(57)【要約】  純度が９９．９９％以上である高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であるスパッタリングターゲット用銅材料、並びにその製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
純度が９９．９９％以上である高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料。
【請求項２】
スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、請求項１に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
【請求項３】
熱間加工され、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷されて製造されたことを特徴とする、請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
【請求項４】
熱間加工され、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷され、該水冷の後に、冷間圧延されて製造されたこと特徴とする、請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
【請求項５】
請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を熱間加工する工程と、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含むことを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【請求項６】
該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングターゲットとして用いられる銅材料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルＰＣ、携帯電話端末などの小型電子機器から大型のテレビまで、種々のサイズにおいてフラットパネルディスプレイが使用されている。フラットパネルディスプレイに分類される、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイにおいては、高画質・動画の高速描画への要求を満たすために、画素のドットに薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＴＦＴと記載）素子を組み込んだものが開発され、現在主流となっている。【０００３】
図１に液晶ディスプレイにおけるＴＦＴ素子の構造一例を断面で図示した。ＴＦＴ素子１は、ガラス基板２の上に走査線３および走査線の一部がＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ制御として機能を有するゲート電極４がある。ゲート電極を窒化シリコンの絶縁膜５で覆う形で形成され、順次、絶縁膜５の上に、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記載）層６、Ｐ（リン）をドープしたａ−Ｓｉ層７、ソース−ドレイン電極８および９が形成される。それらを覆う様に窒化シリコンの保護膜１０が形成される。画素領域にはスズドープ酸化インジウム（以下ＩＴＯと記載）膜１１が配置されている。【０００４】
従来、走査線、ゲート電極、ソース−ドレイン電極にはＭｏ、Ｃｒのような高融点金属やアルミニウムとその合金などが用いられてきた。しかしながら、液晶ディスプレイの大型化や高画素化に伴い配線長が増大され、信号遅延、電力損失等による、画像表示むら等の問題が顕在化した。そこで電気抵抗率の低い銅配線が着目されるようになった。【０００５】
ＴＦＴ素子の配線に銅配線膜を用いることでの課題は、ガラス基板上に直接Ｃｕ膜を形成すると、Ｃｕ／ガラス界面における密着性が悪いためにＣｕ配線膜がガラスから剥離するということが挙げられる。【０００６】
その剥離の問題を解消するための発明として、特許文献１〜３等に記載された技術が提案されている。【０００７】
特許文献１には、銅配線とガラス基板の間にモリブデンなどの高融点金属を介在させ、ガラス基板との密着性に優れるバリア層を形成することで、剥離を抑制している。【０００８】
特許文献２および３には、銅を合金化したターゲットを用いることで、酸化物を銅配線とガラス基板界面に形成させる、合金元素を銅配線とガラス基板界面に濃化させるなどの手法により、剥離を抑制している。【０００９】
特許文献２および３の発明の様に銅合金化などの手法も開発されているが、現在工業的には、特許文献１に記載発明の様に、ガラスと密着性のよいＭｏやＴｉなどを図１の記載のバリア層１２として銅配線の下に形成することで剥離を改善し、スパッタリングにより純銅の配線を形成している。【００１０】
ＴＦＴ素子のゲート電極の形成工程において要求される重要な特性の一つに、配線膜の基板面内均一性が挙げられる。膜の均一性、すなわち膜厚の違いや凹凸などの存在により、ＴＦＴ内での電気容量が不均一になるため、表示に悪影響が与えられる。また、ＴＦＴ素子製造工程において、膜厚の違いや、粗大なクラスタ（パーティクル、スプラッシュ等）が存在すると、エッチングにて配線電極を作成した際に、断線および短絡などの配線不良を引き起こすことが懸念される。【００１１】
半導体配線等となる純銅膜をスパッタリング工程にて形成する場合に、均一な配線膜が作成でき、粗大クラスタの抑制および断線不良を抑制できるスパッタリングターゲットの発明としては、特許文献４〜８等に記載された技術が提案されている。【００１２】
特許文献４には、酸素、窒素、炭素および水素のガス成分を除いた純度９９．９９９９％以上の銅を基体として、酸素濃度０．１ｐｐｍ以下で溶解、凝固させて製造することで、不良断線率の少ない、超ＬＳＩ用の配線を得ることが可能なスパッタリングターゲットを記載している。銅材料中の不純物量を低減させることで、断線不良などを低減させる。【００１３】
特許文献５には、純度９９．９９５％以上の銅において、再結晶組織の平均結晶粒径を８０ミクロン以下にして、且つ、ビッカース硬さを１００以下にしたスパッタリングターゲットを用いることで、スパッタ粒子の飛び出しの拡がりと粗大クラスタ発生を抑制することが記載されている。【００１４】
