JP6876268B2 - スパッタリングターゲット - Google Patents

Description

本発明は、酸化銅膜を形成する際に用いられるスパッタリングターゲットに関するものである。

一般に、タッチセンサ等に用いられる導電性フィルムとしては、フィルムの両面に形成された透明導電体層と、各透明導電体層の表面に形成された金属層と、を有するものが知られている。
ここで、上述の導電性フィルムにおいては、ロール状に巻いた際に、隣接する導電性フィルム同士が密着してしまい、密着した導電性フィルムを剥がした際に、透明導電体層に傷が生じるといった問題があった。

そこで、特許文献１には、フィルム基材に無機ナノコーティング層を形成したフィルムが提案されている。このフィルムにおいては、無機ナノコーティング層によって隣接するフィルム同士の密着を抑制することが可能となる。なお、この無機ナノコーティング層として、酸化銅膜を適用することができる。

フィルム等の基材の表面に酸化銅膜を形成する方法としては、例えば、酸化銅ターゲットを用いてスパッタリングを行う方法、や、無酸素銅ターゲットを用いて酸素ガスの存在下でスパッタリング（反応性スパッタ）を行う方法が開示されている。
例えば、特許文献２には、酸素含有銅膜を成膜するための酸素含有銅ターゲットが提案されている。
また、特許文献３には、Ｃｕ／Ｃｕ_２Ｏ複合合金からなるスパッタリングターゲットが開示されている。

特表２０１４−５２９５１６号公報 特開２００８−２８０５４５号公報 特開２００１−２１０６４１号公報

ところで、無酸素銅ターゲットを用いて酸素ガスの存在下でスパッタリングを行う場合には、銅と酸素との反応を十分に制御することができず、均一な酸化銅膜を成膜することが困難であった。
また、酸化銅ターゲットを用いた場合には、ターゲット自体の抵抗が非常に高く、ＤＣ（直流）スパッタが困難であることから、通常、ＲＦ（高周波）スパッタを行っている。このＲＦ（高周波）スパッタにおいては、成膜速度が遅く、生産性が低下するといった問題があった。

さらに、特許文献２に記載された酸素含有銅ターゲットにおいては、酸素の含有量が少ないため、成膜された酸素含有銅膜が金属銅膜と同様の特性を有しており、酸化銅膜としての特性が不十分であった。
また、特許文献３には、Ｃｕ_２Ｏの配合率が８０ｖｏｌ％を超えると加工が困難となることが記載されている。さらに、Ｃｕ_２Ｏの配合率が高くなると、成膜した配線膜の抵抗値が高くなることが記載されている。このため、特許文献３においては、Ｃｕ_２Ｏの配合率を８０ｖｏｌ％以下に制限している。
なお、特許文献３に記載されているように、Ｃｕ_２Ｏの配合率が８０ｖｏｌ％以下とされ、金属Ｃｕの含有量が高い場合には、金属Ｃｕ相がネットワーク状に存在し、導電性が確保されている。このような構成のスパッタリングターゲットにおいては、金属Ｃｕより導電性の低い酸化銅相が異常放電の原因となり、安定してスパッタを行うことができないおそれがあった。

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、ＤＣスパッタが可能であり、均一な酸化銅膜を成膜可能な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、本発明のスパッタリングターゲットは、金属銅相と酸化銅相とを有し、前記酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％を超えて９０ｖｏｌ％以下の範囲内とされており、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％以下とされ、ターゲット組織中の前記金属銅相の平均粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされており、ｐ型半導体の性質を有していることを特徴としている。

本発明のスパッタリングターゲットによれば、酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％を超えているので、酸化銅相が十分に存在しており、酸素ガス存在下でスパッタを行わなくても、酸化銅膜を成膜することができる。
また、酸化銅相の体積率が９０ｖｏｌ％以下の範囲内とされ、ターゲット組織中の前記金属銅相の粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされているので、比較的微細な金属銅相が均一に分散していることになる。そして、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％以下とされており、ターゲットスパッタ面の抵抗値のばらつきが小さいことから、ターゲット全体として導電性が十分に確保されている。よって、ＤＣスパッタによって酸化銅膜を安定して成膜することが可能となる。

