WO2018066410A1 - 円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットの製造方法 Download PDF

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cylindrical sputtering
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路暁 大戸
訓 熊谷
晶 櫻井
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三菱マテリアル株式会社
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    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation

Definitions

  • the present invention relates to a hot extrusion material for a cylindrical sputtering target, which is a material of a cylindrical sputtering target used when sputtering a thin film made of copper, and a method for manufacturing the cylindrical sputtering target.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-199009 filed in Japan on October 7, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Al or an Al alloy is widely used as a flat panel display such as a liquid crystal or an organic EL panel, or a wiring film such as a touch panel.
  • miniaturization (narrowing) and thinning of the wiring film have been attempted, and a wiring film having a lower specific resistance than before has been demanded. Therefore, with the miniaturization and thinning of the wiring film described above, a wiring film using copper, which is a material having a specific resistance lower than that of Al or an Al alloy, is provided.
  • a sputtering method using a sputtering target is usually applied.
  • a sputtering target for example, a flat plate sputtering target as shown in Patent Document 1 and a cylindrical sputtering target as shown in Patent Documents 2 and 3 have been proposed.
  • the outer surface of the cylindrical sputtering target is a sputtering surface and sputtering is performed while rotating the target, it is suitable for continuous film formation as compared with the case of using a flat plate sputtering target. And it has the advantage of being excellent in the use efficiency of a target.
  • the above-described cylindrical sputtering target includes a melt casting process, a hot working (extrusion process) process, a cold working (diameter expanding process) process, and a heat treatment process. It is manufactured by the manufacturing method which has. Recently, the substrate has been increased in size, and the above-described cylindrical sputtering target is required to have a longer life than ever before.
  • abnormal discharge when film formation is performed using a sputtering target, abnormal discharge (arcing) may occur due to foreign matter in the sputtering target, and thus a uniform wiring film may not be formed.
  • abnormal discharge is a phenomenon in which an extremely high current suddenly and suddenly flows compared to that during normal sputtering, and an abnormally large discharge occurs suddenly. This may cause generation of particles and / or non-uniform thickness of the wiring film. Therefore, it is desirable to avoid as much as possible abnormal discharge during film formation.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a cylinder that can be formed stably by suppressing the occurrence of abnormal discharge by increasing the thickness and extending the life. It aims at providing the manufacturing method of the cylindrical sputtering target using the hot extrusion raw material for type
  • the hot-extrusion material for a cylindrical sputtering target according to the present invention has a copper purity within a range of 99.99 mass% or more and 99.9995 mass% or less. It is an inter-extrusion material, Al content is 0.5 massppm or less, Si content is 1 massppm or less, C content is 1 massppm or less, O content is 2 massppm or less, H content is 1 massppm or less, S In the three cross-sections orthogonal to the axial direction at one end, an intermediate portion and the other end in the axial direction, the surface layer portion at the four positions in the circumferential direction, and 1 / in the radial direction from the surface layer portion.
  • the average crystal grain size measured at all 36 positions at 3 positions, 4 positions and 1/2 positions in the radial direction from the surface layer portion, is 10 ⁇ m or more and 110 ⁇ m.
  • the Vickers hardness is in the range of 40 Hv or more and 100 Hv or less.
  • the purity of copper in the present invention is a numerical value excluding gas components of O, H, N, S, and C.
  • the circumferential direction 4 of the three cross sections orthogonal to the axial direction at one end portion, the intermediate portion, and the other end portion in the axial direction 36 positions (3 cross sections x 4 positions in the circumferential direction x radial direction) in three positions: surface layer at one position, 1/4 position radially from the surface layer, and 1/2 position radially from the surface layer
  • the Vickers hardness is in the range of 40 Hv or more and 100 Hv or less.
  • particle size and hardness There is no variation in particle size and hardness, and it can be used as a cylindrical sputtering target simply by machining the hot extruded material for the cylindrical sputter
  • the Al content is 0.5 massppm or less
  • the Si content is 1 massppm or less
  • the C content is 1 massppm or less
  • the O content is 2 massppm or less
  • the H content is 1 massppm or less
  • the S content is 5 massppm. Since it is set as follows, generation
  • one or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe are added in total. It is preferable to contain in the range of 10 massppm or more and 50 massppm or less. In this case, since one or two or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe are contained in a total of 10 mass ppm or more, the crystal grain size can be reduced. And variation in average crystal grain size and Vickers hardness can be suppressed. On the other hand, the total content of one or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe is limited to 50 massppm or less. It is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is 1.5 massppm or less, and the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is 15000 pieces / Cu1 g or less.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is in the range of 0.2 mass ppm to 1.5 mass ppm, and the number of residues of 5 ⁇ m or more is limited to 15000 / Cu 1 g or less. Can be suppressed.
  • the outer diameter is 140 mm or more and 200 mm or less
  • the inner diameter is 80 mm or more and 140 mm or less
  • the length is 900 mm or more and 4000 mm or less
  • the maximum bending amount is 1.5 mm or less. It is preferable that In this case, since the outer diameter is 140 mm or more and 200 mm or less and the inner diameter is 80 mm or more and 140 mm or less, the wall thickness is large and the life of the cylindrical sputtering target can be extended. Moreover, since the maximum bending amount is 1.5 mm or less, it is possible to suppress the thickness from being reduced by cutting.
  • the method for producing a cylindrical sputtering target according to the present invention is such that the purity of copper is 99.99 mass% or more and 99.9995 mass% or less, the Al content is 0.5 massppm or less, the Si content is 1 massppm or less, and the C content. 1 massppm or less, O content is 2 massppm or less, H content is 1 massppm or less, and S is 5 massppm or less.
  • the hot extrusion material for the cylindrical sputtering target obtained in the hot extrusion process is machined, and it is not necessary to perform the cold processing process. Cost can be reduced.
  • the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the hot extrusion material for the cylindrical sputtering target are not cut more than necessary, and a thick cylindrical sputtering target is formed. Obtainable.
  • the hot extrusion material for a cylindrical sputtering target capable of achieving a long life with a large wall thickness, further capable of stably forming a film while suppressing the occurrence of abnormal discharge, and
  • the manufacturing method of the cylindrical sputtering target using this hot extrusion raw material for cylindrical sputtering targets can be provided.
  • the hot-extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target according to this embodiment is a material for a cylindrical sputtering target used when a thin film (wiring film) made of copper is formed on a glass substrate or the like by sputtering. .
  • the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target has a cylindrical shape.
  • the outer diameter D is in a range of 140 mm ⁇ D ⁇ 200 mm
  • the inner diameter d is 80 mm ⁇ d ⁇ 140 mm.
  • the axial length L is in the range of 900 mm ⁇ L ⁇ 4000 mm.
  • the thickness (difference between the outer diameter D and the inner diameter d: Dd) of the hot-extrusion raw material 10 for the cylindrical sputtering target is in the range of 10 mm ⁇ Dd ⁇ 90 mm.
  • the outer peripheral surface of the hot-extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target is a sputtering surface in the cylindrical sputtering target.
  • the composition of the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target is such that the purity of copper is in the range of 99.99 mass% or more and 99.9995 mass% or less, the Al content is 0.5 massppm or less, and the Si content is 1 massppm or less, C content is 1 massppm or less, O content is 2 massppm or less, H content is 1 massppm or less, and S content is 5 massppm or less. Furthermore, in the present embodiment, one or two or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe are set within a range of 10 massppm to 50 massppm in total. .
