JP2017048446A - Target material and wiring film - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target material capable of suppressing an abnormal discharge from being caused during sputtering.SOLUTION: A target material includes 3 to 40 atom% of manganese, and copper and inevitable impurities for the rest, and a mean particle size of crystal grains on a plane as a sputtering plane is 10 to 30 μm. A crystal plane of the plane as the sputtering plane is measured by an electron back-sputtering diffraction image method, a (111) plane has an area rate of 10 to 20% and other planes have area rates of 20% or less, assuming that crystal planes of 15° and less from a normal direction of (111), (200), (211), and (311) planes are included in the (111) plane, the (200) plane, a (220) plane, and a (311) plane respectively, crystal planes other than the (111) plane, (200) plane, (220) plane, and (311) plane are other planes, and the total of areas of the (111) plane, (200) plane, (220) plane, (311) plane, and other planes is 100%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ターゲット材及び配線膜に関する。   The present invention relates to a target material and a wiring film.

従来より、例えば液晶パネル等に用いられるトランジスタ（例えば薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、略称：ＴＦＴ）の電極配線をＣｕＭｎ合金膜と純銅膜（純Ｃｕ膜）との積層膜で形成することが提案されている。このＣｕＭｎ合金膜は、例えばＣｕＭｎ合金で形成されたターゲット材を用い、スパッタリングにより形成されている（例えば特許文献１，２参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed to form electrode wiring of a transistor used in a liquid crystal panel or the like (for example, a thin film transistor (abbreviation: TFT)) by a laminated film of a CuMn alloy film and a pure copper film (pure Cu film). ing. This CuMn alloy film is formed by sputtering using a target material made of, for example, a CuMn alloy (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許第４０６５９５９号Patent No. 4065959 特開２００７−５１３５１号公報JP 2007-51351 A

しかしながら、ＣｕＭｎ合金で形成されたターゲット材は、高抵抗であるため、スパッタリング時に異常放電が発生しやすい。   However, since the target material formed of the CuMn alloy has high resistance, abnormal discharge is likely to occur during sputtering.

本発明は、上記課題を解決し、スパッタリング時に異常放電が発生しにくいターゲット材を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a target material in which abnormal discharge hardly occurs during sputtering.

本発明の一態様によれば、
３原子％以上４０原子％以下のマンガンを含み、残部が銅および不可避的不純物からなり、
電子後方散乱回折像法により、スパッタリング面となる面の結晶面を測定し、
（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（１１１）面に含めることとし、
（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２００）面に含めることとし、
（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２２０）面に含めることとし、
（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（３１１）面に含めることとし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面及び前記（３１１）面以外の結晶面をその他の面とし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面、前記（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、
前記（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下であり、
前記その他の面の面積率が２０％以下であり、
前記スパッタリング面となる面における結晶粒の平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下であるターゲット材が提供される。 According to one aspect of the invention,
Containing 3 atomic percent to 40 atomic percent of manganese, the balance being copper and inevitable impurities,
By measuring the crystal plane of the surface to be a sputtering surface by electron backscatter diffraction image method,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane,
The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane,
Crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane are other planes,
When the total area of the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, the (311) plane and other planes is 100%,
The area ratio of the (111) plane is 10% or more and 20% or less,
The area ratio of the other surface is 20% or less,
Provided is a target material having an average grain size of 10 μm or more and 30 μm or less on a surface to be the sputtering surface.

本発明にかかるターゲット材によれば、異常放電の発生を抑制することができる。   The target material according to the present invention can suppress the occurrence of abnormal discharge.

本発明の一実施例にかかるターゲット材の異常放電を検出する装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the apparatus which detects the abnormal discharge of the target material concerning one Example of this invention.

（発明者等が得た知見）
まず、本発明の実施形態の説明に先立ち、発明者等が得た知見について説明する。 (Knowledge obtained by the inventors)
First, prior to the description of the embodiment of the present invention, knowledge obtained by the inventors will be described.

