JP6727749B2 - 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 - Google Patents
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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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲット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、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。
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。
ここで、特許文献１に記載された高純度銅においては、上述のように、純度６Ｎ程度で、Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｃの含有量を制限するとともに非金属介在物の個数について限定しているが、これだけでは異物の低減が不十分であって、成膜中に異常放電（アーキング）が発生するおそれがあり、微細化および薄膜化された配線膜を安定して形成することができなかった。
ここで、特許文献１に記載された高純度銅においては、上述のように、純度６Ｎ程度で、Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｃの含有量を制限するとともに非金属介在物の個数について限定しているが、これだけでは異物の低減が不十分であって、成膜中に異常放電（アーキング）が発生するおそれがあり、微細化および薄膜化された配線膜を安定して形成することができなかった。
また、スパッタリングターゲット内の異物を低減するために、さらに純度を向上させた純度９９．９９９９９９ｍａｓｓ％以上の８Ｎ銅を用いることも考えられるが、このような純度の銅素材を製造する場合、精製処理工程を３回以上繰り返し実施する必要があり、製造コストが大幅に上昇してしまうといった問題があった。
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、異常放電の発生を抑制して安定して成膜を行うことができるとともに、低コストで製造可能な高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材、及び、この高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材からなる高純度銅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用銅素材は、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％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０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下とされてい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用銅素材においては、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％（６Ｎ８）以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％（７Ｎ３）以下の範囲内とされているので、３回以上の精製処理工程を行う必要が無く、比較的低コストで製造することができる。
また、Ａｌや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、不純物元素の中でもこれらＡｌとＳｉに着目し、Ａｌの含有量を０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、及び、Ｓｉの含有量を０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３２ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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。また、これらの異物が膜内に混入することがなく、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
また、Ｓの含有量が０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、硫化物からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。また、成膜時にＳがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
また、Ａｌや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、不純物元素の中でもこれらＡｌとＳｉに着目し、Ａｌの含有量を０．００５ｍａｓｓｐｐｍ以下、及び、Ｓｉの含有量を０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３２ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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。また、これらの異物が膜内に混入することがなく、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
また、Ｓの含有量が０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、硫化物からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。また、成膜時にＳがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
また、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材においては、Ｃｌの含有量が０．０１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされていることが好ましい。
この場合、Ｃｌの含有量が０．０１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、塩化物からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。また、成膜時にＣｌがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
この場合、Ｃｌの含有量が０．０１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、塩化物からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。また、成膜時にＣｌがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
さらに、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材においては、Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満とされていることが好ましい。
この場合、Ｏ、Ｈ、Ｎといったガス成分の含有量がそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限されているので、成膜時に真空度が下がることを抑制でき、異常放電（アーキング）の発生を抑えることができる。また、異常放電によるパーティクルの発生を抑制でき、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
この場合、Ｏ、Ｈ、Ｎといったガス成分の含有量がそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限されているので、成膜時に真空度が下がることを抑制でき、異常放電（アーキング）の発生を抑えることができる。また、異常放電によるパーティクルの発生を抑制でき、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
また、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材においては、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされていることが好ましい。
この場合、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、炭化物あるいは炭素単体からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
