JP2016079433A - Sputtering target material, method of manufacturing the sputtering target material, and wiring laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパッタリングターゲット材、スパッタリングターゲット材の製造方法及び配線積層体に関する。 The present invention relates to a sputtering target material, a method for producing a sputtering target material, and a wiring laminate.
近年、有機ELやタッチパネル等の駆動回路として、例えば薄膜トランジスタ(TFT)が用いられている。TFTは、例えば、半導体層が設けられた基板と、基板(半導体層)上に設けられ、後述の主導電層を保護する保護層と、保護層上に設けられ、銅配線(配線パターン)が形成される主導電層と、を備える配線積層体により形成されている(例えば特許文献1,2参照)。保護層は、例えば銅(Cu)を母材とする銅合金材で形成されたスパッタリングターゲット材を用いて成膜したスパッタ膜で形成されている。 In recent years, for example, thin film transistors (TFTs) have been used as drive circuits for organic EL, touch panels, and the like. The TFT, for example, is provided on a substrate provided with a semiconductor layer, a substrate (semiconductor layer), a protective layer for protecting a main conductive layer described later, a protective layer, and a copper wiring (wiring pattern). And a main conductive layer to be formed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The protective layer is formed of, for example, a sputtered film formed using a sputtering target material formed of a copper alloy material having copper (Cu) as a base material.
しかしながら、銅合金材は、硬度が高く、圧延加工性が低いことがある。例えば、銅合金材に対して圧延処理を行ってスパッタリングターゲット材を形成する際、被圧延材に割れ等が発生することがある。これにより、スパッタリングターゲット材の生産性が低下してしまうことがある。 However, the copper alloy material may have high hardness and low rolling workability. For example, when forming a sputtering target material by rolling a copper alloy material, a crack or the like may occur in the material to be rolled. Thereby, productivity of a sputtering target material may fall.
本発明は、上記課題を解決し、スパッタリングターゲット材の生産性を向上させる技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a technique for improving the productivity of a sputtering target material.
本発明の一態様によれば、ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなるスパッタリングターゲット材であって、前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材が提供される。 According to one embodiment of the present invention, the sputtering target material includes nickel and zinc, and the balance is made of copper and inevitable impurities, and the content of carbon that is one of the inevitable impurities is 0.00. A sputtering target material that is 1 mass% or less is provided.
本発明の他の態様によれば、ニッケルと、亜鉛と、銅と、を坩堝内で溶解して生成した銅合金の溶湯を用いて、ニッケルと亜鉛とを含み、残部が銅及び不可避不純物からなる鋳塊を鋳造する鋳造工程を有し、前記鋳造工程では、前記坩堝として、前記鋳塊に含有されることとなる炭素の含有量を0.1mass%以下にすることが可能な坩堝を用いるスパッタリングターゲット材の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, using a molten copper alloy formed by melting nickel, zinc, and copper in a crucible, nickel and zinc are included, and the balance is made up of copper and inevitable impurities. A crucible capable of reducing the carbon content to be contained in the ingot to 0.1% by mass or less is used as the crucible in the casting step. A method for producing a sputtering target material is provided.
本発明のさらに他の態様によれば、基板と、前記基板のいずれかの主面上に設けられ、銅で形成される主導電層と、前記主導電層のいずれかの主面上に設けられる保護層と、を備え、前記保護層は、ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなり、前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材を用いて形成されている配線積層体が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a substrate, a main conductive layer provided on any main surface of the substrate, formed of copper, and provided on any main surface of the main conductive layer are provided. The protective layer includes nickel and zinc, the balance is made of copper and inevitable impurities, and the content of carbon that is one of the inevitable impurities is 0.1 mass%. The wiring laminated body currently formed using the sputtering target material which is the following is provided.
本発明によれば、スパッタリングターゲット材の生産性を向上させることができる。 According to the present invention, the productivity of the sputtering target material can be improved.
(発明者等が得た知見)
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明者等が得た知見について説明する。スパッタリングターゲット材として、例えば、所定量のNiと、所定量のZnと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなる鋳塊等の銅合金材に、圧延処理等を行って形成されたスパッタリングターゲット材が提案されている。鋳塊は、例えば高周波溶解炉を用いて生成された銅合金の溶湯を用いて鋳造されている。高周波溶解炉は、高周波溶解炉が備える坩堝の渦電流損により、坩堝中に投入された原料を加熱して溶解し、銅合金の溶湯を生成するように構成されている。従って、高周波溶解炉では、坩堝内の原料の加熱効率を向上させるために、高い導電性を有する材料で形成された坩堝が用いられている。例えば、カーボンを用いて形成された坩堝が用いられている。このため、溶湯を生成する際、溶湯(原料)と坩堝とが接触することで、カーボン等の坩堝の形成材料が溶湯中に溶け出してしまうことがある。これにより、溶湯中に不可避的に混入する炭素(C)の含有量が多くなり、その結果、銅合金材中のCの含有量が多くなってしまうことがある。本発明者等が鋭意検討した結果、銅合金材中のCの含有量が多くなるほど、銅合金材の硬度が高くなってしまい、スパッタリングターゲット材の生産性が低下してしまうことが分かった。本発明は、本発明者等が見出した上記知見に基づくものである。
(Knowledge obtained by the inventors)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, the knowledge obtained by the present inventors will be described. As a sputtering target material, for example, a sputtering target formed by subjecting a copper alloy material such as an ingot containing a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn and the balance of Cu and inevitable impurities to rolling, etc. Materials have been proposed. The ingot is cast using, for example, a molten copper alloy produced using a high-frequency melting furnace. The high-frequency melting furnace is configured to generate a copper alloy melt by heating and melting the raw material charged in the crucible due to eddy current loss of the crucible provided in the high-frequency melting furnace. Therefore, in the high-frequency melting furnace, a crucible formed of a material having high conductivity is used in order to improve the heating efficiency of the raw material in the crucible. For example, a crucible formed using carbon is used. For this reason, when producing | generating a molten metal, the formation material of crucibles, such as carbon, may melt | dissolve in a molten metal because a molten metal (raw material) and a crucible contact. Thereby, content of carbon (C) inevitably mixed in the molten metal increases, and as a result, the content of C in the copper alloy material may increase. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that as the C content in the copper alloy material increases, the hardness of the copper alloy material increases and the productivity of the sputtering target material decreases. The present invention is based on the above findings found by the present inventors.
<本発明の一実施形態>
(1)配線積層体の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる配線積層体の構成について、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等の半導体装置の配線材として用いられる配線積層体を例に、図1を参照しながら説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
(1) Configuration of Wiring Laminate First, regarding the configuration of the wiring stack according to an embodiment of the present invention, a wiring stack used as a wiring material of a semiconductor device such as a thin film transistor (TFT) is taken as an example. This will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本実施形態に係る配線積層体10は、半導体層を備える基板1と、基板1(半導体層)上に設けられる主導電層2と、を備えている。基板1として、例えばガラス基板や、シリコン(Si)基板等が用いられる。半導体層は、例えばインジウム(In)、ガリウム(Ga)及び亜鉛(Zn)の酸化物(IGZO)からなる酸化物半導体で形成されている。主導電層2は、例えば銅(Cu)(純Cu膜)で形成されている。主導電層2は、所定箇所が除去されることで銅配線(配線パターン)となる配線膜として機能する。 As shown in FIG. 1, the wiring laminated body 10 which concerns on this embodiment is equipped with the board | substrate 1 provided with a semiconductor layer, and the main conductive layer 2 provided on the board | substrate 1 (semiconductor layer). As the substrate 1, for example, a glass substrate, a silicon (Si) substrate, or the like is used. The semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor made of oxide (IGZO) of indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn), for example. The main conductive layer 2 is made of, for example, copper (Cu) (pure Cu film). The main conductive layer 2 functions as a wiring film that becomes a copper wiring (wiring pattern) by removing a predetermined portion.
基板1(半導体層)と主導電層2との間には、第1の保護層(ベース層)4Aが設けられている。主導電層2の第1の保護層4Aと接する側の面と対向する側の面上には、第2の保護層(キャップ層)4Bが設けられている。第1及び第2の保護層4A,4Bはそれぞれ、主導電層2を保護する保護膜(電極保護膜)として機能する。例えば、第1及び第2の保護層4A,4Bはそれぞれ、主導電層2が酸化したり腐食したりすることを抑制できるように形成されている。つまり、第1及び第2の保護層4A,4Bはそれぞれ、主導電層2が酸素と接触することを抑制するバリア層(ブロック層)として機能するように形成されている。第1及び第2の保護層4A,4Bはそれぞれ、所定量のニッケル(Ni)と、所定量の亜鉛(Zn)と、を含み、残部がCu及び不可避不純物で形成されている。例えば、第1及び第2の保護層4A,4Bはそれぞれ、所定量のNi、所定量のZnが含まれる後述のスパッタリングターゲット材を用いたスパッタリング(例えばマグネトロンスパッタリング)により形成されている。 Between the substrate 1 (semiconductor layer) and the main conductive layer 2, a first protective layer (base layer) 4A is provided. A second protective layer (cap layer) 4B is provided on the surface of the main conductive layer 2 opposite to the surface in contact with the first protective layer 4A. The first and second protective layers 4A and 4B each function as a protective film (electrode protective film) that protects the main conductive layer 2. For example, the first and second protective layers 4A and 4B are formed so as to suppress the main conductive layer 2 from being oxidized or corroded, respectively. That is, each of the first and second protective layers 4A and 4B is formed to function as a barrier layer (block layer) that suppresses the main conductive layer 2 from coming into contact with oxygen. Each of the first and second protective layers 4A and 4B includes a predetermined amount of nickel (Ni) and a predetermined amount of zinc (Zn), and the remainder is formed of Cu and inevitable impurities. For example, the first and second protective layers 4A and 4B are formed by sputtering (for example, magnetron sputtering) using a sputtering target material, which will be described later, containing a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn, respectively.
配線積層体10には、主導電層2と、第1及び第2の保護層4A,4Bと、の所定箇所がそれぞれ例えばウェットエッチングにより除去されて、銅配線が形成されている。 In the wiring laminated body 10, predetermined portions of the main conductive layer 2 and the first and second protective layers 4A and 4B are removed by, for example, wet etching to form a copper wiring.
配線積層体10には、主導電層2と、第1及び第2の保護層4A,4Bとの所定箇所を除去することで形成した銅配線を覆うように、絶縁膜3が設けられている。絶縁膜3は、酸化シリコン(SiO2)膜等の酸化膜で形成されている。 The wiring laminate 10 is provided with an insulating film 3 so as to cover the copper wiring formed by removing predetermined portions of the main conductive layer 2 and the first and second protective layers 4A and 4B. . The insulating film 3 is formed of an oxide film such as a silicon oxide (SiO 2 ) film.
(2)スパッタリングターゲット材の構成
以下に、上述の第1及び第2の保護層4A,4B等の成膜に用いられるスパッタリングターゲット材(以下では、単に「ターゲット材」とも言う。)について説明する。
(2) Configuration of Sputtering Target Material The sputtering target material (hereinafter also simply referred to as “target material”) used for forming the first and second protective layers 4A, 4B and the like described above will be described below. .
ターゲット材は、Niと、Znと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金材(例えば鋳塊、以下では単に「銅合金材」とも言う。)から形成されている。銅合金材の母材としては、例えば純度が99.9%以上の無酸素銅(OFC:Oxygen Free Copper)等を用いるとよい。 The target material is made of a copper alloy material (for example, an ingot, hereinafter also simply referred to as “copper alloy material”) containing Ni and Zn, with the balance being Cu and inevitable impurities. As a base material of the copper alloy material, for example, oxygen free copper (OFC) having a purity of 99.9% or more may be used.
ターゲット材に含有される不可避不純物のうちの1つである炭素(C)の含有量が例えば0.1mass%以下であるとよい。Cの含有量が0.1mass%を超えると、ターゲット材の生産性が低下することがある。具体的には、銅合金材の硬度が高くなってしまうことがある。例えば、銅合金材のビッカース硬度(Hv)が200を超えてしまうことがある。従って、銅合金材の加工性(圧延加工性)が低下してしまうことがある。例えば、銅合金材に冷間圧延等の圧延処理を行ってターゲット材を形成する際、被圧延材に割れ等が生じてしまうことがある。Cの含有量を0.1mass%以下にすることで、銅合金材の硬度を低くでき、ターゲット材の生産性を向上させることができる。 The content of carbon (C), which is one of inevitable impurities contained in the target material, may be, for example, 0.1 mass% or less. If the C content exceeds 0.1 mass%, the productivity of the target material may be reduced. Specifically, the hardness of the copper alloy material may increase. For example, the Vickers hardness (Hv) of the copper alloy material may exceed 200. Therefore, the workability (rolling workability) of the copper alloy material may be reduced. For example, when forming a target material by subjecting a copper alloy material to a rolling process such as cold rolling, a crack or the like may occur in the material to be rolled. By setting the C content to 0.1 mass% or less, the hardness of the copper alloy material can be lowered, and the productivity of the target material can be improved.
