CN109983149A - 溅射靶及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溅射靶及其制造方法，该溅射靶是靶部和背衬板部均包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，该溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下。

Description

溅射靶及其制造方法

技术领域

本发明涉及溅射靶及其制造方法。

背景技术

近年来，半导体元件的配线的微细化正在推进，随着其微细化的进展，作为该配线的材料，已经达到使用电阻更低的铜代替迄今为止使用的铝。这种铜配线的形成有时例如通过在接触孔或配线沟的凹部上形成包含Ta/TaN等的扩散阻挡层之后，实施铜的电镀而进行。其中，通常通过溅射形成铜或铜合金的薄膜来作为该电镀的基础层。

作为能够用于这种溅射的铜或铜合金的溅射靶及其制造方法，例如有专利文献1～5中所记载的内容等。

然而，上述的包含铜或铜合金等的溅射靶通常由靶部件和背衬板构成，所述靶部件具有用于溅射的溅射面，所述背衬板具有在溅射时冷却靶材及溅射电极等功能。为了制造所述溅射靶，通过使用粘接剂等将背衬板和靶材相互粘接，所述靶材是由与背衬板不同的预定的材质通过熔融铸造等与背板分开制作的。

然而，如上所述，在将分开制作的背衬板和靶材粘接而制造溅射靶的情况下，因分开制作背衬板和靶材、以及将它们粘接而导致制造工时增加，而且靶部件的厚度减少了背衬板的厚度的大小，寿命短。

针对这种情况，如专利文献6、7等中所记载，提出了一种靶部和背衬板部均包含相同的铜或铜合金的一体型溅射靶、所谓的整体式靶。根据这种一体型溅射靶，能够将靶部和背衬板部同时制作成一体，因此也不需要相互粘接，能够有助于削减制造工时、以及削减因溅射时的使用时间增加而导致的靶用户的成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－61943号公报

专利文献2：美国专利申请第2014/0158532号说明书

专利文献3：日本专利第4118814号公报

专利文献4：美国专利申请第2005/0121320号说明书

专利文献5：日本专利第5277808号公报

专利文献6：日本专利第4976013号公报

专利文献7：美国专利申请第2004/0072009号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在靶部和背衬板部均包含铜或铜合金的一体型溅射靶中，背衬板部必然与靶部为相同的材料和性质，所述靶部具有预定的材质和性质，用于能够通过溅射形成预定的薄膜。因此，与能够使用其他材质的高硬度的背衬板的分体型溅射靶相比，上述一体型溅射靶的硬度降低。

由于这种靶硬度的降低，溅射靶在溅射过程中容易发生翘曲。

目前，专利文献6、7中记载了，“根据本发明的铜合金溅射靶至少能够具有约40HB的布氏硬度。根据情况，本发明的靶能够具有约60HB以上的硬度。”，这种程度的低硬度的溅射靶在溅射过程中有可能发生翘曲而之后难以继续使用。

为了解决这个问题，本发明提出了一种溅射靶及其制造方法，所述溅射靶是靶部和背衬板部均包含相同的铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶、或者是靶部和背衬板部均含有预定的元素，且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，能够有效防止在溅射时能够导致发生翘曲的靶硬度的降低。

用于解决问题的方案

发明人对靶部和背衬板部为一体型的溅射靶的硬度提高方法进行了认真研究，结果发现：在迄今为止的制造方法中，对通过熔融铸造而获得的铸锭依次实施锻造、轧制和热处理，在热处理后进一步实施预定的冷塑性加工，从而能够导入应变，增加所制造的溅射靶的硬度。

根据这样的认知，本发明所公开的溅射靶是靶部和背衬板部均包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，所述溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下。

本发明所公开的溅射靶的制造方法是制造靶部和背衬板部均包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶的方法，所述方法包括：将原料熔融，铸造包含铜和不可避免的杂质的铸锭的步骤；以及对所述铸锭依次实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻，以20％～40％的变化率进行所述第二冷轧或第二冷锻。

另外，本发明所公开的溅射靶是靶部和背衬板部均含有0.1质量％～8质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素，且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，所述溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.85以下。

另外，本发明所公开的溅射靶的制造方法是制造靶部和背衬板部均含有0.1质量％～8质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素，且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶的方法，所述方法包括：将原料熔融，铸造含有所述元素且包含铜和不可避免的杂质的铸锭的步骤；以及对所述铸锭依次实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻的步骤，以20％～60％的变化率进行所述第二冷轧或第二冷锻。

