專利名稱：：銅濺射靶材料和濺射法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種銅賊射靶材料和賊射法。特別是，本發(fā)明涉及一種可以減少已成膜的銅膜中的拉伸應(yīng)力的銅賊射把材料和賊射法。
背景技術(shù)：
：以往在形成具有液晶面板的電子裝置中的配線等的金屬薄膜時(shí)，應(yīng)用使用由規(guī)定材料構(gòu)成賊射靶的賊射法。作為以往的賊射耙，在由面心立方結(jié)構(gòu)的金屬或合金構(gòu)成的濺射靶中，已知有((111)面+(200)面)/(220)面算出的面取向度為2.20以上的濺射靶材料(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1中記載的濺射靶材料，通過在濺射面中優(yōu)先的取向(111)面和(200)面，提高濺射面中的原子密度，來提高濺射速率。專利文獻(xiàn)1:特開2000-239835號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容但是，專利文件1涉及的濺射靶材料不能減少在濺射裝置的真空室內(nèi)等堆積的材料膜的拉伸殘留應(yīng)力，通過增加真空室內(nèi)堆積的材料膜的厚度來剝離，有成為顆粒產(chǎn)生源的情況。另外，對(duì)于材料膜的拉伸殘留應(yīng)力的減少，雖然降低真空室內(nèi)的壓力或改變導(dǎo)入真空室內(nèi)氣體的種類是有效的，但是，真空室內(nèi)的壓力或?qū)胝婵帐覂?nèi)氣體的種類由于是根據(jù)應(yīng)形成的材料膜的特性或質(zhì)量等來決定的，因此，以減少殘留應(yīng)力為目的的改變真空室內(nèi)的壓力或?qū)胝婵帐覂?nèi)的氣體種類是困難的。由此，本發(fā)明的目的是提供一種不用改變成膜條件(成膜中的壓力、成膜中使用的氣體種類等)，就可以減少已成膜的銅膜中的拉伸殘留應(yīng)力的銅濺射耙材料和一種濺射法。(1)本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種銅濺射靶材料，其具有由銅材構(gòu)成的';賤射面，該賊射面具有一個(gè)晶體取向面和其它晶體:又向面，通過已加速的規(guī)定的惰性氣體離子的照射，從一個(gè)晶體取向面放出的濺射粒子比從其它晶體取向面彈出的賊射粒子的能量大，一個(gè)晶體取向面占一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面的總和的比率為15%以上。(2)另外，上述銅、踐射靶的一個(gè)晶體fl向面為(111)面，其它晶體取向面可以含有(200)面、(220)面和(311)面，占有率只要為25。/。以上就可以。進(jìn)一步，銅材料可以是由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的無氧銅或銅合金，無氧銅或銅合金中氧含量只要在5ppm以下就可以。另外，本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種濺射法，使用上述(1)或(2)中任一項(xiàng)所述的銅'賊射靶材料，在被'減射物上形成銅膜。根據(jù)本發(fā)明涉及的銅濺射靶材料和濺射法，提供一種銅濺射靶材料，不用改變成膜條件(成膜中的壓力，成膜中使用的氣體種類等)，就可以減少已成膜的銅膜中的拉伸殘留應(yīng)力，和一種濺射法。圖1為實(shí)施方式涉及的銅濺射靶的部分立體圖。圖2為適用于實(shí)施方式涉及的濺射法的濺射裝置的概要圖。符號(hào)說明1銅賊射把，2濺射裝置，3Ar+離子，4濺射粒子，5銅膜，6被賊射物，10銅濺射靶材料，12濺射面，14背板，22氣體導(dǎo)入體系統(tǒng)，24排氣體系統(tǒng)，26真空室，26a室內(nèi)壁，28a，28b保持部。具體實(shí)施例方式銅賊射耙的構(gòu)成圖1表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的銅濺射靶的部分立體圖的一個(gè)例子。本實(shí)施方式涉及的銅賊射靶1由晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格的規(guī)定銅材構(gòu)成，具有銅濺射靶材料10和固定銅濺射靶材料10的背板14，其中銅濺射靶材料10具有濺射面12，由被加速的規(guī)定的惰性氣體離子的照射從濺射面12彈出銅濺射粒子。本實(shí)施方式涉及的銅濺射靶材料IO具有規(guī)定的厚度的同時(shí)，在俯視圖中大致成矩形。