TWI654323B - 銅合金濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法 - Google Patents

銅合金濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法

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TWI654323B TW103125290A TW103125290A TWI654323B TW I654323 B TWI654323 B TW I654323B TW 103125290 A TW103125290 A TW 103125290A TW 103125290 A TW103125290 A TW 103125290A TW I654323 B TWI654323 B TW I654323B
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Abstract

本發明的銅合金濺鍍靶材，係由Ca的含有量為0.3質量%~1.7質量%、Mg與Al的合計含有量為5質量ppm以下、氧的含有量為20質量ppm以下、其餘部分為Cu及不可避免的雜質之銅合金所成。本發明的銅合金濺鍍靶材之製造方法，係具有：準備純度99.99質量%以上的銅之程序；將前述銅在惰性氣體環境或還原氣體環境中、坩堝內作高頻熔化而獲得熔融銅之程序；對於前述熔融銅添加純度98.5質量%以上的Ca作熔化而以成為具有既定的成分組成之熔融金屬的方式作成分調整之程序；將具有前述既定的成分組成之熔融金屬在經冷卻之鑄模作鑄造而獲得鑄塊的程序；及對於前述鑄塊作熱間壓延後，作消除應力退火之程序。

Description

銅合金濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法
本發明，係有關於將作為例如薄膜電晶體之閘極電極、源極電極、汲極電極等之配線膜的銅合金膜，在由玻璃、非晶質Si、或二氧化矽等所成之基板上藉濺鍍而形成時，被作為濺鍍時的靶材而使用之銅合金濺鍍靶材，尤其有關於由Cu-Ca系合金(含Ca銅合金)所成的濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法。
本案，係針對在2013年7月31日於日本提出專利申請之日本發明專利申請案2013-159962號、及在2014年6月12日於日本提出專利申請之日本發明專利申請案2014-121527號而主張優先權，於此援用該內容。
液晶顯示器或有機EL顯示器等之平板顯示器，係採取在玻璃等之基板上形成薄膜電晶體(以下記作「TFT」)與顯示電路的構造。另一方面，由於近來的薄型電視之大型化、精細化的要求，變成在採用此種TFT 之顯示面板(TFT面板)方面，亦要求大型、高精細者。
歷來，在大型、高精細的TFT面板之閘極電極、源極電極、汲極電極等之配線膜方面，係一般而言使用由鋁(Al)系材料所成之配線膜，惟近來係為了配線膜的低電阻化，正在推進使用由導電率高於Al之銅(Cu)系材料所成之配線膜。
然而，在供以使用於TFT面板之配線膜用的銅系材料方面，雖有提議各種的銅合金，惟近來係如以下的專利文獻1或專利文獻2所示，Cu-Ca合金受到注目。由Cu-Ca合金所成之配線膜，係不僅比電阻低於Al系材料，與是基板之玻璃等的密著性優異。另外，藉此種Cu-Ca合金而形成TFT面板之配線膜的情況下，通常應用濺鍍，惟此情況下，會採用由Cu-Ca合金所成之濺鍍靶材。
此外，於以下的專利文獻3，係在由Cu-Ca合金所成之濺鍍靶材方面，為了抑制在濺鍍時之異常放電的發生，揭露將Cu-Ca系結晶物的平均粒徑規定在10~50μm的範圍之靶材。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利公開2009-215613號公報