发明效果

根据上述的溅射靶，所述溅射靶是靶部和背衬板部均包含相同的铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶、或者靶部和背衬板部均含有预定的元素且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，并通过使所述溅射靶为预定的维氏硬度Hv，能够有效防止溅射过程中的翘曲的发生。

另外，根据上述的溅射靶的制造方法，通过在热处理后实施第二冷轧或第二冷锻，并且使该第二冷轧或第二冷锻的变化率在预定的范围，从而能够制造高硬度的溅射靶。

附图说明

图1是表示平均结晶粒径和晶粒的扁平率的测量方法的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行详细说明。

(第一实施方式的溅射靶以及制造方法)

本实施方式的溅射靶具备：圆板状等的靶部；以及背衬板部，其与该靶部的形状大致相同且与该靶部形成为一体，并且该溅射靶是所述靶部和背衬板部均包含相同的铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，该溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下。此外，在本实施方式中，溅射靶通常具有圆板等的板形状，但也包括除此以外的形状的溅射靶。关于是否是一体型溅射靶，能够通过确认溅射靶的表面和反面的坯料是否相同来进行判别，由于是包含铜的溅射靶，所以能够通过测量电导率进行确认。

(组成)

本实施方式的溅射靶的靶部和背衬板部均含有铜作为主要成分，至少在后面详述的维氏硬度Hv保持在90以上的范围内可以包含除铜以外的元素。靶部和背衬板部的铜的含量优选为99.99质量％以上，而且更加优选为99.9999质量％以上。若铜的含量过少，用于半导体产品时，担心会产生重大的缺陷。

靶部和背衬板部均可以只包含铜，但作为上述杂质，例如可以含有总计为0.01质量％以下，优选0.005质量％以下的例如选自Fe、Cr、Ni、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素。在上述元素的总含量超过0.01质量％的情况下，用于半导体产品时，有可能产生重大缺陷。

但是，并不限于在此列举的元素，只要能够确保90以上的维氏硬度Hv，也可以含有其他元素。

(维氏硬度)

本实施方式的溅射靶的维氏硬度Hv为90以上。由此，即使是具备与靶部同样的主要包含铜的背衬板部的溅射靶，以及，是这种溅射靶，即使是例如直径超过400mm的大小的这种溅射靶，也能够抑制溅射过程中翘曲的发生。其结果是，能够进行有效的溅射直至溅射靶寿命的后半期。从这个角度出发，使溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，特别优选为97以上。

另一方面，若硬度过高，则担心在溅射过程中由于溅射产生的热而发生再结晶，并且发生软化。因此，可以使维氏硬度Hv例如为125以下，优选为118以下。

维氏硬度Hv是根据JIS Z2244(2009)进行测量的。在靶部和背衬板部为一体型的溅射靶中，靶部和背衬板部的维氏硬度Hv的大小为大致相同的程度。

这种维氏硬度Hv例如能够通过按照后述的制造方法进行制造而获得。

(平均结晶粒径)

在本实施方式的溅射靶中，平均结晶粒径优选为10μm以上且60μm以下。在平均结晶粒径小于10μm的情况下，存在溅射时的侵蚀率下降的可能性，此外，在平均结晶粒径超过60μm的情况下，存在溅射时的膜的均匀性恶化的不良情形。因此，平均结晶粒径更加优选为20μm以上且50μm以下，进一步优选为25μm以上且45μm以下。

平均结晶粒径是利用光学显微镜进行观测而测量的。具体而言，如图1所示，对于溅射面，在纵向和横向的各自的方向上各画2条直线，共计画4条直线(参照图1的“表面组织”)，利用与该直线相交的晶界数来测量靶厚度方向的平均粒径和与靶厚度方向为直角的方向的平均粒径，以上述各方向的平均粒径的平均值作为平均结晶粒径。

(晶粒的扁平率)

本实施方式的溅射靶的沿着与溅射面正交的平面的截面中存在的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下。