特許文献６には、ガス成分を除いた純度９９．９９９％以上の銅において、スパッタ面内における（１１１）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ（１１１）を高め、平均粒径を２５０μｍ以下にして、場所による粒径のばらつきを２０％以内にすることで、膜厚均一性を良好にすることが記載されている。
特許文献７には、表面に（１１０）面を向いた結晶の体積を８０％以上にし、それらの結晶が表面から中心に均一に分布させることにより、銅原子の飛び出しを表面から垂直にさせ、アスペクト比の大きな溝の深奥部まで製膜可能にすることが記載されている。
特許文献８には、９９．９９９％以上の純度の銅において、平均結晶粒径を１０〜３０μｍに制御し、（１１１）、（２００）、（２２０）及び（３１１）の各々の配向を有する粒子の量を５０％よりも少なくして、ランダムな配向を有することで、均一性及び最小の粒子発生を達成できることが記載されている。【００１５】
成分、結晶粒径、歪および結晶配向の制御により、スパッタ粒子の飛び出しを制御し、均一な膜生成および粗大クラスタを抑制することが、従来の発明において可能になった。しかしながら、大型テレビ用の液晶ディスプレイなど基板サイズの大型化が進行し、第７世代などでは１８７０ｍｍ×２２００ｍｍなど、２ｍを超える基板サイズとなった。それに伴い配線を作成するスパッタリング工程においても大型の基板に製膜する必要が出てきており、上述の特許文献に記載の方法を用いても、生成される配線膜の膜厚が基板の部位毎に不均一になる、粗大クラスタの発生がより多くなるなどの課題が顕在化した。また、使用するスパッタリングターゲット自身も大型化するため、スパッタリングターゲット材の部位毎に金属組織が不均一になり易く、膜厚精度および粗大クラスタ形成に及ぼす影響が大きくなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平７−６６４２３号公報
【特許文献２】特許第４０６５９５９号公報
【特許文献３】特開２００８−１６６７４２号公報
【特許文献４】特許第３７２７１１５号公報
【特許文献５】特許第３９７５４１４号公報
【特許文献６】特許第３４０３９１８号公報
【特許文献７】特許第３９９７３７５号公報
【特許文献８】特許第３９７１１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述の従来の問題点に鑑みて、本発明は、ＴＦＴ液晶パネルなどに使用される大型の基板に対してスパッタリング工程で配線を作成する際に、従来以上に均一に粒子を発生し、且つ、使用中においてもその粒子の発生頻度が変化しにくい、スパッタリングターゲット用銅材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上述の課題に対し鋭意研究することによって、スパッタリング面内およびスパッタリング面から板厚深さ方向に入り込んだ位置での、結晶粒径の該面内でのバラつきとその面間でのバラつき、好ましくはこれに加えて硬さについての同様のバラつきを制御することにより、均一な配線膜を作製可能なスパッタリングターゲットに好適な銅材料を提供することができることを見出した。
本発明は、この知見に基づきなされたものである。【００１９】
すなわち、本発明は、
（１）純度が９９．９９％以上である高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料、
（２）スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、（１）に記載のスパッタリングターゲット用銅材料、
（３）熱間加工され、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷されて製造されたことを特徴とする、（１）または（２）に記載のスパッタリングターゲット用銅材料、
（４）熱間加工され、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷され、該水冷の後に、冷間圧延されて製造されたこと特徴とする、（１）または（２）に記載のスパッタリングターゲット用銅材料、
（５）（１）または（２）項記載のスパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を熱間加工する工程と、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含むことを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法、および
（６）該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、（５）に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、均一な配線膜を作製可能なスパッタリングターゲットに好適な銅材料を提供することができる。本発明のスパッタリングターゲット用銅材料は、ＴＦＴ液晶パネルなどに使用される大型の基板に対してスパッタリング工程で配線を作成する際に、従来以上に均一に粒子を発生し、且つ、使用中においてもその粒子の発生頻度の変化が起こりにくい。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】液晶ディスプレイにおけるＴＦＴ素子の構造一例を示す概略断面図である。
【図２】実施例１における測定試験のサンプリングの説明図である。
【図３】実施例２における測定試験のサンプリングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明のスパッタリングターゲット用銅材料は、純度が９９．９９％以上である高純度銅（以下、単に「純銅」という）において、スパッタリング面内と板内部のスパッタリング面と平行な面におけるミクロ組織の結晶粒径を特定の範囲とし、好ましい実施態様においては、さらに硬さを特定の範囲としたものである。
【００２３】