  • one end part (A) of an axis O direction, an intermediate part (B), and the other end part (C) At four positions (1, 2, 3, 4) in the circumferential direction of the cross section orthogonal to the axis O direction, the surface layer portion (a), 1/4 position (b) in the radial direction from the surface layer portion, and radial direction from the surface layer portion
  • the average crystal grain size measured at all 36 locations at 1/2 position (c) is in the range of 10 ⁇ m to 110 ⁇ m
  • the Vickers hardness is in the range of 40 Hv to 100 Hv.
  • crystal grains in a region of 800 ⁇ 800 ⁇ 800 ⁇ m based on JIS H 0501: 1986 (cutting method) using an optical microscope at each location are triaxially parallel and perpendicular to the axis O direction.
  • the average diameter of each cutting length was measured and the average was obtained.
  • the one end and the other end in the direction of the axis O are located at a position of 100 mm from the respective end faces toward the center of the hot extrusion material 10 for the cylindrical sputtering target along the direction of the axis O. did.
  • the intermediate part was made into the center position of the length of an axis O direction.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is 1.5 massppm or less, and the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is 15000 / Cu 1 g or less.
  • the above-mentioned evaluation of the acid-insoluble residue is carried out according to the following procedure.
  • a predetermined amount (for example, 100 g) of a sample is sampled from the hot extruded material 10 for a cylindrical sputtering target whose surface has been cleaned, and is heated and dissolved in a heated nitric acid solution.
  • the solution is cooled to room temperature and then filtered through a filter to collect the residue.
  • the filter which collected the residue is weighed, and the residue mass of the residue is measured. Then, the ratio of the weight of the residue to the weight of the dissolved sample is calculated.
  • the amount (weight ratio) of the acid-insoluble residue obtained by heating and dissolving the hot extruded material 10 for the cylindrical sputtering target in a nitric acid solution is measured.
  • the filter which collected the residue is observed with a scanning electron microscope, and an SEM photograph is taken. Image analysis is performed on the SEM photograph, and the size and number of residues are measured. The number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is obtained. As described above, the number of acid-insoluble residue having a particle diameter of 5 ⁇ m or more per 1 g of Cu in the hot extruded material 10 for the cylindrical sputtering target is measured.
  • the maximum bending amount is 1.5 mm or less.
  • This maximum amount of bending is measured as follows. As shown in FIG. 2, the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target is placed on a horizontal and flat surface plate 20, and the axis O of the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target is parallel to the surface of the surface plate 20.
  • the maximum value of the gap S with the surface plate 20 is measured using a gap gauge.
  • the average value obtained by measuring the gap S at four locations at 90 ° intervals along the circumferential direction of the hot extruded material 10 for the cylindrical sputtering target is defined as “maximum bending amount”.
  • composition average crystal grain size, Vickers hardness, weight ratio and number of acid-insoluble residue, and maximum bending amount of the hot-extrusion material 10 for the cylindrical sputtering target according to the present embodiment are defined as described above.
  • the composition average crystal grain size, Vickers hardness, weight ratio and number of acid-insoluble residue, and maximum bending amount of the hot-extrusion material 10 for the cylindrical sputtering target according to the present embodiment are defined as described above.
  • the purity of copper is set within a range of 99.99 mass% or more and 99.9995 mass% or less.
  • the minimum of the purity of copper shall be 99.993 mass% or more, and it is more preferable to set it as 99.995 mass% or more.
  • the upper limit of the purity of copper is preferably 99.99990 mass% or less, and more preferably 99.9985 mass% or less.
  • the purity of copper in the present embodiment is a numerical value excluding O, H, N, S, and C gas components.
  • O, H, N, S, and C are as follows: O: inert gas melting-infrared absorption method, H: inert gas melting-thermal conductivity method, N: inert gas melting-thermal conductivity method , S: Glow discharge mass spectrometry, C: Combustion-infrared absorption method, respectively, but when calculating the purity of copper, the contents of O, H, N, S, C are not reduced, otherwise The purity of copper was calculated by reducing the content of the element.
  • Al 0.5 massppm or less
  • Al is an element that easily forms oxides, carbides, nitrides, and the like, it tends to remain as foreign matter in the sputtering target. Therefore, in this embodiment, by limiting the Al content to 0.5 mass ppm or less, even when the purity of Cu is 99.99 mass% or more, the occurrence of abnormal discharge (arcing) during film formation is suppressed. ing.
  • the Al content is more preferably 0.2 mass ppm or less.
  • the lower limit of the Al content is not limited, but may be 0.001 massppm, and more preferably 0 massppm.
  • the Al content is measured according to ASTM analysis procedures using a glow discharge mass spectrometer (VG-9000 type, manufactured by VG Elemental).
  • Si 1 massppm or less Since Si is an element that easily forms oxides, carbides, nitrides, and the like, it tends to remain as foreign matter in the sputtering target. Therefore, in this embodiment, by limiting the Si content to 1 mass ppm or less, even when the purity of Cu is 99.99 mass% or more, the occurrence of abnormal discharge (arcing) during film formation is suppressed. .
  • the Si content is more preferably 0.8 mass ppm or less.
  • the lower limit of the Si content is not limited, but may be 0.001 massppm, more preferably 0 massppm.
  • the Si content is measured according to ASTM analysis procedures using a glow discharge mass spectrometer (VG-9000 type, manufactured by VG Elemental).
  • C 1 massppm or less
  • C reacts with other impurity elements to form carbides, and tends to remain as foreign matter in the sputtering target.
  • C tends to remain in the sputtering target as a single substance, there is a possibility that abnormal discharge (arcing) may be induced. Therefore, in this embodiment, the occurrence of abnormal discharge (arcing) during film formation is suppressed by limiting the C content to 1 mass ppm or less.
  • the C content is more preferably 0.8 mass ppm or less.
  • the lower limit of the C content is not limited, but may be 0.1 massppm, more preferably 0 massppm.
  • the C content is measured by a combustion-infrared absorption method (according to JIS Z 2615) using LELS CSLS600.
  • the O content is limited to 2 massppm or less, and the H content is limited to 1 massppm or less. It is more preferable that the O content is 1 mass ppm or less and the H content is 0.8 mass ppm or less.
  • the lower limit of the content of O is not limited, but may be 0.5 massppm, more preferably 0 massppm.
  • the content of O is measured by an inert gas melting-infrared absorption method (JIS H 1067) using TCEN600 manufactured by LECO.
  • the lower limit of the H content is not limited, but may be 0.5 massppm, more preferably 0 massppm.
  • the content of H is measured by an inert gas melting-thermal conductivity method (according to JIS Z 2614) using RHEN602 manufactured by LECO.
  • S is an element that reacts with other impurity elements to form sulfides and is likely to remain as foreign matter in the sputtering target. Further, if it exists alone, it may be gasified and ionized during film formation, lowering the degree of vacuum, and causing abnormal discharge (arcing). Therefore, in the present embodiment, the S content is limited to 5 massppm or less. The S content is more preferably 4 mass ppm or less. The lower limit of the S content is not limited, but may be 0.01 massppm, more preferably 0 massppm. The S content is measured according to the ASTM analysis procedure using a glow discharge mass spectrometer (VG-9000 model manufactured by VG Elemental).