ターゲット材中のCの含有量が少なくなるほど(Cの濃度が低くなるほど)、ターゲット材の生産性をより向上させることができる。従って、ターゲット材中のCの含有量は例えば0mass%であることが好ましい。しかしながら、後述するように、Cを含有しないように銅合金材を形成(生産)した場合であっても、銅合金材の材料(原料)や周囲環境(例えば銅合金材を形成する際に使用する坩堝)等からCがターゲット材(銅合金材)中に不可避的に混入してしまうことがある。例えば、ターゲット材中に0.001mass%のCが含有されてしまうことがある。 The lower the content of C in the target material (the lower the concentration of C), the more the productivity of the target material can be improved. Accordingly, the C content in the target material is preferably 0 mass%, for example. However, as will be described later, even when the copper alloy material is formed (produced) so as not to contain C, the material (raw material) of the copper alloy material and the surrounding environment (for example, when forming the copper alloy material) C may inevitably be mixed into the target material (copper alloy material) from a crucible or the like. For example, 0.001 mass% C may be contained in the target material.
ターゲット材中にNiとZnとの両方を含有させることで、NiとZnとの相乗効果により、Ni、Znのそれぞれの含有量を増やすことなく、ターゲット材を用いて成膜したスパッタ膜(例えば第1及び第2の保護層4A,4B、以下では単に「スパッタ膜」とも言う。)の性能を向上させることができる。例えば、上述の第1及び第2の保護層4A,4Bの主導電層2を保護する性能を向上させることができる。つまり、ターゲット材中のNiとZnとの合計含有量を、Niのみ(又はZnのみ)を含有させたときのNi(又はZn)の含有量よりも少なくしても、ターゲット材中にNiのみ(又はZnのみ)を含有した場合よりも、第1及び第2の保護層4A,4Bの保護性能を向上させることができる。 By including both Ni and Zn in the target material, a sputtered film formed using the target material without increasing the respective contents of Ni and Zn due to the synergistic effect of Ni and Zn (for example, The performance of the first and second protective layers 4A and 4B, hereinafter simply referred to as “sputtered films”) can be improved. For example, the performance of protecting the main conductive layer 2 of the first and second protective layers 4A and 4B described above can be improved. That is, even if the total content of Ni and Zn in the target material is less than the content of Ni (or Zn) when only Ni (or only Zn) is contained, only Ni is contained in the target material. The protective performance of the first and second protective layers 4A and 4B can be improved as compared with the case where (or only Zn) is contained.
ターゲット材中のNiの含有量(濃度)は、例えば30mass%以上45mass%以下、好ましくは35mass%以上40mass%以下であるとよい。 The content (concentration) of Ni in the target material is, for example, 30 mass% or more and 45 mass% or less, preferably 35 mass% or more and 40 mass% or less.
Niの含有量が30mass%未満であると、スパッタ膜の所望の性能が得られないことがある。例えば、第1及び第2の保護層4A,4Bの所望の保護性能が得られず、第1及び第2の保護層4A,4Bを設けても、主導電層2が酸化してしまうことがある。Niの含有量を30mass%以上にすることで、所望のスパッタ膜の性能を得ることができる。Niの含有量を35mass%以上にすることで、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。 If the Ni content is less than 30 mass%, the desired performance of the sputtered film may not be obtained. For example, the desired protection performance of the first and second protective layers 4A and 4B cannot be obtained, and the main conductive layer 2 may be oxidized even if the first and second protective layers 4A and 4B are provided. is there. The desired sputtered film performance can be obtained by setting the Ni content to 30 mass% or more. By setting the Ni content to 35 mass% or more, the performance of the sputtered film can be further improved.
しかしながら、Niの含有量が45mass%を超えると、スパッタ膜のエッチングレートが著しく低下してしまうことがある。このため、例えば、スパッタ膜に対してウェットエッチングを行う際に使用するエッチング液によっては、ウェットエッチングを行った後のスパッタ膜のエッチング残りを抑制できないことがある。また、磁性を有するNiの含有量が多くなるため、ターゲット材の透磁率が著しく低下し、スパッタレートが著しく低下してしまうことがある。Niの含有量を45mass%以下にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、スパッタ膜のエッチングレートの低下を抑制できる。また、ターゲット材の透磁率の低下を抑制できる。Niの含有量を40mass%以下にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、エッチングレートの低下をより抑制できる。また、ターゲット材の透磁率の低下をより抑制できる。 However, if the Ni content exceeds 45 mass%, the etching rate of the sputtered film may be significantly reduced. For this reason, for example, depending on the etching solution used when wet etching is performed on the sputtered film, the remaining etching of the sputtered film after the wet etching may not be suppressed. Further, since the content of magnetic Ni is increased, the magnetic permeability of the target material is significantly reduced, and the sputtering rate may be significantly reduced. By setting the Ni content to 45 mass% or less, it is possible to suppress a decrease in the etching rate of the sputtered film while maintaining the desired performance of the sputtered film. Moreover, the fall of the magnetic permeability of a target material can be suppressed. By making the Ni content 40 mass% or less, it is possible to further suppress the decrease in the etching rate while maintaining the desired performance of the sputtered film. Moreover, the fall of the magnetic permeability of a target material can be suppressed more.
ターゲット材中のZnの含有量(濃度)は、例えば10mass%以上であるとよく、30mass%以下であるとよりよく、20mass%以上25mass%以下であるとさらによい。 The Zn content (concentration) in the target material is, for example, preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or less, and further preferably 20% by mass to 25% by mass.
Znの含有量が10mass%未満であると、Niの含有量を増やさなければ、スパッタ膜の所望の性能が得られないことがある。Znの含有量を10mass%以上にすることで、Niの含有量を増やすことなく、スパッタ膜の所望の性能を得ることができる。Znの含有量を20mass%以上にすることで、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。 If the Zn content is less than 10 mass%, the desired performance of the sputtered film may not be obtained unless the Ni content is increased. By making the Zn content 10 mass% or more, the desired performance of the sputtered film can be obtained without increasing the Ni content. By setting the Zn content to 20 mass% or more, the performance of the sputtered film can be further improved.
しかしながら、Znの含有量が30mass%を超えると、ターゲット材を形成する銅合金材中に生成される金属間化合物(例えばCuZn(β’相)やCu5Zn8(γ相))の量が多くなってしまうことがある。このような金属間化合物は、例えば圧延時に加熱されると酸化して脆化してしまう。従って、ターゲット材を形成する際の銅合金材の加工性(圧延加工性)が低下してしまうことがある。例えば、銅合金材の延性が低下し、圧延時に被圧延材に割れが発生することがある。その結果、ターゲット材の生産性が低下することがある。Znの含有量を30mass%以下にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、ターゲット材の生産性の低下を抑制できる。Znの含有量を25mass%以下にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、ターゲット材の生産性の低下をより抑制できる。 However, when the Zn content exceeds 30 mass%, the amount of intermetallic compounds (for example, CuZn (β ′ phase) and Cu 5 Zn 8 (γ phase)) generated in the copper alloy material forming the target material is increased. It may increase. Such an intermetallic compound is oxidized and embrittled when heated, for example, during rolling. Therefore, the workability (rolling workability) of the copper alloy material when forming the target material may be reduced. For example, the ductility of the copper alloy material is reduced, and cracks may occur in the material to be rolled during rolling. As a result, the productivity of the target material may decrease. By making the Zn content 30 mass% or less, it is possible to suppress a decrease in the productivity of the target material while maintaining the desired performance of the sputtered film. By making the Zn content 25 mass% or less, it is possible to further suppress a decrease in the productivity of the target material while maintaining the desired performance of the sputtered film.
ターゲット材は、Ni及びZnの含有量がそれぞれ上述の所定範囲内であって、かつ、Niの含有量及びZnの含有量の合計(Ni及びZnの合計含有量)が例えば55mass%以上65mass%以下、好ましくは57mass%以上62mass%以下であるとよい。 The target material has Ni and Zn contents within the above-mentioned predetermined ranges, respectively, and the total of the Ni content and the Zn content (total content of Ni and Zn) is, for example, 55 mass% or more and 65 mass%. Hereinafter, it is preferably 57 mass% or more and 62 mass% or less.
Ni及びZnの合計含有量が55mass%未満であると、スパッタ膜の所望の性能が得られないことがある。Ni及びZnの合計含有量を55mass%以上にすることで、スパッタ膜の所望の性能を得ることができる。Ni及びZnの合計含有量を57mass%以上にすることで、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。 If the total content of Ni and Zn is less than 55 mass%, the desired performance of the sputtered film may not be obtained. The desired performance of the sputtered film can be obtained by setting the total content of Ni and Zn to 55 mass% or more. By making the total content of Ni and Zn 57 mass% or more, the performance of the sputtered film can be further improved.
しかしながら、Ni及びZnの合計含有量が65mass%を超えると、スパッタ膜のエッチングレートが著しく低下してしまうことがある。Ni及びZnの合計含有量を65mass%以下にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、スパッタ膜のエッチングレートの低下を抑制できる。Ni及びZnの合計含有量を62mass%以上にすることで、スパッタ膜の所望の性能を維持しつつ、スパッタ膜のエッチングレートの低下をより抑制できる。 However, when the total content of Ni and Zn exceeds 65 mass%, the etching rate of the sputtered film may be significantly reduced. By making the total content of Ni and Zn 65 mass% or less, a decrease in the etching rate of the sputtered film can be suppressed while maintaining the desired performance of the sputtered film. By making the total content of Ni and Zn 62% by mass or more, a decrease in the etching rate of the sputtered film can be further suppressed while maintaining the desired performance of the sputtered film.
ターゲット材は、標準電極電位がZnの標準電極電位よりも卑な金属(以下では単に「卑な金属」とも言う。)をさらに含んでいるとよい。標準電極電位とは、酸化等を受けず、理想的な金属状態にある金属の標準状態における還元電位である。 The target material may further include a metal whose standard electrode potential is lower than that of Zn (hereinafter also simply referred to as “base metal”). The standard electrode potential is a reduction potential in a standard state of a metal that is not oxidized and is in an ideal metal state.
卑な金属の含有量(濃度)は、例えば0.05mass%以上であるとよく、5mass%以下であるとよりよい。卑な金属として複数種の金属が用いられる場合、卑な金属の含有量とは、卑な金属の合計含有量である。 The content (concentration) of the base metal is, for example, preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 5% by mass or less. When multiple types of metals are used as the base metal, the base metal content is the total content of the base metal.
卑な金属の含有量が0.05mass%未満であると、卑な金属を含有させることによるスパッタ膜のエッチングレートを向上させる効果が十分に得られず、ウェットエッチング後のスパッタ膜のエッチング残りを抑制できないことがある。例えば、ウェットエッチングを行う際に使用するエッチング液によっては、ウェットエッチング後のスパッタ膜のエッチング残りを抑制できないことがある。卑な金属の含有量を0.05mass%以上にすることで、スパッタ膜のエッチングレートを高くでき、スパッタ膜のエッチング残りを抑制できる。 If the content of the base metal is less than 0.05 mass%, the effect of improving the etching rate of the sputtered film due to the inclusion of the base metal cannot be sufficiently obtained, and the etching residue of the sputtered film after the wet etching is not obtained. It may not be possible to suppress. For example, depending on the etching solution used when performing wet etching, the etching residue of the sputtered film after wet etching may not be suppressed. By setting the base metal content to 0.05 mass% or more, the etching rate of the sputtered film can be increased, and the etching residue of the sputtered film can be suppressed.
卑な金属の含有量が5mass%を超えると、銅合金材中で生成される金属間化合物の量が多くなってしまうことがある。例えば、銅合金材中で、卑な金属と、Cu、Ni、Znとが反応して生成される金属間化合物の量が増えてしまうことがある。このような金属間化合物の量が増えてしまうと、銅合金材の硬度が高くなってしまい、ターゲット材の生産性が低下してしまうことがある。また、スパッタ膜のエッチングレートが高くなりすぎてしまうことがある。このため、使用するエッチング液によっては、スパッタ膜(例えば第1及び第2の保護層4A,4B)にオーバーエッチングが発生してしまうことがある。卑な金属の含有量を5mass%以下にすることで、ターゲット材の生産性の低下を抑制できるとともに、スパッタ膜のオーバーエッチングの発生を抑制できる。 If the base metal content exceeds 5 mass%, the amount of intermetallic compounds produced in the copper alloy material may increase. For example, in a copper alloy material, the amount of an intermetallic compound produced by a reaction between a base metal and Cu, Ni, or Zn may increase. If the amount of such an intermetallic compound increases, the hardness of the copper alloy material may increase, and the productivity of the target material may decrease. In addition, the etching rate of the sputtered film may become too high. For this reason, depending on the etching solution used, overetching may occur in the sputtered film (for example, the first and second protective layers 4A and 4B). By making the content of the base metal 5 mass% or less, it is possible to suppress a decrease in the productivity of the target material and to suppress the occurrence of overetching of the sputtered film.
卑な金属として、常磁性を有する金属が用いられるとよい。これにより、ターゲット材の透磁率が低下することを抑制できる。つまり、ターゲット材のスパッタレートの低下をより抑制できる。 As the base metal, a paramagnetic metal may be used. Thereby, it can suppress that the magnetic permeability of a target material falls. That is, a decrease in the sputtering rate of the target material can be further suppressed.
卑な金属として、例えば、マンガン(Mn)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)のうちの少なくとも1つが用いられるとよい。これらの卑な金属の中でも、単独でエッチングされやすい金属が用いられるとよりよい。 As the base metal, for example, at least one of manganese (Mn), zirconium (Zr), titanium (Ti), aluminum (Al), magnesium (Mg), and calcium (Ca) may be used. Among these base metals, it is better to use a metal that is easily etched by itself.