[專利文獻2]日本發明專利公開2011-044674號公報
[專利文獻3]日本發明專利公開2013-014808號公報
為了應付高精細的TFT面板之低價格化，生產性提升的要求強烈，為了生產率的進一步提升，欲提高成膜速度之迫切期望正高漲。要提高成膜速度，係需要提高接通於濺鍍之電力，惟一般而言提高濺鍍時的接通電力時，變得容易發生異常放電。此外，使用由Cu-Ca合金所成之靶材而進行濺鍍之情況下，提高接通電力時，存在容易誘發異常放電如此之課題。
於此，異常放電，係與正常之濺鍍時比較下極高之電流突然急遽流過，發生異常大之放電的現象，而發生如此之異常放電時，成為顆粒的產生原因，存在堆積膜的膜厚變不均勻之虞。因此期望儘可能迴避濺鍍時的異常放電。
本發明係鑑於前述之問題而首創者，目的在於提供一種濺鍍靶材及此銅合金濺鍍靶材之製造方法，該濺鍍靶材係採用了Cu-Ca合金等在對於Cu之合金元素方面主要添加Ca之Cu-Ca系合金者，並為了提升成膜速度而提高生產率，作成可抑制在以較大之電力而作濺鍍時容易發生的異常放電之頻繁發生。
針對如前述使用由Cu-Ca系合金所成之濺鍍靶材而以更大之電力進行濺鍍時異常放電會增加之原因， 本發明人等進一步調查、進行研究之結果，發現：含有於濺鍍靶材中之氧量有關聯於異常放電。
此外，發現：使用由Cu-Ca系合金所成之濺鍍靶材而以更大之電力進行濺鍍的情況下，與含於Cu-Ca系合金之Ca量、氧量具有關聯，作為不可避免的雜質而微量含有之Mg、Al的含有量亦有關聯於異常放電增加。
本發明人們針對此等之元素與異常放電的關聯性作研究之結果，判明：在製造Cu-Ca系合金之情況下所使用的金屬Ca中所含的Mg、Al等之雜質、及構成將Cu-Ca合金熔化之坩堝的耐火物之成分或Cu-Ca熔融合金產生反應，形成Ca系複合氧化物。然後，應認為：在熔化鑄造時所生成的此等之Ca系複合氧化物被捲入，出現於濺鍍靶材之表面時，此成為原因而發生異常放電。
為了達成上述目的(1)本發明的一態樣中之銅合金濺鍍靶材，係由Ca的含有量為0.3質量%~1.7質量%、Mg與Al的合計含有量為5質量ppm以下、氧的含有量為20質量ppm以下、其餘部分為Cu及不可避免的雜質之銅合金所成。
(2)本發明的其他態樣中之銅合金濺鍍靶材，係如(1)所記載之銅合金濺鍍靶材，其中，在前述不可避免的雜質方面含有Fe、Mn、Si，而Fe的含有量為不足1質量ppm，Mn的含有量為不足1質量ppm，Si的含有量為不足1質量ppm。
(3)本發明之其他態樣中的銅合金濺鍍靶材 之製造方法，係如(1)或(2)所記載的銅合金濺鍍靶材之製造方法，具有：準備純度99.99質量%以上的銅之程序；將前述銅在惰性氣體環境或還原氣體環境中、坩堝內作高頻熔化而獲得熔融銅之程序；對於前述熔融銅添加純度98.5質量%以上的Ca作熔化而以成為具有既定的成分組成之熔融金屬的方式作成分調整之程序；將具有前述既定的成分組成之熔融金屬在經冷卻之鑄模作鑄造而獲得鑄塊的程序；及對於前述鑄塊作熱間壓延後，作消除應力退火之程序。
(4)本發明之其他態樣中的銅合金濺鍍靶材之製造方法，係如(3)所記載的銅合金濺鍍靶材之製造方法，其中，在前述作成分調整之程序中，在前述Ca的添加材方面，係選擇Mg、Al的含有量分別為50質量ppm以下、Mg與Al的合計量100質量ppm以下的Ca添加劑而使用。
(5)本發明之其他態樣中的銅合金濺鍍靶材之製造方法，係如(3)或(4)所記載的銅合金濺鍍靶材之製造方法，其中，前述作鑄造而獲得鑄塊之程序中的鑄造法，係以下鑄造法中的任一者：熔化原料的熔化係在批次式之熔化爐進行，僅連續進行鑄造既定長度之半連續鑄造法；或者，連續進行熔化原料之熔化，連續進行鑄造原則上無限制的長度之完全連續鑄造法。