  • the above-described elements such as Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, Fe: 10 massppm or more and 50 massppm or less in total
  • the above-described elements such as Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe have a function of refining crystal grains.
  • the content of the above-mentioned element is determined by adjusting the element addition amount as necessary.
  • the hot-extrusion raw material 10 for cylindrical sputtering targets which is this embodiment, in order to refine
  • the total content of one or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe is included.
  • the lower limit of the amount is preferably 15 massppm or more, and more preferably 20 massppm or more.
  • the upper limit of 1 type, or 2 or more types of total content selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe is set. It is preferable to set it as 45 massppm or less, and it is more preferable to set it as 40 massppm or less.
  • the contents of Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe are measured according to ASTM analysis procedures using a glow discharge mass spectrometer (VG-9000 type manufactured by VG Elemental). The
  • the average crystal grain size is defined within a range of 10 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the average crystal grain size is preferably 100 ⁇ m or less, and more preferably 80 ⁇ m or less. In order to suppress a significant increase in manufacturing cost, the average crystal grain size is preferably 20 ⁇ m or more, and more preferably 30 ⁇ m or more.
  • the Vickers hardness is defined within the range of 40 Hv to 100 Hv.
  • the lower limit of the Vickers hardness is preferably 45 Hv or more, and more preferably 50 Hv or more.
  • the upper limit of Vickers hardness on the sputtering surface is preferably 95 Hv or less, and more preferably 90 Hv or less.
  • the Vickers hardness is obtained by measuring with a Vickers hardness tester based on JIS Z 2244 at all 36 locations where the average crystal grain size was measured.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is regulated to 1.5 mass ppm or less, and the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is limited to 15000 pieces / Cu 1 g or less.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is 1.2 mass ppm or less, and the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is 12000 / Cu 1 g or less.
  • the lower limit of the weight ratio of the residue is not particularly limited, but may be 0.5 mass ppm, and the lower limit of the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more may be 500 / Cu1g.
  • the maximum bending amount In the hot extruded material 10 for the cylindrical sputtering target according to the present embodiment, if the maximum bending amount is increased, the cutting allowance at the time of cutting increases, and it may not be possible to manufacture a thick cylindrical sputtering target. is there. In addition, the yield may decrease, and the manufacturing cost may increase significantly. For this reason, in this embodiment, the maximum amount of bending is defined as 1.5 mm or less. In addition, in order to reduce the cutting allowance at the time of cutting accurately, it is preferable that the maximum bending amount is 1.2 mm or less, and more preferably 1.0 mm or less. The lower limit value of the maximum bending amount is not particularly limited, but may be 0.1 mm.
  • Step S02 and a machining step S03 for machining the obtained hot-extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target are provided.
  • a cylindrical ingot is continuously produced and cut into a predetermined length using various casting machines such as a vertical continuous casting machine, a horizontal continuous casting machine, and a semi-continuous casting machine.
  • various casting machines such as a vertical continuous casting machine, a horizontal continuous casting machine, and a semi-continuous casting machine.
  • oxygen is supplied into the cage through which the molten copper passes to generate oxides, which are removed as solids, and then the molten copper Deoxidation treatment is performed.
  • it is set as the structure which extract
  • the cylindrical ingot is extruded at a predetermined temperature to produce the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target.
  • the hot extrusion temperature is set within a range of 500 ° C. or more and 600 ° C. or less.
  • the hot extrusion temperature is more preferably 520 ° C. or higher and 580 ° C. or lower.
  • soaking is performed in a soaking zone equipped with a heating means such as a heater, and then rapid cooling is performed.
  • the holding temperature in the soaking zone is set in the range of 530 ° C. to 600 ° C., and the holding time is set in the range of 1 min to 15 min.
  • the holding temperature is more preferably 540 ° C. or more and 580 ° C. or less, and the holding time is 2 min or more and 10 min or less.
  • the cooling rate in the rapid cooling treatment is set in a range of 30 ° C./min to 60 ° C./min.
  • the cooling rate is more preferably 35 ° C./min or more and 55 ° C./min or less.
  • the hot extrusion raw material 10 for cylindrical sputtering targets which is this embodiment is obtained.
  • the above-described hot-extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target is machined to manufacture a cylindrical sputtering target having a predetermined size. That is, in this embodiment, the cylindrical sputtering target is manufactured without performing cold working on the hot extrusion material 10 for the cylindrical sputtering target.
  • the cylindrical sputtering target is used while being rotated around the axis line in the sputtering apparatus, and its outer peripheral surface is used as a sputtering surface.
  • the average crystal grain size measured at all 36 locations in three positions, ie, 1/2 position (c) in the radial direction from the surface layer portion is in the range of 10 ⁇ m to 110 ⁇ m, and the Vickers hardness is 40 Hv to 100 Hv.
  • the Al content is 0.5 massppm or less
  • the Si content is 1 massppm or less
  • the C content is 1 massppm or less
  • the O content is 2 massppm or less
  • the H content is 1 massppm or less
  • the S content is 5 mass ppm or less, the occurrence of abnormal discharge due to foreign matters containing these impurities can be suppressed, and film formation can be performed stably.
  • the hot extrusion material 10 for a cylindrical sputtering target one or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe are used. Since the total content is 10 mass ppm or more, it is possible to reduce the crystal grain size and further suppress variations in the average crystal grain size and Vickers hardness. On the other hand, the total content of one or more selected from Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe is limited to 50 massppm or less. It is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge.
  • the weight ratio of the acid-insoluble residue is 1.5 mass ppm or less, and the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more is 15000 pieces / Cu 1 g or less. Since it is limited, the generation of particles during film formation can be suppressed.
  • the outer diameter is 140 mm or more and 200 mm or less
  • the inner diameter is 80 mm or more and 140 mm or less
  • the length is 900 mm or more and 4000 mm or less. Is relatively thick, and the lifetime of the cylindrical sputtering target can be extended. Furthermore, since the maximum bending amount is 1.5 mm or less, it is possible to prevent the thickness from being reduced by cutting.
  • the manufacturing method of the cylindrical sputtering target which is this embodiment it is equipped with the machining process S03 which machine-processes to the hot extrusion raw material 10 for cylindrical sputtering targets which is this embodiment, and cold processing There is no need to perform a process, and the manufacturing cost can be reduced. Further, there is no occurrence of bending or warping due to the cold working process, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the hot extrusion material 10 for the cylindrical sputtering target are not cut more than necessary, and the cylindrical sputtering target is thick. Can be obtained.
  • the size of the hot-extrusion material for a cylindrical sputtering target is not limited to those exemplified in this embodiment, and may be other sizes.
  • a columnar ingot made of copper having the composition shown in Table 1 was produced by using a vertical continuous casting machine using electrolytic copper having a purity of 99.99 mass% or more as a raw material.
  • the contents of Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe were adjusted by analyzing and using the components of electrolytic copper as a raw material before melting and casting.
  • Ag, As, Pb, Sb, Bi, Cd, Sn, Ni, and Fe were added to the molten metal as necessary to adjust the content.
  • Al and Si impurity removal treatment was performed as described in the embodiment.
  • Comparative Examples 2 and 3 no impurity removal treatment was performed.
