KR20230150953A

KR20230150953A - 열연 구리 합금판 및 스퍼터링 타깃

Info

Publication number: KR20230150953A
Application number: KR1020237026962A
Authority: KR
Inventors: 요스케 나카사토; 가즈나리 마키; 야스히로 츠가와; 위 타니
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2023-10-31
Also published as: JP2022133646A; CN116917514A; JP7188479B2; TW202245018A; WO2022185858A1

Abstract

이 열연 구리 합금판은, Mg : 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하, Al : 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 상기 불가피 불순물 중, Fe 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량이 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량이 0.0010 mass％ 이하로 되어 있고, EBSD 법에 의해 측정한 모든 결정 입계 길이 L 에 대한 3 ≤ Σ ≤ 29 의 각 입계 길이의 합 Lσ 의 비율인 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하로 되어 있다.

Description

열연 구리 합금판 및 스퍼터링 타깃

본 발명은, 예를 들어, 스퍼터링 타깃, 백킹 플레이트, 가속기용 전자관, 마그네트론 등의 구리 가공품에 바람직하게 사용되는 열연 구리 합금판, 및 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.

본원은, 2021년 3월 2일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-032440호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 상기 서술한 구리 가공품에 사용되는 구리 합금판으로는, 통상적으로, 구리 합금의 잉곳을 제조하는 주조 공정과, 이 잉곳을 열간 가공 (열간 압연 또는 열간 단조) 하는 열간 가공 공정에 의해 제조된 열연 구리 합금판이 사용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, Cu-Mg-Ca 계 합금으로 이루어지는 열연 구리 합금판을 사용하여 제조된 박막 트랜지스터용 배선막 형성용 스퍼터링 타깃이 개시되어 있다.

그런데, 상기 서술한 열연 구리 합금판에 있어서는, 프레이즈나 드릴 등의 절삭 가공, 굽힘 등의 소성 가공 등을 실시함으로써, 원하는 형상의 제품으로 가공되게 된다. 여기서, 상기 서술한 구리 합금판에 있어서는, 가공시의 찢어짐, 변형을 억제하기 위해, 결정 입경을 미세화할 것, 및 잔류 변형을 줄일 것이 요구되고 있다.

여기서, 종래의 열연 구리 합금판 (스퍼터링 타깃) 에 있어서는, 가공 프로세스로서 열간 가공 공정만을 갖고 있으므로, 열간 가공 공정의 조건 제어를 실시해도, 결정립의 미세화 및 잔류 변형의 저감이 불충분해질 우려가 있었다. 이 때문에, 가공시의 찢어짐, 변형을 충분히 억제할 수 없었다. 또, 상기 서술한 열연 구리 합금판을 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에는, 고출력의 스퍼터에서의 이상 방전의 발생을 충분히 억제할 수 없었다.

일본 공개특허공보 2010-103331호

이 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 절삭 가공성이 우수함과 함께, 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에도 이상 방전을 충분히 억제할 수 있는 열연 구리 합금판, 및 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 조성을 적정화함과 함께, 열간 가공 공정에 있어서 적정한 조직 제어를 실시함으로써, 결정 입경이 미세하고, 또한 특수 입계 길이 비율이 높은 금속 조직으로 함으로써, 절삭 가공성이 우수한 열연 구리 합금판, 및 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에 고출력의 스퍼터에서의 이상 방전의 발생을 억제하는 것이 가능하다는 지견을 얻었다.

본 발명은, 상기 서술한 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 일 양태에 관련된 열연 구리 합금판은, Mg 를 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하, Al 을 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 상기 불가피 불순물 중, Fe 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량이 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량이 0.0010 mass％ 이하로 되어 있고, EBSD 법에 의해 판두께 중심부의 150000 ㎛² 이상의 측정 면적을 1 ㎛ 의 측정 간격의 스텝으로 측정하고, 측정 결과를 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석하여 각 측정점의 CI 값을 얻고, CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고, 각 결정립의 방위차의 해석을 실시하고, 인접하는 측정점 간의 방위차가 15°이상인 측정점 간의 경계를 결정 입계로 하고, 측정한 모든 결정 입계 길이 L 에 대한 3 ≤ Σ ≤ 29 의 각 특수 입계 길이의 합 Lσ 의 비율인 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 있어서, 판두께 중심부란, 판두께 방향에 있어서, 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 전체 두께의 45 ∼ 55 ％ 까지의 영역으로 한다.

이 구성의 열연 구리 합금판에 의하면, 상기 서술한 조성으로 되어 있으므로, 열간 가공 프로세스의 조건 제어에 의해, 결정립의 미세화, 및 특수 입계 길이 비율의 증가를 도모할 수 있다.

그리고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하, 또한 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되어 있으므로, 절삭 가공시에 있어서의 찢어짐의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 고출력으로의 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 있어서의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 은, 전계 방출형 주사 전자 현미경을 사용한 EBSD 측정 장치에 의해, 결정 입계, 특수 입계를 특정하고, 그 길이를 산출함으로써 얻어지는 것이다.