该扁平率如下而求出：在使用光学显微镜在该截面上观察的晶粒的靶厚度方向和与靶厚度方向为直角的方向上各画2条，共计4条任意的直线(参照图1的“截面组织”)，并计算与该直线相交的晶界数，从而测量靶厚度方向的平均粒径和与靶厚度方向为直角的方向的平均粒径，然后在以所述靶厚度方向的平均粒径作为短边，以与所述靶厚度方向为直角的方向的平均粒径作为长边时，通过扁平率＝(1－短边/长边)算出的值作为扁平率。

在上述扁平率小于0.35的情况下，会因对再结晶组织的加工变形不足而导致强度不足。另一方面，在上述扁平率超过0.65的情况下，存在因厚度方向的粒径过于细微而导致侵蚀率下降的可能性。另外，在纯铜中的扁平率超过0.65的情况下，由于加工变形导致再结晶温度下降，因此担心在溅射过程中发生因溅射热而导致的软化。

因此，在本实施方式的溅射靶中，与溅射面正交的平面的截面中存在的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下，优选为0.40以上且0.60以下，更加优选为0.45以上且0.55以下。

这种截面的晶粒的扁平率例如能够通过按照后述的制造方法进行制造而获得。

(制造方法)

本实施方式的溅射靶例如能够如下操作而制造。

首先，将纯度为4N或6N的高纯度铜以1080℃～1280℃下熔融0.5小时～6小时，并使其在预定的铸模内冷却固化，由此铸造包含铜和不可避免的杂质的铸锭，以作为靶部和背衬板部为一体型的溅射靶的坯料。

接下来，对该铸锭实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻。

其中，热锻优选在300℃～900℃的温度下进行。这是因为：若锻造时的温度低于300℃，则锻造时存在铸锭上产生裂纹的危险，另一方面，若锻造时的温度超过900℃，则除了铜异常软化的危险以外，还会因高温而在锻造时发生异常的晶粒生长。

另外，在此，从充分破坏铸造组织的角度考虑，第一冷轧或第一冷锻的变化率优选为70％以上。此外，该变化率R(％)是指以轧制或者锻造前的靶坯料的厚度为T1，以轧制或者锻造后的靶坯料的厚度为T2时，以公式R＝(T2－T1)/T2×100表示的厚度方向的尺寸变化的比率。尤其在轧制的情况下，上述变化率相当于所谓的轧制率，该轧制率也由相同的公式算出。关于后述的第二冷轧或第二冷锻的变化率也同样。计算变化率时的靶坯料的厚度的测量如下进行：在使用作为基准的平坦的棒确认到圆板状等的靶坯料的表面已成为充分的平面的基础上，在距离靶坯料的周边为50mm的中央侧的位置，沿周向测量四个部位的厚度。

第一冷轧或第一冷锻的温度例如设为10℃～100℃左右。

优选地，第一冷轧或第一冷锻后的热处理以200℃～500℃的温度进行0.5小时～3小时。这是因为：在低于200℃的低温下不能充分促进再结晶，局部会残留有应变，另一方面，在超过500℃的高温下，晶粒会变得异常粗大。另外，在热处理时间短的情况下，不能充分促进再结晶，担心局部残留有应变，在当热处理时间长的情况下，晶粒有可能变得异常粗大。

然后，在热处理之后，进一步进行第二冷轧或第二冷锻。该第二冷轧或第二冷锻的变化率设为20％～40％。由此，能够在靶坯料中导入应变，有效提高所制造的溅射靶的硬度。另外，通过进行第二冷轧或第二冷锻，晶粒沿厚度方向被挤压，其结果是，溅射靶的上述截面的晶粒的扁平率变为0.35以上且0.65以下。

在第二冷轧或第二冷锻的变化率小于20％的情况下，不能充分提高溅射靶的硬度，从而不能消除溅射时发生翘曲的可能性。另一方面，在第二冷轧或第二冷锻的变化率大于40％的情况下，因导入应变而导致的再结晶温度的下降变得显著，从而由于溅射时的热而导致溅射靶软化，这种情况下也担心溅射靶发生翘曲。

从这个角度出发，将第二冷轧或第二冷锻的变化率设为20％～40％，尤其优选设为25％～35％。

第二冷轧或第二冷锻的温度例如设为10℃～100℃左右。

在第二冷轧或第二冷锻中，为了防止因轧制或锻造的加工热所引起的导入应变的缓和，优选在轧制或锻造的每个过程或每次轧制或锻造中都进行水冷。

之后，根据需要实施切削等精加工，从而能够制造溅射靶。

(第二实施方式的溅射靶以及制造方法)