また、ターゲット全体としてｐ型半導体の性質を有している。金属銅相が島状に分散され、これらの金属銅相の間に存在する酸化銅相がｐ型半導体としてターゲットの導電に寄与することにより、ターゲット全体としてｐ型半導体の性質を有し、導電性を確保することができると考えられる。これにより、酸化銅相が異常放電の原因となることなく、ＤＣスパッタによって酸化銅膜を成膜することが可能となる。
一方、金属Ｃｕ相がネットワーク状に存在し、導電性が確保されている場合、ターゲット全体として半導体の性質を有さない。このような構成のスパッタリングターゲットにおいては、金属Ｃｕより導電性の低い酸化銅相が異常放電の原因となり、安定してスパッタを行うことができないおそれがある。

また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、抵抗値が１０Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
この場合、ターゲットの抵抗値が十分に低く抑えられているので、確実にＤＣスパッタを行うことができる。

さらに、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、Ｘ線回折分析の結果、ＣｕＯの回折強度Ｉ１と、Ｃｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２が０．１５以下であることが好ましい。
この場合、酸化銅相においてＣｕＯの存在比率が少なく、Ｃｕ_２Ｏの存在比率が高い。ここで、ＣｕＯは金属銅と反応してＣｕ_２Ｏを生成することから、ＣｕＯの存在比率が高い場合には、金属銅とＣｕＯとが十分に反応していないことになる。このため、酸化銅相においてＣｕＯの存在比率を０．１５以下とすることにより、均一にＣｕ_２Ｏが分散していることになり、ターゲット内における抵抗値のばらつきを抑えることができる。

また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、Ｘ線光電子分光分析の結果、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が、０．０３以上０．４以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が０．０３以上とされており、酸化銅相においてＣｕＯが存在しているので、焼結体の強度が向上し、製造時における割れの発生を抑制することができる。一方、ＩＰ１／ＩＰ２が０．４以下とされているので、酸化銅相においてＣｕＯの存在比率が少なくなり、ターゲット内における抵抗値のばらつきを抑えることができる。

さらに、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上７．５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上とされているので、ターゲットスパッタ面に存在する空隙を低減でき、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することが可能となる。また、密度が７．５ｇ／ｃｍ^３以下とされているので、加工性が向上し、スパッタリングターゲットの成形が容易となる。

本発明によれば、ＤＣスパッタが可能であり、均一な酸化銅膜を成膜可能なスパッタリングターゲットを提供することができる。

ターゲット形状が平板で、ターゲットスパッタ面が円形をなすスパッタリングターゲットのターゲットスパッタ面における抵抗値の測定位置を示す説明図である。 ターゲット形状が平板で、ターゲットスパッタ面が矩形をなすスパッタリングターゲットのターゲットスパッタ面における抵抗値の測定位置を示す説明図である。 ターゲット形状が円筒で、ターゲットスパッタ面が円筒外周面であるスパッタリングターゲットのターゲットスパッタ面における抵抗値の測定位置を示す説明図である。 本発明例２及び比較例１におけるＸＲＤ結果の一例を示す図である。 本発明例１６におけるＸＰＳ結果の一例を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットについて説明する。なお、本実施形態であるスパッタリングターゲットは、酸化銅膜を成膜する際に用いられるものである。
本実施形態であるスパッタリングターゲットは、金属銅相と酸化銅相とを有し、酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％を超えて９０ｖｏｌ％以下の範囲内とされてとされている。なお、本実施形態では、Ｃｕの含有量が７０原子％以上７４原子％以下の範囲内とされている。
金属銅相は、ターゲット中に島状に分散しており、金属銅相の平均粒径は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされている。
そして、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、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％以下とされている。

酸化銅相は、Ｃｕ_２Ｏを主体としており、一部にＣｕＯが存在していてもよい。ここで、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、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）の結果、ＣｕＯの回折強度Ｉ１と、Ｃｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２が０．１５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においては、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）の結果、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が、０．０３以上０．４以下の範囲内とされている。

そして、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、ターゲット全体としてｐ型半導体の性質を有している。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットの抵抗値は、１０Ω・ｃｍ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においては、密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上７．５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内とされている。

以下に、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおける酸化銅相の体積率、金属銅相の平均粒径、抵抗値のばらつき、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）の回折強度、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）のピーク強度、密度を、上述のように規定した理由について説明する。