依本發明，即可在使用該濺鍍靶材而藉濺鍍在基板上形成由Cu-Ca系合金所成之配線膜時，抑制在濺鍍時之異常放電的發生。其結果，可提供一種濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法，可防止因異常放電而起之顆粒的發生或配線膜的膜厚之不均勻化於未然，能以較大電力高速形成膜厚為均勻之配線膜。
此外，可藉Cu-Ca系合金之濺鍍靶材而形成膜厚為均勻的由Cu-Ca系合金所成之配線膜，使得可形成比電阻為低且在對於基板的密著性方面優異之配線膜。
以下針對本發明相關之銅合金濺鍍靶材及銅合金濺鍍靶材之製造方法的一形態，更詳細作說明。
本實施形態的濺鍍靶材，係在其成分組成方面，由銅合金所成，基本上，Ca(鈣)含有0.3質量%以上、1.7質量%以下，在Mg(鎂)、Al(鋁)方面，兩方的合計含有量含有5質量ppm以下，O(氧)含有20質量ppm以下，其餘部分由Cu(銅)及不可避免的雜質所成。
於此，針對在本實施形態所採用之銅合金，說明有關於成分組成的限定理由。
Ca：0.3~1.7質量%
Ca，係在本實施形態中作為對象之Cu-Ca系的銅合金中之基本的合金元素。在用於TFT面板用的配線形成之 濺鍍靶材方面使用Cu-Ca系的銅合金而獲得之Cu-Ca系的銅合金膜，係作為配線層展現比電阻低如此之特性。此外，Cu-Ca系的銅合金膜，係對於由玻璃或Si、二氧化矽等所成之基板的密著性優異，再者取決於濺鍍條件等可不需要由高價之Mo或Ti等所成之底基層而謀求TFT面板之低成本化。此外，若為由Cu-Ca系的銅合金膜所成之配線膜，則可防止配線膜的密著性因在TFT面板之作成過程中一般所應用的各種熱處理而降低。
於是在本實施形態中，係在將如此之Cu-Ca系的銅合金膜藉濺鍍而形成於基板上時之濺鍍靶材方面，使用含有Ca之Cu-Ca系合金。於此，在靶材之Cu-Ca系合金方面，Ca不足0.3質量%時，藉濺鍍而形成於基板上之Cu-Ca系合金膜的Ca含有量變過少，變得無法獲得如上述之效果。另一方面，在靶材之Cu-Ca系合金方面，若Ca超過1.7質量%，則在以熱間壓延作成板材時容易產生破裂，於結果所得之濺鍍靶材亦容易帶入裂痕。
於是構成本實施形態的濺鍍靶材之Cu-Ca系合金的Ca含有量，係採取0.3~1.7質量%之範圍內。此外，Cu-Ca系合金之Ca含有量，係採取0.5~1.1質量%之範圍內更佳。
構成本實施形態的濺鍍靶材之銅合金，基本上係欲針對如上述之含有0.3~1.7質量%之Ca的Cu-Ca合金，藉氧量的減低、Mg與Al之合計含有量的減低而抑制異常放電者。此外，將氧量作減低，係為了抑制Ca系 複合氧化物的生成，減少出現於濺鍍靶材之表面的Ca系複合氧化物。
為此，較佳為：極力使可能生成Ca系複合氧化物之Mg、Al、Si、Fe的含有量減少。
此等元素之中，尤其需要使Mg與Al之合計含有量為5質量ppm以下。再者，係使Mg與Al之合計含有量為3質量ppm以下更佳。
含於Cu-Ca系銅合金之此等Mg、Al係作為雜質而不可避免地含於其中之元素，惟Mg與Al之合計含有量超過5質量ppm而含於其中時，Ca系複合氧化物的生成比例會增加，此成為原因而造成濺鍍時的異常放電發生頻率提升。
此外，除了Mg與Al以外，在不可避免的雜質方面含有Fe、Mn、Si等之情況下，此等之含有量亦盡可能減低較佳。作為一例，較佳為採取Fe<1質量ppm、Mn<1質量ppm、Si<1質量ppm的含有量。
於此，一般而言在銅合金之鑄造法方面，存在：熔化原料的熔化係在批次式之熔化爐進行，僅連續進行鑄造既定長度之半連續鑄造法；及連續進行熔化原料之熔化，連續進行鑄造原則上無限制的長度之完全連續鑄造法。在上述的範圍之Cu-Ca系合金方面，係亦可應用任一鑄造法。
在以量產規模製造靶材之情況下，係期望應用半連續鑄造法或完全連續鑄造法。
於下說明供以鑄造靶材用的具體方法之一例。