  • the above ingot was heated to the processing temperature shown in Table 2 and hot extrusion was performed to produce a hot-extrusion material for a cylindrical sputtering target (outer diameter 173 mm, inner diameter 125 mm).
  • Inventive Example 1-18 after extrusion, the solution was passed through a soaking zone (holding temperature 580 ° C., holding time 5 min), and then cooled at the cooling rate shown in Table 2.
  • a soaking zone holding temperature 580 ° C., holding time 5 min
  • Comparative Example 1-3 no soaking zone was provided, and cooling was performed at the cooling rate shown in Table 2 after extrusion.
  • the hot extrusion material for a cylindrical sputtering target obtained as described above was machined to produce a cylindrical sputtering target (outer diameter 170 mm, inner diameter 120 mm, length 600 mm).
  • the following evaluation was implemented about the above-mentioned hot extrusion raw material for cylindrical sputtering targets, and a cylindrical sputtering target.
  • the copper purity shown in Table 1 is a value obtained by subtracting the total amount of each element content other than the gas component and the contents of Al and Si from the obtained hot-extrusion material for cylindrical sputtering target 100 mass%.
  • ⁇ Average crystal grain size of hot extrusion material for cylindrical sputtering target> As shown in FIG. 1, four circumferential positions (1, 2, 3) of three cross sections orthogonal to the axial direction of one end portion (A), the intermediate portion (B) and the other end portion (C) in the axial direction. 4), the crystal grain at all 36 locations of the surface layer portion (a), three positions of 1/4 position (b) in the radial direction from the surface layer portion and 1/2 position (c) in the radial direction from the surface layer portion. The diameter was measured and the average crystal grain size was calculated. The crystal grain size was measured based on JIS H 0501: 1986 (cutting method) by observing the microstructure using an optical microscope. The evaluation results are shown in Table 2.
  • ⁇ Vickers hardness of hot extrusion material for cylindrical sputtering target> As shown in FIG. 1, four circumferential positions (1, 2, 3) of three cross sections orthogonal to the axial direction of one end portion (A), the intermediate portion (B) and the other end portion (C) in the axial direction. 4), Vickers hardness at all 36 locations in three positions, the surface layer portion (a), 1/4 position (b) in the radial direction from the surface layer portion, and 1/2 position (c) in the radial direction from the surface layer portion. was measured and the average value was calculated. The Vickers hardness was measured with a Vickers hardness tester in accordance with JIS Z 2244. The evaluation results are shown in Table 2.
  • ⁇ Acid-insoluble residue> The measurement sample was etched with nitric acid to remove impurities adhering to the surface. A 100 g sample was then weighed. This sample was dissolved by heating in a nitric acid solution. The heating temperature was 60 ° C. This operation was repeated. Then it was cooled to room temperature and filtered through a filter to collect the residue. Here, it filtered using the polycarbonate filter (pore diameter 0.4 micrometer). The residue weight of the residue was measured for the polycarbonate filter which collected this residue in the clean room using the electronic balance, and the weight ratio of the acid-insoluble residue was computed. The evaluation results are shown in Table 2.
  • the particle size distribution of the acid-insoluble residue was measured.
  • the filter which collected the above-mentioned residue was observed with the scanning electron microscope, and the SEM image was image
  • the image was taken into a personal computer, and the image was analyzed for binarization using image analysis software (WinRoof software). Then, the projected area of the residue was measured, and the diameter (circle equivalent diameter) of a circle having the same area as this projected area was calculated. This equivalent circle diameter was used as the particle size of the residue.
  • the number of residues having a particle size of 5 ⁇ m or more was measured. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 1 the heating temperature in the extrusion process was as low as 450 ° C., and extrusion could not be performed. For this reason, the subsequent evaluation was stopped.
  • Comparative Examples 2 and 3 the contents of Al and Si as impurities and the contents of C, O, H and S as gas components exceed the scope of the present invention, and the number of acid-insoluble residues The number of abnormal discharges has increased significantly. In addition, a lot of stuffiness occurred during cutting.
  • the number of occurrences of abnormal discharge was small, and the film could be formed stably. In addition, there was little generation of burrs during cutting, and cutting performance was excellent.
  • the heat for a cylindrical sputtering target that can increase the thickness and extend the life, and can stably form a film while suppressing the occurrence of abnormal discharge. It was confirmed that an inter-extrusion material could be provided.

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Abstract

この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材では、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされ、軸線Ｏ方向の一端部、中間部及び他端部の軸線Ｏ方向に直交する３つの断面において周方向の４つの位置で表層部、表層部から径方向に１／４位置、表層部から径方向に１／２位置の３つの位置の全３６か所で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされている。

Description

円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットの製造方法
　本発明は、銅からなる薄膜をスパッタする際に用いられる円筒型スパッタリングターゲットの素材となる円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