（酸化銅相の体積率：８０ｖｏｌ％超え、９０ｖｏｌ％以下）
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、酸化銅膜をＤＣスパッタによって成膜するものであり、金属銅相と酸化銅相の存在比が特に重要となる。
ここで、酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％未満では、成膜された酸化銅膜中に金属銅が比較的多く存在し、酸化銅としての特性を有する酸化銅膜を成膜することができなくなるおそれがある。
一方、酸化銅相の体積率が９０ｖｏｌ％を超えると、ターゲット全体の抵抗値が上昇し、ＤＣスパッタを行うことができなくなるおそれがある。本実施形態では、金属銅相が島状に分散しており、これらの間に存在する酸化銅相が金属銅相と反応して縮退したｐ型半導体として作用することから、金属銅相が十分に分散していないとターゲット全体での抵抗値が上昇してしまうと考えられる。
このような理由から、本実施形態では、酸化銅相の体積率を８０ｖｏｌ％超え、９０ｖｏｌ％以下の範囲内に設定している。
なお、特性に優れた酸化銅膜を確実に成膜するためには、酸化銅相の体積率を８５ｖｏｌ％以上とすることが好ましい。一方、スパッタリングターゲットの抵抗値をさらに低く抑えるためには、酸化銅相の体積率を８５ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。すなわち、酸化銅相の体積率を８０ｖｏｌ％超え、９０ｖｏｌ％以下の範囲内において、要求される特性又は抵抗値を考慮して、酸化銅相の体積率を適宜調整することが好ましい。

（金属銅相の平均粒径：１０μｍ以上２００μｍ以下）
ＤＣスパッタによって酸化銅膜を成膜するためには、ターゲット全体で導電性を確保する必要がある。
本実施形態では、金属銅相の平均粒径が２００μｍ以下と比較的微細であるので、金属銅相が比較的均一に分散していることになる。ここで、本実施形態では、上述のように、金属銅相が島状に分散しており、これらの間に存在する酸化銅相がｐ型半導体として作用することから、金属銅相が比較的均一に分散していることで、ターゲット全体で導電性を確保でき、ＤＣスパッタを安定して行うことができる。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットを製造する場合、金属銅粉末を用いることになるが、金属銅相の平均粒径を１０μｍ以上に規定することにより、金属銅粉末の粒径を過度に微細にする必要がなく、金属銅粉末の酸化を抑制することができる。
以上のことから、本実施形態では、金属銅相の平均粒径を１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内に設定している。なお、ターゲット全体で導電性を確保し、ＤＣスパッタをさらに安定して行うためには、金属銅相の平均粒径の上限を１５０μｍ以下とすることが好ましく、１００μｍ以下とすることがさらに好ましい。また、原料の金属銅粉末の酸化を確実に抑制するためには、金属銅相の平均粒径の下限を２０μｍ以上とすることが好ましく、３０μｍ以上とすることがさらに好ましい。

（ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつき：５０％以下）
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、金属銅相が分散することによって導電性が確保され、ＤＣスパッタが可能となる。ここで、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％を超える場合には、金属銅相が均一に分散しておらず、ＤＣスパッタを安定して行うことができなくなるおそれがある。また、スパッタ時に異常放電が発生するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきを５０％以下に設定している。なお、金属銅相を均一に分散させてＤＣスパッタを確実に実施可能とするためには、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきを４０％以下とすることが好ましく、３０％以下とすることがさらに好ましい。

ここで、本実施形態においては、スパッタリングターゲットの形状が平板で、ターゲットスパッタ面が円形をなす場合には、図１に示すように、円の中心（１）、及び、円の中心を通過するとともに互いに直交する２本の直線上の外周部分（２）、（３）、（４）、（５）の５点で抵抗値を測定し、下記式により、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきを求めている。
また、スパッタリングターゲットの形状が平板で、ターゲットスパッタ面が矩形をなす場合には、図２に示すように、対角線が交差する交点（１）と、各対角線上の角部（２）、（３）、（４）、（５）の５点で抵抗値を測定し、下記式により、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきを求めている。
さらに、スパッタリングターゲットの形状が円筒で、ターゲットスパッタ面が円筒外周面である場合は、図３に示すように、軸線Ｏ方向に半分の地点から外周方向に９０°間隔の（１）、（２）、（３）、（４）の４点で抵抗値を測定し、下記式により、ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきを求めている。
（ばらつき）％＝ 標準偏差／平均値×１００

