溅射用铜靶材以及溅射用铜靶材的制造方法技术

本发明专利技术提供溅射用铜靶材以及溅射用铜靶材的制造方法。本发明专利技术的课题是在包含高熔点金属的膜上形成由纯铜形成的低电阻的溅射膜。一种溅射用铜靶材，其由纯度3N以上的无氧铜形成，溅射面中的(111)面的取向率为13%以上30%以下，溅射面中的(200)面的取向率为15%以上30%以下，平均晶粒粒径为0.07mm以上0.20mm以下。

【技术实现步骤摘要】
溅射用铜靶材以及溅射用铜靶材的制造方法
本专利技术涉及由纯度3N以上的无氧铜形成的溅射用铜靶材以及溅射用铜靶材的制造方法。
技术介绍
在显示面板等液晶显示装置中使用的薄膜晶体管(TFT：ThinFilmTransistor)等的电极布线中，主要使用了通过溅射而形成的铝(Al)合金。近年，随着液晶显示装置的高精细化的推进而要求着TFT的电极布线的微细化，正在研究将电阻率(電気抵抗率)比铝低的铜(Cu)用作电极布线材料。随之，用于铜的成膜的溅射用铜靶材的研究也在不断地进行。在例如专利文献1、2中，为了抑制因长时间的溅射而在靶材的表面形成的称作瘤(nodule)的突起的形成，对溅射用铜靶材的粒径等结晶织构进行了改善。根据专利文献1、2，通过调整靶材的晶粒粒径（結晶粒径），可抑制瘤的形成，可抑制因在瘤的部分产生的异常放电(发弧(ア一キング))而将瘤破坏从而成为簇状的异物(颗粒(パ一ティクル))的情况。因此，可抑制颗粒向溅射膜的附着，可提高制品成品率。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-158614号公报专利文献2：日本特开2002-129313号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如以上那样，一直以来，作为优先课题而着眼于在形成电极布线的溅射时抑制发弧，进行了大量的研究。但是目前，关于发弧、由此产生的颗粒，从溅射装置的方面出发获得了相当的改善。因此，作为次要的课题，为了谋求液晶显示装置的帧速率的更进一步的高速化、大画面化，因而在使用了纯铜的溅射膜的电极布线中期望着更加的低电阻化。但是，由于基底的材质等，存在有在其上形成的溅射膜的电阻率增高的情况。例如，在玻璃基板上、非晶硅(α-Si)膜上形成使用了纯铜的溅射膜的情况下，有时会将包含钛(Ti)、钼(Mo)等高熔点金属的膜作为基底膜。在此情况下，溅射膜的电阻率有时会比直接形成于玻璃基板上等的情况高。本专利技术的目的在于提供溅射用铜靶材以及溅射用铜靶材的制造方法，所述溅射用铜靶材可在包含高熔点金属的膜上形成由纯铜形成的低电阻的溅射膜。用于解决问题的方案根据本专利技术的第1方式提供一种溅射用铜靶材，其由纯度3N以上的无氧铜形成，溅射面中的(111)面的取向率为13%以上30%以下，前述溅射面中的(200)面的取向率为15%以上30%以下，平均晶粒粒径为0.07mm以上0.20mm以下。其中，前述(111)面以及前述(200)面的取向率是：对于前述(111)面、前述(200)面、(220)面、以及(311)面，将通过X射线衍射而获得的各晶面的峰的测定强度分别除以JCPDS中记载的与前述各晶面对应的晶面的峰的相对强度，将所得到的值的合计值设为100%的情况下的比例。根据本专利技术的第2方式提供根据第1方式所述的溅射用铜靶材，其中，关于溅射条件，在0.5Pa的Ar气氛下将施加功率密度设为12.7W/cm2时，溅射速度为3g/h以上5g/h以下。根据本专利技术的第3方式提供根据第1或第2方式所述的溅射用铜靶材，其中，前述溅射面中的(111)面的取向率为17%以上，前述平均晶粒粒径为0.10mm以上。根据本专利技术的第4方式提供根据第1~第3方式中任一项所述的溅射用铜靶材，其中，前述平均晶粒粒径为0.15mm以下。根据本专利技术的第5方式提供根据第1~第4方式中任一项所述的溅射用铜靶材，其经过铸造工序、热轧工序而制造，在前述热轧工序中，对于加热至800℃以上900℃以下的铜铸块，按照厚度减少率为85%以上95%以下、将前述铜铸块轧制而形成的铜板在轧制结束时的温度为600℃以上700℃以下的方式实施了热轧。根据本专利技术的第6方式提供根据第1~第5方式中任一项所述的溅射用铜靶材，其用于在包含高熔点金属的膜上形成刚成膜后的电阻率不足2.0μΩcm的由纯铜形成的溅射膜。根据本专利技术的第7方式提供一种溅射用铜靶材，其通过进行将纯度3N以上的无氧铜铸造而制成铜铸块的铸造处理、对前述铜铸块进行热轧而制成铜板的热轧处理从而制造，在前述热轧处理中，对于加热至800℃以上900℃以下的前述铜铸块，按照厚度减少率为85%以上95%以下、轧制结束时的前述铜板的温度为600℃以上700℃以下的方式实施了热轧。根据本专利技术的第8方式提供一种溅射用铜靶材的制造方法，其具有将纯度3N以上的无氧铜铸造而制成铜铸块的铸造工序、对前述铜铸块进行热轧而制成铜板的热轧工序，在前述热轧工序中，对于加热至800℃以上900℃以下的前述铜铸块，按照厚度减少率为85%以上95%以下、轧制结束时的前述铜板的温度为600℃以上700℃以下的方式实施热轧。专利技术的效果根据本专利技术，可在包含高熔点金属的膜上形成由纯铜形成的低电阻的溅射膜。附图说明图1所示为装载有本专利技术的一个实施方式的溅射用铜靶材的溅射装置的纵剖视图。图2所示为用于测定本专利技术的实施例11~19和比较例11~16的溅射用铜靶材的发弧的检测装置系统的概略图。图3所示为表示本专利技术的实施例11、16、17和比较例11、15、16的溅射用铜靶材的各晶面的取向率的曲线图。图4所示为说明使用本专利技术的实施例11~19和比较例11~16的溅射用铜靶材、将纯铜溅射膜格子状地划分为多个区段而形成的评价样品的图，(a1)是本专利技术的实施例21g~29g和比较例21g~26g的评价样品的俯视图，(a2)是(a1)的A-A剖视图，(b1)是本专利技术的实施例21t~29t和比较例21t~26t的评价样品的俯视图，(b2)是(b1)的A-A剖视图。图5所示为表示本专利技术的实施例21t、26t、27t和比较例21t、25t、26t的评价样品的纯铜溅射膜的电阻率对于热处理温度的依存性的曲线图。图6所示为表示本专利技术的实施例21t~29t和比较例21t~26t的评价样品的纯铜溅射膜的电阻率对于热处理温度的依存性的曲线图。符号说明10溅射用铜靶材20溅射装置30发弧的检测装置系统51玻璃基板52Ti膜53g、53t纯铜溅射膜具体实施方式＜本专利技术人等所获得的见解＞如上述那样，由于基底的差异，存在有所形成的纯铜溅射膜的电阻率不同的情况。例如，如果是在玻璃基板上则在刚成膜完后可容易地获得1.7μΩcm左右的纯铜溅射膜。与此相对，在包含钛(Ti)等高熔点金属的膜上形成纯铜溅射膜时则电阻率增大。可认为这是因为，在高熔点金属的膜上形成的纯铜溅射膜的结晶性差。因此，本专利技术人等推测，为了获得具备良好的结晶性的纯铜溅射膜，使动能高的铜的溅射粒子到达成为基底的规定的膜上，在膜上移动(迁移)即可。这是因为考虑到，由此可将溅射粒子配置于恰当的晶格位置。另一方面可认为，在溅射时离子向靶材的表面的冲撞时，相对于相同的能量的离子冲撞而言原子越容易释放，即，溅射速度越高，则刚释放出的溅射粒子越具有高的动能。基于以上的考察，本专利技术人等为了可获得高的溅射速度，尝试了溅射用铜靶材的结晶织构的最优化。深入研究的结果可知，溅射用铜靶材的表面越取向于(111)面、(200)面，另外，靶材中的晶粒粒径越粗大，则越可获得溅射速度高的倾向。接着，本专利技术人等对较多地取向于(111)面、(200)面、且使晶粒粒径为粗大的溅射用铜靶材的制造方法也进行了深入研究。根据如以往那样的制造方法，经过铸造工序、热轧工序、冷轧工序、热处理工序。在使用了这样的现有技术的制造方法中，在冷轧工序中取向(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射用铜靶材，其特征在于，其由纯度3N以上的无氧铜形成，溅射面中的(111)面的取向率为13%以上30%以下，所述溅射面中的(200)面的取向率为15%以上30%以下，平均晶粒粒径为0.07mm以上0.20mm以下，其中，所述(111)面以及所述(200)面的取向率是：对于所述(111)面、所述(200)面、(220)面、以及(311)面，将通过X射线衍射而获得的各晶面的峰的测定强度分别除以JCPDS中记载的与所述各晶面对应的晶面的峰的相对强度，将所得到的值的合计值设为100%的情况下的比例。