　本願は、２０１６年１０月７日に、日本に出願された特願２０１６－１９９００９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、液晶や有機ＥＬパネルなどのフラットパネルディスプレイや、タッチパネル等の配線膜としてＡｌ又はＡｌ合金が広く使用されている。最近では、配線膜の微細化（幅狭化）および薄膜化が図られており、従来よりも比抵抗の低い配線膜が求められている。
　そこで、上述の配線膜の微細化および薄膜化にともない、Ａｌ又はＡｌ合金よりも比抵抗の低い材料である銅を用いた配線膜が提供されている。
　このような銅の配線膜（薄膜）を基板上に成膜する場合には、通常、スパッタリングターゲットを用いたスパッタ法が適用される。
　上述のスパッタリングターゲットとしては、例えば特許文献１に示すような平板型スパッタリングターゲットや、特許文献２、３に示すような円筒型スパッタリングターゲットが提案されている。
　ここで、円筒型スパッタリングターゲットは、その外周面がスパッタ面とされており、ターゲットを回転しながらスパッタを実施することから、平板型スパッタリングターゲットを用いた場合に比べて連続成膜に適しており、かつ、ターゲットの使用効率に優れるといった利点を有している。
特許第４９７４１９８号公報 特開２０１３－０５７１１２号公報 特開２０１３－１８５２３８号公報
　ところで、上述の円筒型スパッタリングターゲットは、特許文献２，３に記載されているように、溶解鋳造工程、熱間加工（押出加工）工程、冷間加工（拡径加工）工程、熱処理工程、を有する製造方法によって製造されている。
　最近では、基板の大型化が図られており、上述の円筒型スパッタリングターゲットにおいては従来にも増して長寿命化が求められている。
　円筒型スパッタリングターゲットにおいて長寿命化を図るためには、外径と内径との差が大きな肉厚材を製造する必要がある。
　ここで、特許文献２，３に記載されているように、冷間加工（拡径加工）を行った場合には、加工時に反りや曲がりが発生するため、これらを矯正するために外周面及び内周面を切削する必要があった。このため、肉厚の円筒型スパッタリングターゲットを提供することが困難であった。
　さらに、純銅の熱間押出材においては、比較的軟らかいため、曲がりや偏肉が発生しやすい。また、再結晶温度が低いために軸線方向で再結晶の進行具合にばらつきが生じ、特性が安定しない。このため、冷間加工を行うことなく熱間押出材をスパッタリングターゲットとして使用することができなかった。
　また、スパッタリングターゲットを用いて成膜を行う場合、スパッタリングターゲット内の異物に起因して異常放電（アーキング）が発生することがあり、そのため均一な配線膜を形成できないことがある。ここで異常放電とは、正常なスパッタリング時と比較して極端に高い電流が突然急激に流れて、異常に大きな放電が急激に発生してしまう現象であり、このような異常放電が発生すれば、パーティクルの発生原因となったり、配線膜の膜厚が不均一となったりしてしまうおそれがある。したがって、成膜時の異常放電はできるだけ回避することが望まれる。
　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、肉厚が厚く長寿命化を図ることができ、さらに異常放電の発生を抑制して安定して成膜を行うことができる円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材を用いた円筒型スパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明に係る円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材は、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材であって、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされ、軸線方向の一端部、中間部及び他端部の前記軸線方向に直交する３つの断面において周方向の４つの位置で表層部、表層部から径方向に１／４位置、表層部から径方向に１／２位置の３つの位置の全３６か所で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
　なお、本発明における銅の純度は、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ，Ｃのガス成分を除く数値である。
　このような構成とされた本発明の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材によれば、軸線方向の一端部、中間部及び他端部の前記軸線方向に直交する３つの断面の周方向の４つの位置で表層部、表層部から径方向に１／４位置、表層部から径方向に１／２位置の３つの位置の全３６か所（３つの断面×周方向の４つの位置×径方向の３つの位置＝３６か所）で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされているので、軸線方向及び径方向において結晶粒径及び硬度にばらつきがなく、この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に対して機械加工するのみで円筒型スパッタリングターゲットとして使用することができる。
　そして、冷間加工（拡径加工）を行う必要がないため、肉厚が厚い円筒型スパッタリングターゲットを得ることができ、長寿命化を図ることができる。
　また、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされているので、これらの不純物に起因する異常放電の発生を抑制することができる。
　ここで、本発明の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材においては、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上５０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有することが好ましい。
　この場合、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上含有しているので、結晶粒径の微細化を図ることができ、平均結晶粒径及びビッカース硬度のばらつきを抑制することができる。一方、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上の合計含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、これらの元素に起因する異常放電の発生を抑制することができる。
　また、本発明の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材においては、酸不溶解残渣物の重量比が１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下であり、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数が１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下であることが好ましい。
　この場合、酸不溶解残渣物の重量比が０．２ｍａｓｓｐｐｍ以上１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲とされ、５μｍ以上の残渣物の個数が１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下に制限されているので、成膜時におけるパーティクルの発生を抑制することができる。
　さらに、本発明の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材においては、外径が１４０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、内径が８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下、長さが９００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、最大曲がり量が１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
　この場合、外径が１４０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、内径が８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下とされているので、肉厚が厚く、円筒型スパッタリングターゲットの長寿命化を図ることができる。また、最大曲がり量が１．５ｍｍ以下とされているので、切削加工によって肉厚が薄くなることを抑制できる。
　本発明に係る円筒型スパッタリングターゲットの製造方法は、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされた鋳塊を得る溶解鋳造工程と、鋳塊に対して熱間押出加工を行って円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材を得る熱間押出工程と、前記円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に対して機械加工する機械加工工程と、を備えていることを特徴としている。
　この構成の円筒型スパッタリングターゲットの製造方法によれば、熱間押出工程で得られた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に機械加工を行っており、冷間加工工程を行う必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。また、冷間加工工程による曲がりや反りの発生がなく、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材の内周面及び外周面を必要以上に切削することがなく、肉厚の厚い円筒型スパッタリングターゲットを得ることができる。
　本発明によれば、肉厚が厚く長寿命化を図ることができ、さらに異常放電の発生を抑制して安定して成膜を行うことができる円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材を用いた円筒型スパッタリングターゲットの製造方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材の概略説明図である。（ａ）が軸線方向に直交する断面図、（ｂ）が側面図である。 円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材の最大曲がり量を測定する方法を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材及び円筒型スパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。
　以下に、本発明の実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材について、添付した図を参照して説明する。
　本実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０は、ガラス基板等に銅からなる薄膜（配線膜）をスパッタによって成膜する際に用いられる円筒型スパッタリングターゲットの素材となるものである。
　この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０は、図１に示すように、円筒形状をなしており、例えば外径Ｄが１４０ｍｍ≦Ｄ≦２００ｍｍの範囲内、内径ｄが８０ｍｍ≦ｄ≦１４０ｍｍの範囲内、軸線方向長さＬが９００ｍｍ≦Ｌ≦４０００ｍｍの範囲内とされている。また、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の肉厚（外径Ｄと内径ｄとの差：Ｄ－ｄ）が、１０ｍｍ≦Ｄ－ｄ≦９０ｍｍの範囲内とされている。
　ここで、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の外周面が、円筒型スパッタリングターゲットにおいてスパッタ面とされる。
　この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の組成は、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされている。
　さらに、本実施形態では、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上５０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とされている。
