TWI618803B - Copper alloy sputtering target - Google Patents

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Tomio Otsuki
Kenichi Nagata
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Jx Nippon Mining & Metals Corp
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Abstract

本發明之銅合金濺鍍靶具有含有1.0~5.0 at%之Mn、含有0.1~4.0 at%之Al、且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之組成，其特徵在於：於上述濺鍍靶面內，組成之偏差為20%以內。本發明之課題在於提供一種半導體元件之配線材、尤其是於電鍍銅時可無凝聚地形成穩定且均勻之籽晶層且濺鍍成膜特性優異的銅合金濺鍍靶及使用該靶而形成之半導體元件配線。

Description

銅合金濺鍍靶
本發明係關於一種半導體元件之配線材、尤其是於電鍍銅時可無凝聚地形成穩定且均勻之籽晶層且濺鍍成膜特性優異的銅合金濺鍍靶。
先前，使用Al(比電阻：3.1μΩ‧cm左右)作為半導體元件之配線材料，但隨著配線之微細化，而電阻更低之銅配線(比電阻：1.7μΩ‧cm左右)逐步得到實際應用。作為銅配線之形成製程，多數情況下係於配線或配線槽形成Ta或TaN等擴散障壁層後電鍍銅。為了進行該電鍍而通常將銅或銅合金進行濺鍍成膜作為底層(籽晶層)。先前，以純度4N(除去氣體成分)左右之電解銅作為粗金屬，藉由濕式或乾式之高純度化製程而製造純度5N~6N之高純度銅，使用該高純度銅作為濺鍍靶。
但是，對於如銅配線寬度為0.13μm以下、例如為90nm或65nm且縱橫比超過8之微細配線，籽晶層成為厚度100nm以下之極薄膜，於以6N純銅靶形成籽晶層之情形時，有產生凝聚而無法形成良好籽晶層之問題。如上所述，重要的是形成均勻之底層，於底層凝聚之情形時，利用電鍍形成銅膜時無法形成均勻之膜。例如，於配線中形成空隙(void)、 凸起(hillocks)、斷線等缺陷。又，即便未殘留上述空隙等缺陷，亦會因於該部分形成不均勻之銅之電鍍組織而產生耐電遷移(EM)性降低之問題。為了解決該問題，重要的是於電鍍銅時形成穩定且均勻之籽晶層，因而需要對於形成濺鍍成膜特性優異之籽晶層而言最佳之濺鍍靶。
先前，本案申請者提出有如下銅合金濺鍍靶，該銅合金濺鍍靶藉由添加適當量之金屬元素用於半導體元件之配線形成，而可防止電鍍銅時之空隙、凸起、斷線等缺陷之產生，並且比電阻低，且具有耐電遷移及耐氧化性(參照專利文獻1或專利文獻2)。該等可於不損及銅之低電阻特性之情況下使耐EM性或耐氧化性提高，但對於近年來進一步微細之銅配線而言，有無法獲得充分均勻之膜的問題。
再者，雖與本申請案並無直接關聯性，但已知有使用添加有微量之各種金屬元素，進而調整了含氧量之銅合金濺鍍靶而形成半導體裝置之薄膜配線的技術(參照專利文獻3~5)。但是，任一項技術中均未獲得適合近年來進一步微細化之半導體元件配線的可形成均勻性優異之膜的銅合金靶。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2004/083482號
專利文獻2：國際公開第2008/041535號
專利文獻3：日本特開2002-294437號公報
專利文獻4：日本特開2008-311283號公報
專利文獻5：日本特開2010-053445號公報
本發明之課題在於提供一種半導體元件之配線材、尤其是於電鍍銅時可無凝聚地形成穩定且均勻之籽晶層且濺鍍成膜特性優異的銅合金濺鍍靶及使用該靶而形成之半導體元件配線。
為了解決上述課題，本發明人等進行潛心研究，結果獲得如下見解：可藉由抑制銅合金濺鍍靶之面內的組成偏差等，而形成可防止電鍍銅時之空隙、凸起、斷線等缺陷之產生，並且比電阻低，且具有耐電遷移及耐氧化性的穩定且均勻之籽晶層。
為了解決上述課題，本發明提供以下之發明。
本發明提供：1)一種銅合金濺鍍靶，其具有含有1.0~5.0 at%之Mn、含有0.1~4.0 at%之Al、且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之組成，其特徵在於：於上述濺鍍靶面內，組成之偏差為20%以內；2)如上述1)之銅合金濺鍍靶，其於上述濺鍍靶面內，結晶粒徑之偏差為6.0μm以下；3)如上述1)或2)之銅合金濺鍍靶，其於上述濺鍍靶面內，導電率之偏差為0.5%IACS以下；4)如上述1)至3)中任一項之銅合金濺鍍靶，其於上述濺鍍靶面內，維氏硬度之偏差為3Hv以下； 5)一種銅合金濺鍍靶之製造方法，其係準備Cu、Mn及Al各原料，將該等原料調整成所欲之合金組成後，利用感應熔解法於真空環境下以1100℃以上之溫度進行熔解、合金化，接著將經合金化之熔液澆鑄於鑄模中，其後以30℃/min以上之冷卻速度進行冷卻直至300℃，將藉此獲得之鑄錠之表面層去除，其後經熱鍛造、熱軋、冷軋、熱處理步驟，而製成濺鍍靶素材，對該靶素材進一步進行機械加工而加工成靶形狀。
本發明具有可獲得半導體元件之配線材、尤其是於電鍍銅時可無凝聚地形成穩定且均勻之籽晶層且濺鍍成膜特性優異的銅合金濺鍍靶及由該靶形成之半導體元件配線的優異之效果。
圖1係表示於靶平面方向呈同心圓狀之9點或17點之測定部位□的模式圖。
圖2係利用光學顯微鏡對實施例1之靶進行觀察時之組織圖像。
圖3係利用光學顯微鏡對實施例2之靶進行觀察時之組織圖像。
圖4係利用光學顯微鏡對實施例3之靶進行觀察時之組織圖像。
圖5係利用光學顯微鏡對實施例4之靶進行觀察時之組織圖像。
本發明之銅合金濺鍍靶具有含有1.0~5.0 at%之Mn、含有0.1~4.0 at%之Al、且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成的組成。本合金 藉由含有0.1~4.0 at%之Al而可有效地防止鍍敷時之凝聚。即，使與障壁膜之潤濕性提高。