另外，在本實(shí)施方式的變形例中，銅濺射靶材料10和背板14可以大致為圓形。本實(shí)施方式涉及的銅濺射靶材料IO是由具有99.99%以上純度的銅(Cu)和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的無氧銅的銅材料形成，或由銅合金構(gòu)成的銅材料形成。作為銅合金可以使用CuNi作為一個(gè)例子。另外，銅合金例如可以通過含有A1、Ag等的金屬元素來形成。進(jìn)一步，本實(shí)施方式涉及的銅濺射把材料10的氧含量控制在5ppm以下來形成銅濺射靶材料10。銅濺射靶材料10的濺射面12形成為具有多個(gè)晶體取向面。即，賊射面12由至少具有一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面的銅材形成。這里，一個(gè)晶體取向面具有的特性為，由被加速的規(guī)定的惰性氣體離子照射從該一個(gè)晶體取向面彈出的銅濺射粒子的能量，比從其它晶體取向面彈出的銅濺射粒子的能量大。即，從一個(gè)晶體取向面彈出的濺射粒子在包括從其它晶體耳又向面彈出的賊射粒子的濺射粒子中，具有最大的能量。進(jìn)一步，賊射面12中一個(gè)晶體取向面占該一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面的總和的比例為具有規(guī)定的占有率。具體的，濺射面12具有作為一個(gè)晶體取向面的(111)面、作為其它晶體取向面的(200)面、(220)面和(311)面。而且，形成具有賊射面12的銅濺射靶材料IO,-使得當(dāng)濺射面12的(111)面、(200)面、(220)面和(311)面的晶體取向總和規(guī)定為100%時(shí)的(111)面所占的比例，即，(111)面的占有率為15%以上，優(yōu)選為20%，更優(yōu)選為25%以上。這里，(111)面的占有率可以由X射線衍射測(cè)定的各晶體取向的衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度比用下式(數(shù)1)來算出。由X射線衍射得到的相對(duì)強(qiáng)度比由于衍射面而產(chǎn)生衍射強(qiáng)度不同，可以通過國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD(InternationalCenterforDiffractionDate)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)去除測(cè)定值，得到補(bǔ)正后的值來求出正確的占有率。數(shù)lKI1d(2加)1。(220〕d(31:l)i上述(數(shù)1)中，Ks(111)為被檢材料，即，銅濺射靶材料10的(111)面的占有率(%),Is(111)、Is(200)、Is(220)和Is(311)為被檢樣品的各晶體取向中X線衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度比，Id(111)、Id(200)、Id(220)和Id(311)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的各晶體取向中X線衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度比。通過濺射從濺射靶材料彈出的濺射粒子的能量越高，由該'踐射粒子生成的膜變得致密，生成的膜的內(nèi)部應(yīng)力由拉伸應(yīng)力變化成壓縮應(yīng)力。本發(fā)明者，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到銅的情況下，從(lll)面彈出的濺射粒子的能量最高這個(gè)發(fā)現(xiàn)。因此，觀察到增加(111)面在'賊射面12具有的(111)面、(200)面、(220)面和(311)面中的比例，可以在賊射中使具有高能量的賊射粒子增加，減少生成的銅膜的拉伸應(yīng)力。在討論能減少拉伸應(yīng)力的(111)面的占有率時(shí)，得出(111)面的占有率如果為15%以上，優(yōu)選為25%以上，可以得到成膜的銅膜的內(nèi)部應(yīng)力減少的效果這個(gè)發(fā)現(xiàn)。由該結(jié)果，形成如上述所述的銅';賤射靶材料10，具有(111)面的占有率為15%以上的濺射面12。另外，為了進(jìn)一步減少成膜的銅膜的內(nèi)部應(yīng)力，可以形成具有25%以上的濺射面12的銅濺射靶材料10。