Mn等の卑な金属はいずれも、銅合金材中でCu、Ni、Znの金属原子と結合しやすいため、ターゲット材中に生成される酸化物の量を低減できる。このため、スパッタ膜中に混入する酸化物の量を低減できる。つまり、スパッタ膜中の酸素濃度を低減できる。従って、スパッタ膜のエッチングレートの低下をより抑制できる。また、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。例えば、ターゲット材を用いて上述の第1及び第2の保護層4A,4Bを成膜した場合、第1及び第2の保護層4A,4B中の酸素濃度を低減することで、第1及び第2の保護層4A,4B中から主導電層2内に侵入する酸素の量を低減できる。これにより、主導電層2が酸化されることを抑制できる。 Any base metal such as Mn can be easily combined with Cu, Ni, and Zn metal atoms in the copper alloy material, so that the amount of oxide generated in the target material can be reduced. For this reason, the amount of oxide mixed in the sputtered film can be reduced. That is, the oxygen concentration in the sputtered film can be reduced. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in the etching rate of the sputtered film. Moreover, the performance of the sputtered film can be further improved. For example, when the above-described first and second protective layers 4A and 4B are formed using the target material, the first and second protective layers 4A and 4B can be reduced by reducing the oxygen concentration in the first and second protective layers 4A and 4B. The amount of oxygen entering the main conductive layer 2 from the second protective layers 4A and 4B can be reduced. Thereby, it can suppress that the main conductive layer 2 is oxidized.
また、Mn等の卑な金属はいずれも、スパッタ膜中で酸素と結合しやすい。このため、スパッタ膜中に酸素が混入してしまった場合、Mn等の卑な金属がスパッタ膜中で酸素を捕え(トラップし)、卑な金属と酸素とがスパッタ膜内で結合する。従って、ターゲット材中にMn等の卑な金属を含有させることで、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。例えば、ターゲット材を用いて成膜した第1及び第2の保護層4A,4B中に酸素が混入してしまった場合であっても、第1及び第2の保護層4A,4B中の酸素が主導電層2内に侵入することを抑制できる。これにより、主導電層2が酸化されてしまうことをより抑制できる。 Further, any base metal such as Mn is easily bonded to oxygen in the sputtered film. For this reason, when oxygen is mixed in the sputtered film, a base metal such as Mn traps (traps) oxygen in the sputtered film, and the base metal and oxygen are combined in the sputtered film. Therefore, the performance of the sputtered film can be further improved by including a base metal such as Mn in the target material. For example, even if oxygen is mixed into the first and second protective layers 4A and 4B formed using the target material, the oxygen in the first and second protective layers 4A and 4B Can be prevented from entering the main conductive layer 2. Thereby, it can suppress more that the main conductive layer 2 is oxidized.
(3)スパッタリングターゲット材の製造方法
次に、本実施形態にかかるスパッタリングターゲット材の製造方法について、溶解鋳造法を例示して説明する。
(3) Manufacturing method of sputtering target material Next, the manufacturing method of the sputtering target material concerning this embodiment is illustrated and illustrated by melt | dissolution casting method.
(鋳造工程)
まず、例えば高周波溶解炉等を用い、酸素濃度を低減した雰囲気下で、母材としての例えば純度が99.9%以上である無酸素銅を坩堝内で加熱して溶解して、銅の溶湯を生成する。続いて、銅の溶湯中(坩堝内)に、所定量のNiと、所定量のZnと、を添加して混合し、銅合金の溶湯を生成する。このとき、Niの含有量が例えば30mass%以上45mass%以下になり、Znの含有量が例えば10mass%以上、好ましくは30mass%以下になり、Ni及びZnの合計含有量が例えば55mass%以上65mass%以下になるように、Ni、Znの添加量をそれぞれ調整するとよい。また、銅合金の溶湯を生成する際に、所定量の卑な金属を溶湯中に添加して混合してもよい。このとき、卑な金属の含有量が例えば0.05mass%以上、好ましくは5mass%以下になるように、卑な金属の添加量を調整するとよい。
(Casting process)
First, an oxygen-free copper having a purity of, for example, 99.9% or more as a base material is heated and melted in a crucible in an atmosphere with a reduced oxygen concentration using, for example, a high-frequency melting furnace, to obtain a molten copper Is generated. Subsequently, a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn are added to and mixed in the molten copper (inside the crucible) to produce a molten copper alloy. At this time, the Ni content is, for example, 30 mass% or more and 45 mass% or less, the Zn content is, for example, 10 mass% or more, preferably 30 mass% or less, and the total content of Ni and Zn is, for example, 55 mass% or more and 65 mass%. The addition amounts of Ni and Zn are preferably adjusted so as to be as follows. Moreover, when producing | generating the molten metal of a copper alloy, you may add and mix a predetermined amount of base metals in a molten metal. At this time, the addition amount of the base metal may be adjusted so that the content of the base metal is, for example, 0.05 mass% or more, preferably 5 mass% or less.
酸素濃度を低減した雰囲気(例えば酸素非含有の雰囲気)下で、溶湯(銅の溶湯、銅合金の溶湯)の表面を雰囲気中に露出させた状態で、鋳造工程を行うことで、鋳造工程では、溶湯の酸化を抑制するように、溶湯の表面をCを含有する被覆材(酸化防止材)で覆う必要がなくなる。例えば、カーボンの粉末(カーボンフレーク)等の酸化防止材を、溶湯の表面に浮遊させる必要がなくなる。これにより、ターゲット材を形成する銅合金材(例えば後述の鋳塊)中に混入するCの含有量をより低減できる。 In the casting process, the casting process is carried out in a state where the surface of the molten metal (copper melt, copper alloy melt) is exposed to the atmosphere in an atmosphere with a reduced oxygen concentration (for example, an oxygen-free atmosphere). It is not necessary to cover the surface of the molten metal with a coating material (antioxidant) containing C so as to suppress the oxidation of the molten metal. For example, it is not necessary to float an antioxidant such as carbon powder (carbon flakes) on the surface of the molten metal. Thereby, content of C mixed in the copper alloy material (for example, below-mentioned ingot) which forms a target material can be reduced more.
また、坩堝として、鋳塊中に含有されることとなる坩堝由来のCの量を低減することが可能な材料で形成された坩堝を用いるとよい。具体的には、鋳塊中のCの含有量を例えば0.1mass%以下にすることが可能な材料で形成された坩堝を用いるとよい。例えばセラミックで形成された坩堝(セラミック坩堝)を用いるとよい。具体的には、アルミナ(Al2O3)、マグネシア(MgO)、ジルコニア(ZrO2)のうちのいずれかで形成された坩堝、もしくは、カーボン坩堝の内壁をAl2O3、MgO、ZrO2のうちのいずれかでコーティングしたものを用いるとよい。これにより、坩堝と溶湯(銅の溶湯、銅合金の溶湯)とが接触することで、坩堝からCが溶湯中に溶け出してしまうことを抑制できる。つまり、溶湯中のCの含有量を低減できる。例えば、溶湯中のCの含有量を0.1mass%以下にできる。 Moreover, it is good to use the crucible formed with the material which can reduce the quantity of C derived from the crucible which will be contained in an ingot as a crucible. Specifically, it is preferable to use a crucible formed of a material capable of reducing the C content in the ingot to, for example, 0.1 mass% or less. For example, a crucible formed of ceramic (ceramic crucible) may be used. Specifically, a crucible formed of any one of alumina (Al 2 O 3 ), magnesia (MgO), and zirconia (ZrO 2 ), or an inner wall of a carbon crucible is made of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2. It is good to use what was coated by either of these. Thereby, it can suppress that C melt | dissolves in a molten metal from a crucible because a crucible and molten metal (molten copper, molten copper alloy) contact. That is, the content of C in the molten metal can be reduced. For example, the C content in the molten metal can be made 0.1 mass% or less.
続いて、生成した銅合金の溶湯を鋳型に注いで(出湯して)冷却して所定形状の銅合金の鋳塊を鋳造する。例えば、所定量のNiと、所定量のZnと、を含み、所定量の卑な金属をさらに含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、不可避不純物のうちの1つであるCの含有量が0.1mass%以下である鋳塊を鋳造する。 Subsequently, the produced molten copper alloy is poured into a mold (taken out) and cooled to cast a copper alloy ingot having a predetermined shape. For example, it contains a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn, further includes a predetermined amount of base metal, the balance is made of Cu and inevitable impurities, and the content of C which is one of the inevitable impurities is The ingot which is 0.1 mass% or less is cast.
(熱間加工工程)
鋳造工程が終了した後、所定温度(例えば700℃以上)に加熱した鋳塊に対して熱間鍛造を行い、鋳塊中の鋳造組織を微細組織へと変化させて鍛造材を形成する。
(Hot processing process)
After the casting process is completed, hot forging is performed on the ingot heated to a predetermined temperature (for example, 700 ° C. or higher), and the forged material is formed by changing the cast structure in the ingot to a fine structure.
(焼鈍工程)
熱間鍛造が終了した後、鍛造材に対して焼鈍処理を行う。具体的には、例えば不活性ガス(例えば窒素(N2)ガス、希ガス)雰囲気中で、鍛造材を所定温度(例えば850℃)の条件下で所定時間(例えば1時間)加熱する。
(Annealing process)
After hot forging is completed, the forging material is annealed. Specifically, the forging material is heated for a predetermined time (for example, 1 hour) under a predetermined temperature (for example, 850 ° C.) in an inert gas (for example, nitrogen (N 2 ) gas, rare gas) atmosphere.
(冷間圧延工程)
焼鈍工程が終了した後、鍛造材に対して冷間圧延処理を行う。具体的には、圧延を複数回に分けて行い、所定厚さ(例えば8mm)の冷間圧延材(つまりターゲット素材)を形成する。
(Cold rolling process)
After the annealing process is completed, the forging is subjected to a cold rolling process. Specifically, rolling is performed in a plurality of times to form a cold rolled material (that is, a target material) having a predetermined thickness (for example, 8 mm).
(切削工程)
冷間圧延工程が終了した後、例えばNCフライスを用い、冷間圧延材(ターゲット素材)が所定形状(例えば厚さが5mmであって、直径が100mmの円板形状)になるように、冷間圧延材に対して切削加工を行う。これにより、本実施形態に係るスパッタリングターゲット材が形成される。
(Cutting process)
After the cold rolling process is completed, for example, using an NC mill, the cold rolled material (target material) is cooled so as to have a predetermined shape (for example, a disk shape having a thickness of 5 mm and a diameter of 100 mm). Cutting the hot rolled material. Thereby, the sputtering target material which concerns on this embodiment is formed.
(4)本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(4) Effects According to the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more effects described below are exhibited.
(a)本実施形態によれば、ターゲット材は、所定量のNiと、所定量のZnと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、不可避不純物のうちの1つであるCの含有量を低減している。例えば、ターゲット材中のCの含有量が0.1mass%以下である。これにより、ターゲット材の生産性を向上させることができる。 (A) According to the present embodiment, the target material contains a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn, the remainder is made of Cu and inevitable impurities, and contains C which is one of the inevitable impurities. The amount is reduced. For example, the C content in the target material is 0.1 mass% or less. Thereby, the productivity of the target material can be improved.
具体的には、銅合金材中のCの含有量を低減することで、銅合金材の硬化を抑制し、銅合金材の硬度を低くできる。これにより、銅合金材の加工性(圧延加工性)を向上させることができる。例えば、銅合金材に冷間圧延等の圧延処理を行ってターゲット材を形成する際に、被圧延材に割れ等が生じてしまうことを抑制できる。従って、ターゲット材の不良品率を低減したり、ターゲット材の量産性を向上させることができる。 Specifically, by reducing the content of C in the copper alloy material, curing of the copper alloy material can be suppressed, and the hardness of the copper alloy material can be lowered. Thereby, the workability (rolling workability) of the copper alloy material can be improved. For example, when forming a target material by performing a rolling process such as cold rolling on a copper alloy material, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the material to be rolled. Therefore, the defective product rate of the target material can be reduced, and the mass productivity of the target material can be improved.
例えば、図2に、35mass%のNiと、20mass%のZnと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金材(Cu−35mass%Ni−20mass%Znの鋳塊)の、不可避不純物のうちの1つであるCの含有量と、銅合金材の硬度との関係を表すグラフ図を示す。図2から、銅合金材中のCの含有量が少なくなるほど、銅合金材の硬度(ビッカース硬度(Hv))が低くなることを確認した。例えば、Cu−35mass%Ni−20mass%Znの銅合金材の場合、銅合金材中のCの含有量が0.001mass%であると、ビッカース硬度(Hv)が109程度になることを確認した。これに対し、銅合金材のCの含有量が0.1mass%を超えると、ビッカース硬さ(Hv)が208となり、200を超えてしまうことを確認した。なお、図2において、銅合金材中のCの含有量は、銅合金材を形成する溶湯を生成する際の溶解温度や、坩堝中での溶湯の保持時間等を調整することで変更した。また、銅合金材のビッカース硬度は、室温の条件下で測定した。 For example, in FIG. 2, inevitable impurities of a copper alloy material (Cu-35 mass% Ni-20 mass% Zn ingot) containing 35 mass% Ni and 20 mass% Zn with the balance being Cu and inevitable impurities. The graph figure showing the relationship between content of C which is one of these, and the hardness of a copper alloy material is shown. From FIG. 2, it was confirmed that the hardness (Vickers hardness (Hv)) of the copper alloy material decreases as the content of C in the copper alloy material decreases. For example, in the case of a copper alloy material of Cu-35 mass% Ni-20 mass% Zn, it was confirmed that the Vickers hardness (Hv) is about 109 when the content of C in the copper alloy material is 0.001 mass%. . On the other hand, when the content of C in the copper alloy material exceeds 0.1 mass%, it was confirmed that the Vickers hardness (Hv) was 208 and exceeded 200. In FIG. 2, the content of C in the copper alloy material was changed by adjusting the melting temperature when generating the molten metal forming the copper alloy material, the holding time of the molten metal in the crucible, and the like. Further, the Vickers hardness of the copper alloy material was measured at room temperature.
