專利名稱：濺射用銅靶材以及濺射用銅靶材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由純度3N以上的無(wú)氧銅形成的濺射用銅靶材以及濺射用銅靶材的制造方法。
背景技術(shù)：
顯示器面板等液晶顯示裝置中使用的薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)等的電極配線中，主要使用通過(guò)濺射形成的鋁(Al)合金。近年，隨著液晶顯示裝置的高精細(xì)化的發(fā)展，逐漸要求TFT的電極配線的微細(xì)化，并正在研究使用電阻率(電阻系數(shù))比鋁低的銅(Cu)作為電極配線材料。與此相伴，銅的成膜中所使用的濺射用銅靶材的研究也在積極進(jìn)行。例如，專利文獻(xiàn)1、2中，為了抑制由于長(zhǎng)時(shí)間的濺射而在靶材的表面形成的被稱作結(jié)瘤(nodule)的突起的形成，進(jìn)行了濺射用銅靶材的粒徑等結(jié)晶組織的改善。根據(jù)這些專利文獻(xiàn)1、2，通過(guò)調(diào)整靶材的結(jié)晶粒徑，可抑制結(jié)瘤的形成，可以抑制由于在結(jié)瘤的部分發(fā)生的異常放電(電弧)導(dǎo)致的結(jié)瘤被破壞而成為簇狀的粒子。由此，可以抑制粒子向?yàn)R射膜附著，提高產(chǎn)品成品率。另外，現(xiàn)在，對(duì)于電弧、粒子，多數(shù)從濺射裝置面采取對(duì)策。另一方面，例如像專利文獻(xiàn)3中那樣，也可出于提高濺射膜的成膜速度、降低拉伸殘余應(yīng)力等目的而進(jìn)行濺射用銅靶材的結(jié)晶組織改善。根據(jù)專利文獻(xiàn)3，通過(guò)將濺射用銅靶材的表面的(111)面的取向率提高到15%以上，可以使成膜速度提高，另外，可以降低濺射膜的拉伸殘余應(yīng)力。但是，如果提高濺射用銅靶材的表面的(111)面的取向率，則濺射用銅靶材中的結(jié)晶粒徑變得粗大，擔(dān)心得不到致密的濺射膜或者膜厚的均一性會(huì)惡化。專利文獻(xiàn)3中，并未對(duì)濺射用銅靶材的結(jié)晶粒徑特別進(jìn)行考察，但是例如專利文獻(xiàn)4中，為了在保持(I 11)面的取向率較高的同時(shí)抑制結(jié)晶粒徑的粗大化，微量添加了對(duì)銅的電阻率不造成影響的程度的銀(Ag)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11 — 158614號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2002 - 129313號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010 - 013678號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2011 — 127160號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題于是，為了實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的幀速度的進(jìn)一步高速化、大畫(huà)面化，對(duì)于使用了純銅的濺射膜的電極配線，正期望進(jìn)一步的低電阻化。但是，在玻璃基板上、非晶硅(α -Si)膜上形成使用了純銅的濺射膜時(shí)，有時(shí)將含鈦(Ti)、鑰(Mo)等高熔點(diǎn)金屬的膜作為基底膜，這樣的情況下，與在玻璃基板上等形成的情況相比，濺射膜的電阻率容易進(jìn)一步升高。在這種更嚴(yán)格的條件下，即使為上述專利文獻(xiàn)4那樣的微量添加，也必須避免在靶材中混入可能成為使濺射膜電阻率增大原因的Ag等。另一方面，出于縮短形成電極配線的節(jié)拍時(shí)間(takt time)的要求,還必須維持高速的成膜速度。另外，上述專利文獻(xiàn)3、4中，沒(méi)有特別言及針對(duì)在Ti等的膜上形成的濺射膜的電阻率的效果，專利文獻(xiàn)3也沒(méi)有明示對(duì)結(jié)晶粒徑的影響。如此，對(duì)于濺射用銅靶材的優(yōu)選的結(jié)晶組織、其獲得方法，還有研究的余地。本發(fā)明的目的是:提供一種不僅能夠獲得高成膜速度，而且能夠在含高熔點(diǎn)金屬的膜上形成由低電阻的純銅構(gòu)成的濺射膜的濺射用銅靶材以及濺射用銅靶材的制造方法。解決課題的方法根據(jù)本發(fā)明的第I方面內(nèi)容，提供一種濺射用銅靶材，其特征在于，由純度3N以上的無(wú)氧銅形成，濺射面中的(111)面的取向率為13%以上30%以下，所述濺射面中的(200)面的取向率為10%以上50%以下，平均結(jié)晶粒徑為0.1mm以上0.2mm以下。其中，所述(111)面和所述(200)面的取向率是將以下值設(shè)為100%時(shí)的比例:對(duì)所述(111)面、所述(200)面、(220)面和(311)面通過(guò)X射線衍射所得到的各晶面的峰的測(cè)定強(qiáng)度分別除以JCPDS中記載的與所述各晶面對(duì)應(yīng)的晶面的峰的相對(duì)強(qiáng)度而得到的值的合計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的第2方面內(nèi)容，提供如第I方面內(nèi)容所述的濺射用銅靶材，所述濺射面中的(111)面的取向率為20%以上，所述濺射面中的(200 )面的取向率為30%以上。