將電解銅等之高純度的銅原料在熔化爐中作熔化。以在熔化爐中之熔融金屬(熔銅)不會從大氣中混入氧的方式將熔化爐設置於控制成惰性氣體環境或還原氣體環境之腔室或房間而作熔化較佳。
可進行如下之鑄造法：在設置於惰性氣體環境或還原氣體環境之熔化爐的入口部分將應添加之金屬Ca放入坩堝等的容器而作保持，生成熔銅後，從容器將金屬Ca供應至熔化爐中的熔銅中，獲得Cu-Ca熔融合金，使此熔融金屬流進模具而獲得鑄塊。
此外，藉連續鑄造裝置而製造之情況下可在從熔化爐透過流槽與餵槽而對於鑄模將熔銅予以轉移之中途的階段添加金屬Ca。
總之，以成為作為目標之成分組成的方式，而添加必要量的金屬Ca等之合金元素。經成分調整之銅合金(Cu-Ca系合金)的熔融金屬，係澆注於鑄造用鑄模，獲得鑄塊。
藉前述鑄造法而於熔化爐將熔銅作熔化之情況下，較佳為利用高純度之銅原料，亦即利用不含氧之銅原料。例如，使用99.99質量%以上的高純度之無氧銅，即使含有微量之Mg、Al，較佳為使用使Mg與Al之合計含有量為5質量ppm以下，更佳係使各元素為1質量ppm以下之銅原料。
添加作為合金元素之Ca的情況下，雖添加金 屬Ca，惟於一般市售的金屬Ca係存在含有微量的氧或雜質(Al、Mg)之情況。作為此金屬Ca的一例，可選擇純度98.5質量%以上的金屬Ca而使用，亦即可選擇Mg、Al的含有量分別為50質量ppm以下，Mg與Al的合計量100質量ppm以下的金屬Ca而使用。當然，在金屬Ca方面亦可使用更高純度、Mg與Al之合計含有量更少的Ca添加材。
在本實施形態中，係在對於熔銅添加必要量之Ca的狀態中，使含氧量為規定的範圍內為重要的，再者使Mg含有量、Al含有量為規定的範圍內為重要的。因此，在熔銅之狀態下將氧量、Mg量、Al量設定成低於目標範圍，對於此熔銅添加0.3~1.7質量%之Ca添加材後，以使氧量、Mg量、Al量落入目標範圍的方式作成分調整。為此，如上述在Ca添加材方面，係可選擇Mg、Al的含有量分別為50質量ppm以下、Mg與Al的合計量100質量ppm以下的Ca添加劑而使用。當然，關於含於Ca添加材之Mg量與Al量，並非限定於上述之範圍，另外亦可適用氧量低之Ca添加材、Mg量與Al量少之Ca添加材。
此外，熔化爐等由以Si作為主體之耐火物而構成的情況下，有可能含於此耐火物之元素作為雜質而微量溶出至熔銅。此外，即使於熔化爐內予以充滿惰性氣體等在熔化爐內仍有可能存在微量的氧，故即使採用高純度的無氧銅，仍有從鑄造環境混入微量氧之虞。
此等成為原因，使得在鑄造後所得之鑄塊中，係含有微量的O、Mg、Al。或除了此等以外成為含有Si、Fe等。
在本實施形態中，係需要使此等之有可能含有微量的O之含有量為20質量ppm以下。此外，需要將Mg、Al的合計量規定限制至5質量ppm以下。此外，將O的含有量規定限制成10質量ppm以下、將Mg、Al之合計量規定限制成3質量ppm以下更佳。
如上述使O含有量為20質量ppm以下、將由使Mg與Al之合計含有量為5質量ppm以下的Cu-Ca合金所成之濺鍍靶材重疊於無氧銅製之背板而藉銲接等之方法而接合時，即可獲得附背板之濺鍍靶材。
然後，將此濺鍍靶材與TFT面板等一起等收容於直流方式等之濺鍍裝置的成膜室之內部，將成膜室減壓至極限真空度、4×10-5Pa等，可既定時間接通既定的電力而進行濺鍍。
為由除了O含有量之規定限制以外將Mg與Al之合計含有量規定限制成5質量ppm以下的Cu-Ca合金所成之濺鍍靶材時，即不會在600W等之輸出下進行濺鍍的情況下發生異常放電，即使為在1800W等之高輸出下進行濺鍍的情況下仍不會發生異常放電。
以1800W等之高輸出作濺鍍仍引起異常放電，故使用本實施形態相關之濺鍍靶材而作成膜時，即可將目標之Cu-Ca系配線膜的成膜速度予以提升，有助於對於TFT面 板等之配線膜形成的效率提升。
[實施例] 「濺鍍靶材之製作」