【技术特征摘要】
2012.07.30 JP 2012-1682301.一种溅射用铜靶材，其特征在于，其由纯度3N以上的无氧铜形成，溅射面中的(111)面的取向率为19％以上30％以下，所述溅射面中的(200)面的取向率为15％以上27％以下，平均晶粒粒径为0.10mm以上0.20mm以下，其中，所述(111)面以及所述(200)面的取向率是：对于所述(111)面、所述(200)面、(220)面、以及(311)面，将通过X射线衍射而获得的各晶面的峰的测定强度分别除以JCPDS中记载的与所述各晶面对应的晶面的峰的相对强度，将所得到的值的合计值设为100％的情况下的比例。2.根据权利要求1所述的溅射用铜靶材，其特征在于，关于溅射条件，在0.5Pa的Ar气氛下将施加功率密度设为12.7W/cm2时，溅射速度为3g/h以上5g/h以下。3.根据权利要求1或2所述的溅射用铜靶材，其特征在于，所述平均晶粒粒径为0.15mm以下。4.根据权利要求1或2所述的溅射用铜靶材，其特征在于，其经过铸造工序、热轧工序而制造，在所述热轧工序中，对于加热至80...

【专利技术属性】
技术研发人员：辰巳宪之，小林隆一，上田孝史郎，
申请(专利权)人：株式会社SH铜业，
类型：发明
国别省市：