スパッタリングターゲット用の銅材料としては、９９．９９％以上の純度（質量ベース）を有することが必要である。純銅の鋳塊を製造する際の原料である電気銅にはある程度の不純物が含有されており、純銅の鋳塊にもそれらが現れる。不純物は特に、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの含有量を各々５ｐｐｍ以下に抑制することが望ましい。これらの元素はＳｉ半導体のドーパントとして利用される元素であり、半導体特性に悪影響を及ぼす可能性があるためである。より好ましい純度は９９．９９５％以上である。
【００２４】
スパッタリングターゲット用の銅材料は組織の均一さが求められるため、鋳造凝固による不均一な組織を熱間加工により破壊して再結晶組織を有することが望ましい。再結晶組織の結晶粒径が小さい場合は付随して結晶粒界の総面積が大きくなるが、結晶粒界は原子配列が乱れている部分であり、スパッタリング時の元素の飛び易さが粒内とは異なり、形成する膜が不均一になり易い。また、結晶粒径が大きい場合は、ターゲット物質を飛び立たせるために高いエネルギーが必要であり、ターゲット原子が多く固まって飛び出して粗大クラスタの形成が増え形成する膜が不均一になり易い。本発明において結晶粒径の算術平均は１００〜２００μｍであり、好ましくは１２０〜１８０μｍであり、さらに好ましくは１３０〜１７０μｍである。
【００２５】
結晶粒のバラつきを抑制することは、ターゲット物質の飛び出しを制御して、均一な製膜を行う上で重要である。スパッタリングターゲット材は、使用中に板厚方向に削られ、板厚の１／３〜１／２程度を使用して交換を行う。スパッタリングにより均一な製膜を行うためには、ターゲットの面内および板内部での均一性が必要となる。スパッタリング面（平板材では一方の平面の板表面）と、スパッタリング面から１／４板厚および１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面における結晶粒径の分布を標準偏差１０μｍ以内に制御することで、全面均一な金属組織を有するスパッタリングターゲットが提供でき、スパッタリングによる均一な製膜が可能となる。標準偏差が１０μｍを超えると、不均一な金属組織となり、均一な製膜ができなくなる。各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差は８μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがさらに好ましい。
本発明において、結晶粒径の測定のサンプル数は、各面において、６個以上とする。測定箇所は各面において、長手方向に少なくとも３個に等分割し、各分割領域内の測定数が等しくなる数を測定するものとする。各測定箇所の結晶粒径は、ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１（切断法）により測定された平均粒径（結晶粒度）とする。
【００２６】
また、銅材料に内在するひずみはターゲット物質の飛び出しに影響を及ぼすために制御することが好ましい。材料に内在するひずみが部位毎にバラつくと、周囲とエネルギーが異なるためにターゲット物質の飛び出し方が部位毎に変わり均一な製膜ができない。銅材料内部のひずみは硬さ測定を行う事により評価することができる。硬さを指針として内在するひずみを制御することで、バラつきの少ない銅材料を提供することができる。本発明において、硬さ（（マイクロ）ビッカース硬さ）の算術平均は好ましくは５１〜１００Ｈｖであり、さらに好ましくは５１〜９０Ｈｖである。ひずみが多すぎる、すなわち硬さが硬すぎると、ターゲット原子が多く固まって飛び出して粗大クラスタの形成が増え形成する膜が不均一になり易く、硬さを１００Ｈｖ以下にすることが望ましい。また、一般に、無酸素銅（Ｃ１０２０）において、完全に再結晶又は焼きなましをして、引張強度が最も低くなる熱処理を行った場合（Ｏ材）の硬さは５１〜５９Ｈｖと「伸銅品データブック（第２版）」（日本伸銅協会編、平成２１年３月３１日第２版発行  ６１頁）に記載されており、その値を上記の好ましい範囲の下限値とした。
【００２７】
なお、硬さの調節は、圧延などの冷間加工により行い、冷間加工の加工率は３０％以下程度に抑えることで、硬さの好ましい範囲の上限値を１００Ｈｖ以下とすることができ、硬さが５１〜１００Ｈｖの銅材料が簡便に得られる。
前述の通り、冷間加工は硬さの調節のために実施する。加工率０％、すなわち完全に焼きなまされた状態（Ｏ材）での硬さが５１〜５９Ｈｖであり、加工率を高くすると徐々に硬さが向上して、加工率３０％で１００Ｈｖに到達する。加工率が高すぎると１００Ｈｖを超え、前述の問題が生じる。
【００２８】
本発明において好ましくは、結晶粒径と同様に、スパッタリング面と、１／４板厚および１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面における硬さの分布を標準偏差５Ｈｖ以内に制御することで、全面均一な金属組織を有するスパッタリングターゲットが提供でき、スパッタリングによる均一な製膜が可能となる。硬さの標準偏差が５Ｈｖを超えると不均一な金属組織となり、均一な製膜ができなくなる。各測定面内および各測定面の間において、硬さの標準偏差は３Ｈｖ以下であることがさらに好ましい。
本発明において、硬さの測定のサンプル数は、各面において、６個以上とする。測定箇所は各面において、長手方向に少なくとも３個に等分割し、各分割領域内の測定数が等しくなる数を測定するものとする。
【００２９】
本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法は、特に限定されるものではないが、スパッタリング面および板内部において結晶粒径及び硬さを制御するためには、製造プロセスにおいて次に示すような点に留意することが好ましい。本発明における銅材料の好ましい製造方法は、溶解鋳造−熱間加工−冷間圧延−熱処理の工程を取る。また、熱間加工と冷間加工の間に面削の工程を含んでも良い。また、冷間圧延と熱処理を繰り返しても良い。ここにおいて、熱間加工は熱間圧延および熱間押出などであり、溶解鋳造プロセスで得られた鋳塊を高温にて加工するプロセスを指す。次に示すことに留意して製造することにより、前述の金属組織の規定を満たす銅材料が作製可能になり、ターゲット製造を短冊状の板を組み合わせて行う様な大型のディスプレイ用のターゲット材として使用する時にスパッタリング膜を均一に形成しやすくする効果が得られる。