결정 입계는, 이차원 단면 관찰의 결과, 이웃하는 2 개의 결정 간의 배향 방위차가 15°이상으로 되어 있는 경우의 당해 결정 간의 경계로서 정의된다.

또, 특수 입계란, 결정학적으로 CSL 이론 (Kronberg et al : Trans. Met. Soc. AIME, 185, 501 (1949)) 에 기초하여 정의되는 Σ 값으로 3 ≤ Σ ≤ 29 에 속하는 대응 입계이고, 또한 당해 대응 입계에 있어서의 고유 대응 부위 격자 방위 결함 Dq 가, Dq ≤ 15°/Σ^1/2 (D. G. Brandon : Acta. Metallurgica. Vol.14, p.1479, (1966)) 를 만족하는 결정 입계인 것으로 하여 정의된다.

여기서, 본 발명의 일 양태에 관련된 열연 구리 합금판에 있어서는, 상기 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 가, 상기 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 90 ％ 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 결정 입경의 편차가 작고, 결정립이 균일하고 미세화되어 있어, 절삭 가공시에 있어서의 찢어짐의 발생을 더욱 억제하는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 고출력으로의 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 더욱 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 열연 구리 합금판에 있어서는, 상기 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 가, 0.7 이상 1.3 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 양태에 있어서, 판두께 표층부란, 판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 1 ㎜ 의 위치까지의 영역으로 한다.

이 경우, 판두께 표층부와 판두께 중심부에서 평균 결정 입경의 차가 작아, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 판두께 표층부에서 판두께 중심부까지 스퍼터가 진행되어도 결정 입경이 크게 변화하지 않고, 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있어, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 관련된 열연 구리 합금판에 있어서는, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 가공시에 도입된 변형이 높은 영역이 많이 존재하고 있지 않아, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 변형의 차에 의해 스퍼터면에 요철이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이상 방전의 발생이 억제되어, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 열연 구리 합금판에 있어서는, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 양태에 관련된 스퍼터링 타깃은, 상기 서술한 열연 구리 합금판으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 스퍼터링 타깃에 의하면, 상기 서술한 열연 구리 합금판으로 구성되어 있으므로, 절삭 가공시에 있어서의 찢어짐의 발생을 억제하는 것이 가능해져, 표면 품질이 우수하다. 또, 고출력으로의 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 절삭 가공성이 우수함과 함께, 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에도 이상 방전을 충분히 억제할 수 있는 열연 구리 합금판, 및 스퍼터링 타깃을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 실시형태인 열연 구리 합금판 (스퍼터링 타깃) 의 제조 방법의 플로도이다.

이하에, 본 발명의 일 실시형태인 열연 구리 합금판, 및 스퍼터링 타깃에 대해 설명한다.

본 실시형태인 열연 구리 합금판은, 예를 들어, 스퍼터링 타깃, 백킹 플레이트, 가속기용 전자관, 마그네트론 등의 구리 가공품에 사용되는 것이며, 본 실시형태에 있어서는, 배선용의 구리 합금 박막을 성막하는 스퍼터링 타깃으로서 사용되는 것이다.

본 실시형태인 열연 구리 합금판은, Mg 를 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하의 범위 내, Al 을 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 상기 불가피 불순물 중, Fe 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량이 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량이 0.0010 mass％ 이하로 된 조성을 갖는다.

그리고, 본 실시형태인 열연 구리 합금판은, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되고, 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하로 되어 있다.

또, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 가, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 90 ％ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 가, 0.7 이상 1.3 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 판두께 중심부는, 판두께 방향에 있어서, 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 전체 두께의 45 ∼ 55 ％ 까지의 영역으로 한다. 또, 판두께 표층부는, 판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 1 ㎜ 의 위치까지의 영역으로 한다.

또한, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것이 바람직하다.

여기서, 본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서, 상기 서술한 바와 같이 성분 조성, 조직을 규정한 이유에 대해 이하에 설명한다.

(Mg)

Mg 는, 열연 구리 합금판의 결정 입경을 미세화시키는 작용 효과를 갖는다. 또, 박막 트랜지스터에 있어서의 배선막을 구성하는 구리 합금 박막의 힐록 및 보이드 등의 열 결함의 발생을 억제하여 내마이그레이션성을 향상시킨다. 또한 열처리시에 구리 합금 박막의 표면 및 이면에 Mg 를 함유하는 산화물층을 형성하여 유리 기판 및 Si 막의 주성분인 Si 등이 구리 합금 배선막에 확산 침투하는 것을 저지한다. 이로써, Mg 는, 구리 합금 배선막의 비저항의 증가를 방지한다. 또 Mg 는, 유리 기판 및 Si 막에 대한 구리 합금 배선막의 밀착성을 향상시키는 작용을 갖는다. Mg 에 의한 작용을 더욱 상세하게 설명하면, Mg 를 함유하는 산화물층은, 이하의 2 개의 효과의 양자를 갖는다.