準備純度：99.99質量%以上的無氧銅(Al、Si、Mg、Fe係分別挑選1質量ppm以下者)，將此無氧銅在Ar氣體環境中，在高純度石墨坩堝內作高頻熔化，對於所得之熔融金屬添加純度98.5質量%以上的Ca(Mg、Al的含有量係分別挑選50質量ppm以下，合計100質量ppm以下者)作熔化而以成為具有既定的成分組成之熔融金屬的方式而作成分調整，將所得之熔融金屬在經冷卻之鑄鐵鑄模作鑄造，獲得鑄塊。
再者，將此鑄塊在800℃下作熱間壓延後，最後在400℃下作消除應力退火，對於所得之壓延體的表面作車床加工而製得具有外徑：152mm、厚度：5mm之尺寸、具有上述之既定的成分組成之圓板狀的濺鍍靶材。
製造前述濺鍍靶材時，將添加Ca之量在0.3~1.7質量%之範圍內作變更而獲得記載於後述之表1的No.1~No.11之濺鍍靶材樣品。
在No.1~No.11的各濺鍍靶材樣品方面對於氧濃度之調整，係模擬從熔化環境混入氧，而準備純度：99.99質量%以上的韌煉銅(氧濃度係100質量ppm程度、Al、Si、Mg、Fe係分別1質量ppm以下)，將此韌 煉銅與無氧銅一起在Ar氣體環境下，在高純度石墨坩堝內作高頻熔化，對於所得之熔融金屬以與前述同樣的方法而作成濺鍍靶材。
再者，作為對於Mg與Al作變量的比較材，將純度95質量%以上的Ca(Mg、Al的含有量係分別挑選2000、3000質量ppm者而使用。)作為Ca添加材而使用，其他製程係設定成與上述之樣品相等，作為比較材而獲得複數個濺鍍靶材。在此等複數個濺鍍靶材中，依Ca添加材的添加量而進行Ca含有量之增減，同時獲得含氧量多的比較材、及Mg、Al含有量多之比較材而分別供於後述之濺鍍。
分析用樣品，係從消除應力退火後之靶材作提取，氧係以氣體分析法作了分析，Ca與其他雜質係以ICP發光分光法作了分析。
再者，將採取前述方式而得之濺鍍靶材重疊於無氧銅製背板而使用純銦作銲接，從而獲得附背板之濺鍍靶材。
「濺鍍及異常放電計數方法」
使用前述濺鍍靶材而進行濺鍍。在濺鍍裝置的電源方面採用直流方式，對於濺鍍裝置的真空容器抽真空直到極限真空壓力成為4×10-5Pa以下。接著，使純Ar氣、或以10體積%之比例包含氧之氧-Ar混合氣體作為濺鍍氣體而流至真空容器內，使濺鍍環境壓力為0.67Pa後，以輸出600W或、輸出1800W放電8小時，對於該期間所發生之 異常放電次數利用附屬於電源的電弧計數器而作計測，從而對於總異常放電次數作計數。
「電漿處理後的密著性評估」
在表面，依歷來的膜形成條件，而準備具有縱：20mm×橫：20mm×厚度：0.7mm之尺寸的康寧公司製1737之玻璃基板，將此裝入濺鍍裝置，在靶材方面，採用皆經熔化調製之具有示於表1的組成之Cu-Ca合金製濺鍍靶材，將濺鍍環境採取以10體積%之比例包含氧的氧-Ar混合氣體，50nm成膜後，將濺鍍環境切換成純Ar氣而進行250nm濺鍍，形成了具有合計300nm之厚度的導電膜。
接著，與歷來所進行之氫電漿處理相同的條件下，亦即，氣體：100%氫氣、氫氣流量：500SCCM、氫氣壓：100Pa、處理溫度：300℃、RF電力流密度：0.1W/cm2、處理時間：2分鐘之條件下實施氫電漿處理，而分別製得本發明例之導電膜樣品No.1~11及比較例No.12~18。以確認本發明例之No.1~11及比較例的No.12~18之密著性為目的而在以下的條件下進行了棋盤眼附著試驗。
棋盤眼附著試驗，係準據於JIS-K5400，對於上述樣品的表面以各自1mm之間隔於縱橫分別11條溝從表面達至玻璃基板的深度下以刀具添加刻痕，而形成100個方格，遍及此方格整體而以3M公司製思高膠帶作密接而黏 貼，接著一口氣撕下，對於樣品表面的100個方格之中的經剝離之方格數(個/100)作了測定。
於以下的表1，示出供於濺鍍之在本發明例方面的No.1~11之樣品、在比較例方面的No.12~18之樣品的Ca含有量(質量%)、含氧量(質量ppm)、Mg含有量(質量ppm)、Al含有量(質量ppm)、熱間壓延破裂的有無、異常放電次數、氫電漿處理後的帶測試密著性(%)。