（抵抗値：１０Ω・ｃｍ以下）
ＤＣスパッタを行うために、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、抵抗値を１０Ω・ｃｍ以下とすることが好ましく、１Ω・ｃｍ以下とすることがさらに好ましい。
なお、本実施形態におけるスパッタリングターゲットの抵抗値は、上述の５点の測定値の平均値とする。

（ＣｕＯの回折強度Ｉ１とＣｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２：０．１５以下）
スパッタリングターゲットを焼結によって製造する場合、ＣｕＯと金属銅とが反応してＣｕ_２Ｏが生成する。ここで、ＣｕＯの回折強度Ｉ１とＣｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２が０．１５以下である場合には、ＣｕＯの存在比率が低く、金属銅とＣｕＯとが十分に反応していることになる。このため、ターゲット内において抵抗値のばらつきが抑えられ、異常放電の発生が抑制される。
以上のことから、本実施形態では、ＣｕＯの回折強度Ｉ１とＣｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２を０．１５以下に設定している。なお、抵抗値のばらつきを確実に抑制して異常放電の発生を抑制するためには、ＣｕＯの回折強度Ｉ１とＣｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２を０．１以下とすることが好ましく、０．０５以下とすることがさらに好ましい。

（Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）におけるＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２：０．０３以上０．４以下）
上述のようにスパッタリングターゲットを焼結によって製造する場合、ＣｕＯと金属銅とが反応してＣｕ_２Ｏが生成する。ここで、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）におけるＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰが０．０３以上である場合には、酸化銅相にＣｕＯが存在することになり、焼結体の強度が向上し、製造時における割れの発生を抑制することができる。一方、ＩＰ１／ＩＰが０．４以下である場合には、金属銅とＣｕＯとが十分に反応していることになり、ターゲット内において抵抗値のばらつきが抑えられ、異常放電の発生が抑制される。
以上のことから、本実施形態では、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）におけるＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２を０．０３以上０．４以下の範囲内に設定している。なお、焼結体の強度を向上させて製造時の割れを確実に抑制するためには、上述のＩＰ１／ＩＰ２の下限を０．０５以上とすることが好ましく、０．１以上とすることがさらに好ましい。また、抵抗値のばらつきを確実に抑制して異常放電の発生を抑制するためには、上述のＩＰ１／ＩＰ２の上限を０．３以下とすることが好ましく、０．２以下とすることがさらに好ましい。
なお、図５に示すように、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）におけるＣｕのピークとＣｕ_２Ｏのピークとを分離することが困難であることから、Ｃｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２を用いてＣｕＯの存在比率を規定している。

（密度：５．５ｇ／ｃｍ^３以上 ７．５ｇ／ｃｍ^３以下）
スパッタリングターゲットの密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上であると、ターゲットスパッタ面に存在する空隙を低減でき、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することが可能となる。一方、スパッタリングターゲットの密度が７．５ｇ／ｃｍ^３以下であると、加工性が向上し、スパッタリングターゲットの成形が容易となる。
このため、本実施形態では、スパッタリングターゲットの密度を５．５ｇ／ｃｍ^３以上７．５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内に規定している。
なお、スパッタ時の異常放電を確実に抑制するためには、スパッタリングターゲットの密度の下限を６．０ｇ／ｃｍ^３以上とすることが好ましく、６．２ｇ／ｃｍ^３以上とすることがより好ましい。また、スパッタリングターゲットの加工性を確実に確保するためには、スパッタリングターゲットの密度の上限を７．０ｇ／ｃｍ^３以下とすることが好ましく、６．８ｇ／ｃｍ^３以下とすることがより好ましい。

（スパッタリングターゲットの製造方法）
次に、本実施形態である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、金属銅粉末、酸化銅粉末を準備する。ここで、金属銅粉末としては、純度４Ｎ以上のものを使用することが好ましい。また、この金属銅粉末の粒径を調整することにより、スパッタリングターゲット中の金属銅相の平均粒径を制御することが可能となる。具体的には、金属銅粉末の平均粒径を１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
また、酸化銅粉末としては、ＣｕＯ粉末、Ｃｕ_２Ｏ粉末、及び、これらの混合粉末を用いることができる。ＣｕＯ粉末及びＣｕ_２Ｏ粉末は、純度２Ｎ以上のものを使用することが好ましい。ＣｕＯ粉末及びＣｕ_２Ｏ粉末の平均粒径は１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。