(1) Si 가 구리 합금 배선막에 침투하면, 절연 파괴를 일으킬 우려가 있다. Mg 를 함유하는 산화물층은, 배리어층으로서의 역할을 담당한다.

(2) Cu 와 유리 기판의 밀착성은 양호하지 않다. Mg 를 함유하는 산화물층은, 구리 합금 배선막과 유리 기판의 밀착을 향상시키는 역할을 담당한다.

여기서, Mg 의 함유량이 0.2 mass％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, Mg 의 함유량이 2.1 mass％ 를 초과하면, 비저항값이 증가하여, 배선막으로는 충분한 기능을 나타내지 않게 되므로 바람직하지 않다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, Mg 의 함유량을 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하의 범위 내로 하고 있다.

또한, 상기 서술한 작용 효과를 더욱 발휘시키기 위해서는, Mg 의 함유량의 하한을 0.3 mass％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.4 mass％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 비저항값의 증가를 더욱 억제하기 위해서는, Mg 의 함유량의 상한을 1.5 mass％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.2 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(Al)

Al 은, Mg 와 공존하여 함유시킴으로써, 열연 구리 합금판의 특수 입계 비율을 증가시키는 작용 효과를 갖고 있다. 또, Al 과 Mg 를 공존하여 함유하는 스퍼터링 타깃을 사용하여 성막된 구리 합금 박막에 있어서는, 열처리에 의해, 그 표면에 Mg 와 Cu 와 Al 의 복산화물 또는 산화물 고용체가 형성되어, 밀착성, 화학적 안정성이 향상된다.

여기서, 열연 구리 합금판의 Al 의 함유량이 0.4 mass％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 열연 구리 합금판의 Al 의 함유량이 5.7 mass％ 를 초과하면, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이나 φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값도 높아지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 배선막으로서 사용한 경우, 열연 구리 합금판의 비저항값이 증가하여, 배선막으로는 충분한 기능을 나타내지 않게 된다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, Al 의 함유량을 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하의 범위 내로 하고 있다.

또한, 상기 서술한 작용 효과를 더욱 발휘시키기 위해서는, Al 의 함유량의 하한을 0.6 mass％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.9 mass％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 비저항값의 증가를 더욱 억제하기 위해서는, Al 의 함유량의 상한을 5.0 mass％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 4.2 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(Fe, O, S, P)

불가피 불순물 중, Fe, O, S, P 와 같은 원소는, 특수 입계 길이 비율을 저하시킬 우려가 있다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, Fe 의 함유량을 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량을 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량을 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량을 0.0010 mass％ 이하로 하고 있다.

또한, Fe 의 함유량의 상한은 0.0015 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0010 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. O 의 함유량의 상한은 0.0010 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0005 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. S 의 함유량의 상한은 0.0020 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0015 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. P 의 함유량의 상한은 0.0005 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0003 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(그 밖의 불가피 불순물)

상기 서술한 원소 이외의 그 밖의 불가피적 불순물로는, Ag, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Cr, Sc, 희토류 원소, V, Nb, Ta, Mo, Ni, W, Mn, Re, Ru, Sr, Ti, Os, Co, Rh, Ir, Pb, Pd, Pt, Au, Zn, Zr, Hf, Hg, Ga, In, Ge, Y, Tl, N, Sb, Se, Si, Sn, Te, Li 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 특성에 영향을 주지 않는 범위에서 함유되어 있어도 된다.

여기서, 이들 불가피 불순물은, 특수 입계 길이 비율을 저하시킬 우려가 있는 점에서, 불가피 불순물의 함유량을 줄이는 것이 바람직하다.

(특수 입계 길이 비율)

특수 입계는, 결정학적으로 CSL 이론 (Kronberg et al : Trans. Met. Soc. AIME, 185, 501 (1949)) 에 기초하여 정의되는 Σ 값으로 3 ≤ Σ ≤ 29 를 갖는 결정 입계 (대응 입계) 이다. 당해 입계에 있어서의 고유 대응 부위 격자 방위 결함 Dq 가 Dq ≤ 15°/Σ^1/2 (D. G. Brandon : Acta. Metallurgica. Vol.14, p.1479, (1966)) 를 만족하는 결정 입계로서 정의된다.

모든 결정 입계 중, 이 특수 입계 길이 비율이 높으면, 결정 입계의 정합성이 향상되어, 스퍼터링 타깃의 이상 방전이 적어지고, 찢어짐의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

그래서, 본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부에 있어서, 측정한 모든 결정 입계 길이 L 에 대한 3 ≤ Σ ≤ 29 의 각 특수 입계 길이의 합 Lσ 의 비율인 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 을 20 ％ 이상으로 설정하고 있다.