さらに、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材においては、Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｇｅ、Ｐｔ，Ｂｅ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｈ、Ｕの含有量がそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下であることが好ましい。
この場合、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、炭化物あるいは炭素単体からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。これにより、異常放電（アーキング）を抑制でき、高純度銅膜を安定して成膜することができる。
さらに、本発明の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材においては、Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｇｅ、Ｐｔ，Ｂｅ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｈ、Ｕの含有量がそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下であることが好ましい。
本発明の高純度銅スパッタリングターゲットは、前述の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材を用いて製造された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によれば、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％以下の範囲内とされているので、３回以上の精製処理工程を行う必要が無く、比較的低コストで製造することができる。また、異物の発生が抑制されていることから、成膜時に異常放電（アーキング）が発生しにくく、安定して高純度銅膜を形成することができる。また、異物が膜内に混入することが抑制され、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
この構成の高純度銅スパッタリングターゲットによれば、Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％以下の範囲内とされているので、３回以上の精製処理工程を行う必要が無く、比較的低コストで製造することができる。また、異物の発生が抑制されていることから、成膜時に異常放電（アーキング）が発生しにくく、安定して高純度銅膜を形成することができる。また、異物が膜内に混入することが抑制され、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
本発明によれば、異常放電の発生を抑制して安定して成膜を行うことができるとともに、低コストで製造可能な高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材、及び、この高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材からなる高純度銅スパッタリングターゲット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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットについて説明する。
本実施形態である高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットは、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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットは、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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットの組成は、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以下とされている。
また、本実施形態では、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未満、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされている。
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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットの組成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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットの組成を上述のように規定した理由について説明する。
（Ｃｕ：９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下）
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。ただし、銅を９９．９９９９９９ｍａｓｓ％（８Ｎ）以上に高純度化するためには、精製処理を３回以上実施する必要があり、製造コストが大幅に上昇することになる。そこで、本実施形態では、２回の精製処理工程によって得られるＣｕの純度である９９．９９９９８０ｍａｓｓ％（６Ｎ８）以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％（７Ｎ８）以下とすることで、製造コストの低減を図っている。
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。ただし、銅を９９．９９９９９９ｍａｓｓ％（８Ｎ）以上に高純度化するためには、精製処理を３回以上実施する必要があり、製造コストが大幅に上昇することになる。そこで、本実施形態では、２回の精製処理工程によって得られるＣｕの純度である９９．９９９９８０ｍａｓｓ％（６Ｎ８）以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％（７Ｎ８）以下とすることで、製造コストの低減を図っている。
（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９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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の含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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の含有量が０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、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未満）
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未満に制限している。
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未満に制限している。
（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。
