ｍｍの範囲に含まれる白点の個数を計測した。熱処理後のボイドとヒロックの発生数を、表３に示す。

本発明例１〜７のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された本発明例１１〜１７のＣｕ合金膜は、成膜後及び熱処理後の熱伝導率、成膜後及び熱処理後の表面粗さＲａおよび熱処理後のボイドとヒロックの発生数がバランスよく優れていることが確認された。
一方、Ｃｒを含まない比較例１のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１１のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の表面粗さＲａが大きくなった。
Ｃｒの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例２のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１２のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の表面粗さＲａが大きく、また成膜後及び熱処理後の熱伝導率が低くなった。

Ｚｒを含まない比較例３のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１３のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、熱処理後のボイドとヒロックの発生数が多くなった。
Ｚｒの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例４のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１４のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の熱伝導率が低くなった。

Ｓｉを含まない比較例５のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１５のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の表面粗さＲａが大きくなった。
Ｓｉの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例６のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１６のＣｕ合金膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の熱伝導率が低くなった。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉを含まない比較例７のＣｕスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜された比較例１７の純Ｃｕ膜は、本発明例と比較して、成膜後及び熱処理後の表面粗さＲａが大きく、熱処理後のボイドとヒロックの発生数が多くなった。

Claims

Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲット。
スパッタ面における平均結晶粒径が６００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＣｕ合金スパッタリングターゲット。
Ｃｒを０．０５ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、Ｚｒを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下、Ｓｉを０．０１ａｔ％以上０．１ａｔ％以下の範囲にて含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有し、熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上で、かつ表面粗さＲａが０．４ｎｍ未満であることを特徴とするＣｕ合金スパッタ膜。