또한, 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 은 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 40 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

또, 특수 입계 길이 비율의 상한은, 특별히 제한은 없지만, 제조 비용의 증가를 억제하기 위해 80 ％ 이하인 것이 바람직하다.

(판두께 중심부의 평균 결정 입경)

본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서, 판두께 중심부 (판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 전체 두께의 45 ％ 내지 55 ％ 까지의 영역) 에 있어서의 평균 결정 입경 μ_A 가 미세하면, 절삭 가공에 있어서 표면에 미세한 찢어짐이 발생하기 어려워진다. 또, 스퍼터링 타깃으로서 사용할 때에는, 결정 입경이 미세하면 스퍼터시의 요철이 미세해지기 때문에, 이상 방전이 억제되고, 스퍼터 특성이 향상된다.

이 때문에, 본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 를 40 ㎛ 이하로 규정하고 있다.

또한, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 는 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 25 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 는 5 ㎛ 이상이 바람직하다.

(판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차)

본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 가 충분히 작으면, 결정 입경의 편차가 작아져, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 스퍼터에 의한 결정립마다의 요철이 균등하기 때문에, 이상 방전의 발생을 더욱 억제할 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 를, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 90 ％ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 는, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 80 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 70 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 는 10 ％ 이상이 바람직하다.

(판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A)

본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서, 판두께 방향에 있어서 결정 입경이 균일하면, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 판두께 표층부에서 판두께 중심부까지의 스퍼터에서 결정립마다의 요철이 균등해져, 이상 방전의 발생을 더욱 억제할 수 있다. 따라서, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 판두께 중심부 (판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 전체 두께의 45 ％ 내지 55 ％ 까지의 영역) 의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부 (판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 1 ㎜ 까지의 영역) 의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 를, 0.7 이상 1.3 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 본 실시형태의 열연 구리 합금판에 있어서, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 의 하한은 0.8 이상인 것이 바람직하고, 0.9 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 의 상한은 1.2 이하인 것이 바람직하고, 1.1 이하인 것이 보다 바람직하다.

(φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값)

오일러각은 시료 좌표계와 개개의 결정립의 결정축의 관계에 의해 결정 방위를 나타내고 있으며, 결정축 (X-Y-Z) 이 일치한 상태에서, (Z-X-Z) 축 둘레로 각각 (φ1, Φ, φ2) 회전시킴으로써 결정 방위가 표현된다. 3 차원 오일러 공간에 급수 전개법에 의해 ODF (crystal orientation distribution function) 를 표시함으로써, 측정 범위의 결정 방위 밀도의 분포를 확인하는 것이 가능해진다. 이 방위 밀도 분포는 표준 분말 시료 등에서 얻어지는 완전히 랜덤의 배향 상태를 1 로 하고 있으며, 예를 들어 어느 방위의 방위 밀도가 3 인 경우, 그 방위는 랜덤의 배향의 3 배 존재하고 있다는 의미가 된다.

오일러각 (φ1, Φ, φ2) 으로 나타냈을 때에 φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도는, 가공시에 도입된 변형이 높은 영역이며, 다른 영역에 비해 스퍼터 효율이 상이하고, 변형의 고저에 의한 요철이 생겨, 이상 방전이 일어나기 쉽다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서, 스퍼터가 진행되었을 때에 이상 방전의 발생을 더욱 억제하기 위해서는, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값을 3.0 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값의 상한은, 2.7 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 2.5 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값의 하한에 특별히 제한은 없지만, 0.3 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값)

오일러각 (φ1, Φ, φ2) 으로 나타냈을 때에 φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도는, 가공시에 도입된 변형이 높은 영역이며, 다른 영역에 비해 스퍼터 효율이 상이하고, 변형의 고저에 의한 요철이 생겨, 이상 방전이 일어나기 쉽다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서, 스퍼터가 진행되었을 때에 이상 방전의 발생을 더욱 억제하기 위해서는, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값을 3.0 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값의 상한은, 2.6 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 2.4 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값의 하한에 특별히 제한은 없지만, 0.3 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

다음으로, 이와 같은 구성으로 된 본 실시형태인 열연 구리 합금판의 제조 방법 (스퍼터링 타깃의 제조 방법) 에 대해, 도 1 에 나타내는 플로도를 참조하여 설명한다.

(용해·주조 공정 S01)

먼저, 구리 원료를 용해시켜 얻어진 구리 용탕에, 전술한 원소를 첨가해서 성분 조정을 실시하여, 구리 합금 용탕을 제출 (製出) 한다. 또한, 각종 원소의 첨가에는, 원소 단체나 모합금 등을 사용할 수 있다. 또, 상기 서술한 원소를 포함하는 원료를 구리 원료와 함께 용해시켜도 된다. 또, 본 합금의 리사이클재 및 스크랩재를 사용해도 된다.