ここで、本実施形態においては、さらに、Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｂの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が高い元素である。なお、スパッタ率とは、１個のイオンの入射によりスパッタされる原子の個数を示すものであり、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｃｕのスパッタ率が２．０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎであるのに対して、Ａｕのスパッタ率が２．５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｄのスパッタ率が２．０８ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｂのスパッタ率が２．７ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。このようなＣｕよりもスパッタ率が高い元素は、成膜時にＣｕよりも優先してスパッタされることになり、膜内に混入するおそれが高くなる。また、これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素は、Ｃｕよりも抵抗値が高いことから、膜内に混入すると、高純度銅膜（配線膜）の抵抗値を上昇させるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が高い元素である。なお、スパッタ率とは、１個のイオンの入射によりスパッタされる原子の個数を示すものであり、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｃｕのスパッタ率が２．０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎであるのに対して、Ａｕのスパッタ率が２．５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｄのスパッタ率が２．０８ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｂのスパッタ率が２．７ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。このようなＣｕよりもスパッタ率が高い元素は、成膜時にＣｕよりも優先してスパッタされることになり、膜内に混入するおそれが高くなる。また、これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素は、Ｃｕよりも抵抗値が高いことから、膜内に混入すると、高純度銅膜（配線膜）の抵抗値を上昇させるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、これらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
また、本実施形態では、さらに、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの高いスパッタ率を有することから、成膜時に膜内に混入するおそれが高くなる。なお、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｃｒのスパッタ率が１．１８ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｆｅのスパッタ率が１．１０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｃｏのスパッタ率が１．２２ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｎｉのスパッタ率が１．４５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｇｅのスパッタ率が１．１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｔのスパッタ率が１．４０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。
以上のことから、本実施形態では、これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの高いスパッタ率を有することから、成膜時に膜内に混入するおそれが高くなる。なお、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｃｒのスパッタ率が１．１８ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｆｅのスパッタ率が１．１０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｃｏのスパッタ率が１．２２ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｎｉのスパッタ率が１．４５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｇｅのスパッタ率が１．１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｐｔのスパッタ率が１．４０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。
以上のことから、本実施形態では、これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
また、本実施形態では、さらに、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの、比較的高いスパッタ率を有することから、成膜時に膜内に混入するおそれが高くなる。なお、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｂｅのスパッタ率が０．５１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｔｉのスパッタ率が０．５１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｖのスパッタ率が０．６５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｚｒのスパッタ率が０．６５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｎｂのスパッタ率が０．６０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｍｏのスパッタ率が０．８０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｗのスパッタ率が０．５７ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｔｈのスパッタ率が０．６２ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｕのスパッタ率が０．８５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。
以上のことから、本実施形態では、これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。
これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素は、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの、比較的高いスパッタ率を有することから、成膜時に膜内に混入するおそれが高くなる。なお、例えばＡｒスパッタで５００ｅＶのイオンエネルギーの場合、Ｂｅのスパッタ率が０．５１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｔｉのスパッタ率が０．５１ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｖのスパッタ率が０．６５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｚｒのスパッタ率が０．６５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｎｂのスパッタ率が０．６０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｍｏのスパッタ率が０．８０ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｗのスパッタ率が０．５７ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｔｈのスパッタ率が０．６２ａｔｏｍｓ／ｉｏｎ、Ｕのスパッタ率が０．８５ａｔｏｍｓ／ｉｏｎである。
以上のことから、本実施形態では、これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素の含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ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９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内となるように、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。
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。