-;賤射法濺射裝置2具有真空室26、保持部28a、保持部28b、氣體導(dǎo)入體系22、排氣體系24和電源。其中，保持部28a設(shè)置在真空室26內(nèi)的規(guī)定位置，保持應(yīng)形成作為金屬膜的銅膜5的被濺射物6;保持部28b設(shè)置在真空室26內(nèi)的規(guī)定位置，保持銅濺射靶l(wèi);氣體導(dǎo)入體系22導(dǎo)入作為惰性氣體的氬氣體(Ar氣體)；排氣體系24排出真空室26內(nèi)的氣體；電源(圖未示)在銅濺射靶1和被濺射物6之間施加規(guī)定的電壓。作為一個(gè)例子，被濺射物6為在其上形成用于液晶顯示板的映像驅(qū)動(dòng)的薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管(ThinFilmTransistor:TFT)的玻璃基板。用本實(shí)施方式涉及的濺射法可以形成薄膜銅線來作為TFT的門極線、源;f及線、漏極線的3種薄膜金屬線。另外，通過由銅形成薄膜金屬線，例如與由鋁形成的薄膜金屬線相比，可以降低薄膜金屬線的電阻。濺射法可以如下的實(shí)施。首先，在真空室26內(nèi)設(shè)置銅濺射靶1和被濺射物6。然后，將真空室26內(nèi)設(shè)定為規(guī)定壓力的真空，從氣體導(dǎo)入體系22導(dǎo)入作為惰性氣體的Ar氣體到真空室26內(nèi)。接下來，通過對(duì)導(dǎo)入真空室26內(nèi)的Ar氣體施加規(guī)定的電壓，將導(dǎo)入的Ar氣體進(jìn)行等離子化，生成作為惰性氣體的Ar+離子3。然后，在電場(chǎng)中加速Ar+離子3，照射到銅濺射靶材料10上。由此，構(gòu)成銅'賊射靶材料10的銅被彈出作為賊射粒子4。從銅賊射靶材料10中彈出的'減射粒子4堆積在被賊射物6上，在被濺射物6上形成銅膜5。另外，從銅賊射靶材料10中彈出的濺射粒子4的一部分(例如，從濺射面12彈出的'減射粒子4的一半左右)也堆積在真空室內(nèi)壁26a等的被濺射物6以外，形成附著膜。實(shí)施方式的效果本實(shí)施方式涉及的銅'踐射靶材料10由于形成為具有濺射面12，且濺射面12的(111)面、(200)面、(220)面和(311)面的晶體取向總和規(guī)定為100%時(shí)的(111)面的占有率，即，(111)面的占有率為15%以上，優(yōu)選為25%以上，因而所形成的銅膜5的內(nèi)部應(yīng)力中的壓縮應(yīng)力越是占主導(dǎo)地位，那么從濺射面12彈出的濺射粒子4的能量就越高。因此，通過將本實(shí)施方式涉及的銅濺射靶材料10在濺射中使用，可以減少形成的濺射膜的拉伸殘留應(yīng)力。另外，通過使用本實(shí)施方式涉及的銅濺射耙材料0，由于也可以減少在濺射裝置2的真空室26內(nèi)，即，室內(nèi)壁26a等附著的附著膜的拉伸殘留應(yīng)力，可以抑制增加附著膜的厚度時(shí)產(chǎn)生的附著膜的剝離。由此，不用改變?yōu)R射中的工藝壓力和工藝氣體的條件，就可以減少附著膜的拉伸殘留應(yīng)力，同時(shí)可以減少濺射中產(chǎn)生的顆粒，例如，可以大幅度的提高TFT的成品率和生產(chǎn)性。另外，本實(shí)施方式涉及的銅濺射靶材料10由于氧含量形成為5ppm以下，例如，即使在液晶顯示器的TFT配線制造工序中，使用含有作為還原氛圍氣的氬氣的工藝氣體時(shí)，也可以抑制由于工藝氣體中的氫氣和銅膜中的氧反應(yīng)生成H20，而在銅膜內(nèi)產(chǎn)生的氣孔。實(shí)施例實(shí)施例1實(shí)施例1涉及的銅賊射耙材料10的制造首先，通過連續(xù)鑄造法制造作為原材料的純度為99.99%，且氧含量為2ppm的無氧銅。由連續(xù)鑄造法制造的無氧銅為厚度200mm、寬度500mm的鑄塊的形式。然后，在規(guī)定的氛圍氣下，將該鑄塊加熱到800°C，熱軋至50mm以下規(guī)定的厚度。接下來，通過對(duì)熱軋后制成的材料反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的冷加工和熱處理，制成厚度為18mm的材料。在這里，通過調(diào)節(jié)冷加工中冷壓下量到規(guī)定的冷壓下量的同時(shí)，調(diào)節(jié)熱處理中熱處理溫度到規(guī)定的熱處理溫度，由(數(shù)l)中算出的壓軋面的銅的晶體的(111)面的占有率就成為15%以上。