KR20150034220A

KR20150034220A - Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150034220A
Application number: KR20157002511A
Authority: KR
Inventors: 히로시 고토; 히토시 마츠자키
Original assignee: 가부시키가이샤 코베루코 카겐
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-04-02
Also published as: TWI525207B; KR101621671B1; WO2014021173A1; CN104471102A; JP2014043643A; TW201425616A

Abstract

본 발명은, 액정 디스플레이 등의 표시 디바이스용 전극막 등으로서 유용한 Cu-Mn 합금 박막의 제막에 사용되는 스퍼터링 타깃이며, 스퍼터링 시, 매우 조대화된 클러스터 입자를 저감하여, 파티클이나 스플래쉬의 발생이 적은 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃, 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃은, 적어도 Mn을 포함하고, Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 20원자％ 이하인 Cu 합금 스퍼터링 타깃이며, 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 50HV 이상, 100HV 이하로 제어되어 있다.

Description

Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법{SPUTTERING TARGET FOR FORMING Cu ALLOY THIN FILM, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 스퍼터링 시에 발생하는, 파티클이나 스플래쉬라고 불리는 비정상적으로 조대화된 클러스터 입자의 저감이 가능한 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 Cu 합금 스퍼터링 타깃은, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 표시 디바이스나 터치 센서 등의 전자 디바이스에 사용되는 박막 트랜지스터(TFT)의 전극용 박막, 반사 전극용 박막, 센서로의 전기 접속 배선용 박막 등;CD, DVD, HD-DVD, BD 등의 광기록 매체에 사용되는 반사막이나 반투과막 등의 박막을 형성하기에 적합하게 사용된다.

Cu 박막은 전기 저항이 낮고, Al에 비해 가공이 비교적 용이한 것 등의 이유에 의해, 예를 들어, 액정 디스플레이 등의 표시 디바이스의 주사 전극이나 신호 전극을 구성하는 배선 박막, 터치 센서 등의 전자 디바이스의 전기 접속 배선 박막 등에 사용된다. 그러나, 순Cu는 유리 등의 기재와의 밀착성이 떨어진다. 또한, 순Cu는, 산화되기 쉬우므로 표면이 변색되기 쉽고, 반도체 중에서의 확산 계수가 큰 것 등의 문제가 있다. 따라서, 이와 같은 순Cu가 갖는 문제점을 개선하기 위해, 용도에 따라 적절한 선택 원소를 포함하는 다양한 Cu 합금 박막이 제안되어 있다.

예를 들어 특허문헌 1에는, 산소를 포함하는 산화 분위기 중에서, Cu 표면에 Cu의 산화의 진행을 억제할 수 있는 산화물 피복층을 형성 가능한 액정 표시 장치의 전극 배선용 Cu 합금으로서, Mn, Ga, Li 등의 원소를 포함하는 Cu 합금이 개시되어 있다. 특히 Mn은, 융점이 Cu보다도 높음에도, Cu보다도 산화물을 형성하기 쉽고, 또한, 산소를 통과시키기 어려운 산화물을 형성하는 것이 기재되어 있다.

또한 특허문헌 2에는, 특히 ZnS을 함유하는 보호층이 사용되는 광 디스크에 있어서, 보호층으로부터의 S의 확산에 의한 Cu 기록층의 황화를 방지 또는 억제하여, 기록 비트의 에러 발생이 없는 광기록 매체를 얻을 수 있는 원소로서, Mn, Zn 등의 금속 원소가 기재되어 있다.