本实施方式的溅射靶具备：圆板状等的靶部；以及背衬板部，其与该靶部的形状大致相同且与该靶部形成为一体，并且该溅射靶是上述的靶部和背衬板部均包含相同的铜合金的一体型溅射靶，该溅射靶的维氏硬度Hv在90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.85以下。此外，在本实施方式中，溅射靶通常具有圆板等的板形状，但也包括除此以外的形状的溅射靶。关于是否为一体型的溅射靶，能够通过确认溅射靶的表面和反面的坯料是否相同来进行判別，由于是包含铜的溅射靶，所以能够通过测量电导率进行确认。

(组成)

本实施方式的溅射靶的靶部和背衬板部均含有铜作为主要成分，并且含有0.1质量％～8质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素作为副成分，而且，至少在后面详述的维氏硬度Hv保持在90以上的范围内可以含有除上述以外的元素。靶部和背衬板部均包含相同组成的铜合金。

构成靶部和背衬板部的铜合金的副成分的含量在副成分为多种元素的情况下，总计为0.1质量％～8质量％。若副成分的含量过多，则电导率大幅下降，难以用作配线材料。另一方面，若副成分的含量过少，则担心难以制作合金成分均匀分散的靶。从这个角度出发，副成分的含量设为0.1质量％～8质量％，优选设为0.1质量％～6质量％，更加优选设为0.2质量％～6质量％。副成分的含量以0.1质量％以上，优选0.2质量％以上为下限，并且以8质量％以下，优选6质量％以下，更加优选5质量％以下为上限，尤其优选4质量％以下为上限。作为副成分为两种以上的铜合金的溅射靶，有含有锰和铝的溅射靶等。

靶部和背衬板部均能够还含有例如总计为0.01质量％以下，优选0.005质量％以下的例如选自Fe、Cr、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素作为杂质。在上述元素的总含量超过0.01质量％的情况下，当用于半导体产品时，有可能发生重大的缺陷。

但是，并不限于此处列举的元素，只要能够确保90以上的维氏硬度Hv，也可以包含其他元素。

(维氏硬度)

本实施方式的溅射靶的维氏硬度Hv为90以上。由此，即使是具备包含与靶部相同的铜合金的背衬板部的溅射靶、以及是这种溅射靶，即使是例如直径超过400mm的大小的这种溅射靶，也能够抑制溅射过程中的翘曲的发生。其结果是，能够进行有效的溅射直至溅射靶的寿命的后半期。从这个角度出发，使溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，尤其优选为97以上。

此外，若溅射靶上发生翘曲，则成膜的薄膜的均匀性下降，而且会导致等离子体脱落等问题，在本实施方式中，由于具有上述的维氏硬度Hv，所以不会发生这种问题。

维氏硬度Hv是根据JIS Z2244(2009)来测量的。在靶部和背衬板部为一体型的溅射靶中，靶部和背衬板部的维氏硬度Hv的大小为大致相同的程度。

这种维氏硬度Hv例如能够通过按照后述的制造方法进行制造而获得。

(平均结晶粒径)

在本实施方式的溅射靶中，平均结晶粒径优选为5μm以上且50μm以下。在平均结晶粒径小于5μm的情况下，存在溅射时的侵蚀率下降的可能性，在平均结晶粒径超过50μm的情况下，存在溅射时的膜的均匀性恶化的不良情形。因此，平均结晶粒径更加优选为20μm以上且50μm以下，进一步优选为25μm以上且45μm以下。

平均结晶粒径是利用光学显微镜进行观测而测量的。具体而言，如图1所示，对于溅射面，在纵向和横向的各自的方向上各画2条直线，共计画4条直线(参照图1的“表面组织”)，利用与该直线相交的晶界数来测量靶厚度方向的平均粒径和与靶厚度方向为直角的方向的平均粒径，并且将以上述各方向的平均粒径的平均值作为平均结晶粒径。

(晶粒的扁平率)