近年、例えば液晶パネルの大画面化、高精細化が進んでおり、液晶パネル等に用いられるＴＦＴの電極配線（配線膜）にもさらなる高性能化が要求されている。そこで、ＴＦＴの配線膜を、従来のアルミニウム（Ａｌ）を含む膜よりも配線抵抗を低減できる純Ｃｕ膜で形成する技術が提案されている。また、ＴＦＴが有する半導体層を、従来のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体よりもシリコン（Ｓｉ）特性を向上させることができる結晶化Ｓｉや、ａ−Ｓｉ半導体よりも電子移動度が高いＩｎＧａＺｎＯ（以下、ＩＧＺＯという）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物半導体で形成する技術が提案されている。以下、半導体層が結晶化Ｓｉで形成されたＴＦＴをＳｉ−ＴＦＴともいい、半導体層がＩＧＺＯで形成されたＴＦＴをＩＧＺＯ−ＴＦＴともいう。   In recent years, for example, liquid crystal panels have been increased in screen size and definition, and TFT electrode wiring (wiring films) used in liquid crystal panels and the like are required to have higher performance. Therefore, a technique has been proposed in which the TFT wiring film is formed of a pure Cu film that can reduce the wiring resistance as compared with a conventional film containing aluminum (Al). In addition, the semiconductor layer included in the TFT can be crystallized Si that can improve silicon (Si) characteristics as compared with a conventional amorphous silicon (a-Si) semiconductor, or InGaZnO (having higher electron mobility than an a-Si semiconductor). Hereinafter, a technique of forming an oxide semiconductor such as IGZO or zinc oxide (ZnO) has been proposed. Hereinafter, a TFT in which the semiconductor layer is formed of crystallized Si is also referred to as Si-TFT, and a TFT in which the semiconductor layer is formed of IGZO is also referred to as IGZO-TFT.

ＩＧＺＯ等の酸化物半導体で形成された半導体層上に純Ｃｕ膜からなる配線膜を形成すると、配線膜を形成した後に行われる加熱処理により、半導体層に含まれる酸素原子（Ｏ）が配線膜へ拡散したり、配線膜中のＣｕが半導体層へ拡散することがある。これらを抑制するため、半導体層の側から順に、モリブデン（Ｍｏ）やチタン（Ｔｉ）から成るバリア層と、純Ｃｕ膜と、を積層して配線膜を形成することが提案されている。しかしながら、ＭｏやＴｉは材料コストが高い。また、配線膜（純Ｃｕ膜及びバリア層）の所定箇所をエッチングにより除去して電極配線を形成するが、ＭｏやＴｉから成るバリア層は、純Ｃｕ膜と同一のエッチング液ではエッチングを行うことが容易ではないため、エッチングコストが高くなることがある。   When a wiring film made of a pure Cu film is formed over a semiconductor layer formed of an oxide semiconductor such as IGZO, the oxygen atoms (O) contained in the semiconductor layer are removed from the wiring film by heat treatment performed after the wiring film is formed. Or Cu in the wiring film may diffuse into the semiconductor layer. In order to suppress these, it has been proposed to form a wiring film by laminating a barrier layer made of molybdenum (Mo) or titanium (Ti) and a pure Cu film in order from the semiconductor layer side. However, Mo and Ti have high material costs. Also, electrode wiring is formed by removing predetermined portions of the wiring film (pure Cu film and barrier layer) by etching, but the barrier layer made of Mo or Ti is etched with the same etching solution as the pure Cu film. However, the etching cost may increase because it is not easy.

そこで、ＭｏやＴｉの代替材としてマンガン（Ｍｎ）を用いること、つまりバリア層をＣｕＭｎ合金層で形成することが提案されている。つまり、配線膜を純Ｃｕ膜とＣｕＭｎ合金層とを積層させて形成することが提案されている。   Therefore, it has been proposed to use manganese (Mn) as a substitute for Mo or Ti, that is, to form the barrier layer with a CuMn alloy layer. That is, it has been proposed that the wiring film is formed by laminating a pure Cu film and a CuMn alloy layer.

