溅射靶用铜材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种溅射靶用铜材料及其制造方法，该溅射靶用铜材料由纯度为99.99％以上的高纯度铜构成，进行溅射的面中的{111}面、{200}面、{220}面和{311}面的各自的X射线衍射的峰强度即I{111}、I{200}、I{220}和I{311}满足下式(1)，且晶粒的粒径为100～200μm。I{200}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})≥0.4????…(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为溅射靶使用的铜材料及其制造方法。
技术介绍
近年来，从移动PC、移动电话终端等小型电子机器至大型电视机，以各种尺寸使用了平板显示器。在分类为平板显示器的液晶显示器或有机EL显示器中，为了满足对高画质和动画的高速描绘的要求，开发了在像素的点中插入有薄膜晶体管(Thin Film Transistor 以下记为TFT)元件的物质，目前其正成为主流。图1以截面示出了液晶显示器中的TFT元件的结构的一例。TFT元件1在玻璃基板2上具有扫描线3和扫描线的一部分具有作为TFT的0N/0FF控制的功能的栅电极4。栅电极4以利用氮化硅的绝缘膜5将栅电极覆盖的形式形成，在绝缘膜5上依次形成非晶硅 (以下记为a-Si)层6、掺杂P (磷)的a-Si层7、源极-漏极8和9。以覆盖它们的方式形成有氮化硅的保护膜10。在像素区域配置了掺锡氧化铟(以下记为ΙΤ0)膜11。以往，扫描线、栅电极、源极-漏极使用了 Mo、Cr之类的高熔点金属或铝及其合金等。但是，随着液晶显示器的大型化和高像素化，显现出了由配线长度增加、信号延迟、电力损失等所引起的图像显示不均等问题。因此，电阻率低的铜配线开始受到关注。对于TFT元件的配线使用铜配线膜的问题，可以举出若在玻璃基板上直接形成 Cu膜，则由于Cu/玻璃界面的密合性差而使Cu配线膜从玻璃剥离。作为用于解决该剥离的问题的专利技术，提出了专利文献1 3等中记载的技术。在专利文献1中，通过在铜配线与玻璃基板之间夹杂钼等高熔点金属，形成与玻璃基板的密合性优异的阻隔层，从而抑制了剥离。在专利文献2和3中，利用下述方法来抑制剥离通过使用将铜合金化的靶材，在铜配线与玻璃基板界面形成氧化物，并使合金元素富集于铜配线与玻璃基板界面等。如专利文献2和3的专利技术那样，也开发了铜合金化等方法，目前在工业上，如专利文献1中记载的专利技术那样，将与玻璃的密合性良好的Mo或Ti等作为图1中记载的阻隔层 12而形成于铜配线之下，从而改善剥离，并利用溅射形成纯铜的配线。作为TFT元件的栅电极的形成工序中所要求的重要特性之一，可以举出配线膜的基板面内均勻性。由膜的均勻性、即膜厚的不同或凹凸等的存在，而使TFT内的电容变得不均勻，因此对显示造成不良影响。另外，在TFT元件制造工序中，若存在膜厚的不同或粗大的团簇(cluster)(颗粒、喷溅等)，则在利用蚀刻制作配线电极时可能会引起断线和短路等配线不良。作为在通过溅射工序形成成为半导体配线等的纯铜膜时，能够制作均勻的配线膜、且能够抑制粗大团簇和抑制断线不良的溅射靶的专利技术，提出了专利文献4 8等中记载的技术。在专利文献4中，记载了下述溅射靶其将除氧、氮、碳和氢的气体成分外的纯度为99. 9999%以上的铜作为基体，使其在氧浓度0. Ippm以下熔解、凝固而进行制造，从而能够得到不良断线率少且用于超LSI (超大规模集成电路)的配线。通过降低铜材料中的杂质量，可以减少断线不良等。在专利文献5中，记载了下述内容通过使用在纯度为99. 995%以上的铜中，使再结晶组织的平均结晶粒径为80微米以下、且使维氏硬度为100以下的溅射靶，由此来抑制溅射颗粒的溅出的扩大和粗大团簇的产生。在专利文献6中，记载了下述内容在除气体成分外的纯度为99. 999%以上的铜中，提高溅射面内的{111}面的X射线衍射峰强度I {111}，使平均粒径为250μ m以下，且使位置所致的粒径偏差为20%以内，从而使膜厚均勻性良好。