表1之No.1~No.11的樣品，係示出由將Ca含有量設定成0.3質量%~1.7質量%之範圍內、將O(氧)含有量設定成20質量ppm以下(8~18質量ppm)、將Mg含有量設定成0.2~2質量ppm、將Al含有量設定成0.3~3質量ppm之Cu-Ca合金所成之濺鍍靶材。
No.1~No.11的濺鍍靶材，係沒有發生熱間壓延加工時之壓延破裂，在600W下8時間濺鍍之情況下沒有發生異常放電，即使在高輸出之1800W下8時間濺鍍的情況下仍未出現異常放電的發生。
根據此試驗結果，由使Ca的含有量為0.3質量%~1.7質量%、氧的含有量為20質量ppm以下、Mg與Al之合計含有量為5質量ppm以下的銅合金所成之濺鍍靶材，係即使處於在濺鍍時提高接通電力而進行高速濺鍍之情況下，仍可在不引起異常放電之下形成導電膜。為此，使用上述的濺鍍靶材而形成導電膜時，即能以高速製造在表面未發生凹凸的膜厚為均勻之良質的導電膜。
於表1中No.12之樣品(比較例)係使Ca含有量多至2.0質量%的樣品，惟在熱間壓延時發生破裂。No.13的樣品(比較例)，係使O含有量多至25質量ppm之樣品，在600W下雖未發生異常放電，惟在以1800W作濺鍍之情況下發生許多異常放電。
No.14、15、16、17的樣品(比較例)，係Mg與Al之合計含有量為多之樣品，在600W下雖未發生異常放 電，惟在以1800W作濺鍍之情況下發生許多異常放電。
No.18的樣品(比較例)係使Ca含有量低至0.1質量%之樣品，惟氫電漿處理後的帶測試密著性大幅降低。

Claims (5)

  1. 一種銅合金濺鍍靶材，由以下的銅合金所成：具有Ca的含有量為0.7質量%~1.4質量%、Mg與Al的合計含有量為5質量ppm以下，氧的含有量為20質量ppm以下、其餘部分由Cu及不可避免的雜質所成的成分組成，被消除應力退火。
  2. 如申請專利範圍第1項之銅合金濺鍍靶材，其中，在前述不可避免的雜質方面含有Fe、Mn、Si，而Fe的含有量為不足1質量ppm，Mn的含有量為不足1質量ppm，Si的含有量為不足1質量ppm。
  3. 一種銅合金濺鍍靶材之製造方法，該銅合金濺鍍靶材係如申請專利範圍第1或2項的銅合金濺鍍靶材，特徵在於：具有以下程序：準備純度99.99質量%以上的銅；將前述銅在惰性氣體環境或還原氣體環境中、坩堝內作高頻熔化而獲得熔融銅；對於前述熔融銅添加純度98.5質量%以上的Ca作熔化而以成為具有既定的成分組成之熔融金屬的方式作成分調整；將具有前述既定的成分組成之熔融金屬在經冷卻之鑄模作鑄造而獲得鑄塊；及對於前述鑄塊作熱間壓延後，作消除應力退火； 其中，在前述消除應力退火的程序後，成為具有Ca的含有量為0.7質量%~1.4質量%、Mg與Al的合計含有量為5質量ppm以下、氧的含有量為20質量ppm以下、其餘部分由Cu及不可避免的雜質所成的成分組成且被消除應力退火的銅合金。
  4. 如申請專利範圍第3項的銅合金濺鍍靶材之製造方法，其中，在前述作成分調整之程序中，在前述Ca的添加材方面，係選擇Mg、Al的含有量分別為50質量ppm以下、Mg與Al的合計量100質量ppm以下的Ca添加劑而使用。
  5. 如申請專利範圍第3或4項的銅合金濺鍍靶材之製造方法，其中，前述作鑄造而獲得鑄塊之程序中的鑄造法，係以下鑄造法中的任一者：熔化原料的熔化係在批次式之熔化爐進行，僅連續進行鑄造既定長度之半連續鑄造法；或者，連續進行熔化原料之熔化、連續進行鑄造原則上無限制長度之完全連續鑄造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107109633B (zh) 2015-05-21 2020-08-11 捷客斯金属株式会社 铜合金溅射靶及其制造方法