【００３０】
熱間加工では加工中に動的再結晶が生じ、形成した再結晶粒は材料温度がまだ高温である間は粒成長する。スパッタリングターゲットとして使用する銅材料においては、結晶粒径はほぼこの熱間加工で決定するために、この工程を制御することが好ましい。
【００３１】
従来の熱間圧延プロセスでは、動的再結晶が起こった後、大気中に曝される時間が長く結晶粒径を所望の大きさに制御することが難しかった。また、板の端部は大気中の冷却が大きいために、材料の幅方向端部および長手端部と中央部において結晶粒径が不均一になってしまう問題があった。
熱間加工を熱間圧延プロセスで行う場合には、本発明では、熱間加工し、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷することで、結晶粒の所望の大きさに制御することができる。ここで、熱間加工の直後とは、熱間圧延の場合にはロールより出てから６０秒以内であることをいい、また、熱間押出の場合にはダイスより押し出されてから１０秒以内であることをいう。
【００３２】
熱間圧延前の純銅からなる材料の加熱温度は７００〜１０００℃の範囲で行うことが望ましい。材料の加熱温度が７００℃より低い場合は押出中に動的再結晶が十分に生じず均一な金属組織が得られない。１０００℃より高い場合には、結晶粒径の制御が困難になる。熱間圧延中には、搬送ロールおよびサイドエッジロールからの抜熱により材料端部などが局所的に冷却されることを避けるために、材料を停滞させないことが必要である。端部からの冷却を避けることにより材料全面にわたり均一な組織が得られ、銅材料内部の結晶粒径および硬さのバラつきを小さくすることができる。熱間圧延の圧延は複数回のパスを行うが、最終のパス後には水冷にて冷却することが望ましい。結晶粒径を前述の１００〜２００μｍとするには、最終パス直後から水冷を行うまでの時間を６０秒以内にして、水冷の冷却速度を５０℃／秒以上にすることが望ましく、さらに好ましくは７０℃／秒以上にすることである。
【００３３】
冷却速度は１００℃／秒以上がさらに好ましい。この冷却速度の上限値には特に制限はないが、実際上、通常３００℃／秒程度以下である。また、冷却は材料が２００℃以下になるまで行うことが好ましい。
【００３４】
熱間加工としては、熱間圧延に対して熱間押出プロセスが、結晶粒径および硬さの制御がより厳密に行える点で好ましい。本発明における熱間押出プロセスでは押出された材料を大気中に暴露させること無く直ぐに水冷できるため、動的再結晶直後に大きな速度で冷却を行うことが可能である。そのため、材料内部での温度変動が少なく長手方向（押し出された材料の先端から後端への方向）および幅方向で結晶粒径及び硬さのバラつきが非常に小さい金属組織が得られる。熱間加工を熱間押出プロセスで行う場合には、熱間押出前の材料の加工温度を７００〜１０００℃の範囲で行うのが好ましい。材料の加熱温度が７００℃より低い場合は押出中に動的再結晶が十分に生じず、均一な金属組織が得られにくい。１０００℃より高温の場合には、結晶粒径の制御が困難になる。結晶粒径を前述の１００〜２００μｍとするには、熱間押出直後の冷却速度を５０℃／秒以上にすることが望ましい。
【００３５】
冷却速度は１００℃／秒以上がさらに好ましい。この冷却速度の上限値には特に制限はないが、実際上、通常３００℃／秒程度以下である。また、冷却は材料が２００℃以下になるまで行うことが好ましい。
これらに対して、熱間鍛造では近年のターゲットの大型化要請に対応するサイズでは、鍛造後の冷却の不均一を解消することは難しく、均一な結晶粒組織を得ることができない。
【００３６】
熱間加工後の材料は、冷間圧延及び焼鈍を行って調質をしてもよい。冷間加工率の総和は３０％以下（０％も含み、圧延しないことを意味する）にすることが望ましい。冷間加工率の総和が３０％を超えると材料内部の歪量が多くなり、硬さの規定値を超えてしまいやすくなる。
【００３７】
前記の通り熱間加工（熱間押出又は熱間圧延）直後に冷却され、必要に応じて冷間圧延を行い製造された材料、好ましくは平板状の材料は、旋盤加工等の任意の機械加工等によりターゲット形状まで加工され、スパッタリングに用いられる。
【実施例】
【００３８】
以下に、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。【００３９】
実施例１
（本発明例１〜３、比較例５〜７）
表１−１に示す純度（ｍａｓｓ％）で板厚１５０ｍｍ、幅２２０ｍｍ、長さ２１００ｍｍのサイズの鋳塊を作製した。それらを表１−１に示す加熱温度にて加熱した後、熱間圧延を行い、厚さ２３ｍｍ、幅２２０ｍｍ、長さ約１３ｍの素板を作成した。熱間圧延時は材料が搬送ロール上で停滞することが無いように行い、最終パスから水冷までの時間を４５秒で行った。水冷はシャワーが搭載された水冷ゾーンを通過させ、冷却速度を表１−１に示す５０℃／秒以上の速度で行った。次いで得られた素板の表面の酸化膜を面削して板厚を２２ｍｍにした後、冷間圧延で厚さ２０ｍｍ×幅２２０ｍｍとし、さらにエッジ部分を切断除去することで厚さ２０ｍｍ×幅２００ｍｍ×長さ約１２ｍの平板の本発明例１〜３および比較例５〜７のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００４０】
（比較例８）
最終パスから水冷までの秒数を９０秒にした以外は、本発明例１〜３と同様にして比較例８のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００４１】
（比較例９）
水冷速度を１２℃／秒にした以外は、本発明例１〜３と同様にして比較例９のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。なお水冷速度の変更は水冷帯での通過速度とシャワー流量にて調整した。【００４２】
（比較例１０）
水冷を行わない以外は、本発明例１〜３と同様にして比較例１０のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００４３】
（本発明例４）
熱間圧延上がりの板厚を２８ｍｍとし、表面の酸化膜を面削して、板厚を２７ｍｍにした後、冷間圧延した以外は、本発明例１〜３と同様にして本発明例４のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００４４】