バリア層をＣｕＭｎ合金層で形成することで、配線膜を形成した後に行われる加熱処理により、ＣｕＭｎ合金層中のＭｎが、例えばバリア層と半導体層との間の界面や、バリア層と配線膜との間の界面に拡散、集積する。そして、例えばバリア層と半導体層との間の界面に集積したＭｎと半導体層中のＯとが反応し、バリア層と半導体層との間の界面にＭｎＯｘ層（ｘは整数）が形成されることとなる。このＭｎＯｘ層により、半導体層中のＯが配線膜へ拡散したり、配線膜中のＣｕがＩＧＺＯへ拡散することを抑制することができる。   By forming the barrier layer with a CuMn alloy layer, Mn in the CuMn alloy layer can be converted into, for example, an interface between the barrier layer and the semiconductor layer or a barrier layer and the wiring film by a heat treatment performed after forming the wiring film. Diffuse and accumulate at the interface between For example, Mn accumulated at the interface between the barrier layer and the semiconductor layer reacts with O in the semiconductor layer, and an MnOx layer (x is an integer) is formed at the interface between the barrier layer and the semiconductor layer. It will be. With this MnOx layer, O in the semiconductor layer can be prevented from diffusing into the wiring film, and Cu in the wiring film can be prevented from diffusing into IGZO.

また、バリア層をＣｕＭｎ合金層で形成することで、配線膜の所定箇所をエッチングにより除去して電極配線を形成する際、配線膜（つまり純Ｃｕ膜及びバリア層）のエッチングを同一のエッチング液で行うことができる。   Further, when the electrode layer is formed by removing a predetermined portion of the wiring film by etching by forming the barrier layer with a CuMn alloy layer, the etching of the wiring film (that is, the pure Cu film and the barrier layer) is performed with the same etching solution. Can be done.

例えば、ＩＧＺＯからなる半導体層上に、半導体層の側から順に、４原子％（４ａｔ％）のＭｎを含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金（Ｃｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金）で形成したＣｕＭｎ合金層（バリア層）と、純Ｃｕ膜と、を有する配線膜を備えるＩＧＺＯ−ＴＦＴが提案されている。   For example, CuMn formed of an alloy (Cu-4 at% Mn alloy) containing 4 atomic% (4 at%) of Mn on the semiconductor layer made of IGZO and the balance of Cu and inevitable impurities in order from the semiconductor layer side. An IGZO-TFT including a wiring film having an alloy layer (barrier layer) and a pure Cu film has been proposed.

ＩＧＺＯ上にＣｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金層を形成すると、Ｃｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金層を形成した後に例えば２５０℃程度の温度で行われる加熱処理によって、ＩＧＺＯとＣｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金層との間の界面にＭｎＯｘ層が形成されることが確認されている。また、このＭｎＯｘ層によって、ＩＧＺＯ中のＯの配線膜への拡散や、ＣｕＭｎ合金中のＣｕのＩＧＺＯ中への拡散を防ぐことができることも確認されている。   When a Cu-4 at% Mn alloy layer is formed on IGZO, the heat treatment performed at a temperature of about 250 ° C. after the Cu-4 at% Mn alloy layer is formed, for example, between the IGZO and the Cu-4 at% Mn alloy layer. It has been confirmed that a MnOx layer is formed at the interface. It has also been confirmed that this MnOx layer can prevent diffusion of O in IGZO into the wiring film and diffusion of Cu in the CuMn alloy into IGZO.