JP6690154B2 (ja) * 2015-09-02 2020-04-28 Tdk株式会社 薄膜キャパシタ
KR101936274B1 (ko) * 2016-11-30 2019-01-08 디토테크놀로지 주식회사 구리합금 나노 입자, 나노 분산액, 및 스퍼터링 타겟의 제조 방법
CN113265627B (zh) * 2021-04-25 2022-12-20 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种镍铁铜钼合金靶材的制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2862727B2 (ja) 1992-05-12 1999-03-03 同和鉱業株式会社 金属薄膜形成用スパッタリング・ターゲット並びにその製造方法
JP3403918B2 (ja) 1997-06-02 2003-05-06 株式会社ジャパンエナジー 高純度銅スパッタリングタ−ゲットおよび薄膜
US6878250B1 (en) * 1999-12-16 2005-04-12 Honeywell International Inc. Sputtering targets formed from cast materials
US20040072009A1 (en) 1999-12-16 2004-04-15 Segal Vladimir M. Copper sputtering targets and methods of forming copper sputtering targets
WO2002014576A1 (en) 2000-08-15 2002-02-21 Honeywell International Inc. Sputtering target
JP2002129313A (ja) 2000-10-20 2002-05-09 Nikko Materials Co Ltd パーティクル発生の少ない高純度銅スパッタリングターゲット
AT7491U1 (de) 2004-07-15 2005-04-25 Plansee Ag Werkstoff für leitbahnen aus kupferlegierung
JP4936560B2 (ja) 2008-03-11 2012-05-23 三菱マテリアル株式会社 密着性に優れた銅合金複合膜の成膜方法およびこの成膜方法で使用するＣａ含有銅合金ターゲット
JP4787885B2 (ja) * 2008-08-11 2011-10-05 住友電気工業株式会社 ワイヤーハーネス用電線、及び自動車用ワイヤーハーネス
JP5269533B2 (ja) * 2008-09-26 2013-08-21 三菱マテリアル株式会社 薄膜トランジスター
JP5463794B2 (ja) * 2009-08-24 2014-04-09 三菱マテリアル株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP5533545B2 (ja) * 2010-01-12 2014-06-25 三菱マテリアル株式会社 有機ｅｌ素子の反射電極膜形成用銀合金ターゲットおよびその製造方法
JP5708315B2 (ja) * 2011-07-05 2015-04-30 三菱マテリアル株式会社 銅合金製スパッタリングターゲット
JP5842806B2 (ja) 2012-12-28 2016-01-13 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット用銅合金製熱間圧延板、およびスパッタリングターゲット

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