本实施方式的溅射靶的沿着与溅射面正交的平面的截面中存在的晶粒的扁平率为0.35以上且0.85以下。

该扁平率通过如下求出：在使用光学显微镜在该截面上观察的晶粒的靶厚度方向和与靶厚度方向为直角的方向上各画2条，共计4条任意的直线(参照图1的“截面组织”)，并计算与该直线相交的晶界数，从而测量靶厚度方向的平均粒径和与靶厚度方向为直角的方向的平均粒径，然后在以所述靶厚度方向的平均粒径作为短边，以与所述靶厚度方向为直角的方向的平均粒径作为长边时，通过扁平率＝(1－短边/长边)算出的值作为扁平率。

在上述的扁平率小于0.35的情况下，会因对再结晶组织的加工变形不足而导致强度不足；另一方面，在上述的扁平率超过0.85的情况下，在进行溅射时，会因溅射靶的内部应力大而导致电压变得过高，从而有可能缩短溅射靶的寿命。

因此，在本实施方式的溅射靶中，沿着与溅射面正交的平面的截面中存在的晶粒的扁平率为0.35以上且0.85以下，优选为0.40以上且0.60以下，更加优选为0.45以上且0.55以下。

这种截面的晶粒扁平率例如能够通过按照后述的制造方法进行制造而获得。

(制造方法)

本实施方式的溅射靶例如能够如下操作来制造。

首先，向纯度为4N或6N的高纯度铜中添加选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素，以达到上述预定的组成，并以1080℃～1280℃熔融0.5小时～6小时，然后使其在预定的铸模内冷却固化，由此，铸造包含铜和不可避免的杂质的铸锭，以作为靶部和背衬板部为一体型的溅射靶的坯料。

接下来，对该铸锭实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻。

其中，热锻优选在300℃～900℃的温度下进行。这是因为：若锻造时的温度低于300℃，则锻造时存在铸锭上产生裂纹的危险，另一方面，若锻造时的温度超过900℃，则除了铜异常软化的危险以外，还会因高温而导致在锻造时发生异常的晶粒生长。

另外，在此，从充分破坏铸造组织的角度出发，第一冷轧或第一冷锻的变化率优选设为70％以上。此外，该变化率R(％)是指在以轧制或者锻造前的靶坯料的厚度为T1，以轧制或者锻造后的靶坯料的厚度为T2时，以公式R＝(T2－T1)/T2×100表示的厚度方向的尺寸变化的比率。特别是在轧制的情况下，上述变化率相当于所谓的轧制率，该轧制率也通过相同的公式算出。关于后述的第二冷轧或第二冷锻的变化率也同样。计算变化率时的靶坯料的厚度的测量如下进行：在使用作为基准的平坦的棒确认到圆板状等的靶坯料的表面已成为充分的平面的基础上，在距离靶坯料的周边为50mm的中央侧的位置，沿周向测量四个部位的厚度。

第一冷轧或第一冷锻的温度例如设为10℃～100℃左右。

优选地，第一冷轧或第一冷锻后的热处理以200℃～500℃的温度进行0.5小时～3小时。这是因为：在低于200℃的低温下不能充分促进再结晶，局部会残留有应变，另一方面，在超过500℃的高温下，晶粒会变得异常粗大。另外，在热处理时间短的情况下，不能充分促进再结晶，担心局部残留有应变，在热处理时间长的情况下，晶粒有可能变得异常粗大。

然后，在热处理之后，进一步进行第二冷轧或第二冷锻。该第二冷轧或第二冷锻的变化率设为20％～60％。由此，能够向靶坯料中导入应变，有效提高制造的溅射靶的硬度。另外，通过进行第二冷轧或第二冷锻，晶粒沿厚度方向被挤压，其结果是，溅射靶的上述截面的晶粒的扁平率变为0.35以上且0.85以下。而且，通过控制第二冷轧或第二冷锻中的向靶坯料的应变的导入量，能够抑制由溅射时的内部应力所引起的溅射电压的上升，从而能够延长溅射靶的使用寿命。

在第二冷轧或第二冷锻的变化率小于20％的情况下，不能充分提高溅射靶的硬度，从而不能充分消除溅射时发生翘曲的可能性。另一方面，在第二冷轧或第二冷锻的变化率大于60％的情况下，在进行溅射时，因溅射靶的内部应力大而导致电压变得过高，从而缩短溅射靶的寿命。