（比較例１１）
熱間圧延上がりの板厚を３１ｍｍとし、表面の酸化膜を面削して、板厚を３０ｍｍにした後、冷間圧延した以外は本発明例１〜３と同様にして比較例１１のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００４５】
このようにして得られた本発明例および比較例の平板の銅材料２１について、図２の模式的な斜視図に基づいた説明図に示す板表面２２、板表面２２から板厚深さ方向に１／４板厚位置で板表面２２と平行な面２３、および板表面２２から板厚深さ方向に１／２板厚位置での板表面２２と平行な面２４のそれぞれの面で、加工方向である材料の長手方向の圧延先端部（長手先端）における幅方向の中央部（３１，４１，５１）およびサイド（端）部（３２，４２，５２）、長手方向の中央部（長手中央）における幅方向の中央部（３３，４３，５３）およびサイド（端）部（３４，４４，５４）、長手方向の後端部（長手後端）における幅方向の中央部（３５，４５，５５）およびサイド（端）部（３６，４６，５６）の６箇所の計１８箇所おいて、結晶粒径、および硬さを下記方法により測定した。
また、図２中、図２（ａ）は銅材料２１の全体を示す斜視図であり、図２（ａ）中、点線２５は板表面２２から板厚深さ方向に１／４板厚の位置を示し、点線２６は板表面２２から板厚深さ方向に１／２板厚の位置を示す。
また、図２（ｂ）〜（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）の銅材料２１を点線２５および２６にそって分解した、銅材料２１ａ、２１ｂ、２１ｃの分解斜視図に相当する。【００４６】
また、図３の模式的な斜視図に基づいた説明図に示すように、本発明例および比較例の平板の銅材料２１から、板表面２２、板表面２２から１／４板厚の位置で板表面２２と平行な面２３、および板表面２２から１／２板厚の位置での板表面２２と平行な面２４のそれぞれの面で、圧延先端部（長手先端）（６１，６４，６７）、中央部（長手中央）（６２，６５，６８）、後端部（長手後端）（６３，６６，６９）の３箇所の計９箇所にて、面２２、２３、２４のそれぞれがターゲット面（スパッタリング面）になるように、直径６インチの円形の板を切り出し、下記の方法でスパッタリング特性を調査した。なお、図３は図２と同様の銅材料２１の全体斜視図（図３（ａ））とその分解斜視図（図３（ｂ）〜（ｃ））であり、図２における符号と同一の符号は、図２におけるものと同じ意味である。【００４７】
［１］結晶粒径
銅材料板における結晶粒径は上述の部位３１〜３６、４１〜４６、５１〜５６における面にてミクロ組織観察を行い、ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１（切断法）に基づき測定した。
［２］硬さ
銅材料板における硬さは、上述の部位３１〜３６、４１〜４６、５１〜５６における面にてＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠してマイクロビッカース硬さ試験機にて測定を行った。
［３］スパッタリング特性
得られた銅材料板から、図３に示す位置６１〜６９にて直径φ６インチ（１５．２４ｃｍ）、厚さ６ｍｍに切り出し、研磨を行ってスパッタリングターゲットを作成した。ターゲット面の粗さの影響を除外するため、粗さは全て最大粗さＲａを０．５〜０．８μｍに研磨して揃えた。上述のように作成したスパッタリングターゲット用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置にて、膜厚０．７ｍｍの日本電気硝子社製ＯＡ−１０ガラス基板にスパッタリングを実施し０．３μｍ膜厚の銅配線を作成した。スパッタリング条件はＡｒガス圧力を０．４Ｐａ、放電電力を１２Ｗ／ｃｍ２とした。その後真空中にて３００℃、３０ｍｉｎの熱処理を行った。熱処理後の銅配線の膜厚を１０点測定した。同じ板から切出したターゲット材９枚の総データ９０点において最大膜厚および最小膜厚のレンジが±７％になった板を「良」、それ以上のバラつきが存在したものを「不良」とした。【００４８】
上記［１］〜［３］の結果を表１−２に示す。本発明例は、いずれにおいても良好なスパッタリング特性を呈している。比較例５は不純物量が多いため、スパッタリング特性が不良となった。比較例６、７、９および１０は、結晶粒径およびその標準偏差が規定値より外れたため、スパッタリング特性が不良となった。比較例８は結晶粒径および硬さの標準偏差が共に規定値から外れたためにスパッタリング特性が不良となった。
また、比較例１１（前記（２）項に係る発明の比較例）は硬さ算術平均の規定値が外れたため、均一な厚さの膜が得られずにスパッタリング特性が不良となった。【００４９】
【表１−１】
2011034127.tif 000002
【００５０】
【表１−２】
2011034127.tif 000003
【００５１】
実施例２
（本発明例１０１〜１０３、比較例１０５〜１０８）
表２−１に示す純度を有する直径３００ｍｍ×長さ８００ｍｍの純銅の鋳塊を作製し、熱間押出用のビレットとした。前記ビレットを表２−１に示す加熱温度に加熱した後、押出を行い、続いて押出材を直ちに表２−１に示す冷却速度で１５０℃以下まで水冷して厚さ２２ｍｍ×幅２００ｍｍの素板を得た。次いで前記素板を冷間にて圧延を行い、厚さ２０ｍｍ×幅２００ｍｍ×長さ約１２ｍの平板の本発明例１０１〜１０３および比較例１０５〜１０８のスパッタリングターゲット用銅材料を製造した。【００５２】
（本発明例１０４）
押出後板厚を２７ｍｍにして素板を作成し、冷間圧延にて厚さ２０ｍｍの平板を作成した以外は本発明例１０１〜１０３と同様にして本発明例１０４のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００５３】
（比較例１０９）
押出後板厚を３０ｍｍにして素板を作成し、冷間圧延にて厚さ２０ｍｍの平板を作成した以外は本発明例１０１〜１０３と同様にして比較例１０９のスパッタリングターゲット用銅材料を作成した。【００５４】
得られた熱間押出による平板は、実施例１と同様の位置において、実施例１と同様に結晶粒径、硬さおよびスパッタリング特性を調査した。結果を表２−２に示す。【００５５】