根據(jù)本發(fā)明的第3方面內(nèi)容，提供如第I或第2方面內(nèi)容所述的濺射用銅靶材，其經(jīng)鑄造工序、熱 軋工序和冷軋工序而制造，通過(guò)所述冷軋工序?qū)嵤┝思庸ざ瘸^(guò)5%且小于30%的冷軋。根據(jù)本發(fā)明的第4方面內(nèi)容，提供如第I 第3方面內(nèi)容中任一項(xiàng)所述的濺射用銅靶材，其用于在含高熔點(diǎn)金屬的膜上形成剛剛成膜后的電阻率低于2.0μ Qcm的由純銅構(gòu)成的膜。根據(jù)本發(fā)明的第5方面內(nèi)容，提供濺射用銅靶材的制造方法，其特征在于，具有:鑄造純度3Ν以上的無(wú)氧銅而制成銅鑄塊的鑄造工序、對(duì)所述銅鑄塊進(jìn)行熱軋而制成銅板的熱軋工序、以及對(duì)所述熱軋后的所述銅板進(jìn)行冷軋從而使其進(jìn)一步變薄的冷軋工序，所述冷軋工序中，按照所述銅板的加工度超過(guò)5%且小于30%的方式使所述銅板變薄。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得高成膜速度，并且可以在含高熔點(diǎn)金屬的膜上形成由低電阻的純銅構(gòu)成的濺射膜。


圖1是安裝有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的濺射用銅靶材的濺射裝置的縱剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例11和比較例11的濺射用銅靶材的各晶面的取向率的曲線圖。圖3是對(duì)使用本發(fā)明的實(shí)施例11和比較例11的濺射用銅靶材將純銅濺射膜格子狀地劃分為多個(gè)區(qū)域而形成的評(píng)價(jià)樣品進(jìn)行說(shuō)明的圖，(al)是本發(fā)明的實(shí)施例21g 26g和比較例21g 26g的評(píng)價(jià)樣品的平面圖，(a2 )是(al)的A — A剖面圖，(bI)是本發(fā)明的實(shí)施例21t 26t和比較例21t 26t的評(píng)價(jià)樣品的平面圖，(b2)是(bl)的A-A剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例21g和比較例21g的評(píng)價(jià)樣品被格子狀地劃分而成的各區(qū)域中的純銅濺射膜的膜厚的圖，(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例21g的評(píng)價(jià)樣品的模式圖，(b)是表示比較例21g的評(píng)價(jià)樣品的模式圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例21t和比較例21t的評(píng)價(jià)樣品的純銅濺射膜的電阻率對(duì)熱處理溫度的依賴性的曲線圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例21t 26t和比較例21t 26t的評(píng)價(jià)樣品的純銅濺射膜的電阻率對(duì)熱處理溫度的依賴性的曲線圖。符號(hào)說(shuō)明10濺射用銅靶材20濺射裝置51玻璃基板52Τi 膜53g，53t純銅濺射膜S 基板
具體實(shí)施例方式如上所述，根據(jù)基底的不同，形成的純銅濺射膜的電阻率有時(shí)也不同。例如，如果在玻璃基板上，則在剛剛成膜后可容易地得到1.7 μ Qcm左右的純銅濺射膜。與此相對(duì)，如果在含鈦(Ti )等高熔點(diǎn)金屬的膜上形成純銅濺射膜，則電阻率會(huì)增大。因此，本發(fā)明人等認(rèn)為:為了獲得具有良好結(jié)晶性的純銅濺射膜，需要使運(yùn)動(dòng)能量高的銅的濺射粒子到達(dá)作為基底的規(guī)定膜上，并通過(guò)在膜上的移動(dòng)(遷移)而使濺射粒子配置在合適的晶格位置上。另一方面，可以認(rèn)為:在濺射時(shí)離子向靶材表面撞擊時(shí)，越是對(duì)于相同能量的離子撞擊而容易被放出的原子、即成膜速度越高，則越放出高運(yùn)動(dòng)能量的濺射粒子?；谝陨系目疾?，本發(fā)明人等為了獲得高成膜速度而嘗試了濺射用銅靶材的結(jié)晶組織等的最優(yōu)化。深入研究的結(jié)果得知:濺射用銅靶材的表面越向(111)面、(200)面取向，則越能夠獲得成膜速度高的傾向。接著，本發(fā)明人等對(duì)使(111)面、(200)面較多地取向的濺射用銅靶材的制造方法也進(jìn)行了深入研究。得知:在順次經(jīng)歷鑄造工序、熱軋工序、冷軋工序、熱處理工序的制造方法中，通過(guò)在冷軋工序中使(220 )面取向、在之后的熱處理工序中使(111)面取向這樣的方法，調(diào)整熱軋工序中的溫度和冷軋工序中的加工度，從而可以高取向率獲得僅僅取向了10% 的(111)面。