여기서, 구리 원료로는, 순도가 99.99 mass％ 이상으로 된 이른바 4N Cu, 혹은 99.999 mass％ 이상으로 된 이른바 5N Cu 를 사용하는 것이 바람직하다.

용해시에 있어서는, Mg 의 산화를 억제하기 위해, 또 수소 농도의 저감을 위해, H₂O 의 증기압이 낮은 불활성 가스 분위기 (예를 들어 Ar 가스) 에 의한 분위기에서의 용해를 실시하고, 용해시의 유지 시간은 최소한에 그치는 것이 바람직하다.

그리고, 성분 조정된 구리 합금 용탕을 주형에 주입하여 구리 합금 잉곳을 제출한다. 또한, 양산을 고려한 경우에는, 연속 주조법 또는 반연속 주조법을 사용하는 것이 바람직하다.

(열간 가공 공정 S02)

다음으로, 얻어진 구리 합금 잉곳에 대하여 열간 가공을 실시한다. 본 실시형태에서는, 열간 압연을 실시하여, 본 실시형태인 열연 구리 합금판을 얻는다.

여기서, 열간 압연 공정의 각 패스의 압연율은 50 ％ 이하로 실시하고, 압연의 총 압연율은 98 ％ 이하로 한다. 최종 4 패스에 대해서는, 각 패스의 압연율이 5 ％ 미만일 때 표층부와 중심부의 결정 입경이 조대해지고, 각 패스의 압연율이 40 ％ 초과일 때에는 특수 입계 길이 비율이 낮아진다. 이 때문에, 최종 4 패스의 각 패스의 압연율은 5 ∼ 40 ％ 로 한다. 또한, 최종 4 패스에 대해서는, 특수 입계 길이 비율을 높이기 위해, 패스의 진행과 함께 각 패스의 압연율을 저하시키는 것이 바람직하다.

여기서의「최종 4 패스」란, 다패스 열간 압연 공정의 마지막에 실시되는 4 패스이다. 예를 들어, 열간 압연시에 10 패스가 실시되는 경우, 최종 4 패스는 7 패스째, 8 패스째, 9 패스째 및 10 패스째를 의미한다.

또, 전술한 열간 압연 공정의 최종 4 패스 전의 개시 온도가 600 ℃ 이하일 때 특수 입계 길이 비율이 낮아지고, 최종 4 패스 전의 개시 온도가 850 ℃ 이상일 때 결정 입경이 조대해진다. 또, 최종 4 패스 후의 종료 온도가 550 ℃ 이하일 때 특수 입계 길이 비율이 낮아지고, 최종 4 패스 후의 종료 온도가 800 ℃ 이상일 때 결정 입경이 조대해진다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 최종 4 패스 전의 개시 온도는, 600 ℃ 초과 850 ℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 또, 최종 4 패스 후의 종료 온도는, 550 ℃ 초과 800 ℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 열간 압연 종료 후부터 200 ℃ 이하의 온도가 될 때까지의 냉각 속도가 200 ℃/min 보다 느리면, 판두께 중심부의 결정 입경이 조대해져, 입경의 편차가 커질 우려가 있다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 열간 압연 종료 후부터 200 ℃ 이하의 온도가 될 때까지의 냉각 속도를 200 ℃/min 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 마무리 열간 압연 후, 열연 구리 합금판의 형상을 조정하기 위해, 압연율 10 ％ 이하의 냉간 압연 가공이나 레벨러에 의한 형상 수정을 실시해도 된다.

(절삭 가공 공정 S03)

얻어진 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 대하여, 절삭 가공을 실시함으로써, 스퍼터링 타깃이 제조된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, Mg 를 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하의 범위 내, Al 을 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 상기 불가피 불순물 중, Fe 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량이 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량이 0.0010 mass％ 이하로 되어 있다. 이 때문에, 열간 가공 프로세스의 조건 제어에 의해, 결정립의 미세화, 및 특수 입계 길이 비율의 증가를 도모할 수 있다.

그리고, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 있어서는, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하, 또한 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되어 있으므로, 절삭 가공시에 있어서의 찢어짐의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 고출력으로의 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 가 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 90 ％ 이하인 경우에는, 결정 입경의 편차가 작고, 결정립이 균일하고 미세화되어 있어, 절삭 가공시에 있어서의 찢어짐의 발생을 더욱 억제하는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 가, 0.7 이상 1.3 이하의 범위 내인 경우에는, 판두께 표층부와 판두께 중심부에서 평균 결정 입경의 차가 작다. 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 스퍼터가 진행되어도 결정 입경이 크게 변화하지 않고, 판두께 표층부에서 판두께 중심부까지의 스퍼터에서 이상 방전의 발생을 억제할 수 있어, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에 있어서, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 경우에는, 가공시에 도입된 변형이 높은 영역의 방위 밀도가 낮다. 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 변형의 차에 의해 스퍼터면에 요철이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있어, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 경우에는, 가공시에 도입된 변형이 높은 영역의 방위 밀도가 낮다. 스퍼터링 타깃으로서 사용하였을 때에, 변형의 차에 의해 스퍼터면에 요철이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 스퍼터시의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있어, 장시간 안정적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

이상, 본 실시형태인 열연 구리 합금판에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않으며, 그 발명의 기술적 요건을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 열연 구리 합금판의 제조 방법의 일례에 대해 설명하였지만, 구리 합금의 제조 방법은, 실시형태에 기재한 것에 한정되지는 않으며, 기존의 제조 방법을 적절히 선택하여 제조해도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 실시한 확인 실험의 결과에 대해 설명한다.