表２−２に示した結果の様に、本発明例１０１〜１０４は何れも特性を満足している。比較例１０５は不純物量が多かったため、スパッタリング特性が不良となった。比較例１０６は熱間押出の際に材料の変形抵抗が高すぎて、材料がきちんと押出しできずにサンプルを得ることができなかった。比較例１０７および１０８は結晶粒径の算術平均と標準偏差の規定が外れたため、スパッタリング特性が不良となった。比較例１０９（前記（２）項に係る発明の比較例）は硬さ算術平均の規定値が外れたため、均一な厚さの膜が得られずにスパッタリング特性が不良となった。【００５６】
【表２−１】
2011034127.tif 000004
【００５７】
【表２−２】
2011034127.tif 000005
【符号の説明】
【００５８】
１  ＴＦＴ素子
２  ガラス基板
３  走査線
４  ゲート電極
５  絶縁膜
６  アモルファスシリコン層
７  リンをドープしたアモルファスシリコン層
８、９  ソース−ドレイン電極
１０  窒化シリコンの保護膜
１１  スズドープ酸化インジウム膜
１２  バリア層
２１  平板の銅材料
２２  板表面
２３  板表面から板厚深さ方向に１／４板厚位置で板表面と平行な面
２４  板表面から板厚深さ方向に１／２板厚位置で板表面と平行な面
２５  板表面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置
２６  板表面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置【００５９】
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。【００６０】
本願は、２００９年９月１８日に日本国で特許出願された特願２００９−２１６５７９に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
【図１】
2011034127.tif 000006
【図２】
2011034127.tif 000007
【図３】
2011034127.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月18日(2011.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を熱間加工する工程と、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含み、
前記の高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であるスパッタリングターゲット用銅材料を得ることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【請求項２】
該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【請求項３】
純度が９９．９９％以上である高純度銅に熱間加工を施し、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷して得られた、純度が９９．９９％以上で、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明者らは、上述の課題に対し鋭意研究することによって、スパッタリング面内およびスパッタリング面から板厚深さ方向に入り込んだ位置での、結晶粒径の該面内でのバラつきとその面間でのバラつき、これに加えて硬さについての同様のバラつきを制御することにより、均一な配線膜を作製可能なスパッタリングターゲットに好適な銅材料を提供することができることを見出した。
本発明は、この知見に基づきなされたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
すなわち、本発明は、
（１）スパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を熱間加工する工程と、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含み、
前記の高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であるスパッタリングターゲット用銅材料を得ることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法、
（２）該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、（１）項に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法、及び
（３）純度が９９．９９％以上である高純度銅に熱間加工を施し、該熱間加工の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷して得られた、純度が９９．９９％以上で、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料
を提供するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明のスパッタリングターゲット用銅材料は、前記特定の製造工程を経て得られたものであり、純度が９９．９９％以上である高純度銅（以下、単に「純銅」という）において、スパッタリング面内と板内部のスパッタリング面と平行な面におけるミクロ組織の結晶粒径を特定の範囲とし、さらに硬さを特定の範囲としたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、銅材料に内在するひずみはターゲット物質の飛び出しに影響を及ぼすために制御することが好ましい。材料に内在するひずみが部位毎にバラつくと、周囲とエネルギーが異なるためにターゲット物質の飛び出し方が部位毎に変わり均一な製膜ができない。銅材料内部のひずみは硬さ測定を行う事により評価することができる。硬さを指針として内在するひずみを制御することで、バラつきの少ない銅材料を提供することができる。本発明において、硬さ（（マイクロ）ビッカース硬さ）の算術平均は５１〜１００Ｈｖであり、好ましくは５１〜９０Ｈｖである。ひずみが多すぎる、すなわち硬さが硬すぎると、ターゲット原子が多く固まって飛び出して粗大クラスタの形成が増え形成する膜が不均一になり易く、硬さを１００Ｈｖ以下にすることが望ましい。