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用銅素材及び高純度銅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、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を２回繰り返し実施する。これにより、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を２回繰り返し実施する。これにより、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以下と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９９．９９９９８０ｍａｓｓ％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用銅素材を得ることができる。
以上のようにして、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用銅素材を得ることができる。
次に、この高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材を溶解原料とし、真空溶解炉で溶解して高純度銅インゴットを作製する。この高純度銅インゴットに対して、必要に応じて熱間加工、冷間加工、機械加工を行って所定の形状とする。
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が製造されることになる。
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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲットによれば、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ているので、３回以上の精製処理工程を行う必要が無く、比較的低コストで製造することができる。
そして、酸化物、炭化物、窒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以下に制限されているので、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、異物に起因する異常放電（アーキング）を抑制することができ、高純度銅膜（配線膜）を安定して成膜することができる。
そして、酸化物、炭化物、窒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以下に制限されているので、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、異物に起因する異常放電（アーキング）を抑制することができ、高純度銅膜（配線膜）を安定して成膜することができる。
また、本実施形態では、Ｓの含有量が０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、硫化物が異物としてスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できるとともに、成膜時にＳがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。よって、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、成膜時における異常放電（アーキング）を確実に抑制できる。
さらに、本実施形態では、Ｃｌの含有量が０．１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、塩化物が異物としてスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できるとともに、成膜時にＣｌがガス化及びイオン化して真空度が低下することを抑制できる。よって、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、異常放電（アーキング）を確実に抑制できる。
また、本実施形態では、Ｏ、Ｈ、Ｎといったガス成分の含有量がそれぞれ１ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限されているので、成膜時に真空度が下がることを抑制でき、異常放電（アーキング）の発生を抑えることができる。さらに、異常放電によるパーティクルの発生を抑制でき、高品質の高純度銅膜を成膜することができる。
さらに、本実施形態では、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、炭化物あるいは炭素単体からなる異物がスパッタリングターゲット内に残存することを抑制できる。よって、Ｃｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９８ｍａｓｓ％以下の範囲内であっても、異常放電（アーキング）を確実に抑制できる。
また、本実施形態では、Ｃｕよりもスパッタ率が高く、かつ、抵抗値が高い元素であるＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限しているので、成膜時において、膜内にこれらＡｕ，Ｐｄ，Ｐｂといった元素が混入することを抑制でき、高純度銅膜（配線膜）の抵抗値の上昇を抑制できる。
さらに、本実施形態では、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの高いスパッタ率を有する元素であるＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限しているので、これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素が膜内に混入して高純度銅膜（配線膜）の特性が劣化することを防止できる。
また、本実施形態では、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの比較的高いスパッタ率を有する元素であるＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限しているので、これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素が膜内に混入して高純度銅膜（配線膜）の特性が劣化することを防止できる。
さらに、本実施形態では、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの高いスパッタ率を有する元素であるＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限しているので、これらＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐｔといった元素が膜内に混入して高純度銅膜（配線膜）の特性が劣化することを防止できる。
また、本実施形態では、Ｃｕよりもスパッタ率が低いものの比較的高いスパッタ率を有する元素であるＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕの含有量をそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限しているので、これらＢｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｈ、Ｕといった元素が膜内に混入して高純度銅膜（配線膜）の特性が劣化することを防止できる。
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用銅素材及び高純度銅スパッタリングターゲット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１，２，４、参考例３，５）
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下及びＳｉ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２回繰り返し行うことにより、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。なお、真空下で溶解した後、温度１１５０℃で３０分保持を行った。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２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ以下及びＳｉ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２回繰り返し行うことにより、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。なお、真空下で溶解した後、温度１１５０℃で３０分保持を行った。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２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
（従来例１）
Ａｌが２ｍａｓｓｐｐｍ以下及びＳｉが３ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらに他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、硝酸銅電解液を用いて電解精製を２回繰り返し行うことにより、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ、Ｓｉの含有量が０．０６ｍａｓｓｐｐｍの組成の銅原料を得た。