(b)銅合金材中のCの含有量を0.1mass%以下にすることで、銅合金材に対して冷間圧延を行っても、被圧延材が加工硬化しにくくなる。従って、鋳塊に対して焼鈍処理を行った後、所定回数の冷間圧延を連続して行うことで、ターゲット材を形成できる。例えば、冷間圧延工程において、冷間圧延と焼鈍処理とを所定回数交互に繰り返して行う必要がなくなる。その結果、ターゲット材の生産性をより向上させることができる。例えば、ターゲット材の量産性をより向上させることができる。また、ターゲット材の製造コストを低減することができる。 (B) By making content of C in a copper alloy material 0.1 mass% or less, even if it cold-rolls with respect to a copper alloy material, a to-be-rolled material becomes difficult to work harden | cure. Therefore, the target material can be formed by performing a predetermined number of cold rolling operations after annealing the ingot. For example, in the cold rolling process, there is no need to repeatedly perform cold rolling and annealing treatment a predetermined number of times. As a result, the productivity of the target material can be further improved. For example, the mass productivity of the target material can be further improved. Moreover, the manufacturing cost of the target material can be reduced.
(c)鋳造工程で、鋳塊に含有されることとなるCを低減できる材料で形成した坩堝(例えばアルミナで形成された坩堝、以下では「アルミナ坩堝」とも言う。)を用いることで、鋳塊中に混入する坩堝由来のCの量を低減できる。従って、ターゲット材中のCの含有量を例えば0.1mass%以下にできる。その結果、上記(a)(b)の効果をより得ることができる。 (C) By using a crucible (for example, a crucible formed of alumina, hereinafter also referred to as “alumina crucible”) formed of a material that can reduce C contained in the ingot in the casting process, The amount of C derived from the crucible mixed in the lump can be reduced. Therefore, the C content in the target material can be made 0.1 mass% or less, for example. As a result, the effects (a) and (b) can be further obtained.
例えば、アルミナ坩堝を用いて形成した銅合金材と、カーボン坩堝を用いて形成した銅合金材と、のそれぞれについて引張試験(JIS G 0567準拠)を行った。 For example, a tensile test (based on JIS G 0567) was performed on each of a copper alloy material formed using an alumina crucible and a copper alloy material formed using a carbon crucible.
具体的には、各銅合金材からそれぞれ切り出して作製した引張試験片が所定の温度のときに引張試験を行い、引張試験片の伸び(%)を測定した。引張試験片は、アルミナ坩堝を用いて形成した鋳塊、カーボン坩堝を用いて形成した鋳塊からそれぞれ切り出して作製した。引張試験は、引張試験片が所定の温度(例えば900℃)になるように引張試験片を加熱した後、引張試験片が所定の温度を維持した状態で、引張試験片が破断するまで引張試験片を引っ張って行った。なお、引張試験は、引張試験片の酸化を防止するために窒素雰囲気中で行った。伸び(%)は、引張試験前の引張試験片の標点間距離をL0とし、破断した引張試験片の突合せ長さをLとして、下記(式1)から算出した。なお、突合せ長さとは、破断した引張試験片の破断箇所を繋ぎ合わせた際の長さである。また、標点間距離は、引張試験片を加熱する前及び引張試験片を引っ張る前(試験力を負荷する前)に室温で測定した。また、破断した引張試験片の突合せ長さは、室温で測定した。
(式1)
伸び(%)={(L−L0)/L0}×100
Specifically, a tensile test was performed when the tensile test pieces cut out from each copper alloy material were at a predetermined temperature, and the elongation (%) of the tensile test pieces was measured. Tensile test pieces were cut out from an ingot formed using an alumina crucible and an ingot formed using a carbon crucible, respectively. In the tensile test, the tensile test piece is heated so that the tensile test piece reaches a predetermined temperature (for example, 900 ° C.), and then the tensile test piece is maintained at the predetermined temperature until the tensile test piece breaks. I pulled a piece. The tensile test was performed in a nitrogen atmosphere in order to prevent oxidation of the tensile test piece. The elongation (%) was calculated from the following (Equation 1), where L 0 was the distance between the gauge points of the tensile test piece before the tensile test and L was the butt length of the broken tensile test piece. The butt length is the length when the broken portions of the broken tensile test pieces are joined together. The distance between the gauge points was measured at room temperature before heating the tensile test piece and before pulling the tensile test piece (before applying the test force). The butt length of the fractured tensile test piece was measured at room temperature.
(Formula 1)
Elongation (%) = {(L−L 0 ) / L 0 } × 100
図3に、各銅合金材(引張試験片)が900℃のときに引張試験を行って算出した伸び(%)の結果を示す。図3から、アルミナ坩堝を用いて形成した銅合金材は、カーボン坩堝を用いて形成した銅合金材と比べて、高い伸び(%)を有することを確認した。つまり、アルミナ坩堝を用いて形成した銅合金材の方が、カーボン坩堝を用いて形成した銅合金材よりも、銅合金材の硬度が低くなることを確認した。これは、アルミナ坩堝を用いて形成した銅合金材の方が、銅合金材中に含まれるCの含有量が少なくなるためと考えられる。 FIG. 3 shows the results of elongation (%) calculated by conducting a tensile test when each copper alloy material (tensile test piece) is 900 ° C. From FIG. 3, it was confirmed that the copper alloy material formed using the alumina crucible had higher elongation (%) than the copper alloy material formed using the carbon crucible. That is, it was confirmed that the copper alloy material formed using the alumina crucible has a lower hardness than the copper alloy material formed using the carbon crucible. This is considered because the content of C contained in the copper alloy material is reduced in the copper alloy material formed using the alumina crucible.
(d)鋳造工程を、酸素濃度を低減した雰囲気下で行うことで、溶湯の酸化を抑制する被覆材で溶湯の表面を覆う必要がなくなる。これにより、銅合金材中のCの含有量をより低減させることができ、その結果、ターゲット材中のCの含有量を低減させることができる。つまり、ターゲット材中のCの含有量を0.1mass%以下により容易にできる。従って、上記(a)(b)の効果をより容易に得ることができる。 (D) By performing a casting process in the atmosphere which reduced oxygen concentration, it becomes unnecessary to cover the surface of a molten metal with the coating | coated material which suppresses the oxidation of a molten metal. Thereby, the content of C in the copper alloy material can be further reduced, and as a result, the content of C in the target material can be reduced. That is, the C content in the target material can be easily reduced to 0.1 mass% or less. Therefore, the effects (a) and (b) can be obtained more easily.
(e)ターゲット材中に所定量のNiと所定量のZnとを含有させることで、NiとZnとの相乗効果により、Ni、Znのそれぞれの含有量を増やすことなく(つまりNiとZnとの合計含有量を低減しても)、ターゲット材を用いて成膜したスパッタ膜の性能をより向上させることができる。例えば、ターゲット材を用いて、上述の第1及び第2の保護層4A,4Bを成膜すると、第1及び第2の保護層4A,4Bの主導電層2を保護する性能をより向上させることができる。具体的には、第1及び第2の保護層4A,4Bによって、主導電層2が酸化することをより抑制できるとともに、主導電層2が腐食してしまうことを抑制できる。その結果、銅配線の抵抗値の上昇を抑制できる。 (E) By including a predetermined amount of Ni and a predetermined amount of Zn in the target material, due to the synergistic effect of Ni and Zn, the respective contents of Ni and Zn are not increased (that is, Ni and Zn) Even if the total content is reduced), the performance of the sputtered film formed using the target material can be further improved. For example, when the above-described first and second protective layers 4A and 4B are formed using a target material, the performance of protecting the main conductive layer 2 of the first and second protective layers 4A and 4B is further improved. be able to. Specifically, the first and second protective layers 4A and 4B can further suppress the main conductive layer 2 from being oxidized, and can suppress the main conductive layer 2 from being corroded. As a result, an increase in the resistance value of the copper wiring can be suppressed.
(f)本実施形態は、ターゲット材中に、銅合金材を硬化させやすいZnが含有されている場合に有効である。例えば、ターゲット材中にZnが10mass%以上含有されている場合に特に有効である。このような場合であっても、銅合金材中のC含有量を例えば0.1mass%以下にすることで、銅合金材の硬化を抑制できる。従って、上記(a)(b)の効果をより得ることができる。また、ターゲット材中のZnの含有量を30mass%以下にすることで、銅合金材の硬化をより抑制できる。従って、上記(a)(b)の効果をより得ることができる。 (F) This embodiment is effective when the target material contains Zn that can easily harden the copper alloy material. For example, it is particularly effective when Zn is contained in the target material by 10 mass% or more. Even in such a case, the hardening of the copper alloy material can be suppressed by setting the C content in the copper alloy material to 0.1 mass% or less, for example. Therefore, the effects (a) and (b) can be further obtained. Moreover, hardening of a copper alloy material can be suppressed more by making content of Zn in a target material into 30 mass% or less. Therefore, the effects (a) and (b) can be further obtained.
(g)ターゲット材中のNiの含有量を例えば30mass%以上45mass%以下にし、Znの含有量を例えば10mass%以上30mass%以下にし、Ni及びZnの合計含有量を55mass%以上65mass%以下にすることで、スパッタ膜の性能をより向上させることができるとともに、スパッタ膜のエッチングレートの低下を抑制できる。さらに、ターゲット材のスパッタレートの低下を抑制できる。例えば、Cu及び不可避不純物からなるターゲット材(純Cuターゲット材)のスパッタレートの70%以上のスパッタレートを維持できる。 (G) The Ni content in the target material is, for example, 30 mass% or more and 45 mass% or less, the Zn content is, for example, 10 mass% or more and 30 mass% or less, and the total content of Ni and Zn is 55 mass% or more and 65 mass% or less. As a result, the performance of the sputtered film can be further improved, and a decrease in the etching rate of the sputtered film can be suppressed. Furthermore, a decrease in the sputtering rate of the target material can be suppressed. For example, a sputtering rate of 70% or more of the sputtering rate of a target material (pure Cu target material) made of Cu and inevitable impurities can be maintained.
(h)本実施形態は、ターゲット材中に、銅合金材を硬化させやすい卑な金属がさらに含有されている場合に有効である。例えば、ターゲット材中に卑な金属が0.05mass%以上含有されている場合に特に有効である。このような場合であっても、銅合金材中のCの含有量を例えば0.1mass%以下にすることで、銅合金材の硬化を抑制できる。従って、上記(a)(b)の効果をより得ることができる。 (H) This embodiment is effective when the target material further contains a base metal that easily hardens the copper alloy material. For example, it is particularly effective when the base material contains 0.05 mass% or more of a base metal. Even in such a case, the hardening of the copper alloy material can be suppressed by setting the content of C in the copper alloy material to 0.1 mass% or less, for example. Therefore, the effects (a) and (b) can be further obtained.
(i)ターゲット材中に、卑な金属をさらに含有させることで、スパッタ膜の標準電極電位を、Ni及びZnのみを含むターゲット材を用いて成膜される膜の標準電極電位よりも低くできる。つまり、スパッタ膜のエッチングレートをより向上させることができる。これにより、スパッタ膜に対してウェットエッチングを行った後のエッチング残りを抑制できる。例えば、スパッタ膜に対してウェットエッチングを行うエッチング液(エッチャント)として、過硫酸アンモニウム水溶液や、過酸化水素系の水溶液、アンモニア系の水溶液等のエッチング特性が異なるいずれのエッチング液が用いられた場合であっても、ウェットエッチング後のスパッタ膜のエッチング残りを抑制できる。スパッタ膜のエッチングレートを高くすることで、上述の配線積層体10において、主導電層2と、第1及び第2の保護層4A,4Bとの所定箇所を除去して銅配線(配線パターン)を形成するウェットエッチングを行った際、ウェットエッチング後の第1及び第2の保護層4A,4Bのエッチング残りを抑制できる。従って、高精細な銅配線を形成でき、銅配線の信頼性を向上させることができる。また、第2の保護層4B上に形成される絶縁膜3のカバレッジ性を向上させることができる。ターゲット材中の卑な金属の含有量を例えば0.05mass%以上にすることで、スパッタ膜のエッチングレートをより向上させることができる。 (I) By further including a base metal in the target material, the standard electrode potential of the sputtered film can be made lower than the standard electrode potential of the film formed using the target material containing only Ni and Zn. . That is, the etching rate of the sputtered film can be further improved. Thereby, the etching residue after performing wet etching with respect to a sputtered film can be suppressed. For example, when an etching solution (etchant) for performing wet etching on a sputtered film is used, any etching solution having different etching characteristics such as an aqueous solution of ammonium persulfate, an aqueous solution of hydrogen peroxide, or an aqueous solution of ammonia is used. Even if it exists, the etching residue of the sputtered film after wet etching can be suppressed. By increasing the etching rate of the sputtered film, a predetermined portion of the main conductive layer 2 and the first and second protective layers 4A and 4B is removed in the above-described wiring laminate 10 to form a copper wiring (wiring pattern). When the wet etching for forming is performed, the remaining etching of the first and second protective layers 4A and 4B after the wet etching can be suppressed. Therefore, a high-definition copper wiring can be formed and the reliability of the copper wiring can be improved. Moreover, the coverage of the insulating film 3 formed on the second protective layer 4B can be improved. By setting the content of the base metal in the target material to 0.05 mass% or more, for example, the etching rate of the sputtered film can be further improved.
