(57)【要約】【課題】ガラス基板表面に対する密着性に優れた表面滑らかな酸素含有銅膜を成膜することができるターゲットを提供する。【解決手段】酸素：０．４〜６原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中にＣｕ２Ｏが均一に分散している組織を有することを特徴とする酸素含有銅ターゲット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素：０．４〜６質量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中にＣｕ２Ｏが均一に分散している組織を有することを特徴とする酸素含有銅ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面平滑性に優れかつガラス基板表面に対する密着性に優れた酸素含有銅膜を形成するための酸素含有銅ターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フラットパネルディスプレイなどの液晶表示装置にはガラス基板表面に格子状に金属薄膜からなる配線が密着して形成されており、さらにこの金属薄膜からなる格子状配線の交差点にＴＦＴトランジスターが設けられていてこのＴＦＴトランジスターのゲート電極も金属薄膜で形成されている。前記配線または電極となる金属薄膜として、純銅膜を使用することが知られているが、近年、ガラス基板に対する密着性を向上させるために、酸素を含んだ銅膜が使用されるようになり、この酸素を含んだ銅膜は純銅ターゲットを用い、酸素を含む不活性ガス雰囲気中でスパッタすることにより形成されている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平５−２５６１２号公報
【特許文献２】特開平８−２６８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の酸素を含んだ銅膜からなる配線および電極はガラス基板表面に対する密着性は優れているものの、表面粗さが大きく、この表面粗さの大きな酸素を含んだ銅膜をＴＦＴトランジスターのゲート電極として使用するとＴＦＴトランジスターの性能が低下する。したがって、表面粗さの小さい一層滑らかな酸素を含んだ銅膜が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明者等は、表面粗さの小さい表面が一層滑らかな酸素を含んだ銅膜を得るべく研究を行った。その結果、酸素：０．４〜６原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅ターゲットであって、この銅ターゲットに含まれる酸素はＣｕ２Ｏとして含まれており、このＣｕ２Ｏが素地中に均一分散している銅ターゲットを作製し、この成分組成および組織を有する銅ターゲット用い、不活性ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより得られた酸素を含んだ銅膜は、表面平滑性に優れるとともに密着性にも優れており、これをＴＦＴトランジスターのゲート電極として用いるとＴＦＴトランジスターの性能が劣化することはない、という研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであって、
酸素：０．４〜６原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中にＣｕ２Ｏが均一に分散している組織を有する酸素含有銅ターゲット、に特徴を有するものである。
【０００６】
この発明の表面平滑性に優れかつ密着性に一層優れた液晶表示装置用配線および電極の形成方法において使用する銅ターゲットに含まれる酸素を０．４〜６原子％にした理由は下記の理由によるものである。すなわち、銅ターゲットに含まれる酸素含有量が０．４原子％未満ではスパッタ中に形成されるＣｕ２Ｏ微結晶の量が少なく、Ｃｕ結晶の微細化効果が得られず、さらにスパッタリングして得られた銅膜の密着性の向上が実現できないからであり、一方、銅ターゲットに含まれる酸素含有量が６原子％を越えて含有すると、得られた銅膜の電気抵抗が著しく増加して配線または電極として使用できなくなるからである。
【０００７】
酸素：０．４〜６原子％含む銅ターゲットを使用してスパッタリングするための雰囲気は、Ａｒガスなどの不活性ガスで十分であるが、酸素を３体積％以下含む不活性ガス雰囲気中でスパッタリングしても良い。
【０００８】