일본 특허 출원 제4065959호 공보 일본 특허 출원 제4603044호 공보

일반적으로 Cu 박막은, 스퍼터링 타깃을 사용한 스퍼터링법으로 제막된다. 스퍼터링법이라 함은, 우선 진공 용기 내에 아르곤 등의 불활성 가스를 저가스압으로 도입하고, 기판과, 박막 재료와 동일한 재료를 포함하는 스퍼터링 타깃 사이에 고전압을 인가하여, 플라즈마 방전을 발생시킨다. 그 후, 그 플라즈마 방전에 의해 이온화된 기체(여기서는 아르곤)를 스퍼터링 타깃에 가속ㆍ충돌시켜, 비탄성 충돌에 의해 스퍼터링 타깃의 구성 원자를 두드려, 기판 상에 그 구성 원소를 부착ㆍ퇴적시켜 박막을 형성하는 방법이다. 금속 박막의 제막 방법에는, 상기 스퍼터링법 이외에 주로 진공 증착법을 들 수 있지만, 스퍼터링법에 의하면, 스퍼터링 타깃과 동일한 조성의 박막을 연속하여 형성할 수 있는 장점이 있다. 특히 제막되는 금속 박막이 합금 재료인 경우, 스퍼터링법에 의하면, 희토류 원소 등과 같은, Cu 중에 고용되지 않는 합금 원소를 박막 중에 강제 고용시킬 수 있다. 또한 스퍼터링법은, 대면적 기판으로의 연속한 안정된 제막이 가능한 것 등, 공업적으로도 매우 우위의 제막 방법이다.

그러나 스퍼터링법에서는, 스퍼터링 시, 파티클이나 스플래쉬라고 불리는 비정상적으로 조대화된 클러스터 입자가 발생하여, 박막에 도입되어 버리는 경우가 있다. 조대화된 클러스터 입자가 박막 중에 도입되면, 박막 표면에 돌기가 남아, 전기적 쇼트의 원인으로 되거나, 배선의 패턴 형성 시에 문제가 생겨 패턴 이상이 발생하여, 결과적으로 전기적인 단선이 발생하는 등의 폐해를 초래한다. 이와 같은 이상 클러스터 입자가 발생하는 원인은 다양하게 들 수 있다. 재료에 관해 말하면, 스퍼터링 타깃의 조직이나 결정립의 불균일성, 스퍼터링 타깃의 형상, 스퍼터링 타깃으로의 이물질 혼입, 스퍼터링 타깃 중의 합금 원소의 편석 등이 기점으로 되어 발생하는 경우가 많다고 생각되고 있다.

전술한 특허문헌 1 및 2에 기재된 Cu 합금 박막도, 스퍼터링법을 사용하여 제막되는 취지가 기재되어 있지만, 상술한 스퍼터링 시에 있어서의 문제점은 전혀 언급하고 있지 않다. 또한, 특허문헌 2의 실시예에서는, 스퍼터링 타깃을 사용하여 Cu 합금 박막을 제막하고 있지 않고, 의사적으로 작성한 Cu-Mn 잉곳에 대해 ZnS의 보호막을 피복한 것에 지나지 않는다. 그로 인해, 스퍼터링 타깃의 사용 시에 있어서의 상기 과제는 완전히 파악되어 있지 않다.

상기 특허문헌에 기재된 다양한 합금 원소 중에서도 Mn은, Cu보다도 우선적으로 산소와 반응하여 Cu의 산화를 억제하거나, ZnS 함유 보호층으로부터의 S의 확산에 의한 Cu 기록층의 황화를 방지 또는 억제하므로, 매우 유용하다. 그로 인해, Mn을 포함하는 Cu-Mn 합금은, 표시 디바이스 등의 전극 박막 등, 박막 형성 재료로서의 사용이 크게 기대된다. 그러나, Mn은 표면에 농화되기 쉬우므로, Mn을 포함하는 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링 시, Mn이 편석되기 쉽고, 스플래쉬 등의 이상 방전이, 한층 현저하게 발생하는 것이 염려된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 그 목적은, 액정 디스플레이 등의 표시 디바이스용 전극막 등으로서 유용한 Cu-Mn 합금 박막의 제막에 사용되는 스퍼터링 타깃이며, 스퍼터링 시, 매우 조대화된 클러스터 입자를 저감하여, 파티클이나 스플래쉬의 발생이 적은 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃, 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃은, 적어도 Mn을 포함하고, Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 20원자％ 이하인 Cu 합금 스퍼터링 타깃이며, 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 50HV 이상, 100HV 이하인 것에 요지를 갖는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃은, Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 10원자％ 이하이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도는 60HV 이상, 90HV 이하이다.