また、ＩＧＺＯ上にＣｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金層を積層して形成した配線膜は、良好なオーミック特性を有し、接触抵抗もＴｉと同等レベルであり充分に低いことが確認されている。また、この配線膜は、同一のエッチング液を用いてエッチングを行うことができることが確認されている。例えば、硝酸系のエッチャントを使用した場合、エッチングレートの選択比がＣｕ−４ａｔ％Ｍｎ：ＩＧＺＯ＝１０：１になることが確認されている（非特許文献１. 17^th International Display Institute（IDW’10）予稿集 P.Yun, J.Koike,‘Microstructure Analysis and Electrical Properties of Cu-Mn Electrode for Back-Channel Etching a-IGZO TFT’ FMC2-3 P1875の右欄参照）。 Further, it has been confirmed that a wiring film formed by laminating a Cu-4 at% Mn alloy layer on IGZO has good ohmic characteristics, and the contact resistance is equivalent to Ti and sufficiently low. Further, it has been confirmed that this wiring film can be etched using the same etching solution. For example, when a nitric acid-based etchant is used, it has been confirmed that the etching rate selectivity is Cu-4 at% Mn: IGZO = 10: 1 (Non-Patent Document 1.17 ^th International Display Institute (IDW ' 10) Proceedings P.Yun, J. Koike, 'Microstructure Analysis and Electrical Properties of Cu-Mn Electrode for Back-Channel Etching a-IGZO TFT' FMC2-3 P1875 (see right column).

上述のＣｕ−４ａｔ％Ｍｎ合金層は、Ｍｎが所定量含有された銅合金（ＣｕＭｎ合金）からなるターゲット材を用いてスパッタリングにより形成される。   The aforementioned Cu-4 at% Mn alloy layer is formed by sputtering using a target material made of a copper alloy (CuMn alloy) containing a predetermined amount of Mn.

その他、スパッタリングによりＣｕＭｎ合金層を形成する際に用いられるターゲット材として、例えば０．１〜２０．０ａｔ％のＭｎを含み、不可避的不純物の濃度が０．０５ａｔ％以下であるＣｕＭｎ合金からなるターゲット材が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、例えばＭｎを０．６〜３０質量％含み、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、この不可避的不純物は、金属系不純物が４０ｐｐｍ以下であり、酸素が１０ｐｐｍ以下であり、水素が５ｐｐｍ以下であり、炭素が１０ｐｐｍ以下であり、結晶粒度が３０μｍ以下で再結晶等軸組織を有するターゲット材が提案されている（例えば特許文献２参照）。   In addition, as a target material used when forming a CuMn alloy layer by sputtering, for example, a target made of a CuMn alloy containing 0.1 to 20.0 at% of Mn and having an inevitable impurity concentration of 0.05 at% or less. A material has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, for example, Mn is contained in an amount of 0.6 to 30% by mass, and the balance is made of Cu and unavoidable impurities. The unavoidable impurities include metal impurities of 40 ppm or less, oxygen of 10 ppm or less, and hydrogen of 5 ppm or less. A target material having a recrystallized equiaxed structure with carbon of 10 ppm or less and a crystal grain size of 30 μm or less has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材は高抵抗である。例えば３原子％のＭｎが含有されたＣｕＭｎ合金のようなＭｎの含有量が少ないＣｕＭｎ合金からなるターゲット材であっても、その導電率は純Ｃｕからなるターゲット材の導電率の１／１０程度である。このような高抵抗なターゲット材を用いると、スパッタリング時に異常放電が発生することがある。   However, a target material made of a CuMn alloy has a high resistance. For example, even if the target material is made of a CuMn alloy having a low Mn content such as a CuMn alloy containing 3 atomic% of Mn, its conductivity is about 1/10 of that of a target material made of pure Cu. It is. When such a high resistance target material is used, abnormal discharge may occur during sputtering.