(본 발명예)

무산소동 (99.99 mass％ 이상) 을 Ar 가스 분위기 중, 가열로에 의해 용융시켰다. 얻어진 용탕에 Mg, Al 을 첨가하고, 연속 주조기를 사용하여 구리 합금 잉곳을 제출하였다. 압연 전의 소재 치수는, 폭 620 ㎜ × 길이 1000 ㎜ × 두께 250 ㎜ 로 하고, 표 2 에 기재된 압연 공정을 실시하여, 열연 구리 합금판을 제조하였다.

열간 압연 공정의 각 패스의 압연율은 50 ％ 이하로 하고, 열간 압연의 총 압연율은 98 ％ 이하로 하였다. 최종 4 패스의 각 패스의 압연율은 5 ∼ 40 ％ 로 하였다. 또, 전술한 열간 압연 공정의 최종 4 패스 전의 개시 온도와 최종 4 패스 후의 종료 온도를 표 2 에 나타냈다. 온도 측정은 방사 온도계를 사용하여, 압연판의 표면 온도를 측정함으로써 실시하였다.

그리고, 이와 같은 열간 압연 종료 후, 200 ℃ 이하의 온도가 될 때까지, 200 ℃/min 이상의 냉각 속도로 수랭에 의해 냉각시켰다.

(비교예)

열간 압연 공정의 각 패스의 압연율은 50 ％ 이하로 하고, 열간 압연의 총 압연율은 98 ％ 이하로 하였다. 또, 전술한 열간 압연 공정의 최종 4 패스 전의 개시 온도와 최종 4 패스 후의 종료 온도를 표 2 에 나타냈다. 온도 측정은 방사 온도계를 사용하여, 압연판의 표면 온도를 측정함으로써 실시하였다.

그리고, 이와 같은 열간 압연 종료 후, 200 ℃ 이하의 온도가 될 때까지, 수랭 혹은 공랭에 의해 냉각시켰다.

상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 본 발명예 1 ∼ 18 및 비교예 1 ∼ 10 의 열연 구리 합금판의 판두께 표층부 (판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 1 ㎜ 까지의 영역) 및 판두께 중심부 (판두께 방향에 있어서 열연 구리 합금판의 표면 (산화물과 구리의 계면) 으로부터 전체 두께의 45 ∼ 55 ％ 까지의 영역) 에 대해, 평균 결정 입경을 측정하였다. 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우의 이상 방전 횟수를 평가하였다. 또, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L), 방위 밀도, 결정 입경의 표준 편차를 측정하였다. 프레이즈 가공시의 찢어짐의 상태에 대해서도 평가하였다.

(조성 분석)

얻어진 주괴로부터 측정 시료를 채취하였다. Mg 와 Al 의 양은 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법으로 측정하였다. Fe 의 양은 유도 결합 플라즈마 질량 분석법으로 측정하였다. O 의 양은 불활성 가스 융해 적외선 흡수법으로 측정하였다. S 의 양은 연소 적외선 흡수법으로 측정하였다. P 의 양은 고체 발광 분광 분석법으로 측정하였다. 또한, 시료 중앙부와 폭 방향 단부의 2 개 지점에서 측정을 실시하고, 함유량이 많은 쪽을 그 샘플의 함유량으로 하였다. 그 결과, 표 1 에 나타내는 성분 조성인 것을 확인하였다. 또한, 표 1 중의 Fe, O, S, P 는 불가피 불순물이다.

(평균 결정 입경)