또한, 상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명에 관한 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃의 제조 방법은, 상기 조성을 충족하는 Cu 합금에 대해, 열간 압연 시의 총 압하율을 50％ 이상, 열간 압연 후의 어닐링을 450℃ 이상, 600℃ 이하의 온도에서 2시간 이상 행하는 것에 요지를 갖는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 열간 압연 시의 총 압하율은 50％ 이상, 75％ 이하이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 열간 압연 후의 어닐링 온도는 450℃ 이상, 550℃ 이하이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 열간 압연 후의 어닐링 시간은 2시간 이상, 5시간 이하이다.

본 발명의 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃을 사용하면, 스퍼터링 시에 발생하는 파티클이나 스플래쉬 등의 이상 방전이 저감되므로, 스퍼터링 초기부터 라이프 엔드까지, 안정적으로 장시간, 방전 안정성이 우수한 스퍼터링법에 의한 제막을 행할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 대면적 기판에 대해서도 기판 면 내(동일면 내)에서의 조성, 막 두께, 전기 저항의 편차가 적고, 면내 균일성이 우수한 Cu-Mn 합금 박막이 얻어진다. 그 결과, 상기 Cu-Mn 박막을 구비한 표시 디바이스 등의 최종 제품의 수율이 현저하게 향상된다.

도 1은, 실시예 1에 있어서, 표 1의 No.16의 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃의 EPMA 시험 결과를 도시하는 도면이다.

본 발명자들은, 적어도 Mn을 포함하는 Cu-Mn 합금을 시트 형상 등의 스퍼터링 타깃으로 가공하고, 대면적의 기판 상에 제막해도, 조성이나 막 두께 등의 면 내 균일성이 우수하고, 이상 방전을 발생하지 않고, 안정적으로 장기간 Cu-Mn 합금 박막의 제막이 가능한 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃을 제공하기 위해, 검토를 거듭해 왔다. 그 결과, (가) 스퍼터링 타깃의 두께 방향(압연 방향에 대해, 수직인 방향)의 t/2 단면(t는 스퍼터링 타깃의 두께)의 비커스 경도를 소정 범위로 제어함으로써, 소기의 목적을 달성할 수 있는 것, (나) 이와 같은 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃은, Cu-Mn 합금을 사용하여 용해 주조법에 의해 제조하는데 있어서, 특히 열간 압연 시의 총 압하율, 및 열간 압연 후의 어닐링 조건을 적절하게 제어하면 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.

즉, 본 발명의 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃은, 적어도 Mn을 포함하고, Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 20원자％ 이하인 Cu 합금 스퍼터링 타깃이며, 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 50HV 이상, 100HV 이하인 것에 특징이 있다.

먼저, 상기 Cu 합금의 조성에 대해 설명한다. 이하에서는, Mn을 포함하는 Cu 합금을 Cu-Mn 합금으로 기재하는 경우가 있다.

상기 Cu-Mn 합금은, 적어도 Mn을 포함하고, Mn을 2원자％ 이상, 20원자％ 이하의 범위에서 함유한다. Mn은, Cu 금속에는 고용되지만, Cu 산화막에는 고용되지 않는 원소이다. 또한, Mn은 전술한 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, Cu보다도 우선적으로 산소와 반응하여 Cu의 산화를 억제하는 산화물 피막을 형성하거나, ZnS 함유 보호층으로부터의 S의 확산에 의한 Cu 기록층의 황화를 방지 또는 억제할 수 있는 원소로서 매우 유용하다. Mn이 고용되어 있는 Cu 합금이 스퍼터링법에 의한 박막의 제막 과정의 열처리 등에 의해 산화되면, Mn은 확산되어 입계나 계면에 농화되고, 상기 농화층에 의해 투명 기판과의 밀착성이 향상된다고 생각된다.

이와 같은 Mn의 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Cu 합금 중의 Mn 함유량을 2원자％ 이상으로 한다. 바람직하게는 4원자％ 이상이고, 보다 바람직하게는 8원자％ 이상이다. 단, Mn 함유량의 상한이 20원자％를 초과하면, 취화되는 등의 문제가 있으므로, 그 상한을 20원자％ 이하로 한다. 바람직하게는 15원자％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10원자％ 이하이다.