次に、秤量された金属銅粉末及び酸化銅粉末を、ボールミル、ヘンシェルミキサー、ロッキングミキサー等の混合装置によって混合し、原料粉末とする。このとき、金属銅粉末の酸化を防ぐために、混合装置内の雰囲気をＡｒ等の不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。

次に、上述の原料粉末を用いて、ホットプレス等によって焼結して焼結体を得る。得られた焼結体を機械加工することで、本実施形態であるスパッタリングターゲットが製造される。なお、焼結温度は６００℃以上９００℃以下、保持時間は３０ｍｉｎ以上６００ｍｉｎ以下の範囲内、加圧圧力を１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲内とすることが好ましい。
ここで、酸化銅粉末としてＣｕＯ粉末を使用する場合には、焼結温度を７２０℃以上とすることで、ＣｕＯとＣｕとの反応を促進させることができ、スパッタリングターゲット中におけるＣｕＯの存在比率を低減することが可能となる。

以上のような構成とされ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、酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％を超えているので、酸化銅相が十分に存在しており、酸素ガス存在下でスパッタを行わなくても、酸化銅膜を成膜することができる。また、酸化銅相の体積率が９０ｖｏｌ％以下の範囲内とされ、ターゲット組織中の前記金属銅相の粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされているので、金属銅相が比較的均一に分散されており、ターゲット全体として導電性が確保されることになる。これにより、ＤＣスパッタによって酸化銅膜を成膜することができる。

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、金属銅相の平均粒径が２００μｍ以下とされているので、金属銅相がターゲット中に微細に分散していることになり、ターゲット全体で導電性を確保することができる。これにより、ＤＣスパッタを安定して行うことができる。一方、金属銅相の平均粒径が１０μｍ以上とされているので、ターゲット製造時において金属銅粉末の粒径を過度に小さくする必要がなく、金属銅粉末の酸化を抑制することができ、焼結を良好に行うことができる。

さらに、本実施形態では、ターゲットスパッタ面における比抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％以下とされていることから、ターゲット全体として導電性が十分に確保されることになり、ＤＣスパッタによって安定して酸化銅膜を成膜することが可能となる。

また、本実施形態では、金属銅相が島状に分散されており、これら金属銅相の間に存在する酸化銅相が金属銅相と反応して縮退したｐ型半導体として作用することにより、ターゲット全体としてｐ型半導体の性質を有しており、導電性が確保されていると考えられる。よって、ＤＣスパッタによって酸化銅膜を成膜することができる。

さらに、本実施形態では、スパッタリングターゲットの抵抗値が１０Ω・ｃｍ以下とされているので、確実にＤＣスパッタを行うことができる。
また、本実施形態では、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）の結果、ＣｕＯの回折強度Ｉ１と、Ｃｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２が０．１５以下とされていることから、酸化銅相として均一にＣｕ_２Ｏが分散していることになり、ターゲット内における抵抗値のばらつきを抑えることができる。

さらに、本実施形態では、Ｘ線光電子分光分析の結果、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が、０．０３以上とされているので、焼結体の強度が向上し、製造時における割れの発生を抑制することができる。また、ＩＰ１／ＩＰ２が０．４以下とされているので、酸化銅相においてＣｕＯの存在比率が少なくなり、ターゲット内における抵抗値のばらつきを抑えることができる。

さらに、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、密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。一方、密度が７．５ｇ／ｃｍ^３以下とされているので、加工性が確保されており、このスパッタリングターゲットを良好に成形することができる。

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。

以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。

（スパッタリングターゲット）
原料粉末として、金属銅粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％以上、平均粒径は表１に記載）、ＣｕＯ粉末（純度：９９ｍａｓｓ％以上，平均粒径５μｍ）、Ｃｕ_２Ｏ粉末（純度：９９ｍａｓｓ％以上，平均粒径３μｍ）を準備した。
これらの原料を、表１に記載のｍｏｌ比となるように秤量し、Ａｒガス雰囲気とされたボールミル装置の容器内に、秤量した原料と、この原料の３倍の重量のジルコニアボール（直径：５ｍｍ）を投入し、３時間混合した。
得られた原料粉末を篩分けした後、ホットプレスの平板及び円筒形状用の成形型に充填し、２００ｋｇｆ／ｃｍ^２の加圧下で、表１に示す焼結温度で平板形状は３時間、円筒形状は５時間保持した。
得られた焼結体を機械加工し、評価用のスパッタリングターゲット（１２６ｍｍ×１７８ｍｍ×６ｍｍ、円筒形状：（φ１５５ｍｍ−φ１３５ｍｍ）×１５０ｍｍＬ）を製造した。そして、以下の項目について評価した。評価結果を表１、表２に示す。