また、スパッタ膜のエッチングレートを高くすることで、例えば上述の配線積層体10において、第1及び第2の保護層4A,4Bと、主導電層2である純Cu膜と、のエッチングレートの差を小さくできる。これにより、ウェットエッチングを行う際、主導電層2を形成するCuが、第1及び第2の保護層4A,4Bを形成する銅合金よりも先にエッチング液に溶出してしまうことを抑制できる。つまり、ウェットエッチングを行った後の第1及び第2の保護層4A,4Bのエッチング残りをより抑制できる。 In addition, by increasing the etching rate of the sputtered film, for example, in the above-described wiring laminate 10, the etching rate of the first and second protective layers 4A and 4B and the pure Cu film that is the main conductive layer 2 is increased. The difference can be reduced. Thereby, when performing wet etching, it can suppress that Cu which forms the main conductive layer 2 elutes into etching liquid ahead of the copper alloy which forms the 1st and 2nd protective layers 4A and 4B. . That is, the remaining etching of the first and second protective layers 4A and 4B after wet etching can be further suppressed.
(j)ターゲット材中の卑な金属の含有量を5mass%以下にすることで、銅合金材の硬化をより抑制できる。従って、上記(a)(b)の効果をより得ることができる。また、スパッタ膜のエッチングレートが高くなりすぎることを抑制できる。従って、例えば上述の配線積層体10において、銅配線を形成するウェットエッチングを行った際、第1及び第2の保護層4A,4Bにオーバーエッチングが発生することを抑制できる。これにより、より高精細な銅配線を形成できる。また、ターゲット材のスパッタレートの低下をより抑制できる。 (J) By setting the content of the base metal in the target material to 5 mass% or less, the hardening of the copper alloy material can be further suppressed. Therefore, the effects (a) and (b) can be further obtained. Moreover, it can suppress that the etching rate of a sputtered film becomes high too much. Therefore, for example, when wet etching for forming a copper wiring is performed in the wiring laminate 10 described above, it is possible to suppress the occurrence of overetching in the first and second protective layers 4A and 4B. Thereby, a higher definition copper wiring can be formed. Moreover, the fall of the sputtering rate of a target material can be suppressed more.
(k)ターゲット材を形成する銅合金の母材として、無酸素銅(例えば純度が99.9%以上の無酸素銅)を用いることで、スパッタ膜中の酸素濃度をより低減できる。従って、スパッタ膜の性能をより向上させることができる。例えば、第1及び第2の保護層4A,4B中から主導電層2内に侵入する酸素の量を低減できる。これにより、主導電層2が酸化されてしまうことを抑制できる。 (K) The oxygen concentration in the sputtered film can be further reduced by using oxygen-free copper (for example, oxygen-free copper having a purity of 99.9% or more) as the base material of the copper alloy forming the target material. Therefore, the performance of the sputtered film can be further improved. For example, the amount of oxygen that enters the main conductive layer 2 from the first and second protective layers 4A and 4B can be reduced. Thereby, it can suppress that the main conductive layer 2 will be oxidized.
(l)本実施形態にかかるターゲット材を用いて第1の保護層4Aを形成することで、基板1が備え、IGZO等の酸化物半導体で形成された半導体層が有する酸素が主導電層2の方へ拡散した場合であっても、第1の保護層4Aで酸素が捉えられる。これにより、主導電層2内へ酸素が侵入してしまうことをより抑制できる。このように、本実施形態は、半導体層が酸化物半導体で形成されている場合に、特に有効である。 (L) By forming the first protective layer 4A using the target material according to the present embodiment, the substrate 1 is provided with oxygen contained in the semiconductor layer formed of an oxide semiconductor such as IGZO. Even in the case of diffusion toward this direction, oxygen is captured by the first protective layer 4A. Thereby, it can suppress more that oxygen penetrate | invades into the main conductive layer 2. FIG. Thus, this embodiment is particularly effective when the semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor.
(m)本実施形態にかかるターゲット材を用いて第2の保護層4Bを形成することで、SiO2膜等の酸化膜で形成される絶縁膜3の成膜の際に用いられる酸素含有ガスが第2の保護層4Bに接触して第2の保護層4B中に酸素が侵入した場合であっても、第2の保護層4B中の酸素が主導電層2へ侵入することを抑制できる。従って、主導電層2が酸化することをより抑制できる。また、絶縁膜3が有する酸素が主導電層2の方へ拡散した場合であっても、第2の保護層4Bで酸素が捉えられる。従って、主導電層2中に酸素が侵入することをより抑制できる。このように、本実施形態は、絶縁膜3が酸化膜で形成される場合に特に有効である。具体的には、絶縁膜3の成膜の際、酸素含有ガスを用いる場合に有効である。つまり、本実施形態は、絶縁膜3として例えばSiN膜等の非酸素含有膜を用いることができない高性能FPD用の配線積層体10に用いられる場合に特に有効である。 (M) By forming the second protective layer 4B using the target material according to the present embodiment, an oxygen-containing gas used when forming the insulating film 3 formed of an oxide film such as a SiO 2 film. Can prevent oxygen in the second protective layer 4B from entering the main conductive layer 2 even when oxygen enters the second protective layer 4B in contact with the second protective layer 4B. . Therefore, the main conductive layer 2 can be further suppressed from being oxidized. Even when oxygen contained in the insulating film 3 diffuses toward the main conductive layer 2, oxygen is captured by the second protective layer 4 </ b> B. Accordingly, it is possible to further suppress oxygen from entering the main conductive layer 2. Thus, this embodiment is particularly effective when the insulating film 3 is formed of an oxide film. Specifically, it is effective when an oxygen-containing gas is used when forming the insulating film 3. That is, this embodiment is particularly effective when used for the high-performance FPD wiring laminate 10 in which a non-oxygen-containing film such as a SiN film cannot be used as the insulating film 3.
以下、参考までに、鋳造工程で、坩堝としてカーボン坩堝を用いるとともに、溶湯の酸化を抑制するために溶湯の表面をカーボンフレークで覆って形成した銅合金材(鋳塊)について説明する。カーボン坩堝を用いると、溶湯を生成する際に、溶湯(原料)が坩堝に接触することで、坩堝に含まれるCが坩堝から溶湯中に溶け出してしまうため、銅合金材中のCの含有量が多くなってしまうことがある。その結果、銅合金材の硬化を抑制できないことがある。例えば、カーボン坩堝を用い、酸化防止材を添加して形成したCu−35mass%Ni−20mass%Znの鋳塊では、鋳塊中のCの含有量が0.17mass%である。また、この銅合金材(鋳塊)のビッカース硬度(Hv)は208となり、200を超えている。これに対し、本実施形態によれば、鋳塊中に含有されることとなる坩堝由来のCの含有量を例えば0.1mass%以下にすることが可能な材料(例えばアルミナ坩堝)を用いるとともに、溶湯の表面をCを含有する被覆材で覆わずに銅合金材(鋳塊)を形成している。これにより、ターゲット材中のCの含有量を低減できる。例えばCu−35mass%Ni−20mass%Znの鋳塊では、鋳塊中のCの含有量を0.001mass%にできる。また、この銅合金材のビッカース硬度(Hv)は109である。 Hereinafter, for reference, a copper alloy material (ingot) formed by using a carbon crucible as a crucible in the casting process and covering the surface of the molten metal with carbon flakes in order to suppress the oxidation of the molten metal will be described. When the carbon crucible is used, when the molten metal is generated, the molten metal (raw material) comes into contact with the crucible, so that C contained in the crucible is melted from the crucible into the molten metal. The amount may increase. As a result, the hardening of the copper alloy material may not be suppressed. For example, in a Cu-35 mass% Ni-20 mass% Zn ingot formed by using a carbon crucible and adding an antioxidant, the content of C in the ingot is 0.17 mass%. Further, the Vickers hardness (Hv) of this copper alloy material (ingot) is 208, which exceeds 200. On the other hand, according to this embodiment, while using the material (for example, alumina crucible) which can make content of C derived from a crucible derived in an ingot into 0.1 mass% or less, for example. The copper alloy material (ingot) is formed without covering the surface of the molten metal with a coating material containing C. Thereby, content of C in a target material can be reduced. For example, in the ingot of Cu-35 mass% Ni-20 mass% Zn, the content of C in the ingot can be 0.001 mass%. The copper alloy material has a Vickers hardness (Hv) of 109.
また、Cの含有量が0.1mass%を超える銅合金材では、圧延処理を行うことで被圧延材が加工硬化するため、例えば、冷間圧延と焼鈍処理とを所定回数交互に繰り返す第1の冷間圧延工程を行った後、1回又は複数回の冷間圧延を行う第2の冷間圧延工程を行う必要がある。これに対し、本願発明のようにCの含有量を0.1mass%以下にすることで、銅合金材の加工硬化を低減できる。 Moreover, in the case of a copper alloy material having a C content exceeding 0.1 mass%, the material to be rolled is work-hardened by performing the rolling treatment, and therefore, for example, a first process in which cold rolling and annealing treatment are alternately repeated a predetermined number of times. After performing this cold rolling process, it is necessary to perform a second cold rolling process in which one or more cold rolling processes are performed. On the other hand, the work hardening of a copper alloy material can be reduced by making content of C into 0.1 mass% or less like this invention.
(本発明の他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(Other embodiments of the present invention)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
上述の実施形態では、鋳造工程を、Cを含有する被覆材で溶湯の表面を覆わずに、酸素濃度を低減した雰囲気下で行ったが、これに限定されない。例えば、溶湯の表面を、Cを含有する被覆材で覆わずに、溶湯の酸化を抑制できる被覆材で覆って鋳造工程を行ってもよい。また、例えば、溶湯の表面をCを含有する被覆材で覆うことなく、雰囲気中に不活性ガス(例えば窒素(N2)ガス、希ガス)を供給しながら鋳造工程を行ってもよい。これらによっても、溶湯の酸化を抑制しつつ、銅合金材中のCの含有量を低減できる。従って、上記(a)(b)(d)の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the casting process is performed in an atmosphere in which the oxygen concentration is reduced without covering the surface of the molten metal with a coating material containing C. However, the present invention is not limited to this. For example, the casting process may be performed by covering the surface of the molten metal with a coating material that can suppress the oxidation of the molten metal without covering the surface with a coating material containing C. Further, for example, the casting process may be performed while supplying an inert gas (for example, nitrogen (N 2 ) gas or rare gas) to the atmosphere without covering the surface of the molten metal with a coating material containing C. Also by these, the content of C in the copper alloy material can be reduced while suppressing the oxidation of the molten metal. Therefore, the effects (a), (b) and (d) can be obtained.
上述の実施形態では、高周波溶解炉を用いて溶湯(銅の溶湯、銅合金の溶湯)を生成したが、これに限定されない。例えば、原料を加熱して溶解して溶湯を生成することが可能な種々の溶解炉を用いることができる。この場合も、坩堝として、鋳塊に含有鋳塊に含有されることとなるCの含有量を0.1mass%以下にすることが可能な材料で形成した坩堝が用いられるとよい。 In the above-described embodiment, the molten metal (copper melt, copper alloy melt) is generated using the high-frequency melting furnace, but is not limited thereto. For example, various melting furnaces that can melt a raw material by heating to produce a molten metal can be used. Also in this case, it is preferable to use a crucible formed of a material capable of reducing the C content to be contained in the ingot to 0.1 mass% or less as the crucible.
上述の実施形態では、溶解鋳造法によりスパッタリングターゲット材を製造する方法について説明したが、これに限定されない。例えば、Cu、Ni、Znの粉末を使用する粉末焼結法や、Cu、Ni、Znの粉末を不活性ガスで高速で吹き付けて堆積させるコールドスプレー法を用いても良い。 In the above-described embodiment, the method for producing the sputtering target material by the melt casting method has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a powder sintering method using Cu, Ni, Zn powder, or a cold spray method in which Cu, Ni, Zn powder is deposited by spraying with an inert gas at high speed may be used.
上述の実施形態では、TFTの配線材に用いられる配線積層体10について説明したが、これに限定されない。例えば、タッチパネルセンサの配線材に用いられる配線積層体10であっても、上述の効果が得られる。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム基板からなる基板1と、基板1上に設けられる第1の保護層4Aと、第1の保護層4A上に設けられる主導電層2と、主導電層2上に設けられる第2の保護層4Bと、第2の保護層4B上に設けられ、例えばITO層からなる透明導電層と、を備える配線積層体であってもよい。 In the above-described embodiment, the wiring laminated body 10 used for the wiring material of the TFT has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the above-described effects can be obtained even with the wiring laminate 10 used for the wiring material of the touch panel sensor. Specifically, for example, a substrate 1 made of a polyethylene terephthalate (PET) film substrate, a first protective layer 4A provided on the substrate 1, a main conductive layer 2 provided on the first protective layer 4A, A wiring laminate including a second protective layer 4B provided on the conductive layer 2 and a transparent conductive layer provided on the second protective layer 4B and made of, for example, an ITO layer may be used.