若未達0.1 at%，則無抗凝聚之效果，若超過4.0 at%，則於籽晶層之電阻增加，作為銅配線整體而言電阻變高，故而欠佳。又，於銅合金製造步驟之熔解時，含氧量隨著Al之增加而增大，因此必須避免超過4.0 at%。
本發明藉由含有1.0~5.0 at%之Mn而可提高耐氧化性。若未達1.0 at%，則無耐氧化性之效果，若超過5.0 at%，則會使抗凝聚之作用降低，即，使與障壁膜之潤濕性明顯降低，故而欠佳。
具有此種組成之銅合金濺鍍靶於電鍍銅時可無凝聚地形成富有耐氧化性之籽晶層。
本發明之銅合金濺鍍靶之特徵在於：於濺鍍靶面內，組成之偏差為20%以內。此處，組成之偏差可於靶平面方向呈同心圓狀地測定9點或17點之組成，並由{(各成分含量之最大值)-(各成分含量之最小值)}/(各成分含量之平均值)×100(%)而算出。藉由使以上述方式獲得之組成之偏差為20%以內，而即便於超微細配線亦可形成穩定且均勻之籽晶層，進而可期待穩定之裝置性能。
又，本發明之特徵在於：於濺鍍靶面內，結晶粒徑之偏差為6.0μm以下。此處，結晶粒徑之偏差可於靶平面方向呈同心圓狀地測定9點或17點之結晶粒徑，並由該等結晶粒徑之標準偏差而算出。藉由使以上述方式獲得之結晶粒徑之偏差為6.0μm以下，而可使所形成之薄膜的膜厚均勻性(uniformity)明顯提高，即便對於超微細配線亦可形成穩定且均勻之籽晶層。再者，結晶粒徑之平均值根據組成而有所不同，但較佳為100μm 以下。
又，本發明之特徵在於：於濺鍍靶面內，導電率之平均值為 80%IACS以下，導電率之偏差為0.5%IACS以下。此處，導電率之偏差可於濺鍍靶平面方向呈同心圓狀地測定9點或17點之導電率，並由該等導電率之標準偏差而算出。藉由使以上述方式獲得之導電率的偏差為0.5%IACS以下，而可實現電性穩定之濺鍍，從而可使形成之薄膜的膜厚均勻性(uniformity)明顯提高。再者，導電率之平均值根據組成而有所不同，但較佳為80%IACS以下。
又，本發明之特徵在於：於濺鍍靶面內，維氏硬度之偏差為 3Hv以下。此處，維氏硬度之偏差可於濺鍍靶平面方向呈同心圓狀地測定9點或17點之維氏硬度，並由該等維氏硬度之標準偏差而算出。藉由使以上述方式獲得之維氏硬度之偏差為3Hv以下，而可實現均勻之濺鍍成膜，從而可使形成之薄膜的膜厚均勻性(uniformity)明顯提高。再者，維氏硬度之平均值根據組成而有所不同，但較佳為350Hv以下。
本發明之銅合金濺鍍靶例如可藉由下述步驟而製造。首先， 準備純度6N以上之高純度銅、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料以成為所欲之合金組成之方式進行調整後，利用感應熔解法於真空環境下以約1100℃以上之溫度進行熔解，而進行高純度之合金化。其次，將經合金化之熔液澆鑄於鑄模(模具)中而獲得合金鑄錠。此時重要的是於澆鑄時將鑄模適當水冷(冷卻)以提高冷卻速度。藉此，可使鑄錠中之組成、結晶粒徑、導電率、強度等變得均勻。冷卻速度較佳為設為30℃/min以上直至300℃。其後，將製造之鑄錠之表面層去除， 經熱鍛造、熱軋、冷軋、熱處理步驟而製成濺鍍靶素材。該靶素材可進一步藉由機械加工而製成特定之形狀，與背板(backing plate)接合而製造靶。
[實施例]
其次，根據實施例對本發明進行說明。以下所示之實施例係便於理解者，並非藉由該等實施例而限制本發明者。即，基於本發明之技術思想之變形及其他實施例當然包含於本發明中。
(實施例1)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度30℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以700℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合金組成、導電率、維氏硬度。測定方法、裝置係如下所述。
結晶粒徑：線段法(測定面積480μm×361μm)
組成分析：ICP-OES(Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造，SPS-3520DD)
導電率：導電率計(GE Inspection Technology公司製造，Auto Sigma3000)
又，測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-1.9 at%Mn-0.3 at%Al，且結晶粒徑之偏差為4.30μm，合金組成之偏差係Mn為13%，Al為10%，導電率之偏差為0.32%IACS，維氏硬度之偏差為2.23Hv，獲得該等均勻性優異之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行成膜直至厚度約500nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為3.62%，與下述比較例相比膜厚均勻性優異，可獲得可形成穩定且均勻之籽晶層的銅合金濺鍍靶。
(實施例2)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度50℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以700℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-2.0 at%Mn-0.8 at%Al，且結晶粒徑之偏差為2.24μm，合金組成之偏差係Mn為12%，Al為16%，導電率之偏差為0.23%IACS，維氏硬度之偏差為1.62Hv，獲得該等均勻性優異之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行成膜直至厚度約500nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為3.13%，與下述比較例相比膜厚均勻性優異，可獲得可形成穩定且均勻之籽晶層的銅合金濺鍍靶。