　そして、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、図１に示すように、軸線Ｏ方向の一端部（Ａ）、中間部（Ｂ）及び他端部（Ｃ）の軸線Ｏ方向に直交する断面の周方向の４つの位置（１，２，３，４）で、表層部（ａ）、表層部から径方向に１／４位置（ｂ）、表層部から径方向に１／２位置（ｃ）の全３６か所で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされている。上記３６か所では、それぞれの箇所で光学顕微鏡を使用してＪＩＳ Ｈ ０５０１：１９８６（切断法）に基づき８００×８００×８００μｍの領域における結晶粒について、軸線Ｏ方向に平行及び垂直な３軸のそれぞれの切断長さの平均径を測定してその平均を求めた。
　なお、本実施形態では、軸線Ｏ方向の一端部及び他端部は、それぞれの端面から軸線Ｏ方向に沿って、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の中心に向けて、１００ｍｍの位置とした。また、中間部は、軸線Ｏ方向長さの中心位置とした。
　また、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、酸不溶解残渣物の重量比が１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下であり、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数が１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下とされている。
　ここで、上述の酸不溶解残渣物の評価は、以下に示す手順で実施される。
　まず、表面を洗浄した円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０から所定量（例えば１００ｇ）の試料をサンプリングし、加熱した硝酸溶液に加熱溶解する。溶解液を室温まで冷却後、フィルタでろ過し、残渣物を捕集する。
　残渣物を捕集したフィルタを秤量し、残渣物の残渣質量を測定する。そして、溶解した試料の重量に対する残渣物の重量の割合を算出する。以上により、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０を硝酸溶液に加熱溶解して得られる酸不溶解残渣物の量（重量比）が測定される。
　次いで、残渣物を捕集したフィルタを走査型電子顕微鏡により観察し、ＳＥＭ写真を撮影する。ＳＥＭ写真を画像解析し、残渣物の大きさ及び個数を測定する。そして粒径５μｍ以上の残渣物の個数を求める。
　以上により、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０におけるＣｕ１ｇ当たりの粒径５μｍ以上の酸不溶解残渣物の個数が測定される。
　さらに、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、最大曲がり量が１．５ｍｍ以下とされている。
　この最大曲がり量は、以下のように測定される。図２に示すように、水平かつ平らな定盤２０の上に円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０を、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の軸線Ｏが定盤２０の表面と平行になるように載置し、定盤２０との隙間Ｓの最大値を隙間ゲージを用いて測定する。この隙間Ｓの測定を円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の周方向に沿って９０°間隔で４箇所実施した平均値を「最大曲がり量」とする。
　以下に、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の組成、平均結晶粒径、ビッカース硬度、酸不溶解残渣物の重量比及び個数、最大曲がり量を、上述のように規定した理由について説明する。
（銅の純度：９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下）
　配線膜（銅膜）をスパッタにて成膜する場合、異常放電（アーキング）を抑えるために不純物を極力低減することが好ましい。ここで、銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％未満の場合には、不純物を起因とした異常放電が多発し、安定して成膜することができないおそれがある。一方、銅の純度が９９．９９９５ｍａｓｓ％を超える場合には、複雑な精製処理が必要となり、製造コストが大幅に上昇すること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、銅の純度を９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。なお、異常放電の発生を抑制するためには、銅の純度の下限を９９．９９３ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、９９．９９５ｍａｓｓ％以上とすることがさらに好ましい。また、製造コストの大幅な上昇をさらに抑制するためには、銅の純度の上限を９９．９９９０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましく、９９．９９８５ｍａｓｓ％以下とすることがさらに好ましい。
　ここで、本実施形態における銅の純度は、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ，Ｃのガス成分を除く数値である。
　すなわち、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ，Ｃの含有量は、Ｏ：不活性ガス融解－赤外線吸収法、Ｈ：不活性ガス融解－熱伝導度法、Ｎ：不活性ガス融解－熱伝導度法、Ｓ：グロー放電質量分析法、Ｃ：燃焼－赤外線吸収法を用いてそれぞれ測定するが、銅の純度を算出する際、Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ，Ｃの含有量は減じず、それ以外の元素の含有量を減じて、銅の純度を算出した。
（Ａｌ：０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　Ａｌは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。
　そこで、本実施形態では、Ａｌの含有量を０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制している。なお、Ａｌの含有量は０．２ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。Ａｌの含有量の下限値は限定されないが、０．００１ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ａｌの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ－９０００型）を用いて、ＡＳＴＭの分析手順に準じて測定される。
（Ｓｉ：１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　Ｓｉは、酸化物、炭化物、窒化物等を形成しやすい元素であることから、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい傾向にある。
　そこで、本実施形態では、Ｓｉの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、Ｃｕの純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上であっても、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制している。なお、Ｓｉの含有量は０．８ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。Ｓｉの含有量の下限値は限定されないが、０．００１ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ｓｉの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ－９０００型）を用いて、ＡＳＴＭの分析手順に準じて測定される。
（Ｃ：１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　Ｃは、他の不純物元素と反応して炭化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい。また、Ｃは、単体としてもスパッタリングターゲット内に残存しやすいため、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。
　そこで、本実施形態では、Ｃの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限することで、成膜時の異常放電（アーキング）の発生を抑制している。なお、Ｃの含有量は０．８ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。Ｃの含有量の下限値は限定されないが、０．１ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ｃの含有量は、ＬＥＣＯ社製ＣＳＬＳ６００を用いて、燃焼－赤外線吸収法（ＪＩＳ　Ｚ　２６１５に準ずる）にて測定される。
（Ｏ：２ｍａｓｓｐｐｍ以下／Ｈ：１ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　スパッタリングターゲットで成膜する場合、真空中雰囲気で実施されることから、これらのガス成分が多く存在していると、成膜時に真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。また、異常放電によってパーティクルが発生し、高純度銅膜の品質が劣化してしまうおそれがある。
　そこで、本実施形態では、Ｏの含有量を２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。なお、Ｏの含有量は１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量は０．８ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。Ｏの含有量の下限値は限定されないが、０．５ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ｏの含有量は、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて、不活性ガス融解－赤外線吸収法（ＪＩＳ　Ｈ　１０６７）にて測定される。Ｈの含有量の下限値は限定されないが、０．５ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ｈの含有量は、ＬＥＣＯ社製ＲＨＥＮ６０２を用いて、不活性ガス融解－熱伝導度法（ＪＩＳ　Ｚ　２６１４に準ずる）にて測定される。
（Ｓ：５ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　Ｓは、他の不純物元素と反応して硫化物を形成し、スパッタリングターゲット内に異物として残存しやすい元素である。また、単体で存在している場合、成膜時にガス化及びイオン化し、真空度を下げ、異常放電（アーキング）を誘発するおそれがある。
　そこで、本実施形態では、Ｓの含有量を５ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限している。なお、Ｓの含有量は４ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。Ｓの含有量の下限値は限定されないが、０．０１ｍａｓｓｐｐｍであってもよく、より好ましくは０ｍａｓｓｐｐｍであってもよい。Ｓの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ－９０００型）を用いて、ＡＳＴＭの分析手順に準じて測定される。
（Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上：合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上５０ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　上述のＡｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅといった元素は、結晶粒を微細化させる作用を有する。一方、上述の元素が多く存在すると、成膜時においてパーティクルが多く発生し、安定して成膜を行うことができないおそれがある。上述の元素の含有量は、必要に応じて元素添加量を調整して決定する。