在专利文献7中，记载了下述内容使在表面朝向{110}面的结晶的体积为80% 以上，且使这些结晶从表面至中心均勻地分布，从而使铜原子的溅出与表面垂直，能够在纵横比较大的槽的深处成膜。在专利文献8中，记载了下述内容在99. 999%以上的纯度的铜中，将平均结晶粒径控制为10 30 μ m，使具有{111}、{200}、{220}和{311}的各取向的颗粒的量少于50%， 且具有无规的取向，从而能够实现均勻性和产生最小的颗粒。在现有的专利技术中，已经能够通过成分、结晶粒径、应变和结晶取向的控制来控制溅射颗粒的溅出，生成均勻的膜和抑制粗大团簇。但是，大型电视机用液晶显示器等基板尺寸的大型化正在发展，在第7代等中已有1870mmX 2200mm等超过an的基板尺寸。与之相伴， 在制作配线的溅射工序中也必须在大型的基板上成膜，即使使用上述专利文献中记载的方法，还是会出现所生成的配线膜的膜厚在基板的每个部位变得不均勻、粗大团簇的产生变得更多等问题。另外，由于所使用的溅射靶自身也大型化，因此在溅射靶材的每个部位，金属组织容易变得不均勻，对膜厚精度和粗大团簇形成造成的影响变大。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平7-66423号公报专利文献2 日本专利第4065959号公报专利文献3 日本特开2008-166742号公报专利文献4 日本专利第3727115号公报专利文献5 日本专利第3975414号公报专利文献6 日本专利第3403918号公报专利文献7 日本专利第3997375号公报专利文献8 日本专利第3971171号公报
技术实现思路
鉴于上述现有问题，本专利技术的课题在于提供一种溅射靶用铜材料，其在利用溅射工序对用于TFT液晶面板等的大型基板制作配线时，比以往更均勻地产生颗粒，且在使用中也难以发生该颗粒的产生频率的变化。本专利技术人对上述课题进行了深入的研究，从而发现通过将结晶的取向和晶粒控制在预定的范围内，另外，通过适用可更均勻地组织控制制造方法的热挤出法，能够提供一种适合于可制作均勻的配线膜的溅射靶的铜材料。本专利技术基于该见解而完成。S卩，本专利技术提供下述技术手段。(1) 一种溅射靶用铜材料，其特征在于，该溅射靶用铜材料由纯度为99. 99%以上的高纯度铜构成，进行溅射的面中的{111}面、{200}面、{220}面和{311}面的各自的X射线衍射的峰强度即I {111}、I {200}、I {220}和I {311}满足下式(1)，且晶粒的粒径为100 200 μ m ；I {200}/(I {111}+1(200}+1 (220}+1(311}) ^ 0. 4 ... (1)(2)如(1)项所述的溅射靶用铜材料，其特征在于，该溅射靶用铜材料是通过对纯度为99. 99%以上的高纯度铜的铸块进行热挤出，并在该热挤出后立即将所挤出的材料冷却而制造的；(3)如(1)项所述的溅射靶用铜材料，其特征在于，该溅射靶用铜材料是通过对纯度为99. 99%以上的高纯度铜的铸块进行热挤出，并在该热挤出后立即将所挤出的材料冷却，然后进行冷轧而制造的；(4)如(1)项所述的溅射靶用铜材料，其特征在于，该溅射靶用铜材料是通过在 700 1050°C下对纯度为99. 99%以上的高纯度铜的铸块进行热挤出，并在该热挤出后立即以50°C /秒以上的冷却速度将所挤出的材料冷却而制造的；(5) 一种溅射靶用铜材料的制造方法，其特征在于，该制造方法为制造(1)项所述的溅射靶用铜材料的方法，该制造方法包括以下工序在700 1050°C下对纯度为99. 99% 以上的高纯度铜进行热挤出，并在热挤出后立即以50°C /秒以上的冷却速度将所挤出的材料冷却。根据本专利技术，能够提供一种适合于可制作均勻的配线膜的溅射靶的铜材料。本专利技术的溅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥功，广濑清慈，仓桥和夫，中嶋章文，周伟铭，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：