そこで、本発明者等が鋭意検討した結果、ＣｕＭｎ合金において、組成制御をするとともに結晶組織の制御を行うことで、ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材を用いてスパッタリングを行う際、異常放電の発生を抑制することができることを見出した。本発明は、発明者が見出した上記知見に基づくものである。   Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, by controlling the composition and controlling the crystal structure in a CuMn alloy, the occurrence of abnormal discharge is suppressed when sputtering is performed using a target material made of a CuMn alloy. Found that you can. The present invention is based on the above findings found by the inventors.

（１）薄膜トランジスタの構成
まず、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成について説明する。本実施形態にかかるＴＦＴは、半導体層と、半導体層上に形成される電極配線（配線膜）と、を有している。半導体層は、例えば結晶化Ｓｉや、ＩＧＺＯやＺｎＯ等の酸化物半導体で形成されている。配線膜は、半導体層の側から順に、バリア層としてのＣｕＭｎ合金層と、純Ｃｕ膜と、が積層されて形成されている。配線膜が有するＣｕＭｎ合金層は、後述のＣｕＭｎ合金からなるターゲット材を用い、スパッタリングにより形成される。 (1) Configuration of Thin Film Transistor First, the configuration of a thin film transistor (TFT) will be described. The TFT according to the present embodiment includes a semiconductor layer and an electrode wiring (wiring film) formed on the semiconductor layer. The semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor such as crystallized Si, IGZO, or ZnO, for example. The wiring film is formed by laminating a CuMn alloy layer as a barrier layer and a pure Cu film in order from the semiconductor layer side. The CuMn alloy layer included in the wiring film is formed by sputtering using a target material made of a CuMn alloy described later.

ＣｕＭｎ合金層を設けることで、ＣｕＭｎ合金層中のＭｎにより、配線膜中のＣｕが半導体層に拡散することを抑制することができる。また、例えば半導体層が酸化物半導体で形成されている場合、配線膜を形成した後の加熱処理により、ＣｕＭｎ合金層と半導体層との間の界面に上述のＭｎＯｘ層が形成される。このＭｎＯｘ層は、半導体層中のＯが配
線膜に拡散することを抑制するＯ拡散抑制層として機能したり、配線膜中のＣｕが半導体層に拡散することを抑制するＣｕ拡散抑制層として機能する。また、このＭｎＯｘ層は、ＣｕＭｎ合金層（配線膜）と半導体層とを密着させる層としても機能する。 By providing the CuMn alloy layer, Cu in the wiring film can be prevented from diffusing into the semiconductor layer due to Mn in the CuMn alloy layer. For example, when the semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor, the above-described MnOx layer is formed at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer by heat treatment after forming the wiring film. This MnOx layer functions as an O diffusion suppression layer that suppresses diffusion of O in the semiconductor layer into the wiring film, or functions as a Cu diffusion suppression layer that suppresses diffusion of Cu in the wiring film into the semiconductor layer. To do. The MnOx layer also functions as a layer that adheres the CuMn alloy layer (wiring film) and the semiconductor layer.

（２）ターゲット材の構成
以下に、本発明の一実施形態にかかるターゲット材の構成について説明する。本実施形態にかかるターゲット材は、例えば上述のＣｕＭｎ合金層を形成する際に好適に用いられる。 (2) Structure of target material The structure of the target material concerning one Embodiment of this invention is demonstrated below. The target material concerning this embodiment is used suitably, for example when forming the above-mentioned CuMn alloy layer.

本実施形態にかかるターゲット材は、所定量のＭｎを含み、残部が銅（Ｃｕ）及び不可避不純物からなっている。つまり、本実施形態にかかるターゲット材はＣｕＭｎ合金で形成されている。   The target material according to the present embodiment includes a predetermined amount of Mn, and the balance is made of copper (Cu) and inevitable impurities. That is, the target material according to the present embodiment is formed of a CuMn alloy.