상기 Cu 합금은, 적어도 Mn을 상기 범위에서 함유하면 되고, 잔량부는 Cu 및 불가피적 불순물이다.

또한 상기 Cu 합금은, 다른 특성 부여 등의 목적으로, 이하의 원소를 더 첨가할 수도 있다.

예를 들어, Ag, Au, C, W, Ca, Mg, Ni, Al, Sn, 및 B를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를, 0.2 내지 10원자％의 범위에서 첨가해도 된다. 이에 의해, 기판과의 밀착성이 향상된다. 이들 원소는 단독으로 첨가해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 상기의 함유량은, 상기 원소를 단독으로 포함할 때는 단독의 양이고, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.

마찬가지로, Zn을 0.2 내지 10원자％의 범위에서 첨가해도 된다. 이에 의해, 기판과의 밀착성이 향상된다.

본 발명의 Cu 합금 스퍼터링 타깃은, 상기 조성을 갖고, 또한, 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 50HV 이상, 100HV 이하인 것에 최대의 특징이 있다. 이와 같이 비커스 경도가 적절하게 제어된 Cu 합금 스퍼터링 타깃의 사용에 의해, 스퍼터링 제막 시에 있어서의 스플래쉬의 발생이 저감되게 된다. 본 발명과 같이 적어도 Mn을 2 내지 20원자％의 범위에서 포함하는 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃을 사용했을 때, 후기하는 실시예에서 실증한 바와 같이, 상기 스퍼터링 타깃의 경도가 지나치게 높아져도, 스플래쉬가 발생되기 쉬워지는 것이 판명되었다. 바람직한 비커스 경도는 50HV 이상, 100HV 이하이고, 보다 바람직하게는 60HV 이상, 90HV 이하이다.

여기서, 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면이라 함은, 압연면에 대해 수직인 단면 중, 압연 방향과 평행한 면이며, 스퍼터링 타깃의 두께 t에 대해, t(두께)×1/2의 범위로 되는 단면을 의미한다.

구체적으로는, 이하와 같이 하여, 스퍼터링 타깃의 비커스 경도를 산출한다. 먼저, 상기의 단면(측정면)이 나오도록 스퍼터링 타깃을 절단한다. 이때, 절단편을 3군데로부터 채취한다(압연 방향에 대해, 선단부, 중앙부, 후단부). 이어서, 측정면을 평활하게 하기 위해, 에머리지에 의한 연마나 다이아몬드 페이스트 등으로 연마를 행한다. 그 후, Barker씨의 액[HBF₄(테트라플루오로붕산)과 물을 체적비로 1:30의 비로 혼합한 수용액]에 의한 전해 에칭을 행하고, 상기 측정면의 두께 중앙부에 있어서의 경도를, 마이크로비커스 경도계(가부시끼가이샤 아카시 제작소제, AVK-G2)를 사용하여 측정한다. 측정된 3개의 절단편의 경도의 평균값을, 비커스 경도로 한다.

본 발명에 있어서, 스퍼터링 타깃의 비커스 경도를 측정하는 데 있어서, 두께 방향의 t/2 단면을 측정 대상으로 한 것은, 조직의 균일성을 고려한 것이다.

본 발명에 있어서, Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃의 비커스 경도를 적절하게 제어함으로써, 스플래쉬 등의 발생을 저감할 수 있는 이유는, 상세하게는 불분명하지만, 이하와 같이 추정된다. 스플래쉬 등의 발생을 저감하여 방전을 안정화하기 위해서는, 어닐링 온도 등을 높여 재결정화하는 것이 유효하지만, 비커스 경도가 지나치게 높아지면, 조직(결정립 등)이 불균일해져, 방전이 안정되지 않는다고 생각된다. 한편, 비커스 경도가 지나치게 낮으면, Mn의 석출이 진행되어, 편석한 상태로 되므로, 방전이 불균일해질 우려가 있다고 추정된다.

이상, 본 발명의 Cu 합금 스퍼터링 타깃에 대해 설명했다.