（ターゲット中の酸化銅相の体積率）
ターゲット中の銅の濃度（原子％）を滴定法により測定し、残を酸素として算出する。算出した酸素が全量Ｃｕ_２Ｏとして存在すると仮定して銅との体積率を算出した。なお、空孔については考慮していないため、ここでの体積率は空孔を除いたものである。

（ターゲットの組成）
ターゲット中の銅の濃度を滴定法により測定し、残を酸素として算出した。

（膜の組成）
膜中の銅の濃度を滴定法により測定し、残を酸素として算出した。

（ターゲットの密度）
重量と寸法より密度を算出した。

（ターゲットの抵抗値）
スパッタリングターゲットについて、抵抗測定装置により、抵抗率を測定した。平板形状であれば、図１および図２に示したようなターゲットスパッタ面内の５箇所（１〜５）の測定点について、円筒形状であれば、図３に示したようなターゲットスパッタ面内の４箇所（１〜４）の測定点について、抵抗率を測定した。測定された面内の抵抗率の平均値を、表２に示した。この測定においては、抵抗測定装置として、三菱化学株式会社製の低抵抗率計（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い、四探針法で、抵抗率（Ω・ｃｍ）測定した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。
（ばらつき）％＝ 標準偏差／平均値×１００

（ｐｎ判定）
スパッタリングターゲットについて、ＰＮ判定器により、ＰＮ判定を行った。平板形状であれば、図１および図２に示したようなターゲットスパッタ面内の１箇所（１）の測定点について、円筒形状であれば、図３に示したようなターゲットスパッタ面内の１箇所（１）の測定点について、ＰＮ判定した。判定した結果を、表２に示した。この測定においては、ＰＮ判定器として、エヌピイエス株式会社製のＰＮ判定器（ＭＯＤＥＬ ＰＮ−０１）を用い、熱起電力方式プローブにて、ＰＮ判定した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。

（金属銅相の粒径）
スパッタリングターゲットの組織中における金属銅相の粒子についてＥＢＳＤで得られたＩＱマップから、その大きさを確認した。なお、ＩＱマップは５００μｍ×７５０μｍの断面範囲を観察し粒子サイズを定量測定した。
なお、ＥＢＳＤは株式会社ＴＳＬソリューションズのＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎを用いてパターンを収集し、同社製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ５．３１を用いて粒子の大きさを算出した。

（Ｘ線回折分析）
Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）は、以下の条件で行った。なお、強度比の算出はＣｕＯの１１１面の強度をＩ１、Ｃｕ_２Ｏの２００面の強度をＩ２として算出した。分析結果の一例を図４に示す。
試料の準備：試料はＳｉＣ−Ｐａｐｅｒ（ｇｒｉｔ １８０）にて研磨の後、測定試料とした。
装置：理学電気社製（ＲＩＮＴ−Ｕｌｔｉｍａ／ＰＣ）
管球：Ｃｕ
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
走査範囲（２θ）：５°〜８０°
スリットサイズ：発散（ＤＳ）２／３度、散乱（ＳＳ）２／３度、受光（ＲＳ）０.８ｍｍ
測定ステップ幅：２θで０.０２度
スキャンスピード：毎分２度
試料台回転スピード：３０ｒｐｍ