ターゲット材の母材であるＣｕとして、例えば純度が９９．９％（３Ｎ）以上の無酸素銅（ＯＦＣ：Ｏｘｙｇｅｎ Ｆｒｅｅ Ｃｏｐｐｅｒ）等が好適に用いられる。   For example, oxygen free copper (OFC) having a purity of 99.9% (3N) or higher is suitably used as Cu as the base material of the target material.

ターゲット材中のＭｎの含有量は例えば３原子％（３ａｔ％）以上４０原子％（４０ａｔ％）以下であることが好ましい。   The Mn content in the target material is preferably, for example, 3 atomic% (3 at%) or more and 40 atomic% (40 at%) or less.

ターゲット材中のＭｎの含有量が３原子％未満であると、このターゲット材を用いて形成したＣｕＭｎ合金層（以下、単にＣｕＭｎ合金層ともいう。）中に含まれるＭｎの量が少なくなる。従って、配線膜を形成した後に行われる加熱処理により、ＣｕＭｎ合金層と半導体層との界面に充分な量のＭｎを拡散（集積）させることができず、ＣｕＭｎ合金層をバリア層として機能させることができないことがある。つまり、ＣｕＭｎ合金層によって、配線膜（ＣｕＭｎ合金層や純Ｃｕ膜）中のＣｕの半導体層への拡散を抑制することができないことがある。また、上述の半導体層が例えば酸化物半導体で形成されている場合、所定のＭｎＯｘ層を形成できないことがある。   When the content of Mn in the target material is less than 3 atomic%, the amount of Mn contained in a CuMn alloy layer (hereinafter also simply referred to as a CuMn alloy layer) formed using this target material is reduced. Therefore, a sufficient amount of Mn cannot be diffused (accumulated) at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer by the heat treatment performed after forming the wiring film, and the CuMn alloy layer functions as a barrier layer. May not be possible. That is, the CuMn alloy layer may not be able to suppress diffusion of Cu in the wiring film (CuMn alloy layer or pure Cu film) into the semiconductor layer. In addition, when the above-described semiconductor layer is formed of, for example, an oxide semiconductor, a predetermined MnOx layer may not be formed.

ターゲット材中のＭｎの含有量を３原子％以上にすることで、ＣｕＭｎ合金層中に充分な量のＭｎを含ませることができる。   A sufficient amount of Mn can be included in the CuMn alloy layer by setting the content of Mn in the target material to 3 atomic% or more.

これにより、配線膜を形成した後に行われる加熱処理により、ＣｕＭｎ合金層と半導体層との間の界面に充分な量のＭｎを拡散、集積させることができ、ＣｕＭｎ合金層をバリア層として機能させることができる。例えば配線膜中に含まれるＣｕの半導体層への拡散を抑制することができる。また、例えば半導体層が酸化物半導体で形成されている場合、ＣｕＭｎ合金層と半導体層との間の界面に所定の（例えば所定厚さの）ＭｎＯｘ層を形成し、ＭｎＯｘ層をＣｕ拡散抑制層、Ｏ拡散抑制層として機能させることができる。   Accordingly, a sufficient amount of Mn can be diffused and accumulated at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer by the heat treatment performed after the wiring film is formed, and the CuMn alloy layer functions as a barrier layer. be able to. For example, diffusion of Cu contained in the wiring film into the semiconductor layer can be suppressed. For example, when the semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor, a predetermined (for example, a predetermined thickness) MnOx layer is formed at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer, and the MnOx layer is formed as a Cu diffusion suppression layer. , And can function as an O diffusion suppression layer.

ターゲット材中のＭｎの含有量が多いほど、ＣｕＭｎ合金層中に含まれるＭｎの量が多くなる。これにより、配線膜を形成した後に行われる加熱処理により、ＣｕＭｎ合金層と半導体層との界面に充分な量のＭｎを拡散（集積）させることができ、ＣｕＭｎ合金層をバリア層として確実に機能させることができる。   The greater the Mn content in the target material, the greater the amount of Mn contained in the CuMn alloy layer. Thus, a sufficient amount of Mn can be diffused (accumulated) at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer by the heat treatment performed after the wiring film is formed, and the CuMn alloy layer functions reliably as a barrier layer. Can be made.