다음에, 상기 Cu 합금 스퍼터링 타깃을 제조하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명에서는, 제조 비용이나 제조 공정의 저감화, 수율의 향상 등을 목적으로 하여 용해 주조법을 채용하여 상기 Cu 합금 스퍼터링 타깃을 제조한다. 용해 주조법이라 함은, Cu 합금 용탕으로부터 주괴를 제조하는 방법으로, 스퍼터링 타깃의 제조에 범용되어 있다.

상기 용해 주조법에 의하면, 스퍼터링 타깃은 통상, 용해 주조→(필요에 따라 열간 단조)→열간 압연→어닐링(→필요에 따라, 냉간 압연→어닐링)에 의해 제조된다. 본 발명에서는, 비커스 경도가 적절하게 제어된 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃을 제조하므로, 열간 압연 조건(특히 열간 압연 시의 총 압하율) 및 어닐링 조건(어닐링 온도, 어닐링 시간 등)을 적절하게 제어하는 것이 중요하다.

이하, 본 발명의 제조 방법에 대해, 공정마다, 상세하게 설명한다.

(용해 주조)

용해 주조 공정은 특별히 한정되지 않고, 원하는 조성의 Cu-Mn 합금 주괴가 얻어지도록, 스퍼터링 타깃의 제조에 통상 사용되는 공정을 적절히 채용할 수 있다. 예를 들어 주조 방법으로서, 대표적으로는 DC(반연속) 주조, 박판 연속 주조(쌍 롤식, 벨트 캐스터식, 프로퍼지식, 블록 캐스터식 등) 등을 들 수 있다.

(필요에 따라, 열간 단조)

상기와 같이 하여 Cu-Mn 합금 주괴를 조괴한 후, 열간 압연을 행하지만(상세는 후술함), 필요에 따라, 형상을 정렬하기 위해 열간 단조를 행해도 된다. 이 경우의 열간 단조는 균열 처리를 겸한다. 비커스 경도 제어를 위해서는, 열간 단조 온도를 대략 800 내지 900℃ 정도, 열간 단조의 가열 시간을 대략 3 내지 18시간 정도로 제어하는 것이 바람직하다.

(열간 압연)

상기의 열간 단조를 필요에 따라 행한 후, 열간 압연을 행한다. 비커스 경도 제어를 위해서는, 열간 압연 시의 총 압하율을 50％ 이상으로 제어한다. 바람직하게는 55％ 이상이다. 또한, 비커스 경도 제어의 관점으로부터는, 상기 총 압하율은 높을수록 좋지만, 지나치게 높아지면, 깨짐 등의 문제가 있으므로, 그 상한을 75％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 70％ 이하이다.

본 발명에서는, 열간 압연 시의 총 압하율이 상기 범위로 제어되어 있으면 되고, 예를 들어 1패스 당의 최대 압하율은 특별히 한정되지 않지만, 대략 5 내지 10％ 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 열간 압연 개시 온도나 열간 압연 종료 온도는 특별히 한정되지 않는다. 단, 비커스 경도의 제어 용이성 등을 고려하면, 열간 압연 개시 온도를 대략 600 내지 800℃ 정도, 열간 압연 종료 온도를 대략 400 내지 500℃ 정도로 제어하는 것이 바람직하다.

(어닐링)

상기와 같이 하여 열간 압연을 행한 후, 어닐링한다. 비커스 경도 제어를 위해서는, 450 내지 600℃의 온도 범위에서 2시간 이상 어닐링하는 것이 필요하다.

후기하는 실시예에서 실증한 바와 같이, 어닐링 온도가 450℃ 미만에서는, 가령 어닐링 시간을 2시간 이상으로 제어해도, 원하는 비커스 경도가 얻어지지 않는다. 한편, 어닐링 온도가 600℃를 초과하면, 결정립 조대화 등의 문제가 있다. 바람직한 어닐링 온도는, 550℃ 이하이다.