この発明の表面平滑性に優れかつ密着性に優れた銅膜の形成に使用するターゲットは、まず純度：９９．９％以上（望ましくは９９．９９％以上）の無酸素銅を、不活性ガス雰囲気中、ジルコニア坩堝で高周波溶解し、得られた無酸素銅溶湯にＣｕＯ粉末を添加し、鉄製鋳型に鋳込んでインゴットを作製し、得られたインゴットをさらに熱間圧延したのち機械加工することにより作製することができる。この発明の酸素含有ターゲットは前記溶解法だけでなく、酸素を含む銅粉末または銅粉末および酸化銅粉末からなる混合粉末をホットプレス法および熱間静水圧焼結法などにより作製することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の方法によると、表面平滑性に優れかつガラス基板表面に対する密着性が優れた銅膜を形成することができ、この銅膜をＴＦＴトランジスターのゲート電極として使用するとＴＦＴトランジスターの性能が低下することがなく、さらにＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイの配線としても用いることができるなど優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施例１
純度：９９．９９原子％の無酸素銅（酸素含有量：０．００１原子％）を用意し、この無酸素銅をＡｒガス雰囲気中、高純度ジルコニア坩堝内で高周波溶解し、得られた溶湯に平均粒径：５μｍ以下のＣｕＯ粉末を添加し、溶湯を温度：１２５０℃で１０分間保持したのち、鉄製鋳型に鋳込み、さらに熱間加工することにより表１に示される成分組成を有し、直径：１５４ｍｍ、厚さ：１０ｍｍの寸法を有する本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０、比較ターゲット１〜２を作製した。これら本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０、比較酸素含有銅ターゲット１〜２の組織を金属顕微鏡で観察した結果、素地中にＣｕ２Ｏの微細な粒が均一分散しているのが観察された。
【００１１】
これら本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０、比較酸素含有銅ターゲット１〜２を使用し、さらにガラス基板としてコーニング社１７３７＃（縦：５０、横：５０、厚さ：０．７ｍｍ）を使用し、
到達真空度：５×１０−５Ｐａまで真空に引いた後、Ａｒガスを真空チャンバーに導入して圧力：０．３ＰａのＡｒガス雰囲気とし、スパッタパワー：６００Ｗで１分間成膜し、ガラス基板上に厚さ：３００ｎｍの酸素含有銅膜を形成した。
【００１２】
得られた厚さ：３００ｎｍの酸素含有銅膜について下記の評価を行った。
（ａ）膜密着強度試験
本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０、比較酸素含有銅ターゲット１〜２を使用してガラス基板上に形成した厚さ：３００ｎｍの酸素含有銅膜にＪＩＳ-Ｋ５４００に準じて１ｍｍ間隔で縦横１１本ずつ碁盤目状に切れ目を入れ、住友３Ｍ社製テープを膜に貼り付けたのち引き剥がし、ガラス基板中央部の１０ｍｍ角内でガラス基板に付着していた膜の面積％を測定する碁盤目付着試験を実施し、その結果を表１に示し、ガラス基板に対する銅膜の密着性を評価した。
【００１３】
（ｂ）膜表面粗さの測定：
ガラス基板上に形成した厚さ：３００ｎｍの酸素含有銅膜の表面粗さを原子間顕微鏡（ＡＦＭ）で測定し、その結果を表１に示した。
【００１４】
（ｃ）膜比抵抗値の測定：
本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０、比較酸素含有銅ターゲット１〜２を使用してガラス基板上に形成した厚さ：３００ｎｍの酸素含有銅膜をそれぞれ赤外線加熱炉に装入し、到達真空度：２×１０−４Ｐａの真空雰囲気中、最高温度：３５０℃、３０分間保持の熱処理を施し、前記熱処理後の銅膜の５点の比抵抗を、ロレタスＧＰ  ＭＣＰ−Ｔ６１０型  三菱化学製の抵抗率計を用いて四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表１に示した。
【００１５】
従来例１
純度：９９．９９原子％の無酸素銅（酸素含有量：０．００１原子％）を用意し、この無酸素銅をＡｒガス雰囲気中、高純度ジルコニア坩堝内で高周波溶解し、得られた溶湯を鉄製鋳型に鋳込み、さらに熱間加工することにより表１に示される成分組成を有し、直径：１５４ｍｍ、厚さ：１０ｍｍの寸法を有する従来銅ターゲットを作製した。この従来ターゲットを用い、スパッタ雰囲気を酸素：５％を含むＡｒガス雰囲気とする以外は、実施例１と全く同様にして酸素含有銅膜を成膜し、得られた酸素含有銅膜について実施例１と同様にして膜密着試験、膜表面粗さの測定および膜比抵抗値の測定を実施し、その結果を表１に示した。
【００１６】
【表１】
2008280545.tif 000002
【００１７】
表１に示される結果から、本発明酸素含有銅ターゲット１〜１０で作製した酸素含有銅膜は、従来銅ターゲットを用いて酸素含有不活性ガス雰囲気中で作製した酸素含有銅膜に比べて比抵抗および密着性はほぼ同じであるが表面粗さが格段に小さく、表面滑らかな酸素含有銅膜が得られることがわかる。さらにこの発明の条件から外れた値を有する比較酸素含有銅ターゲット１〜２を使用して作製した酸素含有銅膜は比抵抗が増加したり密着性が低下するなど好ましくない特性が現れることが分かる。