얻어진 열연 구리 합금판의 판두께 표층부 및 판두께 중심부에 대해, 평균 결정 입경을 산출하였다. 또, 판두께 중심부에 대해서는, 결정 입경의 표준 편차를 산출하였다. 각 시료에 대해, 구리 합금판의 압연의 폭 방향에 대하여 수직인 면, 즉 TD (Transverse direction) 면의 판두께 표층부와 판두께 중심부에 있어서, 내수 연마지, 다이아몬드 지립을 사용하여 기계 연마를 실시하였다. 이어서, 콜로이달 실리카 용액을 사용하여 마무리 연마를 실시하였다. 그리고, EBSD 측정 장치 (FEI 사 제조의 Quanta FEG 450, EDAX/TSL 사 제조 (현 AMETEK 사) 의 OIM Data Collection) 와, 해석 소프트 (EDAX/TSL 사 제조의 OIM Data Analysis ver.7.3.1) 를 사용하여, 전자선의 가속 전압 15 ㎸, 1 ㎛ 의 측정 간격의 스텝으로 150000 ㎛² 이상의 측정 면적에서, 관찰면을 EBSD 법에 의해 측정하였다. 측정 결과를 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석하여 각 측정점의 CI (Confidence Index) 값을 얻었다. CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 각 결정립의 방위차의 해석을 실시하였다. 인접하는 측정점 간의 방위차가 15°이상이 되는 측정점 간의 경계를 결정 입계로 하였다. 그리고 데이터 해석 소프트 OIM 을 사용하여 Area Fraction, 즉 면적률에 의해 평균 결정 입경과 표준 편차를 구하였다.

(특수 입계 길이 비율 (Lσ/L))

얻어진 열연 구리 합금판에 대해, 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 을 산출하였다. 각 시료에 대해, 구리 합금판의 압연의 폭 방향에 대하여 수직인 면, 즉 TD (Transverse direction) 면의 판두께 중심에 있어서, 내수 연마지, 다이아몬드 지립을 사용하여 기계 연마를 실시하였다. 이어서 콜로이달 실리카 용액을 사용하여 마무리 연마를 실시하였다. 그리고, EBSD 측정 장치 (FEI 사 제조의 Quanta FEG 450, EDAX/TSL 사 제조 (현 AMETEK 사) 의 OIM Data Collection) 와, 해석 소프트 (EDAX/TSL 사 제조의 OIM Data Analysis ver.7.3.1) 를 사용하여, 전자선의 가속 전압 15 ㎸, 1 ㎛ 의 측정 간격의 스텝으로 150000 ㎛² 이상의 측정 면적에서, 관찰면을 EBSD 법에 의해 측정하였다. 측정 결과를 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석하여 각 측정점의 CI 값을 얻었다. CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 각 결정립의 방위차의 해석을 실시하였다. 인접하는 측정점 간의 방위차가 15°이상이 되는 측정점 간의 경계를 결정 입계로 하였다. 또, 측정 범위에 있어서의 결정 입계의 전체 입계 길이 L 을 측정하였다. 인접하는 결정립의 계면이 특수 입계를 구성하는 결정 입계의 위치를 결정하였다. 그리고, 특수 입계 (3 ≤ Σ ≤ 29 를 갖는 결정 입계) 의 각 길이의 합 Lσ 와, 상기 측정한 결정 입계의 전체 입계 길이 L 의 입계 길이 비율 Lσ/L 을 구하여, 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 로 하였다.

(방위 밀도)

상기 측정용 샘플을 사용하여, 평균 결정 입경의 10 분의 1 이하가 되는 측정 간격의 스텝으로 판두께 중심부를 EBSD 법에 의해 측정하였다. 총수 1000 개 이상의 결정립이 포함되도록, 복수 시야에서 합계 면적이 150000 ㎛² 이상이 되는 측정 면적에서, 측정 결과를 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석하여 각 측정점의 CI 값을 얻었다. CI 값이 1 이하인 측정점을 제외하고, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 집합 조직의 해석을 실시하여, 결정 방위 분포 함수를 얻었다.

해석에 의해 얻어진 결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 표시하였다. 그리고, 얻어진 φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값, 및 φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값을 구하였다.

(프레이즈 가공시의 찢어짐의 상태)

각 시료를 100 × 2000 ㎜ 의 평판으로 하고, 그 표면을 프레이즈반으로 초경 날끝의 바이트를 사용하여 절입 깊이 0.1 ㎜, 절삭 속도 5000 m/분으로 절삭 가공하였다. 그 절삭 표면의 500 ㎛ 사방의 시야에 있어서, 길이 100 ㎛ 이상의 찢어짐 흠집이 몇 개 존재하였는지를 평가하였다.

(이상 방전 횟수)

각 시료로부터 타깃 부분이 직경 152 ㎜ 가 되도록 백킹 플레이트 부분을 포함한 일체형의 타깃을 제조하였다. 1 개의 시료로부터, 스퍼터 표면이 판두께 표층부인 것과, 스퍼터 표면이 판두께 중심부인 것의 2 종류를 제조하였다. 그들 타깃을 스퍼터 장치에 장착하고, 챔버 내의 도달 진공 압력이 2 × 10^-5 Pa 이하가 될 때까지 진공화시켰다.

다음으로, 스퍼터 가스로서 순 Ar 가스를 사용하고, 스퍼터 가스 분위기 압력을 0.5 Pa 로 하고, 직류 (DC) 전원으로 스퍼터 출력 1900 W 로 5 시간 방전시켰다. 그 동안에 발생한 이상 방전 횟수를, 전원에 부속되는 아크 카운터를 사용하여 계측함으로써, 총 이상 방전 횟수를 카운트하였다.