마찬가지로 어닐링 시간을 2시간 미만으로 하면, 원하는 비커스 경도가 얻어지지 않는다. 비커스 경도 제어를 위해서는, 상기 어닐링 온도 범위에서 어닐링하는 경우, 어닐링 시간이 긴 편이 좋다. 그러나, 어닐링 시간이 지나치게 길어지면, 결정립 조대화 등의 문제가 있으므로, 바람직하게는 5시간 이하로 한다. 보다 바람직한 어닐링 시간은, 4시간 이하이다.

(필요에 따라, 냉간 압연→어닐링)

상기의 방법에 의해 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃의 비커스 경도를 소정 범위로 제어할 수 있지만, 그 후에, 냉간 압연→어닐링(2회째의 압연, 변형 보정을 위한 어닐링)을 더 행해도 된다. 비커스 경도 제어를 위해서는, 냉간 압연 조건은 특별히 한정되지 않지만, 어닐링 조건을 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 어닐링 온도를 대략 150 내지 250℃ 정도, 어닐링 시간을 대략 1 내지 5시간 정도로 제어하는 것이 권장된다. 또한, 냉간 압연 시의 냉연율은, 통상의 범위(예를 들어, 20 내지 40％)로 하면 된다.

그 후, 소정의 형상으로 기계 가공을 행하면, 스퍼터링 타깃이 얻어진다. 얻어진 스퍼터링 타깃은 필요에 따라 원하는 백킹 플레이트에 접합해도 된다.

본원은, 2012년 8월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-173279호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2012년 8월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-173279호의 명세서의 전체 내용이, 본원에 참고를 위해 원용된다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되지 않고, 전ㆍ후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 추가하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(실시예 1)

먼저, 표 1에 나타내는 다양한 Mn량을 포함하는 Cu-Mn 합금 주괴(두께 100㎜)를 DC 주조법에 의해 조괴했다.

상세하게는, 4N 순도의 Cu와 3N 순도의 전해 Mn을 1250℃에서 용해하고, 1200℃에서 10분간 유지한 후, 8 내지 10℃/분의 평균 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, Cu-Mn의 과포화 고용체(잉곳)를 형성했다.

이 잉곳을, 표 1에 나타내는 조건으로 열간 단조→열간 압연(열간 압연 종료 온도는 600℃)하여 두께 20㎜의 박판 형상으로 압연한 후, 표 1에 나타내는 조건으로 어닐링 처리했다. 본 실시예에서는, 그 후의 냉간 압연 및 어닐링은 행하고 있지 않다. 본 실시예에서는, 열간 압연의 총 압연 압하율(총 압하율) 50％, 또한 어닐링 시간 2시간으로 실시했지만, 총 압연 압하율 50％ 내지 75％, 또한 어닐링 시간 2시간 내지 5시간이라면 동일한 결과가 얻어지는 것을 확인하고 있다.

다음에, 기계 가공(라운드 블랭킹 가공 및 선반 가공)을 행하고, 원판 형상의 Cu-Mn 합금 스퍼터링 타깃(사이즈:직경 101.6㎜×두께 5.0㎜)을 제조했다.

이와 같이 하여 제조된 각 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도(측정 3군데의 평균값)를, 전술한 방법에 의해 측정했다. 표 1의 비커스 경도의 란에는, 평균값 외에, 각 3군데의 각각의 측정값을, (1), (2), (3)의 란에 기재했다.

다음에, 상기의 각 스퍼터링 타깃을 4인치φ×5mmt의 형상으로 가공한 것을 준비하여, 이하의 조건으로 스퍼터링을 행했을 때에 발생하는 스플래쉬의 유무를 관찰했다.

먼저, Si 웨이퍼 기판(사이즈:직경 101.6㎜×두께 0.50㎜)에 대해, 가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼제 「스퍼터링 시스템 HSR-542S」의 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링을 행했다. 스퍼터링 조건은, 이하와 같다.