(實施例3)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N 以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度50℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以800℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以650℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-2.1 at%Mn-0.5 at%Al，且結晶粒徑之偏差為2.94μm，合金組成之偏差係Mn為12%，Al為13%，導電率之偏差為0.36%IACS，維氏硬度之偏差為2.03Hv，獲得該等均勻性優異之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行成膜直至厚度約500nm， 對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為2.99%，與下述比較例相比膜厚均勻性優異，可獲得可形成穩定且均勻之籽晶層的銅合金濺鍍靶。
(實施例4)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1200℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於經水冷之鑄模(模具)中， 以冷卻速度30℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
繼而，使所得之鑄錠成為直徑220mm×厚度260mm後，以850℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑870mm×厚度20mm。其後，以650℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑850mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施17點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-1.6 at%Mn-0.2 at%Al，且結晶粒徑之偏差為5.23μm，合金組成之偏差係Mn為10%，Al為8%，導電率之偏差為0.12%IACS，維氏硬度之偏差為1.78Hv，獲得該等均勻性優異之靶。
該靶之靶徑大而無法安裝於濺鍍裝置，因此無法評價濺鍍後 之膜的均勻性，但結晶粒徑之偏差、組成之偏差、導電率之偏差、維氏硬度之偏差為與其他實施例相同之程度，因此可推測可獲得相同之結果。
(實施例5)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1200℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度30℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以850℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-4.0 at%Mn-3.0 at%Al，且結晶粒徑之偏差為2.12μm，合金組成之偏差係Mn為18%，Al為17%，導電率之偏差為0.43%IACS，維氏硬度之偏差為1.95Hv，獲得該等均勻性優異之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行成膜直至厚度約500nm， 對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為3.18%，與下述比較例相比膜厚均勻性優異，可獲得可形成穩定且均勻之籽晶層的銅合金濺鍍靶。
(比較例1)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於未經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度15℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以700℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後， 以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-1.9 at%Mn-0.3 at%Al，且結晶粒徑之偏差為8.53μm，合金組成之偏差係Mn為21%，Al為24%，導電率之偏差為1.64%IACS，維氏硬度之偏差為5.64Hv，成為偏差大，均勻性差之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行濺鍍成膜直至厚度約500 nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為4.85%，與先前之實施例相比膜厚均勻性差，無法形成均勻之籽晶層。
(比較例2)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於未經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度15℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
繼而，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以700℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合， 進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-2.0 at%Mn-0.7 at%Al，結晶粒徑之偏差為7.15μm，合金組成之偏差係Mn為25%，Al為20%，導電率之偏差為1.89%IACS，維氏硬度之偏差為8.79Hv，成為偏差大，均勻性差之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行濺鍍成膜直至厚度約500 nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為6.01%，與先前之實施例相比膜厚均勻性差，無法形成均勻之籽晶層。