上述の実施形態では、保護層として、第1の保護層4A及び第2の保護層4Bを設けたが、これに限定されない。例えば、第1の保護層4A又は第2の保護層4Bのいずれかが設けられていればよい。 In the above-described embodiment, the first protective layer 4A and the second protective layer 4B are provided as the protective layer. However, the present invention is not limited to this. For example, it is sufficient that either the first protective layer 4A or the second protective layer 4B is provided.
上述の実施形態は、基板1が備える半導体層が、酸化物半導体で形成される場合に特に有効である。しかしながら、半導体層がアモルファスシリコン等で形成されていてもよい。 The above-described embodiment is particularly effective when the semiconductor layer included in the substrate 1 is formed of an oxide semiconductor. However, the semiconductor layer may be formed of amorphous silicon or the like.
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<試料の作製>
まず、実施例1〜19、比較例1〜9の各試料であるターゲット材を作製した。
<Preparation of sample>
First, the target material which is each sample of Examples 1-19 and Comparative Examples 1-9 was produced.
(実施例1)
実施例1では、高周波溶解炉を用いて銅合金の溶湯を生成した。具体的には、坩堝として、カーボン製の加熱坩堝で囲われたアルミナ坩堝を用意した。そして、例えば不活性ガス雰囲気中で、アルミナ坩堝中に、純度が99.9%以上の無酸素銅と、純度が99.9%であるZnブロック(Znの塊)と、を投入し、アルミナ坩堝をカーボン坩堝で囲った状態で、高周波溶解炉により、無酸素銅と所定量のZnブロックとを1050℃以上1100℃以下に加熱して溶解してCuZn溶湯を生成した。続いて、不活性ガス雰囲気中で、高周波溶解炉によるCuZn溶湯の加熱を維持しつつ、純度が99.9%である所定量のNiブロック(Niの塊)をCuZn溶湯中(アルミナ坩堝中)に添加(投入)し、Niブロックを溶解して混合し、銅合金の溶湯を生成した。生成した銅合金の溶湯の総量は、約15kgであった。無酸素銅、Znブロック、Niブロックが完全に溶解した後、1050℃以上1150℃以下の条件下で銅合金の溶湯を30分間〜60分間保持した。その後、銅合金の溶湯を所定形状(例えば内径φが100mm)の鋳型に注いで冷却し、所定形状(直径が100mm、長さが220mmL、つまりφ100mm×220mmLの円柱状)の鋳塊(インゴット)を鋳造した。つまり、Niの含有量が30mass%、Znの含有量が25mass%、Ni及びZnの合計含有量が55mass%であり、残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金(Cu−30Ni−25Zn)のインゴットを鋳造した。
Example 1
In Example 1, a copper alloy melt was generated using a high-frequency melting furnace. Specifically, an alumina crucible surrounded by a carbon heating crucible was prepared as a crucible. Then, for example, in an inert gas atmosphere, an oxygen-free copper having a purity of 99.9% or more and a Zn block (Zn block) having a purity of 99.9% are charged into an alumina crucible, and alumina is added. In a state where the crucible was surrounded by the carbon crucible, oxygen free copper and a predetermined amount of Zn block were heated to 1050 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower in a high frequency melting furnace to produce a CuZn molten metal. Subsequently, while maintaining the heating of the CuZn melt in a high-frequency melting furnace in an inert gas atmosphere, a predetermined amount of Ni block (Ni lump) having a purity of 99.9% is put in the CuZn melt (in an alumina crucible). The Ni block was melted and mixed to form a molten copper alloy. The total amount of the molten copper alloy produced was about 15 kg. After the oxygen-free copper, Zn block, and Ni block were completely dissolved, the molten copper alloy was held for 30 minutes to 60 minutes under conditions of 1050 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower. Thereafter, the molten copper alloy is poured into a mold having a predetermined shape (for example, an inner diameter φ of 100 mm) and cooled, and an ingot having a predetermined shape (a diameter of 100 mm and a length of 220 mmL, that is, a cylindrical shape of φ100 mm × 220 mmL). Was cast. That is, an ingot of a copper alloy (Cu-30Ni-25Zn) having a Ni content of 30 mass%, a Zn content of 25 mass%, a total content of Ni and Zn of 55 mass%, and the balance of Cu and inevitable impurities. Was cast.
続いて、得られたインゴットの両端末の不均一部分を切除する切削加工を行うとともに、インゴットに対して面削加工を行い、インゴットの形状をφ96mm×150mmLとした。その後、インゴットを850℃の条件下で所定時間加熱した後、直径が96mmである円形状のインゴットの断面が、25mmt×180mmWの矩形状となるように、インゴットに対して鍛造加工を行い、鍛造材を形成した。次に、鍛造材に対して、鍛造材の表面の酸化膜を除去する酸洗処理を行った。そして、酸洗処理を行った鍛造材を、窒素ガス雰囲気中で850℃の条件下で1時間加熱して焼鈍処理を行い、焼鈍材を形成した。 Subsequently, cutting was performed to remove the non-uniform portions of both ends of the obtained ingot, and chamfering was performed on the ingot, so that the shape of the ingot was φ96 mm × 150 mmL. Then, after heating the ingot for a predetermined time under the condition of 850 ° C., forging is performed on the ingot so that the cross section of the circular ingot having a diameter of 96 mm becomes a rectangular shape of 25 mmt × 180 mmW, and forging A material was formed. Next, the forging material was subjected to pickling treatment for removing the oxide film on the surface of the forging material. And the forging material which performed the pickling process was heated for 1 hour in 850 degreeC conditions in nitrogen gas atmosphere, the annealing process was performed, and the annealing material was formed.
続いて、焼鈍材に対して冷間圧延処理を行い、冷間圧延材(ターゲット素材)を形成した。冷間圧延処理は、被圧延材の圧下量が1mmとなるような冷間圧延を、焼鈍処理を挟むことなく、被圧延材の表面にひび割れが生じるまで所定回数連続して繰り返して行った。つまり、被圧延材にひび割れが生じた時点で、冷間圧延処理を終了した。そして、冷間圧延材に対してNCフライスを用いて切削加工を行い、冷間圧延材のひび割れが生じた箇所以外の箇所から厚さが5mmであって直径が100mm(5mmt×φ100mm)である円形状のターゲット材を作製した。これを実施例1の試料とした。 Subsequently, the annealed material was cold-rolled to form a cold-rolled material (target material). The cold rolling treatment was performed by repeating cold rolling so that the reduction amount of the material to be rolled becomes 1 mm continuously for a predetermined number of times until a crack is generated on the surface of the material to be rolled without sandwiching the annealing treatment. That is, when the material to be rolled was cracked, the cold rolling process was finished. And it cuts into cold-rolled material using NC milling, and thickness is 5 mm from a location other than the location where the crack of cold-rolled material has occurred, and the diameter is 100 mm (5 mmt × φ100 mm). A circular target material was produced. This was used as the sample of Example 1.
(実施例2〜19、比較例1〜9)
試料2〜19、比較例1〜9ではそれぞれ、ターゲット材の組成、つまりインゴットの組成が下記の表1に示す通りとなるように、Niブロックの添加量と、Znブロックの添加量と、卑な金属としてのMnフレーク、Zrブロック、Tiブロック、Alブロック、Mgブロック、Caブロックの添加量と、をそれぞれ調整した。Mnフレーク、Zrブロック、Tiブロック、Alブロック、Mgブロック、Caブロックの純度はそれぞれ、99.9%である。また、比較例1〜8では、坩堝としてカーボン坩堝を用いた。その他は、実施例1と同様にして、ターゲット材を作製した。これらをそれぞれ、実施例2〜19の試料、比較例1〜8の試料とした。比較例9では、Niブロック、Znブロック、卑な金属のいずれも添加せず、無酸素銅のみを用いた。その他は、実施例1と同様にして、Cu及び不可避不純物からなる銅からなるターゲット材(純Cuターゲット材)を作製した。これを比較例9の試料とした。
(Examples 2-19, Comparative Examples 1-9)
In each of Samples 2 to 19 and Comparative Examples 1 to 9, the addition amount of the Ni block, the addition amount of the Zn block, and the base block are set so that the composition of the target material, that is, the composition of the ingot is as shown in Table 1 below. The addition amounts of Mn flakes, Zr blocks, Ti blocks, Al blocks, Mg blocks, and Ca blocks were adjusted. The purity of Mn flakes, Zr blocks, Ti blocks, Al blocks, Mg blocks, and Ca blocks is 99.9%, respectively. In Comparative Examples 1 to 8, a carbon crucible was used as the crucible. Other than that, a target material was produced in the same manner as in Example 1. These were made into the sample of Examples 2-19, and the sample of Comparative Examples 1-8, respectively. In Comparative Example 9, no Ni block, Zn block, or base metal was added, and only oxygen-free copper was used. Others were the same as in Example 1, and a target material (pure Cu target material) made of copper and Cu consisting of inevitable impurities was produced. This was used as the sample of Comparative Example 9.
<炭素の含有量の評価>
実施例1〜19、比較例1〜8の各試料を形成するインゴットについてそれぞれ、インゴット中のCの含有量を測定した。Cの含有量の測定は、赤外線吸収法により、インゴット中のCの濃度を分析することで行った。測定結果をそれぞれ、下記の表1に示す。
<Evaluation of carbon content>
About the ingot which forms each sample of Examples 1-19 and Comparative Examples 1-8, content of C in an ingot was measured, respectively. The C content was measured by analyzing the concentration of C in the ingot by an infrared absorption method. The measurement results are shown in Table 1 below.
<スパッタ膜の評価>
実施例1〜19、比較例1〜9の各試料をターゲット材として用い、スパッタリングにより成膜したそれぞれのスパッタ膜(合金膜、純Cu膜)について、エッチング特性、スパッタ膜の性能の評価を行った。
<Evaluation of sputtered film>
Using each sample of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 9 as a target material, etching characteristics and performance of the sputtered film were evaluated for each sputtered film (alloy film, pure Cu film) formed by sputtering. It was.
(スパッタリング方法)
実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用いてスパッタリングにより、スパッタ膜(合金膜、純Cu膜)を成膜する方法を説明する。スパッタリングを行うスパッタ装置として、アルバック株式会社製のSH−350を用いた。各試料をそれぞれ、バッキングプレートに接合した状態で、スパッタリング装置に取付けた。具体的には、各試料と純銅製のバッキングプレートとをそれぞれ、溶かしたインジウム(In)を介して接合してスパッタリング装置に取付けた。そして、各試料をターゲット材として用いてスパッタリングを行い、50mm×50mmのガラス基板上に所定厚さのスパッタ膜を成膜した。なお、スパッタ条件は、出力を1kW(DC)とし、スパッタガスとしてアルゴン(Ar)ガスを用い、ガス圧(スパッタリングを行うチャンバ内の圧力)を0.5Paとした。
(Sputtering method)
A method of forming a sputtered film (alloy film, pure Cu film) by sputtering using the samples of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 9 will be described. As a sputtering apparatus for performing sputtering, SH-350 manufactured by ULVAC, Inc. was used. Each sample was attached to the sputtering apparatus in a state of being bonded to the backing plate. Specifically, each sample and a pure copper backing plate were joined to each other via melted indium (In) and attached to the sputtering apparatus. Then, sputtering was performed using each sample as a target material, and a sputtered film having a predetermined thickness was formed on a 50 mm × 50 mm glass substrate. The sputtering conditions were such that the output was 1 kW (DC), argon (Ar) gas was used as the sputtering gas, and the gas pressure (pressure in the chamber where sputtering was performed) was 0.5 Pa.
(エッチング特性の評価方法)
ターゲット材として実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用い、上述のスパッタリング方法により、50mm×50mmのガラス基板上に、厚さが300nmのスパッタ膜(合金膜、純Cu膜)をそれぞれ成膜した。続いて、実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用いて成膜したそれぞれのスパッタ膜(各スパッタ膜)について、エッチングレートを測定した。まず、エッチング液としての過硫酸アンモニウムを1mol/Lの割合で含む水溶液(APS水溶液)に、各スパッタ膜が成膜されたガラス基板をそれぞれ浸漬し、各スパッタ膜がガラス基板上から完全になくなるまでに要した時間(エッチング時間)を測定した。その後、スパッタ膜の厚さ(300nm)を測定したエッチング時間で除して、各スパッタ膜のエッチングレート(nm/s)を算出した。続いて、下記(式2)により、純Cu膜のエッチングレートに対する各合金膜等のエッチングレートの比(エッチングレート比)を算出した。なお、純Cu膜のエッチングレートとして、比較例9の試料を用いて成膜した純Cu膜のエッチングレートを用いた。
(式2)
エッチングレート比=スパッタ膜のエッチングレート/純Cu膜のエッチングレート
(Evaluation method of etching characteristics)
Using the samples of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 9 as target materials, a sputtered film (alloy film, pure Cu film) having a thickness of 300 nm on a 50 mm × 50 mm glass substrate by the sputtering method described above. Each was formed into a film. Then, the etching rate was measured about each sputtered film (each sputtered film) formed into a film using each sample of Examples 1-19 and Comparative Examples 1-9. First, each glass substrate on which each sputtered film is formed is immersed in an aqueous solution (APS aqueous solution) containing ammonium persulfate as an etchant at a rate of 1 mol / L until each sputtered film is completely removed from the glass substrate. The time required for the etching (etching time) was measured. Thereafter, the etching rate (nm / s) of each sputtered film was calculated by dividing the thickness (300 nm) of the sputtered film by the measured etching time. Subsequently, the ratio (etching rate ratio) of the etching rate of each alloy film or the like to the etching rate of the pure Cu film was calculated by the following (Formula 2). Note that the etching rate of the pure Cu film formed using the sample of Comparative Example 9 was used as the etching rate of the pure Cu film.