また、一般に、無酸素銅（Ｃ１０２０）において、完全に再結晶又は焼きなましをして、引張強度が最も低くなる熱処理を行った場合（Ｏ材）の硬さは５１〜５９Ｈｖと「伸銅品データブック（第２版）」（日本伸銅協会編、平成２１年３月３１日第２版発行  ６１頁）に記載されており、その値を上記の好ましい範囲の下限値とした。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明においては、結晶粒径と同様に、スパッタリング面と、１／４板厚および１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面における硬さの分布を標準偏差５Ｈｖ以内に制御することで、全面均一な金属組織を有するスパッタリングターゲットが提供でき、スパッタリングによる均一な製膜が可能となる。硬さの標準偏差が５Ｈｖを超えると不均一な金属組織となり、均一な製膜ができなくなる。各測定面内および各測定面の間において、硬さの標準偏差は３Ｈｖ以下であることが好ましい。
本発明において、硬さの測定のサンプル数は、各面において、６個以上とする。測定箇所は各面において、長手方向に少なくとも３個に等分割し、各分割領域内の測定数が等しくなる数を測定するものとする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
上記［１］〜［３］の結果を表１−２に示す。本発明例は、いずれにおいても良好なスパッタリング特性を呈している。比較例５は不純物量が多いため、スパッタリング特性が不良となった。比較例６、７、９および１０は、結晶粒径およびその標準偏差が規定値より外れたため、スパッタリング特性が不良となった。比較例８は結晶粒径および硬さの標準偏差が共に規定値から外れたためにスパッタリング特性が不良となった。
また、比較例１１は硬さ算術平均の規定値が外れたため、均一な厚さの膜が得られずにスパッタリング特性が不良となった。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
表２−２に示した結果の様に、本発明例１０１〜１０４は何れも特性を満足している。比較例１０５は不純物量が多かったため、スパッタリング特性が不良となった。比較例１０６は熱間押出の際に材料の変形抵抗が高すぎて、材料がきちんと押出しできずにサンプルを得ることができなかった。比較例１０７および１０８は結晶粒径の算術平均と標準偏差の規定が外れたため、スパッタリング特性が不良となった。比較例１０９は硬さ算術平均の規定値が外れたため、均一な厚さの膜が得られずにスパッタリング特性が不良となった。
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月13日(2012.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を７００〜１０００℃の加熱温度で熱間圧延または熱間押出する工程と、該熱間圧延または熱間押出の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含み、
前記の高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であるスパッタリングターゲット用銅材料を得ることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【請求項２】
該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法。
【請求項３】
純度が９９．９９％以上である高純度銅に７００〜１０００℃の加熱温度で熱間圧延または熱間押出を施し、該熱間圧延または熱間押出の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷して得られた、純度が９９．９９％以上で、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料。
【請求項４】
該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延して得られたことを特徴とする、請求項３に記載のスパッタリングターゲット用銅材料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
すなわち、本発明は、
（１）スパッタリングターゲット用銅材料を製造する方法であって、純度が９９．９９％以上である高純度銅を７００〜１０００℃の加熱温度で熱間圧延または熱間押出する工程と、該熱間圧延または熱間押出の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷する工程を含み、
前記の高純度銅からなり、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であるスパッタリングターゲット用銅材料を得ることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法、
（２）該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延する工程を含むことを特徴とする、（１）項に記載のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法、
（３）純度が９９．９９％以上である高純度銅に７００〜１０００℃の加熱温度で熱間圧延または熱間押出を施し、該熱間圧延または熱間押出の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷して得られた、純度が９９．９９％以上で、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した結晶粒径の算術平均がそれぞれ１００〜２００μｍであり、各測定面内および各測定面の間において、結晶粒径の標準偏差が１０μｍ以内であり、かつ、スパッタリング面、該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／４板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面、および該スパッタリング面から板厚深さ方向に１／２板厚の位置でのスパッタリング面と平行な面で測定した硬さの算術平均がそれぞれ５１〜１００Ｈｖであり、各測定面内および各測定面の間において、前記硬さの標準偏差が５Ｈｖ以内であることを特徴とする、スパッタリングターゲット用銅材料、及び