一般而言，已知對(duì)于純銅在冷軋中的加工度如果較大，會(huì)使得(220)面的占有率增加，因此，本實(shí)施例中在熱軋后以加工度為50%以下來實(shí)施冷軋，并在之后在60(TC以下實(shí)施熱處理，從而可以得到具有所規(guī)定的(111)面的占有率的材料。這里所述的熱處理的溫度規(guī)定為60(TC以下的原因是，如果超過在60(TC以上就會(huì)發(fā)生晶粒的聚合、生長(zhǎng)，因而會(huì)使得(311)面的占有率提高。另一方面，在比較例中，通過使冷軋的加工度為50%以上從而使得(111)面的占有率達(dá)到15%以下。然后，通過機(jī)械加工將(111)面的占有率為15%以上的材料的兩面每次切削除去lmm,制成厚度為16mm的實(shí)施例1涉及的銅濺射靶材料10。用X衍射裝置分析該銅濺射靶材料10,其結(jié)果為(111)面的占有率為25.7%。另外，實(shí)施例1中雖然使用了99.99%的無氧銅，但是只要(111)面的占有率為15%以上，就可以由銅合金來制造濺射耙。實(shí)施例2與實(shí)施例1同樣的制造實(shí)施例2涉及的銅濺射靶材料10。用X衍射裝置分析實(shí)施例2涉及的銅濺射靶材料，其結(jié)果為(1U)面的占有率為15%。實(shí)施例3與實(shí)施例1同樣的制造實(shí)施例3涉及的銅濺射靶材料10。用X衍射裝置分析實(shí)施例3涉及的銅賊射耙材料，其結(jié)果為(111)面的占有率為20%。比專支例作為比較例，調(diào)節(jié)冷壓下量和熱處理溫度，制造(111)面的占有率為15%以下的3個(gè)模式的銅濺射靶材料。用X衍射裝置測(cè)定比較例涉及的銅濺射靶材料，其結(jié)果為，比較例涉及的銅濺射靶的(111)面的占有率為14.6%(比較例1)、7.6%(比較例2)以及4.6%(比較例3)。進(jìn)一步，除了使用氧含量為10ppm的鑄塊作為原材料以外，用與本發(fā)明的實(shí)施例同樣的工序，制造銅濺射靶(比4交例4)。銅濺射靶材料的評(píng)價(jià)評(píng)Y介方法1:殘留應(yīng)力的測(cè)定測(cè)定由使用實(shí)施例1、2以及比較例1到4各自涉及的銅濺射靶材料的濺射而形成的銅箔膜中的殘存應(yīng)力。具體的，首先，分別從實(shí)施例1、2以及比較例1到4涉及的銅濺射靶材料中切出厚為5mm、外形為OlOOmm的圓板作為評(píng)價(jià)用。然后，將切出的圓板作為銅濺射靶設(shè)置在間歇式RF電源濺射裝置中，同時(shí)，設(shè)置50mm見方、厚為0.7mm的無堿玻璃基板作為被濺射物6。然后，分別用從實(shí)施例1，2,以及比較例1到4涉及的銅濺射靶中切出的圓板，在無堿玻璃基板上，在規(guī)定氛圍氣、規(guī)定壓力的條件下，分別成膜500nm的銅膜。然后，使用X衍射裝置，利用并傾法，分別測(cè)定成膜的銅膜的殘留應(yīng)力。評(píng)價(jià)方法2:剝離性的有無的檢測(cè)評(píng)價(jià)在濺射裝置的真空室內(nèi)堆積的銅膜的防止剝離性。具體的，首先，分別從實(shí)施例1、2以及比較例1到4涉及的銅濺射靶材料中切出厚為5mm、外形為①100mm的圓板作為評(píng)價(jià)用。然后，同上述評(píng)價(jià)方法1同樣的使用間歇式RF電源賊射裝置，在50mm見方、厚為lmm的SUS304基板上成膜厚為O.lmm的銅膜，檢測(cè)有無銅膜的剝離。評(píng)價(jià)方法3:銅膜中的氧的影響的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)由濺射而成膜的銅膜中的氧的影響。具體的，首先，分別從實(shí)施例1、2以及比較例1到4涉及的銅濺射靶材料中切出厚為5mm、外形為(D100mm的圓板作為評(píng)價(jià)用。然后，同上述評(píng)價(jià)方法1同樣的使用間歇式RF電源濺射裝置，在50mm見方、厚為0.7mm的無堿玻璃基板上成膜厚為500nm的銅膜。接下來，在H2氛圍氣300。C下，加熱銅膜30分鐘后，冷卻至室溫。然后，通過用掃描式電子顯微鏡觀察制成的銅膜，檢測(cè)有無氣孔。表1歸納的顯示評(píng)價(jià)方法1到3的結(jié)果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>參照表1的評(píng)價(jià)方法欄，由本發(fā)明的實(shí)施例1和2涉及的銅濺射靶材料形成的銅膜顯示拉伸殘留應(yīng)力為120N/mm2以下，由實(shí)施例1涉及的銅濺射靶材料形成的銅膜中拉伸殘留應(yīng)力顯示為最低。