(Formula 2)
Etching rate ratio = etching rate of sputtered film / etching rate of pure Cu film
各スパッタ膜のエッチングレート及びエッチングレート比の算出結果をそれぞれ、下記の表1に示す。エッチングレート比の値が1に近づくほど、スパッタ膜が良好なエッチング特性を有することを示している。本実施例では、エッチングレート比の値が0.5以上のスパッタ膜の成膜に用いた試料を合格(○)とした。 The calculation results of the etching rate and etching rate ratio of each sputtered film are shown in Table 1 below. It shows that the sputtered film has better etching characteristics as the value of the etching rate ratio approaches 1. In this example, a sample used for forming a sputtered film having an etching rate ratio value of 0.5 or more was determined to be acceptable (◯).
(スパッタ膜の性能の評価方法)
ターゲット材として比較例9の試料を用い、上述のスパッタリング方法により、50mm×50mmのガラス基板上に、厚さが1000nmの純Cu膜を成膜した。次に、ターゲット材として実施例1〜19、比較例1〜8の各試料をそれぞれ用いて、上述のスパッタリング方法により、純Cu膜上に厚さが50nmであるスパッタ膜(合金膜)をそれぞれ成膜して、純Cu膜と合金膜との積層膜を成膜した。なお、ターゲット材として比較例9の試料のみを用いる場合、50mm×50mmのガラス基板上に、厚さが1000nmの純Cu膜のみを成膜した。
(Method for evaluating sputtered film performance)
Using the sample of Comparative Example 9 as a target material, a pure Cu film having a thickness of 1000 nm was formed on a 50 mm × 50 mm glass substrate by the sputtering method described above. Next, each of the samples of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 8 is used as a target material, and a sputtered film (alloy film) having a thickness of 50 nm is formed on the pure Cu film by the above-described sputtering method. A laminated film of a pure Cu film and an alloy film was formed. When only the sample of Comparative Example 9 was used as the target material, only a pure Cu film having a thickness of 1000 nm was formed on a 50 mm × 50 mm glass substrate.
続いて、実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用いて成膜した積層膜、純Cu膜(以下では「各積層膜等」とも言う。)のそれぞれについて、ファン・デル・パウ(van der Pauw)法により電気抵抗(μΩcm)を測定した。具体的には、各積層膜等の四隅をそれぞれ含む3mm角のエリア内にそれぞれ電極としての針を立てて、電気抵抗を測定した。このときの電気抵抗の測定値をそれぞれ、加熱前の電気抵抗とした。また、大気中にて、ホットプレートで400℃で所定時間(例えば30分)、各積層膜等を加熱した後、ファン・デル・パウ法により各積層膜等の電気抵抗を測定した。このときの電気抵抗の測定値をそれぞれ、加熱後の電気抵抗とした。そして、下記(式3)により各積層膜等の電気抵抗の上昇率(%)をそれぞれ算出した。
(式3)
電気抵抗の上昇率(%)=((加熱後の電気抵抗―加熱前の電気抵抗)/加熱前の電気抵抗)×100
Subsequently, for each of the laminated film formed using each sample of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 9, and a pure Cu film (hereinafter also referred to as “each laminated film etc.”), van der der The electrical resistance (μΩcm) was measured by the pow (van der Pauw) method. Specifically, the electric resistance was measured by setting up a needle as an electrode in a 3 mm square area including each of the four corners of each laminated film. The measured value of the electrical resistance at this time was taken as the electrical resistance before heating. In addition, each laminated film was heated in the atmosphere at 400 ° C. for a predetermined time (for example, 30 minutes) in the atmosphere, and then the electrical resistance of each laminated film was measured by the van der Pau method. The measured value of the electrical resistance at this time was taken as the electrical resistance after heating. And the increase rate (%) of the electrical resistance of each laminated film etc. was calculated by the following (Formula 3), respectively.
(Formula 3)
Electric resistance increase rate (%) = ((electric resistance after heating−electric resistance before heating) / electric resistance before heating) × 100
各積層膜等の加熱前の電気抵抗、加熱後の電気抵抗、及び電気抵抗の上昇率(%)をそれぞれ、下記の表1に示す。電気抵抗の上昇率の値が小さいほど、合金膜の性能が良いことを示している。つまり、電気抵抗の上昇率の値が小さいほど、合金膜によって純Cu膜が保護されていることを示している。例えば、合金膜によって純Cu膜内への酸素の侵入が抑制され、純Cu膜の酸化が抑制されていることを示している。本実施例では、電気抵抗の上昇率が7%未満である積層膜の成膜に用いた試料を合格(○)とした。 Table 1 below shows the electrical resistance of each laminated film before heating, the electrical resistance after heating, and the rate of increase (%) in electrical resistance. It shows that the smaller the value of the rate of increase in electrical resistance, the better the performance of the alloy film. That is, the smaller the value of the rate of increase in electrical resistance is, the more the pure Cu film is protected by the alloy film. For example, it is shown that oxygen penetration into the pure Cu film is suppressed by the alloy film, and oxidation of the pure Cu film is suppressed. In this example, a sample used for forming a laminated film having an electrical resistance increase rate of less than 7% was set to pass (◯).
<スパッタレートの評価方法>
50mm×50mmのガラス基板上に、3mm×3mmの開口(窓)を形成したステンレス製のマスクを載置した。そして、ターゲット材として実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用い、上述のスパッタリング方法により、1分間スパッタリングを行い、ガラス基板上にスパッタ膜(合金膜、純Cu膜)をそれぞれ成膜した。その後、ガラス基板上からマスクを取り除いた。そして、株式会社キーエンス製のレーザ顕微鏡VK−8700を用い、実施例1〜19、比較例1〜9の各試料を用いて成膜したそれぞれのスパッタ膜(各スパッタ膜)の膜厚を測定した。その後、各スパッタ膜の膜厚をスパッタ時間(1分)で除して、各試料であるターゲット材のスパッタレート(nm/min)を算出した。続いて、下記(式4)により、純Cuターゲット材のスパッタレートに対する各試料のスパッタレートの比(スパッタレート比)を算出した。なお、純Cuターゲット材のスパッタレートとして、比較例9の試料のスパッタレートを用いた。
(式4)
スパッタレート比=各試料のスパッタレート/純Cuターゲット材のスパッタレート
<Evaluation method of sputtering rate>
A stainless steel mask having an opening (window) of 3 mm × 3 mm was placed on a glass substrate of 50 mm × 50 mm. And using each sample of Examples 1-19 and Comparative Examples 1-9 as a target material, it sputters for 1 minute with the above-mentioned sputtering method, Each sputter | spatter film | membrane (alloy film, pure Cu film | membrane) is carried out on a glass substrate. A film was formed. Thereafter, the mask was removed from the glass substrate. And the film thickness of each sputtered film (each sputtered film) formed using each sample of Examples 1-19 and comparative examples 1-9 was measured using laser microscope VK-8700 made from Keyence Corporation. . Thereafter, the film thickness of each sputtered film was divided by the sputter time (1 minute), and the sputter rate (nm / min) of the target material as each sample was calculated. Subsequently, the ratio of the sputter rate of each sample to the sputter rate of the pure Cu target material (sputter rate ratio) was calculated by the following (formula 4). Note that the sputtering rate of the sample of Comparative Example 9 was used as the sputtering rate of the pure Cu target material.
(Formula 4)
Sputter rate ratio = spatter rate of each sample / sputter rate of pure Cu target material
各試料のスパッタレート及びスパッタレート比をそれぞれ、下記の表1に示す。本実施例では、スパッタレート比の値が0.7以上であった試料を合格(○)とした。 The sputter rate and sputter rate ratio of each sample are shown in Table 1 below. In this example, a sample having a sputter rate ratio value of 0.7 or more was determined to be acceptable (◯).
<加工性の評価方法>
実施例1〜19、比較例1〜9の各試料であるターゲット材を形成する銅合金材についてそれぞれ、加工性の評価を行った。具体的には、加工性の評価の指標として、各試料であるターゲット材を作製する際に銅合金材である焼鈍材に対して行う冷間圧延処理の加工度(総加工度)(%)を算出した。冷間圧延処理の加工度(%)は、下記の(式5)により算出した。(式5)中、ひび割れ発生時の被圧延材の厚さとは、ターゲット素材の厚さである。また、圧延開始時の被圧延材の厚さとは、焼鈍材の厚さである。
(式5)
冷間圧延処理の加工度(%)={1―(ひび割れ発生時の被圧延材の厚さ/圧延開始時の被圧延材の厚さ)}×100
<Processing evaluation method>
The workability of each of the copper alloy materials forming the target material, which is each sample of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 9, was evaluated. Specifically, as an index for evaluating workability, the degree of cold rolling process (total degree of work) performed on the annealed material that is a copper alloy material when producing the target material that is each sample (%) Was calculated. The workability (%) of the cold rolling process was calculated by the following (Formula 5). In (Formula 5), the thickness of the material to be rolled when cracking occurs is the thickness of the target material. The thickness of the material to be rolled at the start of rolling is the thickness of the annealed material.
(Formula 5)
Workability of cold rolling process (%) = {1− (thickness of material to be rolled when crack is generated / thickness of material to be rolled at the start of rolling)} × 100
各試料を形成する銅合金材の冷間圧延処理の加工度をそれぞれ、下記の表1に示す。本実施例では、冷間圧延処理の加工度が40%以上である試料を形成した銅合金材を合格(○)とした。 Table 1 below shows the workability of the cold rolling treatment of the copper alloy material forming each sample. In the present Example, the copper alloy material which formed the sample whose workability of a cold rolling process is 40% or more was set as the pass ((circle)).
(総合評価)
スパッタ膜のエッチング特性の評価、スパッタ膜の性能の評価、スパッタレートの評価、及び加工性の評価のいずれの評価においても合格と判断された試料を「○」とし、いずれか1つでも不合格の評価がある試料を「×」とした。
(Comprehensive evaluation)
The sample judged to be acceptable in any of the evaluation of the etching characteristics of the sputtered film, the evaluation of the performance of the sputtered film, the evaluation of the sputter rate, and the evaluation of the workability is “◯”, and any one is rejected. Samples with an evaluation of “x” were designated as “x”.
<評価結果>
実施例1〜19から、Niと、Znと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、不可避不純物のうちの1つであるCの含有量が0.1mass%以下であると、銅合金材の硬化を抑制でき、ターゲット材を形成する銅合金材の加工性を向上させることができることを確認した。つまり、銅合金材に対して加工度が40%以上の冷間圧延処理を行っても、被圧延材に割れ等が発生しないことを確認した。従って、ターゲット材の生産性を向上させることができることを確認した。例えば、ターゲット材の不良品率を低減したり、ターゲット材の量産性を向上させることができることを確認した。
<Evaluation results>
From Examples 1 to 19, a copper alloy containing Ni and Zn, the balance being Cu and inevitable impurities, and the content of C being one of the inevitable impurities being 0.1 mass% or less It was confirmed that the hardening of the material can be suppressed and the workability of the copper alloy material forming the target material can be improved. That is, it was confirmed that even when a cold rolling treatment with a workability of 40% or more was performed on the copper alloy material, no cracks or the like occurred in the material to be rolled. Therefore, it was confirmed that the productivity of the target material can be improved. For example, it was confirmed that the defective product rate of the target material can be reduced and the mass productivity of the target material can be improved.
また、実施例1〜19から、ターゲット材中のCの含有量が0.1mass%以下であると、冷間圧延によって被圧延材が加工硬化しにくくなることを確認した。例えば、冷間圧延処理を行う際、焼鈍処理を挟むことなく、所定回数の冷間圧延を連続して行うことができ、このような場合であっても、冷間圧延処理の加工度を例えば40%以上にできることを確認した。つまり、冷間圧延処理において、冷間圧延と焼鈍処理とを所定回数交互に行う必要がないことを確認した。 In addition, from Examples 1 to 19, it was confirmed that the material to be rolled was difficult to work harden by cold rolling when the content of C in the target material was 0.1 mass% or less. For example, when performing a cold rolling process, a predetermined number of cold rolling processes can be performed continuously without interposing an annealing process. It was confirmed that it can be increased to 40% or more. That is, in the cold rolling process, it was confirmed that it is not necessary to alternately perform the cold rolling and the annealing process a predetermined number of times.