　このため、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０において、結晶粒径の微細化を図るためには、上述の元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上５０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有することが好ましい。なお、結晶粒径の微細化効果を確実に奏功せしめるためには、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上の合計含有量の下限を１５ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることが好ましく、２０ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることがさらに好ましい。また、パーティクルの発生を的確に抑制するためには、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上の合計含有量の上限を４５ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることが好ましく、４０ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。
　Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ－９０００型）を用いて、ＡＳＴＭの分析手順に準じて測定される。
（平均結晶粒径：１０μｍ以上１１０μｍ以下）
　スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して結晶粒に応じた凹凸が生じることになる。
　ここで、平均結晶粒径が１１０μｍを超えると、スパッタ面に生じる凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。一方、平均結晶粒径を１０μｍ未満とするためには、製造コストが大幅に上昇してしまう。
　このため、本実施形態においては、平均結晶粒径を１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内に規定している。なお、スパッタが進行した際のスパッタ面の凹凸を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、平均結晶粒径を１００μｍ以下とすることが好ましく、８０μｍ以下とすることがさらに好ましい。また、製造コストの大幅の上昇を抑制するためには、平均結晶粒径を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。
（ビッカース硬度：４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下）
　本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０において、ビッカース硬度が１００Ｈｖを超える場合には、結晶粒内の内部ひずみが大きくなって、スパッタ時における２次電子の発生状況が不安定となり、成膜を安定して行うことができないおそれがある。また、内部ひずみによってスパッタレートが不均一になり、スパッタ面に凹凸が生じ、マイクロアーク放電回数が増大してしまうおそれがある。一方、ビッカース硬度が４０Ｈｖ未満の場合には、結晶粒径が粗大化することから、スパッタが進行した際にスパッタ面の凹凸が生じ、異常放電が発生しやすくなる。
　このような理由から、本実施形態においては、ビッカース硬度を４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内に規定している。なお、結晶粒径が粗大化を抑えて異常放電を確実に抑制するためには、ビッカース硬度の下限を４５Ｈｖ以上とすることが好ましく、５０Ｈｖ以上とすることがさらに好ましい。また、スパッタレートを均一化して膜厚のばらつきやマイクロアーク放電を確実に抑制するためには、スパッタ面におけるビッカース硬度の上限を９５Ｈｖ以下とすることが好ましく、９０Ｈｖ以下とすることがさらに好ましい。
　ビッカース硬度は、平均結晶粒径を測定したのと同様の全３６か所において、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４に準拠したビッカース硬さ試験機にて測定して得る。
（酸不溶解残渣物の重量比及び個数）
　本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０において、酸不溶解残渣物が存在すると、この酸不溶解残渣物が起因となって異常放電が発生しやすくなるおそれがある。特に、粒径が５μｍ以上の残渣物は、電荷が集中しやすく、異常放電の原因となる。
　このため、本実施形態では、酸不溶解残渣物の重量比を１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下に規定し、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数を１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下に制限している。
　なお、異常放電の発生をさらに抑制するためには、酸不溶解残渣物の重量比を１．２ｍａｓｓｐｐｍ以下、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数を１２０００個／Ｃｕ１ｇ以下とすることが好ましい。
　残渣物の重量比の下限値は特に限定されないが、０．５ｍａｓｓｐｐｍであり、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数の下限値を５００個／Ｃｕ１ｇとしてもよい。
（最大曲がり量）
　本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０において、最大曲がり量が大きくなると、切削加工時の切削代が多くなり、肉厚の円筒型スパッタリングターゲットを製造することができなくなるおそれがある。また、歩留まりが低下し、製造コストが大幅に上昇してしまうおそれがある。
　このため、本実施形態では、最大曲がり量を１．５ｍｍ以下に規定している。なお、切削加工時の切削代を的確に削減するためには、最大曲がり量を１．２ｍｍ以下とすることが好ましく、１．０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。最大曲がり量の下限値は特に限定されないが０．１ｍｍとしてもよい。
　次に、上述した構成の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の製造方法、及び、この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０を用いた円筒型スパッタリングターゲットの製造方法について、図３のフロー図を参照して説明する。
　本実施形態においては、所定の組成の鋳塊を鋳造する溶解鋳造工程Ｓ０１と、この鋳塊に対して熱間押出加工を行って円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０を製造する熱間押出工程Ｓ０２と、得られた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０に対して機械加工を行う機械加工工程Ｓ０３と、を備えている。
　溶解鋳造工程Ｓ０１においては、縦型連続鋳造機や横型連続鋳造機、半連続鋳造機等の各種鋳造機を用いて、円柱状鋳塊を連続的に製出し、所定の長さに切断する。
　ここで、溶解鋳造工程Ｓ０１においては、Ａｌ及びＳｉといった不純物元素を低減するために、銅溶湯が通過する樋内に酸素を供給して酸化物を生成させて固形物として除去した後、銅溶湯の脱酸処理を行う。また、本実施形態においては、不純物元素の挙動が安定する鋳造開始から５ｔ以降で製品鋳塊を採取する構成とされている。
　熱間押出工程Ｓ０２においては、所定温度において円柱状の鋳塊に対して押出加工を施し、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０を製造する。
　ここで、本実施形態では、熱間押出温度を５００℃以上６００℃以下の範囲内に設定している。熱間押出温度はより好ましくは５２０℃以上５８０℃以下である。また、押出後にヒータ等の加熱手段を備えた均熱ゾーンで均熱処理を行い、その後、急冷処理する。
　均熱ゾーンにおける保持温度は５３０℃以上６００℃以下の範囲内、保持時間を１ｍｉｎ以上１５ｍｉｎ以下の範囲内に設定している。保持温度はより好ましくは５４０℃以上５８０℃以下であり、保持時間は２ｍｉｎ以上１０ｍｉｎ以下である。また、急冷処理における冷却速度は３０℃／ｍｉｎ以上６０℃／ｍｉｎ以下の範囲内に設定している。冷却速度はより好ましくは、３５℃／ｍｉｎ以上５５℃／ｍｉｎ以下である。
　このようにして、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０が得られる。
　そして、本実施形態においては、上述の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０に対して機械加工を行い、所定のサイズの円筒型スパッタリングターゲットを製造する。すなわち、本実施形態では、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０に対して冷間加工を行うことなく、円筒型スパッタリングターゲットを製造している。
　ここで、円筒型スパッタリングターゲットは、スパッタ装置内で軸線を中心に回転して使用され、その外周面がスパッタ面として利用される。
　以上のような構成とされた本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０によれば、図１に示すように、軸線方向Ｏの一端部（Ａ）、中間部（Ｂ）及び他端部（Ｃ）の軸線方向Ｏに直交する３つの断面の周方向の４つの位置（１，２，３，４）で、表層部（ａ）、表層部から径方向に１／４位置（ｂ）、表層部から径方向に１／２位置（ｃ）の３つの位置の全３６か所で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされているので、結晶粒径及びビッカース硬度にばらつきがなく、この円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０に対して機械加工するのみで円筒型スパッタリングターゲットとして使用することができる。
　以上のように、冷間加工（拡径加工）を行う必要がないため、肉厚が厚い円筒型スパッタリングターゲットを得ることができ、長寿命化を図ることができる。
　また、本実施形態においては、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされているので、これらの不純物を含有する異物に起因する異常放電の発生を抑制することができ、安定して成膜を行うことができる。
　また、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上含有しているので、結晶粒径の微細化を図ることができ、平均結晶粒径及びビッカース硬度のばらつきをさらに抑制することが可能となる。
　一方、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上の合計含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ以下に制限されているので、これらの元素に起因する異常放電の発生を抑制することができる。
　さらに、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、酸不溶解残渣物の重量比が１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、粒径５μｍ以上の残渣物の個数が１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下に制限されているので、成膜時におけるパーティクルの発生を抑制することができる。
　また、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０においては、外径が１４０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、内径が８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下、長さが９００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下とされているので、肉厚が比較的厚く、円筒型スパッタリングターゲットの長寿命化を図ることができる。
　さらに、最大曲がり量が１．５ｍｍ以下とされているので、切削加工によって肉厚が薄くなることを抑制できる。
