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。本发明专利技术在获得高成膜速度的同时，在含高熔点金属的膜上形成由低电阻的纯铜构成的溅射膜。本发明专利技术的溅射用铜靶材由纯度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10%以上50%以下，平均结晶粒径为0.1mm以上0.2mm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由纯度3N以上的无氧铜形成的。
技术介绍
显示器面板等液晶显示装置中使用的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)等的电极配线中，主要使用通过溅射形成的铝(Al)合金。近年，随着液晶显示装置的高精细化的发展，逐渐要求TFT的电极配线的微细化，并正在研究使用电阻率(电阻系数)比铝低的铜(Cu)作为电极配线材料。与此相伴，铜的成膜中所使用的溅射用铜靶材的研究也在积极进行。例如，专利文献1、2中，为了抑制由于长时间的溅射而在靶材的表面形成的被称作结瘤(nodule)的突起的形成，进行了溅射用铜靶材的粒径等结晶组织的改善。根据这些专利文献1、2，通过调整靶材的结晶粒径，可抑制结瘤的形成，可以抑制由于在结瘤的部分发生的异常放电(电弧)导致的结瘤被破坏而成为簇状的粒子。由此，可以抑制粒子向溅射膜附着，提高产品成品率。另外，现在，对于电弧、粒子，多数从溅射装置面采取对策。另一方面，例如像专利文献3中那样，也可出于提高溅射膜的成膜速度、降低拉伸残余应力等目的而进行溅射用铜靶材的结晶组织改善。根据专利文献3，通过将溅射用铜靶材的表面的(111)面的取向率提高到15%以上，可以使成膜速度提高，另外，可以降低溅射膜的拉伸残余应力。但是，如果提高溅射用铜靶材的表面的(111)面的取向率，则溅射用铜靶材中的结晶粒径变得粗大，担心得不到致密的溅射膜或者膜厚的均一性会恶化。专利文献3中，并未对溅射用铜靶材的结晶粒径特别进行考察，但是例如专利文献4中，为了在保持(I 11)面的取向率较高的同时抑制结晶粒径的粗大化，微量添加了对铜的电阻率不造成影响的程度的银(Ag)。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号公报专利文献3:日本特开2010 - 013678号公报专利文献4:日本特开2011 — 127160号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题于是，为了实现液晶显示装置的帧速度的进一步高速化、大画面化，对于使用了纯铜的溅射膜的电极配线，正期望进一步的低电阻化。但是，在玻璃基板上、非晶硅(α -Si)膜上形成使用了纯铜的溅射膜时，有时将含钛(Ti)、钥(Mo)等高熔点金属的膜作为基底膜，这样的情况下，与在玻璃基板上等形成的情况相比，溅射膜的电阻率容易进一步升高。在这种更严格的条件下，即使为上述专利文献4那样的微量添加，也必须避免在靶材中混入可能成为使溅射膜电阻率增大原因的Ag等。另一方面，出于缩短形成电极配线的节拍时间(takt time)的要求,还必须维持高速的成膜速度。另外，上述专利文献3、4中，没有特别言及针对在Ti等的膜上形成的溅射膜的电阻率的效果，专利文献3也没有明示对结晶粒径的影响。如此，对于溅射用铜靶材的优选的结晶组织、其获得方法，还有研究的余地。本专利技术的目的是:提供一种不仅能够获得高成膜速度，而且能够在含高熔点金属的膜上形成由低电阻的纯铜构成的溅射膜的。解决课题的方法根据本专利技术的第I方面内容，提供一种溅射用铜靶材，其特征在于，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10%以上50%以下，平均结晶粒径为0.1mm以上0.2mm以下。其中，所述(111)面和所述(200)面的取向率是将以下值设为100%时的比例:对所述(111)面、所述(200)面、(220)面和(311)面通过X射线衍射所得到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而得到的值的合计值。根据本专利技术的第2方面内容，提供如第I方面内容所述的溅射用铜靶材，所述溅射面中的(111)面的取向率为20%以上，所述溅射面中的(200 )面的取向率为30%以上。根据本专利技术的第3方面内容，提供如第I或第2方面内容所述的溅射用铜靶材，其经铸造工序、热 轧工序和冷轧工序而制造，通过所述冷轧工序实施了加工度超过5%且小于30%的冷轧。