从这个角度出发，将第二冷轧或第二冷锻的变化率设为20％～40％，特别优选为25％～35％。

第二冷轧或第二冷锻的温度例如设为10℃～100℃左右。

在第二冷轧或第二冷锻中，为了防止由轧制或锻造的加工热所导致的导入的应变的缓和，优选在轧制或锻造的每个过程、或者每次轧制或锻造中都进行水冷。

之后，根据需要实施切削等精加工，从而能够制造溅射靶。

(实施例)

接下来，试制溅射靶，并已确认其效果，因此进行说明。但此处的说明只是示例性的，本发明并不限于此。

(试验例1)

将纯度为6N的高纯度铜在坩埚内以1100℃的温度熔融1小时，之后将该熔液倒入铸模内，制造出直径为220mm、厚度为210mm的铸锭。接下来，以500℃的温度对该铸锭进行热锻，并形成直径为160mm、厚度为250mm的尺寸，之后实施第一冷锻或第一冷轧，得到直径为470mm、厚度为45mm的靶坯料。以300℃对该靶坯料实施1小时的热处理，然后进行冷却，之后进行基于表1所示的变化率的第二冷轧或第二冷锻，进而对其实施切削加工，从而制作出靶部和背衬板部为一体型的溅射靶。

如表1所示，实施例1－1～1－3以及比较例1－1和1－2除了热处理后的第二冷轧或第二冷锻的变化率不同以外，其余是在相同的条件下进行制造的。

关于上述各实施例1－1～1－3以及比较例1－1和1－2，求出了制作出的溅射靶的试验样品的维氏硬度、将该试验样品进一步以140℃加热1小时后的维氏硬度、平均结晶粒径、以及截面晶粒的扁平率。

另外，使用实施例1－1～1－3以及比较例1－1和1－2的溅射靶，按照推荐的配方进行溅射直至2500kWhr，并测量溅射结束时靶的翘曲。其中，靶的翘曲通过使用三维测量仪测量靶的反面而求出。

该结果也在表1中示出。

(表1)

根据表1所示的结果可知：热处理之后在变化率为20％～40％的范围内进行了第二冷轧或第二冷锻的实施例1－1～1－3的维氏硬度的测量值大，其结果是，有效抑制了溅射过程中的翘曲的发生。

另一方面，第二冷轧或第二冷锻的变化率小于20％的比较例1－1的维氏硬度的测量值变小，由此导致在溅射过程中发生了大的翘曲。

第二冷轧或第二冷锻的变化率大于40％的比较例1－2的维氏硬度的测量值虽然变大，但在溅射过程中发生了较大的翘曲。考虑到比较例1－2的加热后的维氏硬度降低，比较例1－2在导入应变时再结晶温度降低，在此时施加变化率为50％左右的大的应变的情况下，因溅射时的热而导致的软化发生，由此发生大的翘曲。

(试验例2)

将纯度为6N的高纯度铜和铝或锰以达到规定的组成的方式添加到坩埚内，在坩埚内以1100℃的温度熔融1小时，之后将该熔液倒入铸模内，制造出直径为220mm、厚度为210mm的铸锭。接下来，以500℃的温度对该铸锭进行热锻，形成直径为160mm、厚度为250mm的尺寸，之后实施第一冷锻或第一冷轧，得到直径为470mm、厚度为45mm的靶坯料。以300℃对该靶坯料实施1小时的热处理，然后进行冷却，之后进行基于表2所示的变化率的第二冷轧或第二冷锻。进而对其实施切削加工，从而制作出靶部和背衬板部为一体型的溅射靶。

如表2所示，实施例2－1～2－9以及比较例2－1～2－6除了热处理后的第二冷轧或第二冷锻的变化率不同以外，其余是在相同的条件下进行制造的。

关于上述各实施例2－1～2－9以及比较例2－1～2－6，求出了制作出的溅射靶的维氏硬度、平均结晶粒径、以及截面晶粒的扁平率。

另外，使用实施例2－1～2－9以及比较例2－1～2－6的溅射靶，按照推荐的配方进行溅射直至3200kWhr，并测量靶寿命、溅射结束时的靶的翘曲。

其中，靶寿命是作为溅射时的消耗电量(功率×时间)求出的。该消耗电量越多，则越能够长时间地以高功率进行溅射，意味着溅射靶的寿命越长。另外，靶的翘曲通过使用三维测量仪测量靶的反面而求出。