DC : 260W

압력 : 2mTorr

Ar 가스압 : 2.25×10^-3Torr

Ar 가스 유량 : 30sccm,

극간 거리 : 51.6㎜

기판 온도 : 실온

스퍼터링 시간 : 81초간

본 실시예에서는, 방전 시에 발생하는 스플래쉬의 유무는, 광학 현미경(배율:1000배)으로 박막 표면을 관찰함으로써 평가했다. 여기서는, 1㎛φ 이상의 돌기를 갖는 것을 스플래쉬로 간주하고, 상기 관찰 시야 중에, 스플래쉬가 1개라도 보여진 것을, 스플래쉬 유로 평가하고, 스플래쉬가 완전히 보이지 않았던 것을 스플래쉬 무로 평가했다.

이 시험 결과를 표 1에 병기한다.

표 1로부터, 이하와 같이 고찰할 수 있다.

먼저, No.1 내지 4는, Cu-Mn 합금 중의 Mn량이 2원자％인 예이다. 이 중, No.4는, 본 발명의 요건을 충족하는 방법으로 제조한 예이고, 비커스 경도를 적절하게 제어했으므로, 스플래쉬의 발생은 인정되지 않았다. 이에 대해, No.1 내지 3은, 어닐링 온도가 낮으므로, 비커스 경도가 본 발명에서 규정하는 범위를 초과해 버려, 스플래쉬가 발생했다.

상기와 동일한 결과는, Mn량이 다른 No.5 내지 8(Mn량＝4원자％), No.9 내지 12(Mn량＝8원자％), No.13 내지 16(Mn량＝10원자％)에서도 보였다.

또한, 본 발명에 따르면 스플래쉬의 기점으로 되는 Mn 편석이 없는 스퍼터링 타깃이 얻어진 것을 확인하기 위해, 상기 표 1의 No.16(본 발명예)의 스퍼터링 타깃에 대해, 비커스 경도를 측정한 면과 동일면인, 압연 방향과 수평한 면(t/2)에 대해, EPMA를 사용하여 Mn 분포의 맵핑을 행했다. EPMA의 측정 조건은 이하와 같다.

분석 장치:JEOL제 「전자선 마이크로 애널라이저 JXA8900RL」

분석 조건

가속 전압 : 15.0㎸

조사 전류 : 5.012×10^-8A

빔 직경 : 최소(0㎛)

측정 시간 : 100.00㎳

측정 점수 : 400×400

측정 간격 : 1㎛

측정 면적 : 400㎛×400㎛

측정 위치 : 판 두께 방향 중앙부

측정 시야수 : 1시야

그 결과를 도 1에 도시한다. 도 1 중, CP라 함은 반사 전자상을 의미한다. 도 1에 도시한 바와 같이, Mn 편석은 보이지 않고, 균일하게 분산되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, Mn 편석이 있으면, 도전성이나 스퍼터율의 차이에 따라 돌기가 되어 전계가 국소적으로 집중되고, 이상 방전이 발생되어 스플래쉬가 발생되고, 막 표면에 파티클이 부착되게 되지만, 상기의 결과는, 조대한 파티클의 발생을 저감할 수 있는 것을 시사하고 있다.

Claims

적어도 Mn을 포함하고, Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 20원자％ 이하인 Cu 합금 스퍼터링 타깃이며,
스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 50HV 이상, 100HV 이하인 것을 특징으로 하는, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃.
제1항에 있어서, 상기 Mn의 함유량이 2원자％ 이상, 10원자％ 이하인, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃의 두께 방향의 t/2 단면의 비커스 경도가 60HV 이상, 90HV 이하인, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃.
제1항 또는 제2항에 기재된 Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃을 제조하는 방법이며,
제1항 또는 제2항에 기재된 조성을 충족하는 Cu 합금에 대해, 열간 압연 시의 총 압하율을 50％ 이상, 열간 압연 후의 어닐링을 450℃ 이상, 600℃ 이하의 온도에서 2시간 이상 행하는 것을 특징으로 하는, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 열간 압연 시의 총 압하율을 50％ 이상, 75％ 이하에서 행하는, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 열간 압연 후의 어닐링을 450℃ 이상, 550℃ 이하의 온도에서 행하는, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 열간 압연 후의 어닐링을 2시간 이상, 5시간 이하에서 행하는, Cu 합금 박막 형성용 스퍼터링 타깃의 제조 방법.