（４）該水冷の後に、冷間圧延率の総和が３０％以下になるように冷間圧延して得られたことを特徴とする、（３）項に記載のスパッタリングターゲット用銅材料
を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
スパッタリングターゲット用の銅材料は組織の均一さが求められるため、鋳造凝固による不均一な組織を熱間圧延または熱間押出により破壊して再結晶組織を有することが望ましい。再結晶組織の結晶粒径が小さい場合は付随して結晶粒界の総面積が大きくなるが、結晶粒界は原子配列が乱れている部分であり、スパッタリング時の元素の飛び易さが粒内とは異なり、形成する膜が不均一になり易い。また、結晶粒径が大きい場合は、ターゲット物質を飛び立たせるために高いエネルギーが必要であり、ターゲット原子が多く固まって飛び出して粗大クラスタの形成が増え形成する膜が不均一になり易い。本発明において結晶粒径の算術平均は１００〜２００μｍであり、好ましくは１２０〜１８０μｍであり、さらに好ましくは１３０〜１７０μｍである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明のスパッタリングターゲット用銅材料の製造方法は、スパッタリング面および板内部において結晶粒径及び硬さを制御するためには、製造プロセスにおいて次に示すような点に留意することが好ましい。本発明における銅材料の製造方法は、溶解鋳造−熱間圧延または熱間押出−冷間圧延−熱処理の工程を取る。また、熱間圧延または熱間押出と冷間加工の間に面削の工程を含んでも良い。また、冷間圧延と熱処理を繰り返しても良い。次に示すことに留意して製造することにより、前述の金属組織の規定を満たす銅材料が作製可能になり、ターゲット製造を短冊状の板を組み合わせて行う様な大型のディスプレイ用のターゲット材として使用する時にスパッタリング膜を均一に形成しやすくする効果が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
熱間圧延または熱間押出では加工中に動的再結晶が生じ、形成した再結晶粒は材料温度がまだ高温である間は粒成長する。スパッタリングターゲットとして使用する銅材料においては、結晶粒径はほぼこの熱間圧延または熱間押出で決定するために、この工程を制御することが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
従来の熱間圧延プロセスでは、動的再結晶が起こった後、大気中に曝される時間が長く結晶粒径を所望の大きさに制御することが難しかった。また、板の端部は大気中の冷却が大きいために、材料の幅方向端部および長手端部と中央部において結晶粒径が不均一になってしまう問題があった。
熱間圧延プロセスで行う場合には、本発明では、熱間圧延し、該熱間圧延の直後に冷却速度５０℃／秒以上で水冷することで、結晶粒の所望の大きさに制御することができる。ここで、熱間圧延の直後とは、ロールより出てから６０秒以内であることをいう。また、熱間押出の直後とは、ダイスより押し出されてから１０秒以内であることをいう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
熱間圧延前の純銅からなる材料の加熱温度は７００〜１０００℃の範囲で行う。材料の加熱温度が７００℃より低い場合は圧延中に動的再結晶が十分に生じず均一な金属組織が得られない。１０００℃より高い場合には、結晶粒径の制御が困難になる。熱間圧延中には、搬送ロールおよびサイドエッジロールからの抜熱により材料端部などが局所的に冷却されることを避けるために、材料を停滞させないことが必要である。端部からの冷却を避けることにより材料全面にわたり均一な組織が得られ、銅材料内部の結晶粒径および硬さのバラつきを小さくすることができる。熱間圧延の圧延は複数回のパスを行うが、最終のパス後には水冷にて冷却することが望ましい。結晶粒径を前述の１００〜２００μｍとするには、最終パス直後から水冷を行うまでの時間を６０秒以内にして、水冷の冷却速度を５０℃／秒以上とし、好ましくは７０℃／秒以上にする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明においては、熱間圧延に対して熱間押出プロセスが、結晶粒径および硬さの制御がより厳密に行える点で好ましい。本発明における熱間押出プロセスでは押出された材料を大気中に暴露させること無く直ぐに水冷できるため、動的再結晶直後に大きな速度で冷却を行うことが可能である。そのため、材料内部での温度変動が少なく長手方向（押し出された材料の先端から後端への方向）および幅方向で結晶粒径及び硬さのバラつきが非常に小さい金属組織が得られる。熱間押出プロセスで行う場合には、熱間押出前の材料の加工温度を７００〜１０００℃の範囲で行う。材料の加熱温度が７００℃より低い場合は押出中に動的再結晶が十分に生じず、均一な金属組織が得られにくい。１０００℃より高温の場合には、結晶粒径の制御が困難になる。結晶粒径を前述の１００〜２００μｍとするには、熱間押出直後の冷却速度を５０℃／秒以上にする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
熱間圧延または熱間押出後の材料は、冷間圧延及び焼鈍を行って調質をしてもよい。冷間加工率の総和は３０％以下（０％も含み、圧延しないことを意味する）にすることが望ましい。冷間加工率の総和が３０％を超えると材料内部の歪量が多くなり、硬さの規定値を超えてしまいやすくなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
前記の通り熱間押出又は熱間圧延の直後に冷却され、必要に応じて冷間圧延を行い製造された材料、好ましくは平板状の材料は、旋盤加工等の任意の機械加工等によりターゲット形状まで加工され、スパッタリングに用いられる。
【国際調査報告】
2011034127.tif 000009
2011034127.tif 000010
2011034127.tif 000011
2011034127.tif 000012