样得到的组成的变动为20%以内，对于超微细布线而言，也可以形成稳定且均匀的晶 种层、进而可以期待稳定的器件性能。
[0035] 另外，本发明的特征在于，在溅射靶面内，晶粒尺寸的变动为6.0ym以下。在此， 可以通过在靶平面方向以同心圆状测定9个点或17个点的晶粒尺寸，由这些晶粒尺寸的标 准偏差计算晶粒尺寸的变动。通过这样得到的晶粒尺寸的变动为6. 0ym以下，可以显著提 高形成的薄膜的膜厚均勾性（uniformity)，对于超微细布线而言也可以形成稳定且均勾的 晶种层。需要说明的是，晶粒尺寸的平均值根据组成而异，但优选为100um以下。
[0036] 另外，本发明的特征在于，在溅射靶面内，电导率的平均值为80%IACS以下，电导 率的变动为0.5%IACS以下。在此，可以通过在溅射靶平面方向以同心圆状测定9个点或 17个点的电导率，由这些的电导率的标准偏差计算电导率的变动。通过这样得到的电导率 的变动为0.5%IACS以下，能够进行电稳定的溅射，可以显著提高形成的薄膜的膜厚均匀 性（uniformity)。需要说明的是，电导率的平均值根据组成而异，但优选为80%IACS以下。
[0037] 另外，本发明的特征在于，在溅射靶面内，维氏硬度的变动为3Hv以下。在此，可以 通过在溅射靶平面方向以同心圆状测定9个点或17个点的维氏硬度，由这些的维氏硬度的 标准偏差计算维氏硬度的变动。通过这样得到的维氏硬度的变动为3Hv以下，能够进行均 匀的溅射成膜，可以显著提高形成的薄膜的膜厚均匀性（uniformity)。需要说明的是，维氏 硬度的平均值根据组成而异，但优选为350Hv以下。
[0038] 可以通过例如下述工序制造本发明的铜合金溅射靶。首先，准备纯度6N以上的高 纯度铜、纯度4N以上的高纯度Mn、纯度4N以上的高纯度A1，调节这些原料以得到所期望的 合金组成，然后利用感应熔炼法，在真空气氛下，在约ll〇〇°C以上的温度下进行熔炼，并进 行高纯度的合金化。接着，将合金化后的熔融液浇铸到铸模（mold)中而得到合金锭。此时 重要的点是在浇铸时将铸模适当水冷（冷却）并提高冷却速度。由此，可以使锭中的组成、 晶粒尺寸、电导率、强度等均匀。优选将冷却速度设定为30°C/分钟以上直至300°C。之后， 将制造的锭除去表面层，并经过热锻、热轧、冷轧、热处理工序而得到溅射靶材。该靶材可以 进一步通过机械加工而制成规定的形状，并与背板接合来制造靶。
[0039] 实施例
[0040] 接着，基于实施例说明本发明。以下示出的实施例用于使理解变得容易，本发明不 受这些实施例限制。即，基于本发明的技术构思的变形及其它实施例当然也包含在本发明 中。
[0041](实施例1)
[0042] 准备纯度6N以上的高纯度Cu、纯度4N以上的高纯度Mn、纯度4N以上的高纯度 A1，将这些原料导入水冷铜制坩埚，并在1250°C下熔炼（感应熔炼法）。之后，将合金化后 的熔融液浇铸到水冷的铸模（mold)中，并以冷却速度30°C/分钟冷却至300°C，从而得到 纯度5N以上的高纯度铜合金锭。
[0043] 接着，将得到的锭加工成直径180mmX厚度160mm，然后在700°C下热锻，然后通过 冷轧而轧制成直径460臟\厚度24.5臟。之后，在6001：下热处理，然后骤冷，从而制作了 轧制板。通过对其进行机械加工而加工成直径440mm、厚度16. 5mm的靶，然后与A1合金制 背板通过扩散接合而接合，并进行精加工，从而得到溅射靶组件。
[0044] 对于这样得到的溅射祀，测定靶面内的晶粒尺寸、合金组成、电导率、维氏硬度。测 定方法和装置如下所述。
[0045] 晶粒尺寸：线段法（测定面积480ymX361ym)
[0046] 组成分析：ICP-OES(株式会社日立高科制，SPS-3520DD)
[0047] 电导率：电导率计（GEInspectionTechnology公司制，AutoSigma3000)
[0048] 另外，在靶平面方向以同心圆状测定9个点。在表1中示出其结果。得到了靶的成 分组成为Cu-1. 9原子％Mn-0. 3原子％A1、均匀性优良的靶：晶粒尺寸的变动为4. 30ym， 合金组成的变动为Mn:13%、A1 :10%，电导率的变动为0. 32%IACS，维氏硬度的变动为 2. 23Hv。
[0049] 接着，使用该祀在Si基板上成膜至厚度约500nm，并测定该膜的均勾性 (uniformity)。结果为3. 62 %，与后述的比较例相比膜厚均匀性更优良，可以得到能够形成 稳定且均匀的晶种层的铜合金溅射靶。
[0050]
【主权项】
1. 一种铜合金溅射靶，其具有含有I.O~5.O原子％的Mn、含有0. 1~4.O原子％的 A1、其余包含Cu及不可避免的杂质的组成，其特征在于，在所述溅射靶面内，组成的变动为 20%以内。
2. 如权利要求1所述的铜合金溅射靶，其特征在于，在所述溅射靶面内，晶粒尺寸的变 动为6. 0ym以下。
3. 如权利要求1或2所述的铜合金溅射靶，其特征在于，在所述溅射靶面内，电导率的 变动为0. 5%IACS以下。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的铜合金溅射靶，其特征在于，在所述溅射靶面内， 维氏硬度的变动为3Hv以下。
5. -种铜合金派射革E的制造方法，其特征在于，准备Cu、Mn和Al各自的原料，调节这 些原料以得到所期望的合金组成，然后利用感应熔炼法，在真空气氛下、ll〇〇°C以上的温度 下进行熔炼、合金化，接着，将合金化后的熔融液浇铸到铸模中，之后，以30°C/分钟以上的 冷却速度冷却至300°C，除去由此得到的锭的表面层，之后，经过热锻、热轧、冷轧、热处理工 序而得到溅射靶材，并对该靶材进一步机械加工而加工成靶形状。
【专利摘要】一种铜合金溅射靶，具有含有1.0～5.0原子％的Mn、含有0.1～4.0原子％的Al、其余包含Cu及不可避免的杂质的组成，其特征在于，在所述溅射靶面内，组成的变动为20％以内。本发明的课题在于提供一种铜合金溅射靶及使用该靶形成的半导体元件布线，该铜合金溅射靶可以形成半导体元件的布线材料、尤其是在电镀铜时不发生凝聚的、稳定且均匀的晶种层，并且溅射成膜特性优良。
【IPC分类】C23C14-34, C22C9-05, C22F1-00, C22F1-08, C22C9-01
【公开号】CN104781447
【申请号】CN201480002945
【发明人】大月富男, 长田健一
【申请人】吉坤日矿日石金属株式会社
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US20150279638, WO2014136673A1