上記製造方法で製造した原料を、カーボン坩堝に入れ、Ａｒ雰囲気中において１１３０℃で溶解し、温度１１５０℃で３０分保持を行った。その後、カーボンモールド内にＡｒ雰囲気中で流し込み、直径２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
Ａｌが２ｍａｓｓｐｐｍ以下及びＳｉが３ｍａｓｓｐｐｍ以下、さらに他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、硝酸銅電解液を用いて電解精製を２回繰り返し行うことにより、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ、Ｓｉの含有量が０．０６ｍａｓｓｐｐｍの組成の銅原料を得た。
上記製造方法で製造した原料を、カーボン坩堝に入れ、Ａｒ雰囲気中において１１３０℃で溶解し、温度１１５０℃で３０分保持を行った。その後、カーボンモールド内にＡｒ雰囲気中で流し込み、直径２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
（従来例２）
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ及びＳｉが１ｍａｓｓｐｐｍ、さらに他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、硝酸銅電解液を用いて電解精製を行うことにより、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ、Ｓｉの含有量が０．０６ｍａｓｓｐｐｍの組成の銅原料を得た。
上記製造方法で製造した原料を、カーボン坩堝に入れ、Ａｒ雰囲気中において１１３０℃で溶解し、温度１１５０℃で３０分保持を行った。その後、カーボンモールド内にＡｒ雰囲気中で流し込み、直径２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
Ａｌが１ｍａｓｓｐｐｍ及びＳｉが１ｍａｓｓｐｐｍ、さらに他の不純物（Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｃを除く）が２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の電気銅を原料として用い、硝酸銅電解液を用いて電解精製を行うことにより、Ａｌの含有量が０．００５ｍａｓｓｐｐｍ、Ｓｉの含有量が０．０６ｍａｓｓｐｐｍの組成の銅原料を得た。
上記製造方法で製造した原料を、カーボン坩堝に入れ、Ａｒ雰囲気中において１１３０℃で溶解し、温度１１５０℃で３０分保持を行った。その後、カーボンモールド内にＡｒ雰囲気中で流し込み、直径２００ｍｍ×高さ８００ｍｍの高純度銅鋳塊を作製した。得られた鋳塊の組成を表１に示す。
製造した高純度銅鋳塊に対して５００℃で鍛造を行い、得られた高純度鍛造塊を直径３００ｍｍに切り出し、Ｃｒ―Ｚｒ−Ｃｕ（Ｃ１８１５０）のバッキングプレートとＨＩＰ接合した。
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（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。
本発明例１，２，４、参考例３，５、従来例１，２のスパッタリングターゲットの不純物分析結果を表１に示す。
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。
本発明例１，２，４、参考例３，５、従来例１，２のスパッタリングターゲットの不純物分析結果を表１に示す。
（成膜）
本発明例１，２，４、参考例３，５、従来例１，２のスパッタリングターゲットを用いて直径２００ｍｍのウエハ（材質：シリコン）に銅の薄膜を成膜した。上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着後、到達真空圧力１０−５Ｐａ以下まで真空排気した後、超高純度Ａｒガス（純度：５Ｎ）をスパッタガスとして、スパッタガス圧：０．３Ｐａ、直流電源によるスパッタ出力：０．５ｋＷにて３０分間プレスパッタした後、１．５ｋＷにて５時間連続してスパッタした。
本発明例１，２，４、参考例３，５、従来例１，２のスパッタリングターゲットを用いて直径２００ｍｍのウエハ（材質：シリコン）に銅の薄膜を成膜した。上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着後、到達真空圧力１０−５Ｐａ以下まで真空排気した後、超高純度Ａｒガス（純度：５Ｎ）をスパッタガスとして、スパッタガス圧：０．３Ｐａ、直流電源によるスパッタ出力：０．５ｋＷにて３０分間プレスパッタした後、１．５ｋＷにて５時間連続してスパッタした。
（評価）
成膜時におけるパーティクル個数（個／平方ｉｎｃｈ）及びアーキング回数（回／枚）について評価した。電源に付属するアーキングカウンターを用いて、アーキング回数を測定した。また、このウエハ上に存在する直径０．３μｍ以上のパーティクル数をパーティクルカウンターで測定した。評価結果を表２に示す。
成膜時におけるパーティクル個数（個／平方ｉｎｃｈ）及びアーキング回数（回／枚）について評価した。電源に付属するアーキングカウンターを用いて、アーキング回数を測定した。また、このウエハ上に存在する直径０．３μｍ以上のパーティクル数をパーティクルカウンターで測定した。評価結果を表２に示す。
銅の純度が本発明の範囲から外れた従来例２においては、パーティクルの個数が８０個／平方ｉｎｃｈ、アーキング回数が２０回／枚と多く、高純度銅膜（配線膜）を安定して成膜できなかった。
従来例１においては、パーティクルの個数が３４個／平方ｉｎｃｈ、アーキング回数が８回／枚と、従来例２よりも低減されているが、まだ不十分である。これは、硫化物、炭化物、窒化物等を生成する元素であるＡｌを０．０１ｍａｓｐｐｍ、Ｓｉを０．１ｍａｓｓｐｐｍと比較的多く含有しているためと推測される。
従来例１においては、パーティクルの個数が３４個／平方ｉｎｃｈ、アーキング回数が８回／枚と、従来例２よりも低減されているが、まだ不十分である。これは、硫化物、炭化物、窒化物等を生成する元素であるＡｌを０．０１ｍａｓｐｐｍ、Ｓｉを０．１ｍａｓｓｐｐｍと比較的多く含有しているためと推測される。
これに対して、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以下とされた本発明例１，２，４、参考例３，５によれば、パーティクルの個数が２個／平方ｉｎｃｈ以下、アーキング回数が４回／枚以下と、大幅に低減した。
以上のことから、本発明例１，２，４、参考例３，５によれば、異常放電の発生を抑制して安定して成膜可能であることが確認された。
以上のことから、本発明例１，２，４、参考例３，５によれば、異常放電の発生を抑制して安定して成膜可能であることが確認された。
Claims (6)
- Ｏ、Ｈ、Ｎ、Ｃを除いたＣｕの純度が９９．９９９９８０ｍａｓｓ％以上９９．９９９９９３ｍａｓｓ％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０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が０．０１１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．０３ｍａｓｓｐｐｍ以下とされてい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用銅素材。
- Ｃｌの含有量が０．０１ｍａｓｓｐｐｍ以上０．１ｍａｓｓｐｐｍ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用銅素材。
- Ｏの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満、Ｎの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ未満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用銅素材。
- Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材。
- Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｇｅ、Ｐｔ，Ｂｅ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｈ、Ｕの含有量がそれぞれ０．０５ｍａｓｓｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材。
- 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高純度銅スパッタリングターゲット用銅素材を用いて製造されたことを特徴とする高純度銅スパッタリングターゲット。
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