根据本专利技术的第4方面内容，提供如第I 第3方面内容中任一项所述的溅射用铜靶材，其用于在含高熔点金属的膜上形成刚刚成膜后的电阻率低于2.0μ Qcm的由纯铜构成的膜。根据本专利技术的第5方面内容，提供溅射用铜靶材的制造方法，其特征在于，具有:铸造纯度3Ν以上的无氧铜而制成铜铸块的铸造工序、对所述铜铸块进行热轧而制成铜板的热轧工序、以及对所述热轧后的所述铜板进行冷轧从而使其进一步变薄的冷轧工序，所述冷轧工序中，按照所述铜板的加工度超过5%且小于30%的方式使所述铜板变薄。专利技术的效果根据本专利技术，能够获得高成膜速度，并且可以在含高熔点金属的膜上形成由低电阻的纯铜构成的溅射膜。附图说明图1是安装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面图。图2是表示本专利技术的实施例11和比较例11的溅射用铜靶材的各晶面的取向率的曲线图。图3是对使用本专利技术的实施例11和比较例11的溅射用铜靶材将纯铜溅射膜格子状地划分为多个区域而形成的评价样品进行说明的图，(al)是本专利技术的实施例21g 26g和比较例21g 26g的评价样品的平面图，(a2 )是(al)的A — A剖面图，(bI)是本专利技术的实施例21t 26t和比较例21t 26t的评价样品的平面图，(b2)是(bl)的A-A剖面图。图4是表示本专利技术的实施例21g和比较例21g的评价样品被格子状地划分而成的各区域中的纯铜溅射膜的膜厚的图，(a)是表示本专利技术的实施例21g的评价样品的模式图，(b)是表示比较例21g的评价样品的模式图。图5是表示本专利技术的实施例21t和比较例21t的评价样品的纯铜溅射膜的电阻率对热处理温度的依赖性的曲线图。图6是表示本专利技术的实施例21t 26t和比较例21t 26t的评价样品的纯铜溅射膜的电阻率对热处理温度的依赖性的曲线图。符号说明10溅射用铜靶材20溅射装置51玻璃基板52Τi 膜53g，53t纯铜溅射膜S 基板具体实施例方式如上所述，根据基底的不同，形成的纯铜溅射膜的电阻率有时也不同。例如，如果在玻璃基板上，则在刚刚成膜后可容易地得到1.7 μ Qcm左右的纯铜溅射膜。与此相对，如果在含钛(Ti )等高熔点金属的膜上形成纯铜溅射膜，则电阻率会增大。因此，本专利技术人等认为:为了获得具有良好结晶性的纯铜溅射膜，需要使运动能量高的铜的溅射粒子到达作为基底的规定膜上，并通过在膜上的移动(迁移)而使溅射粒子配置在合适的晶格位置上。另一方面，可以认为:在溅射时离子向靶材表面撞击时，越是对于相同能量的离子撞击而容易被放出的原子、即成膜速度越高，则越放出高运动能量的溅射粒子。基于以上的考察，本专利技术人等为了获得高成膜速度而尝试了溅射用铜靶材的结晶组织等的最优化。深入研究的结果得知:溅射用铜靶材的表面越向(111)面、(200)面取向，则越能够获得成膜速度高的倾向。接着，本专利技术人等对使(111)面、(200)面较多地取向的溅射用铜靶材的制造方法也进行了深入研究。得知:在顺次经历铸造工序、热轧工序、冷轧工序、热处理工序的制造方法中，通过在冷轧工序中使(220 )面取向、在之后的热处理工序中使(111)面取向这样的方法，调整热轧工序中的温度和冷轧工序中的加工度，从而可以高取向率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射用铜靶材，其特征在于，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10%以上50%以下，平均结晶粒径为0.1mm以上0.2mm以下，所述（111）面和所述（200）面的取向率是将以下值设为100%时的比例：对所述（111）面、所述（200）面、（220）面和（311）面通过X射线衍射所得到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而得到的值的合计值。

【技术特征摘要】
2011.12.26 JP 2011-2843301.一种溅射用铜靶材，其特征在于，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10%以上50%以下，平均结晶粒径为0.1mm以上0.2mm以下， 所述(111)面和所述(200)面的取向率是将以下值设为100%时的比例: 对所述(111)面、所述(200)面、(220)面和(311)面通过X射线衍射所得到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而得到的值的合计值。2.根据权利要求1所述的溅射用铜靶材，其特征在于，所述溅射面中的(111)...

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