これに対し、比較例1〜8から、Niと、Znと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、不可避不純物のうちの1つであるCの含有量が0.1mass%を超えると、銅合金材の硬化を抑制できないことを確認した。つまり、冷間圧延処理の加工度が例えば40%未満になってしまい、銅合金材の加工性が低下することを確認した。その結果、ターゲット材の生産性が低下してしまうことを確認した。 On the other hand, from Comparative Examples 1-8, when Ni and Zn are included, the remainder consists of Cu and inevitable impurities, and the content of C, which is one of the inevitable impurities, exceeds 0.1 mass%. It was confirmed that the hardening of the copper alloy material could not be suppressed. That is, it was confirmed that the workability of the cold rolling process was less than 40%, for example, and the workability of the copper alloy material was lowered. As a result, it was confirmed that the productivity of the target material was lowered.
また、実施例1〜19から、Znの含有量を10mass%以上と多くしても、Cの含有量を低減することで、銅合金材の加工性の低下を抑制できることを確認した。その結果、ターゲット材の生産性を向上させることができることを確認した。 Moreover, even if Zn content was increased to 10 mass% or more from Examples 1-19, it confirmed that the fall of the workability of a copper alloy material could be suppressed by reducing C content. As a result, it was confirmed that the productivity of the target material can be improved.
また、実施例1〜19から、卑な金属の含有量を5mass%と多くしても、Cの含有量を低減することで、銅合金材の加工性の低下を抑制できることを確認した。その結果、ターゲット材の生産性を向上させることができることを確認した。 Moreover, even if it increased the content of a base metal with 5 mass% from Examples 1-19, it confirmed that the fall of the workability of a copper alloy material could be suppressed by reducing C content. As a result, it was confirmed that the productivity of the target material can be improved.
また、実施例1〜19と、比較例1〜8と、の比較から、アルミナ坩堝を用いて形成したインゴット(銅合金材)は、カーボン坩堝を用いて形成したインゴットに比べて、インゴット中のCの含有量を低減できることを確認した。従って、ターゲット材中のCの含有量を低減できることを確認した。 Moreover, from the comparison with Examples 1-19 and Comparative Examples 1-8, the ingot (copper alloy material) formed using the alumina crucible is in the ingot compared with the ingot formed using the carbon crucible. It was confirmed that the C content can be reduced. Therefore, it was confirmed that the content of C in the target material can be reduced.
実施例1〜19と比較例1〜8との比較から、ターゲット材中のCの含有量を例えば0.1mass%以下に低減しても、スパッタ膜のエッチング特性、スパッタ膜の性能、ターゲット材のスパッタレートが低下することがないことを確認した。つまり、所定量のNi、所定量のZn、所定量の卑な金属を含有させる効果を阻害することがないことを確認した。 From the comparison between Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 8, even if the C content in the target material is reduced to, for example, 0.1 mass% or less, the etching characteristics of the sputtered film, the performance of the sputtered film, the target material It was confirmed that the sputtering rate did not decrease. That is, it was confirmed that the effect of containing a predetermined amount of Ni, a predetermined amount of Zn, and a predetermined amount of base metal was not hindered.
<好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
[付記1]
本発明の一態様によれば、
ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなるスパッタリングターゲット材であって、
前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材が提供される。
[Appendix 1]
According to one aspect of the invention,
A sputtering target material comprising nickel and zinc, with the balance being copper and inevitable impurities,
A sputtering target material having a carbon content of 0.1 mass% or less, which is one of the inevitable impurities, is provided.
[付記2]
本発明の他の態様によれば、
ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金材で形成されるスパッタリングターゲット材であって、
前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材が提供される。
[Appendix 2]
According to another aspect of the invention,
A sputtering target material comprising nickel and zinc, the balance being formed of a copper alloy material consisting of copper and inevitable impurities,
A sputtering target material having a carbon content of 0.1 mass% or less, which is one of the inevitable impurities, is provided.
[付記3]
付記2のスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記銅合金材のビッカース硬さ(Hv)が200以下である。
[Appendix 3]
The sputtering target material according to appendix 2, preferably,
The copper alloy material has a Vickers hardness (Hv) of 200 or less.
[付記4]
付記1ないし3のいずれかのスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記亜鉛の含有量が10mass%以上である。
[Appendix 4]
The sputtering target material according to any one of appendices 1 to 3, preferably,
Content of the said zinc is 10 mass% or more.
[付記5]
付記4のスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記ニッケルの含有量が30mass%以上45mass%以下であり、前記亜鉛の含有量が30mass%以下であり、前記ニッケル及び前記亜鉛の合計含有量が55mass%以上65mass%以下である。
[Appendix 5]
The sputtering target material of appendix 4, preferably,
The nickel content is not less than 30 mass% and not more than 45 mass%, the zinc content is not more than 30 mass%, and the total content of the nickel and the zinc is not less than 55 mass% and not more than 65 mass%.
[付記6]
付記1ないし5のいずれかのスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
標準電極電位が亜鉛の標準電極電位よりも卑な金属をさらに含んでいる。
[Appendix 6]
The sputtering target material according to any one of appendices 1 to 5, preferably,
It further includes a metal whose standard electrode potential is lower than that of zinc.
[付記7]
付記6のスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記卑な金属の含有量が0.05mass%以上である。
[Appendix 7]
The sputtering target material according to appendix 6, preferably,
The content of the base metal is 0.05 mass% or more.
[付記8]
付記7のスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記卑な金属の含有量が5mass%以下である。
[Appendix 8]
The sputtering target material according to appendix 7, preferably,
The content of the base metal is 5 mass% or less.
[付記9]
付記6ないし8のいずれかのスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記卑な金属として、マンガン、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムのうちの少なくとも1つが用いられている。
[Appendix 9]
The sputtering target material according to any one of appendices 6 to 8, preferably,
As the base metal, at least one of manganese, zirconium, titanium, aluminum, magnesium, and calcium is used.
[付記10]
付記1ないし9のいずれかのスパッタリングターゲット材であって、好ましくは、
前記銅として、無酸素銅が用いられている。
[Appendix 10]
The sputtering target material according to any one of appendices 1 to 9, preferably,
Oxygen-free copper is used as the copper.
[付記11]
本発明のさらに他の態様によれば、
ニッケルと、亜鉛と、銅と、を坩堝内で加熱して溶解して生成した銅合金の溶湯を用いて、ニッケルと亜鉛とを含み、残部が銅及び不可避不純物からなる鋳塊を鋳造する鋳造工程を有し、
前記鋳造工程では、前記坩堝として、前記鋳塊に含有されることとなる前記炭素の含有量を0.1mass%以下にすることが可能な材料で形成した坩堝を用いるスパッタリングターゲット材の製造方法が提供される。
[Appendix 11]
According to yet another aspect of the invention,
Casting ingots containing nickel and zinc, with the balance being copper and inevitable impurities, using a molten copper alloy produced by heating nickel in the crucible and melting it in a crucible Having a process,
In the casting step, there is provided a method for producing a sputtering target material using a crucible formed of a material capable of making the content of the carbon to be contained in the ingot to be 0.1 mass% or less as the crucible. Provided.
[付記12]
付記11のスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記坩堝として、セラミックで形成された坩堝を用いる。
[Appendix 12]
A method for producing a sputtering target material according to appendix 11, preferably,
A crucible made of ceramic is used as the crucible.
[付記13]
付記12のスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記坩堝として、アルミナ、マグネシア、ジルコニアのうちのいずれかで形成された坩堝を用いる。
[Appendix 13]
The method for producing a sputtering target material according to appendix 12, preferably,
As the crucible, a crucible formed of any one of alumina, magnesia, and zirconia is used.
[付記14]
付記11ないし13のいずれかのスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳造工程では、前記坩堝を加熱坩堝で囲った状態で加熱する。
[Appendix 14]
A method for producing a sputtering target material according to any one of appendices 11 to 13, preferably,
In the casting step, the crucible is heated in a state surrounded by a heating crucible.
[付記15]
付記14のスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記加熱坩堝として、炭素を含有する材料で形成された坩堝を用いる。
[Appendix 15]
The method for producing a sputtering target material according to appendix 14, preferably,
As the heating crucible, a crucible formed of a material containing carbon is used.
[付記16]
付記11ないし15のいずれかのスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳造工程では、前記溶湯の表面を炭素を含有する被覆材で覆わずに、酸素濃度を低減した雰囲気下で行う。
[Appendix 16]
A method for producing a sputtering target material according to any one of appendices 11 to 15, preferably,
The casting step is performed in an atmosphere with a reduced oxygen concentration without covering the surface of the molten metal with a coating material containing carbon.
[付記17]
付記11ないし16のいずれかのスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳造工程では、前記溶湯の表面を炭素を含有する被覆材で覆わずに、前記溶湯の酸化を抑制できる被覆材で覆う。
[Appendix 17]
A method for producing a sputtering target material according to any one of appendices 11 to 16, preferably,
In the casting process, the surface of the molten metal is not covered with a coating material containing carbon, but is covered with a coating material that can suppress oxidation of the molten metal.
[付記18]
付記11ないし17のいずれかのスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳造工程は、雰囲気中に不活性ガスを供給しながら行う。
[Appendix 18]
A method for producing a sputtering target material according to any one of appendices 11 to 17, preferably,
The casting process is performed while supplying an inert gas into the atmosphere.
[付記19]
付記11ないし18のいずれかのスパッタリングターゲット材の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳塊を所定温度の条件下で所定時間加熱する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程を行った後、前記鋳塊に対して所定回数の冷間圧延処理を連続して行う冷間圧延工程と、を有する。
[Appendix 19]
A method for producing a sputtering target material according to any one of appendices 11 to 18, preferably,
An annealing step of heating the ingot for a predetermined time under a predetermined temperature condition;
A cold rolling process in which a predetermined number of cold rolling processes are continuously performed on the ingot after the annealing process is performed.
[付記20]
本発明のさらに他の態様によれば、
基板と、
前記基板のいずれかの主面上に設けられ、銅で形成される主導電層と、
前記主導電層のいずれかの主面上に設けられる保護層と、を備え、
前記保護層は、ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなり、前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材を用いて形成されている配線積層体が提供される。
[Appendix 20]
According to yet another aspect of the invention,
A substrate,
A main conductive layer provided on any main surface of the substrate and made of copper;
A protective layer provided on any main surface of the main conductive layer,
The protective layer includes a sputtering target material containing nickel and zinc, the balance being made of copper and inevitable impurities, and the content of carbon being one of the inevitable impurities being 0.1 mass% or less. A wiring laminate is formed.
1 基板
2 主導電層
4A 第1の保護層
4B 第2の保護層
10 配線積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Main conductive layer 4A 1st protective layer 4B 2nd protective layer 10 Wiring laminated body
Claims (9)
前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下である
スパッタリングターゲット材。 A sputtering target material comprising nickel and zinc, with the balance being copper and inevitable impurities,
The sputtering target material whose content of carbon which is one of the inevitable impurities is 0.1 mass% or less.
請求項1に記載のスパッタリングターゲット材。 The sputtering target material according to claim 1 whose content of zinc is 10 mass% or more.
請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲット材。 The sputtering target material according to claim 1 or 2, further comprising a metal whose standard electrode potential is lower than that of zinc.
請求項3に記載のスパッタリングターゲット材。 The sputtering target material according to claim 3, wherein the content of the base metal is 0.05 mass% or more.
前記鋳造工程では、前記坩堝として、前記鋳塊に含有されることとなる炭素の含有量を0.1mass%以下にすることが可能な材料で形成した坩堝を用いる
スパッタリングターゲット材の製造方法。 Casting ingots containing nickel and zinc, with the balance being copper and inevitable impurities, using a molten copper alloy produced by heating nickel in the crucible and melting it in a crucible Having a process,
The said casting process WHEREIN: The manufacturing method of the sputtering target material using the crucible formed with the material which can make content of the carbon which will be contained in the said ingot into 0.1 mass% or less as the said crucible.
請求項5に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。 The method for producing a sputtering target material according to claim 5, wherein the casting step is performed in an atmosphere having a reduced oxygen concentration without covering the surface of the molten metal with a coating material containing carbon.
請求項5に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。 The method for producing a sputtering target material according to claim 5, wherein, in the casting step, the surface of the molten metal is not covered with a coating material containing carbon, but is covered with a coating material that can suppress oxidation of the molten metal.
前記焼鈍工程を行った後、前記鋳塊に対して所定回数の冷間圧延処理を連続して行う冷間圧延工程と、を有する
請求項5ないし7のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。 An annealing step of heating the ingot for a predetermined time under a predetermined temperature condition;
The manufacturing of the sputtering target material according to any one of claims 5 to 7, further comprising: a cold rolling process in which a predetermined number of cold rolling processes are continuously performed on the ingot after the annealing process is performed. Method.
前記基板のいずれかの主面上に設けられ、銅で形成される主導電層と、
前記主導電層のいずれかの主面上に設けられる保護層と、を備え、
前記保護層は、ニッケルと、亜鉛と、を含み、残部が銅及び不可避不純物からなり、前記不可避不純物のうちの1つである炭素の含有量が0.1mass%以下であるスパッタリングターゲット材を用いて形成されている
配線積層体。 A substrate,
A main conductive layer provided on any main surface of the substrate and made of copper;
A protective layer provided on any main surface of the main conductive layer,
The protective layer includes a sputtering target material containing nickel and zinc, the balance being made of copper and inevitable impurities, and the content of carbon being one of the inevitable impurities being 0.1 mass% or less. A wiring laminate formed in this way.
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