本發(fā)明是基于發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)的上述認(rèn)識(shí)而完成的。<本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式>( 1)濺射用銅靶材以下，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的濺射用銅(Cu)靶材10 (參照后述的圖1)進(jìn)行說(shuō)明。濺射用銅靶材10例如形成為具有規(guī)定的厚度、寬度和長(zhǎng)度的矩形的平板型，構(gòu)成為能夠用于例如成為液晶顯示裝置等中所用的薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)等的電極配線的純銅濺射膜的形成。構(gòu)成濺射用銅靶材10的純銅例如是純度為3N (99.9%)以上的無(wú)氧銅(0FC:Oxygen-Free Copper)。另外，濺射用銅靶材10的表面、即濺射面中的(111)面的取向率例如為13%以上30 %以下，更優(yōu)選為20 %以上，(200 )面的取向率例如為10 %以上50 %以下，更優(yōu)選為30 %以上。另外，(111)面和(200 )面的取向率是由與通過(guò)X射線衍射得到的表示各種晶面的各峰的測(cè)定強(qiáng)度比所求得的值。各峰的測(cè)定強(qiáng)度，用例如與各峰對(duì)應(yīng)的晶面的峰的相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行修正而使用。相對(duì)強(qiáng)度例如使用JCPDS (國(guó)際粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(huì)，JointCommitteefor Powder Diffraction Standards)中記載的值。具體地，如下式(I)、(2)分別表示的那樣，(111)面和(200)面的取向率是將下述值設(shè)為100%時(shí)的比例:對(duì)(111)面、(200 )面、(220 )面、和(311)面通過(guò)X射線衍射所得到的各晶面的峰的測(cè)定強(qiáng)度分別除以JCPDS中記載的與上述各晶面對(duì)應(yīng)的晶面的峰的相對(duì)強(qiáng)度而得到的值的合計(jì)值。數(shù)I
權(quán)利要求
1.一種濺射用銅靶材，其特征在于，由純度3N以上的無(wú)氧銅形成，濺射面中的(111)面的取向率為13%以上30%以下，所述濺射面中的(200)面的取向率為10%以上50%以下，平均結(jié)晶粒徑為0.1mm以上0.2mm以下， 所述(111)面和所述(200)面的取向率是將以下值設(shè)為100%時(shí)的比例: 對(duì)所述(111)面、所述(200)面、(220)面和(311)面通過(guò)X射線衍射所得到的各晶面的峰的測(cè)定強(qiáng)度分別除以JCPDS中記載的與所述各晶面對(duì)應(yīng)的晶面的峰的相對(duì)強(qiáng)度而得到的值的合計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射用銅靶材，其特征在于，所述濺射面中的(111)面的取向率為20%以上，所述濺射面中的(200)面的取向率為30%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射用銅靶材，其特征在于，經(jīng)鑄造工序、熱軋工序和冷軋工序而制造，通過(guò)所述冷軋工序?qū)嵤┝思庸ざ瘸^(guò)5%且小于30%的冷軋。
4.根據(jù)權(quán)利要求Γ3中任一項(xiàng)所述的濺射用銅靶材，其特征在于，用于在含高熔點(diǎn)金屬的膜上形成剛剛成膜后的電阻率低于2.0μ Qcm的由純銅構(gòu)成的濺射膜。
5.一種濺射用銅靶材的制造方法，其特征在于，具有:對(duì)純度3Ν以上的無(wú)氧銅進(jìn)行鑄造而制成銅鑄塊的鑄造工序、對(duì)所述銅鑄塊進(jìn)行熱軋而制成銅板的熱軋工序、以及對(duì)所述熱軋后的所述銅板進(jìn)行冷軋從而進(jìn)一步使其變薄的冷軋工序， 所述冷軋工序中，按照使所述銅板的加工度超過(guò)5%且小于30%的方式使所述銅板變薄 。
全文摘要
本發(fā)明提供濺射用銅靶材以及濺射用銅靶材的制造方法。本發(fā)明在獲得高成膜速度的同時(shí)，在含高熔點(diǎn)金屬的膜上形成由低電阻的純銅構(gòu)成的濺射膜。本發(fā)明的濺射用銅靶材由純度3N以上的無(wú)氧銅形成，濺射面中的(111)面的取向率為13%以上30%以下，濺射面中的(200)面的取向率為10%以上50%以下，平均結(jié)晶粒徑為0.1mm以上0.2mm以下。
文檔編號(hào)C23C14/34GK103173729SQ201210570188
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者辰巳憲之, 外木達(dá)也, 小林隆一, 上田孝史郎 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社