这些结果也在表2中示出。此外，由于靶寿命在很大程度上依赖于溅射条件，因此表2也示出了以实施例2－1为基准而规范化的指数。

(表2)

由表2所示的结果可知：热处理后在变化率为20％～60％的范围内进行了第二冷轧或第二冷锻的实施例2－1～2－9的维氏硬度的测量值大，其结果是，有效抑制了溅射过程中的翘曲的发生。

另一方面，第二冷轧或第二冷锻的变化率小于20％的比较例2－1、2－3、2－5的维氏硬度的测量值变小，由此在溅射过程中发生了大的翘曲。

第二冷轧或第二冷锻的变化率大于60％的比较例2－2、2－4、2－6的维氏硬度的测量值虽然变大了，但截面的晶粒的扁平率也变大了。由此，因内部应力增大而导致溅射时的电压变高，结果在寿命的后半期达到了装置的极限。

根据上述实施例可知：本发明的溅射靶是能够以低成本制造的一体型溅射靶，并且能够提高靶硬度，有效抑制溅射过程中的翘曲。

Claims (18)

1.一种溅射靶，其是靶部和背衬板部均包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，其中，

所述溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.65以下。

2.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，

所述溅射靶的平均结晶粒径为10μm以上且60μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其中，

靶部和背衬板部还含有选自Fe、Cr、Ni、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素而形成，所述一种以上的元素总计为0.01质量％以下。

4.一种溅射靶的制造方法，其中，

所述溅射靶是靶部和背衬板部均包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，

所述方法包括：

将原料熔融，铸造包含铜和不可避免的杂质的铸锭的步骤；以及

对所述铸锭依次实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻的步骤，

以20％～40％的变化率进行所述第二冷轧或第二冷锻。

5.根据权利要求4所述的溅射靶的制造方法，其中，

以200℃～500℃的温度进行0.5小时～3小时的所述热处理。

6.根据权利要求4或5所述的溅射靶的制造方法，其中，

以70％以上的变化率进行所述第一冷轧或第一冷锻。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的溅射靶的制造方法，其中，

在300℃～900℃的温度下进行所述热锻。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的溅射靶的制造方法，其中，

所述铸锭还含有选自Fe、Cr、Ni、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素，所述一种以上的元素总计为0.01质量％以下。

9.一种溅射靶，其中，

所述溅射靶是靶部和背衬板部均含有0.1质量％～8质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素，且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型的溅射靶，

所述溅射靶的维氏硬度Hv为90以上，并且与溅射面正交的截面的晶粒的扁平率为0.35以上且0.85以下。

10.根据权利要求9所述的溅射靶，其中，

所述溅射靶的平均结晶粒径为5μm以上且50μm以下。

11.根据权利要求9或10所述的溅射靶，其中，

靶部和背衬板部还含有选自Fe、Cr、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素而形成，所述一种以上的元素总计为0.01质量％以下。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的溅射靶，其中，

所述溅射靶含有0.1质量％～6质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素而形成。

13.一种溅射靶的制造方法，其中，

所述溅射靶是靶部和背衬板部均含有0.1质量％～8质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素，且其余部分包含铜和不可避免的杂质的一体型溅射靶，

所述方法包括：

将原料熔融，铸造含有所述元素且包含铜和不可避免的杂质的铸锭的步骤；以及

对所述铸锭依次实施热锻、第一冷轧或第一冷锻、热处理、以及第二冷轧或第二冷锻的步骤，

以20％～60％的变化率进行所述第二冷轧或第二冷锻。

14.根据权利要求13所述的溅射靶的制造方法，其中，

以200℃～500℃的温度进行0.5小时～3小时的所述热处理。

15.根据权利要求13或14所述的溅射靶的制造方法，其中，

以70％以上的变化率进行所述第一冷轧或第一冷锻。

16.根据权利要求13～15中任一项所述的溅射靶的制造方法，其中，

在300℃～900℃的温度下进行所述热锻。

17.根据权利要求13～16中任一项所述的溅射靶的制造方法，其中，

所述铸锭还含有选自Fe、Cr、Si、Ag、S和P中的一种以上的元素，所述一种以上的元素总计为0.01质量％以下。

18.根据权利要求13～17中任一项所述的溅射靶的制造方法，其中，

所述制造方法制造含有0.1质量％～6质量％的选自铝、锰、镍和钴中的至少一种元素而形成的溅射靶。