（Ｘ線光電子分光分析）
Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）は、以下の条件で行った。なお、測定試料の測定面を研磨紙♯２０００で表面研磨し、最表面からＡｒスパッタを行い分析した。なお、スパッタ開始から２０分後に本測定を行い、Ｃｕ２ｐ３／２スペクトルのデータを用いた。分析結果の一例を図５に示す。
装置：ＵＬＶＡＣ−ＰＨＩ ＰＨＩ５０００ ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅII
Ｘ線源：Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｅｄ ＡｌＫα ５０Ｗ
パスエネルギー：１８７．８５ｅＶ（Ｓｕｒｖｅｙ）、４６．９５、５８．７ｅＶ（Ｐｒｏｆｉｌｅ）
測定間隔：０．８ｅＶ／ｓｔｅｐ（Ｓｕｒｖｅｙ）、０．１、０．１２５ｅＶ／ｓｔｅｐ（Ｐｒｏｆｉｌｅ）
試料面に対する光電子取り出し角：４５ｄｅｇ
分析エリア：約２００μｍφ

（製造時の割れ）
上述の条件でスパッタリングターゲットを２０枚作成し、その際に割れが生じた枚数をカウントした。

（異常放電回数）
得られたスパッタリングターゲットについて、スパッタリング時の異常放電発生回数を以下の手順で測定した。
平板状のスパッタリングターゲットにおいては、以下の成膜条件により、成膜試験を行った。
電源：ＤＣ６００Ｗ
全圧：０．４Ｐａ
スパッタリングガス：Ａｒ＝５０ｓｃｃｍ
ターゲット−基板（ＴＳ）距離：７０ｍｍ
また、円筒形状のスパッタリングターゲットにおいては、以下の成膜条件により、成膜試験を行った。
ターゲットサイズ：（φ１５５ｍｍ−φ１３５ｍｍ）×１５０ｍｍＬ（４分割）
電源：ＤＣ２０００Ｗ
全圧：０．４Ｐａ
スパッタリングガス：Ａｒ＝１６０ｓｃｃｍ
ターゲット−基板（ＴＳ）距離：６０ｍｍ
上記成膜条件において１時間のスパッタリングを行い、異常放電の発生回数をスパッタ電源装置に付属したアーキングカウンターにて自動的にその回数を計測した。

（膜の抵抗値）
この測定においては、抵抗測定装置として、三菱化学株式会社製の低抵抗率計（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い、四探針法で、シート抵抗（Ω／ｓｑ）を測定した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。
測定に使用したサンプルは、上述のスパッタ条件にて作製した。膜はガラス基板上に狙い膜厚を２００ｎｍとして成膜した。

酸化銅相の体積率が９０ｖｏｌ％を超えた比較例１及び比較例３においては、抵抗値が高く、ＤＣスパッタができなかった。
酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％以下とされた比較例２及び比較例４においては、成膜された酸化銅膜の抵抗値が低く、酸化銅膜としての特性が不十分であった。

ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％を超える比較例５においては、異常放電の発生回数が多く、安定してスパッタすることができなかった。
金属銅相の粒径が１０μｍ未満である比較例６においては、異常放電の発生回数が多く、安定してスパッタすることができなかった。
金属銅相の粒径が２００μｍを超える比較例７においては、異常放電の発生回数が多く、安定してスパッタすることができなかった。

これに対して、本発明例によれば、抵抗値が低く、ＤＣスパッタが可能であり、特性に優れた酸化銅膜を成膜可能であることが確認された。
また、Ｘ線光電子分光分析の結果、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が０．０３以上０．４以下の範囲内とされた本発明例１〜３、７，８，１０〜１４、１６、１７においては、製造時における割れの発生が抑制されることが確認された。

Claims (5)

1. 金属銅相と酸化銅相とを有し、前記酸化銅相の体積率が８０ｖｏｌ％を超えて９０ｖｏｌ％以下の範囲内とされており、
   ターゲットスパッタ面における抵抗値の平均値に対するばらつきが５０％以下とされ、
   ターゲット組織中の前記金属銅相の平均粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされており、
   ｐ型半導体の性質を有していることを特徴とするスパッタリングターゲット。
2. 抵抗値が１０Ω・ｃｍ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。
3. ＣｕＯの回折強度Ｉ１とＣｕ_２Ｏの回折強度Ｉ２との比Ｉ１／Ｉ２が０．１５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。
4. Ｘ線光電子分光分析の結果、ＣｕＯのピーク強度ＩＰ１とＣｕ及びＣｕ_２Ｏのピーク強度ＩＰ２との比ＩＰ１／ＩＰ２が、０．０３以上０．４以下の範囲内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スパッタリングターゲット。
5. 密度が５．５ｇ／ｃｍ^３以上７．５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内とされてい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スパッタリングターゲット。

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