　さらに、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲットの製造方法によれば、本実施形態である円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０に機械加工を行う機械加工工程Ｓ０３を備えており、冷間加工工程を行う必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。また、冷間加工工程による曲がりや反りの発生がなく、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１０の内周面及び外周面を必要以上に切削することがなく、肉厚の厚い円筒型スパッタリングターゲットを得ることができる。
　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。
　例えば、本実施形態では、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材のサイズは、本実施形態に例示したものに制限されることはなく、他のサイズとしてもよい。
　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。
　まず、縦型連続鋳造機により、純度９９．９９ｍａｓｓ％以上の電気銅を原料として、表１に示す組成の銅からなる円柱状の鋳塊を製出した。原料となる電気銅を溶解鋳造前に成分を分析して用いることにより、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの含有量を調整した。また、必要に応じて、Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅを溶湯に添加して含有量を調整した。このとき、本発明例１－１８及び比較例１では、実施形態に記載したようにＡｌ及びＳｉの不純物除去処理を実施した。一方、比較例２，３では、不純物除去処理を実施しなかった。
　上述の鋳塊を表２に示す加工温度にまで加熱して熱間押出加工を実施し、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材（外径１７３ｍｍ、内径１２５ｍｍ）を製出した。
　なお、本発明例１－１８においては、押出後に均熱ゾーン（保持温度５８０℃、保持時間５ｍｉｎ）を通過させ、その後、表２に示す冷却速度で冷却した。一方、比較例１－３においては、均熱ゾーンを設けずに、押出後に表２に示す冷却速度で冷却した。
　上述のようにして得られた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に対して機械加工を行い、円筒型スパッタリングターゲット（外径１７０ｍｍ、内径１２０ｍｍ、長さ６００ｍｍ）を製造した。
　上述の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットについて、以下のような評価を実施した。
＜不純物元素及び各元素の分析＞
　Ｏ，Ｈ，Ｃを除く不純物元素（Ａｌ、Ｓｉ、及びＳ）及びＡｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの各元素の分析は、グロー放電質量分析装置（ＶＧ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製ＶＧ－９０００型）を用いて実施した。分析手順は、ＡＳＴＭに準じて実施した。
　Ｏの分析は、不活性ガス融解－赤外線吸収法（ＪＩＳ　Ｈ　１０６７）によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＴＣＥＮ６００を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２６１３に準じて分析を実施した。
　Ｈの分析は、不活性ガス融解－熱伝導度法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＲＨＥＮ６０２を用いてＪＩＳ　Ｚ　２６１４に準じて分析を実施した。
　Ｃの分析は、燃焼－赤外線吸収法によって実施した。具体的には、ＬＥＣＯ社製ＣＳＬＳ６００を用いてＪＩＳ　Ｚ　２６１５に準じて分析を実施した。
　表１に示す銅純度は、得られた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材１００ｍａｓｓ％から、ガス成分以外の各元素含有量の合計量と、Ａｌ及びＳｉの含有量を減じた値である。
＜円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材の平均結晶粒径＞
　図１に示すように、軸線方向の一端部（Ａ）、中間部（Ｂ）及び他端部（Ｃ）の軸線方向に直交する３つの断面の周方向の４つの位置（１，２，３，４）で、表層部（ａ）、表層部から径方向に１／４位置（ｂ）、表層部から径方向に１／２位置（ｃ）の３つの位置の全３６か所で結晶粒径を測定し、平均結晶粒径を算出した。なお、結晶粒径の測定は、光学顕微鏡を使用してミクロ組織観察を行い、ＪＩＳ Ｈ ０５０１：１９８６（切断法）に基づき測定した。評価結果を表２に示す。
＜円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材のビッカース硬度＞
　図１に示すように、軸線方向の一端部（Ａ）、中間部（Ｂ）及び他端部（Ｃ）の軸線方向に直交する３つの断面の周方向の４つの位置（１，２，３，４）で、表層部（ａ）、表層部から径方向に１／４位置（ｂ）、表層部から径方向に１／２位置（ｃ）の３つの位置の全３６か所でビッカース硬度を測定し、平均値を算出した。なお、ビッカース硬度は、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４に準拠してビッカース硬さ試験機にて測定を行った。評価結果を表２に示す。
＜酸不溶解残渣物＞
　測定試料を硝酸にてエッチング処理を行い、表面に付着した不純物を除去した。次いで、１００ｇの試料を秤量した。この試料を硝酸溶液に加熱溶解した。加熱温度は６０℃とした。この作業を繰り返し行った。次に、室温まで冷却し、そしてフィルタでろ過して残渣を捕集した。
　ここでは、ポリカーボネイトフィルタ（孔径０．４μｍ）を用いてろ過を行った。この残渣物を捕集したポリカーボネイトフィルタをクリーンルーム内で電子秤を用いて残渣物の残渣重量を測定し、酸不溶解残渣物の重量比を算出した。評価結果を表２に示す。
　また、酸不溶解残渣物の粒度分布を測定した。前述の残渣物を捕集したフィルタを走査型電子顕微鏡により観察し、ＳＥＭ画像を撮影した。画像をパソコンに取り込み、画像解析用ソフト（ＷｉｎＲｏｏｆソフト）にて画像を２値化処理の解析を行った。そして、残渣物の投影面積を測定し、この投影面積と同じ面積を有する円の直径（円相当径）を算出した。この円相当径を残渣物の粒径として用いた。そして、粒径５μｍ以上の残渣物の個数を測定した。評価結果を表２に示す。
＜スパッタ試験＞
　得られた円筒型スパッタリングターゲットを用いて、以下の条件でスパッタ試験を実施し、スパッタ装置に付属されたアーキングカウンターを用いて、異常放電回数をカウントした。なお、雰囲気ガスとして、「Ａｒガス」、及び、「Ｎ２ガス」の２条件でスパッタ試験を実施した。評価結果を表２に示す。
　電源：直流方式
　スパッタ出力：６００Ｗ
　スパッタ圧：０．２Ｐａ
　スパッタ時間：８時間
　到達真空度：４×１０－５Ｐａ
　雰囲気ガス組成：Ａｒガス／Ｎ２ガス
＜ムシレ＞
　円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に機械加工を実施した際に、表面を目視にて観察し、キズや表面の凹凸を確認した。ここで、手直し不要なキズ又はムシレであり、深さ０．５ｍｍ以内及び長さ５ｍｍ以内であるものをＡとし、深さ０．５ｍｍ超又は長さ５ｍｍ超であるものをＢとした。評価結果を表２に示す。
＜最大曲がり量＞
　上述の実施形態及び図２に示した方法により、円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材の最大曲がり量を測定した。評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　比較例１においては、押出工程での加熱温度４５０℃と低く、押出しを行うことができなかった。このため、その以降の評価を中止した。
　比較例２、３においては、不純物であるＡｌ，Ｓｉの含有量、及び、ガス成分であるＣ，Ｏ，Ｈ，Ｓの含有量が、本発明の範囲を超えており、酸不溶残渣の個数が多く異常放電の発生回数が非常に多くなった。また、切削加工時にムシレが多く発生した。
　一方、本発明例においては、いずれも異常放電の発生回数も少なく、安定して成膜を行うことができた。また、切削加工時のムシレの発生も少なく、切削加工性に優れていた。
　以上のことから、本発明例によれば、肉厚が厚く長寿命化を図ることができ、さらに異常放電の発生を抑制して安定して成膜を行うことができる円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材を提供可能であることが確認された。
１０　円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材

Claims (5)

  1. 　銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされた円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材であって、
    　Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされ、
    　軸線方向の一端部、中間部及び他端部の前記軸線方向に直交する３つの断面において周方向の４つの位置で表層部、表層部から径方向に１／４位置、表層部から径方向に１／２位置の３つの位置の全３６か所で測定した平均結晶粒径が１０μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内とされ、ビッカース硬度が４０Ｈｖ以上１００Ｈｖ以下の範囲内とされていることを特徴とする円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材。
  2. 　Ａｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅの中から選択される１種又は２種以上を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上５０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１に記載の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材。
  3. 　酸不溶解残渣物の重量比が１．５ｍａｓｓｐｐｍ以下であり、粒径が５μｍ以上の残渣物の個数が１５０００個／Ｃｕ１ｇ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材。
  4. 　外径が１４０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、内径が８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下、長さが９００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、
    　最大曲がり量が１．５ｍｍ以下であ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円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材。
  5. 　銅の純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上９９．９９９５ｍａｓｓ％以下、Ａｌの含有量が０．５ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｃの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｏの含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｈの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以下、Ｓの含有量が５ｍａｓｓｐｐｍ以下とされた鋳塊を得る溶解鋳造工程と、
    　前記鋳塊に対して熱間押出加工を行って円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材を得る熱間押出工程と、
    　前記円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材に対して機械加工する機械加工工程と、
    　を備えていることを特徴とする円筒型スパッタリングターゲットの製造方法。
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