(比較例3)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於未經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度15℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以800℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以650℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-2.2 at%Mn-0.4 at%Al，且結晶粒徑之偏差為9.15μm，合金組成之偏差係Mn為24%，Al為23%，導電率之偏差為1.53%IACS，維氏硬度之偏差為6.18Hv，成為偏差大，均勻性差之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行濺鍍成膜直至厚度約500 nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為5.20%，與先前之實施例相比膜厚均勻性為差，無法形成均勻之籽晶層。
(比較例4)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1250℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於未經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度15℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
接著，使所得之鑄錠成為直徑220mm×厚度260mm後，以850℃進行熱鍛造，進一步利用冷軋進行壓延直至直徑870mm×厚度20mm。其後，以650℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑850mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合 金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施17點。將其結果示於表1。靶之成分組成 為Cu-1.6 at%Mn-0.2 at%Al，且結晶粒徑之偏差為8.26μm，合金組成之偏差係Mn為32%，Al為26%，導電率之偏差為2.05%IACS，維氏硬度之偏差為8.37Hv，成為偏差大，均勻性差之靶。
該靶之靶徑大而無法安裝於濺鍍裝置，因此未對濺鍍後之膜的均勻性進行評價。
(比較例5)
準備純度6N以上之高純度Cu、純度4N以上之高純度Mn、純度4N以上之高純度Al，將該等原料導入至水冷銅製坩堝中，以1200℃進行熔解(感應熔解法)。之後，將經合金化之熔液澆鑄於未經水冷之鑄模(模具)中，以冷卻速度15℃/min進行冷卻直至300℃，而獲得純度5N以上之高純度銅合金鑄錠。
繼而，使所得之鑄錠成為直徑180mm×厚度160mm後，以850℃進行熱鍛造，進而利用冷軋進行壓延直至直徑460mm×厚度24.5mm。其後，以600℃進行熱處理後，進行急冷而製作壓延板。藉由機械加工將其加工成直徑440mm、厚度16.5mm之靶後，藉由擴散接合而與Al合金製背板接合，進行最後加工而製成濺鍍靶組裝體。
針對以上述方式獲得之濺鍍靶，測定靶面內之結晶粒徑、合金組成、導電率、維氏硬度。各測定條件係設為與實施例1相同。測定係於靶平面方向呈同心圓狀地實施9點。將其結果示於表1。靶之成分組成為Cu-4.0 at%Mn-3.0 at%Al，且結晶粒徑之偏差為6.30μm，合金組成之偏差係Mn為28%，Al為27%，導電率之偏差為2.16%IACS，維氏硬度之偏差為4.68Hv，成為偏差大，均勻性差之靶。
繼而，使用該靶於Si基板上進行濺鍍成膜直至厚度約500nm，對該膜之均勻性(uniformity)進行測定。其結果為5.41%，與先前之實施例相比膜厚均勻性差，無法形成均勻之籽晶層。
[產業上之可利用性]
本發明藉由濺鍍成膜特性優異之銅合金濺鍍靶，而於電鍍銅時可無凝聚地形成穩定且均勻之籽晶層，因此在半導體元件配線之形成尤其有用。

Claims (6)

  1. 一種銅合金濺鍍靶，其具有含有1.0~5.0at%之Mn、含有0.1~4.0at%之Al、且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之組成，其特徵在於：於上述濺鍍靶面內，組成之偏差為20%以內。
  2. 如申請專利範圍第1項之銅合金濺鍍靶，其中，於上述濺鍍靶面內，結晶粒徑之偏差為6.0μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之銅合金濺鍍靶，其中，於上述濺鍍靶面內，導電率之偏差為0.5%IACS以下。
  4. 如申請專利範圍第2項之銅合金濺鍍靶，其中，於上述濺鍍靶面內，導電率之偏差為0.5%IACS以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之銅合金濺鍍靶，其中，於上述濺鍍靶面內，維氏硬度之偏差為3Hv以下。
  6. 一種銅合金濺鍍靶之製造方法，其係準備Cu、Mn及Al各原料，將該等原料調整成所欲之合金組成後，利用感應熔解法於真空環境下以1100℃以上之溫度進行熔解、合金化，接著將經合金化之熔液澆鑄於鑄模中，其後以30℃/min以上之冷卻速度進行冷卻直至300℃，將藉此獲得之鑄錠之表面層去除，其後經熱鍛造、熱軋、冷軋、熱處理步驟，而製成濺鍍靶素材，對該靶素材進而進行機械加工而加工成靶形狀。
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