另外，參照表1的評(píng)價(jià)方法2的欄可知，由實(shí)施例1和2涉及的銅賊射靶材料形成的銅膜也沒有發(fā)生從SUS304基板的剝離。進(jìn)一步，參照表l的評(píng)價(jià)方法3的欄可知，銅膜中不存在氣孔。而另一方面，由比較例1到3涉及的銅濺射靶材料形成的銅膜參照表的評(píng)價(jià)方法的欄可知，拉伸殘留應(yīng)力大的同時(shí)，如評(píng)價(jià)方法2的欄所示，觀察到從SUS304基板的銅膜的剝離。由比較例4涉及的銅濺射靶材料形成的銅膜參照評(píng)價(jià)方法l的欄可知，拉伸殘留應(yīng)力低，參照評(píng)價(jià)方法2的欄可知，沒有觀察到從SUS304基板的銅膜的剝離。但是，參照評(píng)價(jià)方法3的欄可知，觀察到由氧含量高所引起的氣孔的產(chǎn)生。以上顯示，通過使用(111)面的占有率為15%以上，優(yōu)選為25%以上，同時(shí)，氧含量為5ppm以下的銅濺射靶材料作為銅濺射靶，可以減少由濺射而成膜的銅膜內(nèi)的拉伸殘留應(yīng)力。以上，雖然說明了本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例，但是上述記載的實(shí)施方式和實(shí)施例不限定權(quán)利要求所涉及的發(fā)明。另外，應(yīng)注意用于解決發(fā)明的課題所必須的手段不限定為實(shí)施方式和實(shí)施例中說明的特征的組合的全部。權(quán)利要求1.一種銅濺射靶材料，其特征在于，具有由銅材構(gòu)成的濺射面，所述濺射面具有一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面，所述一個(gè)晶體取向面通過已加速的規(guī)定的惰性氣體離子的照射而放出的濺射粒子的能量，比從所述其它晶體取向面彈出的濺射粒子的能量大，所述一個(gè)晶體取向面占所述一個(gè)晶體取向面和所述其它晶體取向面的總和的比率為15％以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅濺射靶材料，其中，所述一個(gè)晶體取向面為(111)面，所述其它晶體取向面包括(200)面、(220)面和(311)面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅濺射靶材料，其中，所述占有率為25%以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅賊射耙材料，其中，所述銅材為含銅和不可避免的雜質(zhì)的無氧銅，或銅合金。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅濺射靶材料，其中，所述銅材為含銅和不可避免的雜質(zhì)的無氧銅，或銅合金。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅賊射靶材料，其中，所述無氧銅或所述銅合金中氧含量為5ppm以下。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅賊射耙材料，其中，所述無氧銅或所述銅合金中氧含量為5ppm以下。8.使用權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的銅濺射靶材料，在被濺射物上形成銅膜的濺射法。全文摘要本發(fā)明提供一種銅濺射靶材料及濺射法，不用改變成膜條件(成膜中的壓力，成膜中使用的氣體種類等)，就可以減少成膜的銅膜中的拉伸殘留應(yīng)力。本發(fā)明中涉及的銅濺射靶材料(10)具有由銅材料構(gòu)成的濺射面(12)，該濺射面(12)具有一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面，該一個(gè)晶體取向面通過已加速的規(guī)定的惰性氣體離子照射放出比從其它晶體取向面彈出的濺射粒子的能量大的濺射粒子，該一個(gè)晶體取向面占一個(gè)晶體取向面和其它晶體取向面的總和的比例為15％以上。文檔編號(hào)C23C14/34GK101619444SQ200910146299公開日2010年1月6日申請(qǐng)日期2009年6月30日優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日發(fā)明者井坂功一,外木達(dá)也,小田倉正美,本谷勝利,辰巳憲之申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社