비교예 1 에서는, Mg 의 함유량이 본 실시형태의 범위보다 적고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 77 ㎛ 였다. 이 비교예 1 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 2 에서는, Al 의 함유량이 본 실시형태의 범위보다 적고, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 11 ％ 였다. 이 비교예 2 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 3 에서는, Al 의 함유량이 본 실시형태의 범위보다 많았다. 이 비교예 3 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 4 에서는, Fe, O, S, P 의 함유량이 본 실시형태의 범위보다 많고, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 16 ％ 였다. 이 비교예 4 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 5 에서는, 열간 압연의 최종 4 패스 전의 개시 온도 및 최종 4 패스 후의 종료 온도가 낮고, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 8 ％ 였다. 이 비교예 5 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 6 에서는, 열간 압연의 최종 4 패스 전의 개시 온도 및 최종 4 패스 후의 종료 온도가 높고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 93 ㎛ 였다. 이 비교예 6 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 7 에서는, 열간 압연의 최종 4 패스의 압연율이 낮고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 56 ㎛ 였다. 이 비교예 7 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 8 에서는, 열간 압연의 최종 4 패스의 압연율이 높고, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 6 ％ 였다. 이 비교예 8 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 9 에서는, 열간 압연의 최종 4 패스에 있어서 후단의 패스의 압연율이 높고, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 13 ％ 였다. 이 비교예 9 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

비교예 10 에서는, 열간 압연 후의 냉각 속도가 60 ℃/min 으로 느리고, 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 102 ㎛ 였다. 이 비교예 10 에 있어서는, 절삭시의 찢어짐 개수가 많고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에서의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

이에 대하여, 본 발명예 1 ∼ 18 에서는, Mg, Al, Fe, O, S, P 의 함유량, 판두께 중심부의 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L), 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가, 본 실시형태의 범위 내로 되었다. 이들 본 발명예 1 ∼ 18 에 있어서는, 절삭 가공시의 찢어짐 개수가 4 개 이하로 억제되어 있고, 판두께 표층부 및 판두께 중심부에 있어서의 이상 방전의 발생 횟수도 7 회 이하가 되었다.

이상의 실시예의 결과로부터, 본 발명예에 의하면, 절삭 가공성이 우수함과 함께, 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에도 이상 방전을 충분히 억제할 수 있는 열연 구리 합금판 및 스퍼터링 타깃을 제공 가능한 것이 확인되었다.

본 실시형태의 열연 구리 합금판은, 스퍼터링 타깃, 백킹 플레이트, 가속기용 전자관, 마그네트론 등의 구리 가공품으로서 바람직하게 사용된다. 본 실시형태의 스퍼터링 타깃은, 배선용의 구리 합금 박막을 성막하기 위해 바람직하게 사용된다.

Claims

Mg 를 0.2 mass％ 이상 2.1 mass％ 이하, Al 을 0.4 mass％ 이상 5.7 mass％ 이하 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 상기 불가피 불순물 중, Fe 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, O 의 함유량이 0.0020 mass％ 이하, S 의 함유량이 0.0030 mass％ 이하, P 의 함유량이 0.0010 mass％ 이하로 되어 있고,
EBSD 법에 의해 판두께 중심부의 150000 ㎛² 이상의 측정 면적을 1 ㎛ 의 측정 간격의 스텝으로 측정하고, 측정 결과를 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석하여 각 측정점의 CI 값을 얻고, CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고, 각 결정립의 방위차의 해석을 실시하고, 인접하는 측정점 간의 방위차가 15°이상인 측정점 간의 경계를 결정 입계로 하고, 측정한 모든 결정 입계 길이 L 에 대한 3 ≤ Σ ≤ 29 의 각 특수 입계 길이의 합 Lσ 의 비율인 특수 입계 길이 비율 (Lσ/L) 이 20 ％ 이상으로 되고,
판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 가 40 ㎛ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 구리 합금판.
제 1 항에 있어서,
상기 판두께 중심부의 결정 입경의 표준 편차 σ_A 가, 상기 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 의 90 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 구리 합금판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 판두께 중심부의 평균 결정 입경 μ_A 와 판두께 표층부의 평균 결정 입경 μ_B 의 비 μ_B/μ_A 가, 0.7 이상 1.3 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 열연 구리 합금판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 0°, φ1 ＝ 0°, Φ ＝ 0 ∼ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것을 특징으로 하는 열연 구리 합금판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
결정 방위 분포 함수를 오일러각으로 나타냈을 때, φ2 ＝ 45°, φ1 ＝ 0 ∼ 90°, Φ ＝ 90°의 범위에 있어서의 방위 밀도의 평균값이 3.0 이하인 것을 특징으로 하는 열연 구리 합금판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 열연 구리 합금판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.