Ｍｎの含有量が４０原子％であるターゲット材により形成されたＣｕＭｎ合金層で、その耐酸化性を向上させる効果が飽和し、Ｍｎの含有量が４０原子％を超えると、Ｍｎの含有量増加による製造コストの増加を招くことがある。また、ターゲット材中のＭｎの含有量が４０原子％を超えると、ターゲット材を形成する鋳塊の鋳造が困難になることがある。   The effect of improving the oxidation resistance is saturated in the CuMn alloy layer formed by the target material having a Mn content of 40 atomic%. If the Mn content exceeds 40 atomic%, the Mn content increases. May increase the manufacturing cost. Moreover, when content of Mn in a target material exceeds 40 atomic%, casting of the ingot which forms a target material may become difficult.

ターゲット材中のＭｎの含有量を４０原子％以下にすることで、ＣｕＭｎ合金層をバリ
ア層として機能させる効果を確実に得ながら、Ｍｎの含有量を適正に抑制し、ターゲット材の製造コストの増加を抑制することができる。また、ターゲット材を形成するＣｕＭｎ合金の鋳塊を容易に鋳造することができる。 By making the content of Mn in the target material 40 atomic% or less, while reliably obtaining the effect of functioning the CuMn alloy layer as a barrier layer, the content of Mn is appropriately suppressed, and the production cost of the target material is reduced. Increase can be suppressed. Moreover, the ingot of the CuMn alloy that forms the target material can be easily cast.

また、ターゲット材中の不可避不純物（不可避的不純物）の濃度は、スパッタリング時におけるパーティクルを抑制する観点から、例えば１０００ｐｐｍ未満であることが好ましい。   In addition, the concentration of inevitable impurities (inevitable impurities) in the target material is preferably, for example, less than 1000 ppm from the viewpoint of suppressing particles during sputtering.

ターゲット材中の不可避的不純物の濃度が１０００ｐｐｍ以上になるとスパッタリング時におけるパーティクルの発生を抑制できず、ＣｕＭｎ合金層中にパーティクルが混入したり、ＣｕＭｎ合金層の表面にパーティクルが付着することがある。   If the concentration of inevitable impurities in the target material is 1000 ppm or more, generation of particles during sputtering cannot be suppressed, and particles may be mixed into the CuMn alloy layer or particles may adhere to the surface of the CuMn alloy layer.

ターゲット材の結晶組織（多結晶体組織）は、スパッタリングによりスパッタ粒子が放出されることで消耗されるターゲット材の部分（エロージョン部分）が粗くなる（凹凸が大きくなる）ことを抑制し、異常放電の発生を抑制する観点から、微細な結晶粒からなる結晶組織（微細結晶粒組織）であることが好ましい。   The target material's crystal structure (polycrystalline structure) suppresses the roughening of the target material portion (erosion portion) consumed by the release of sputtered particles by sputtering, resulting in abnormal discharge. From the viewpoint of suppressing the occurrence of the above, a crystal structure (fine crystal grain structure) composed of fine crystal grains is preferable.

具体的には、ターゲット材のスパッタリング面となる面に存在する結晶粒の平均粒径（以下、平均結晶粒径ともいう）が例えば１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。なお、スパッタリング面となる面とは、スパッタリングを行う際に例えばイオン化させたガスが衝突するターゲット材の面である。以下、スパッタリング面となる面をスパッタリング面ともいう。   Specifically, it is preferable that the average grain size (hereinafter also referred to as the average crystal grain size) of crystal grains present on the surface to be the sputtering surface of the target material is, for example, 10 μm or more and 30 μm or less. Note that the surface to be a sputtering surface is a surface of a target material on which, for example, ionized gas collides when performing sputtering. Hereinafter, the surface to be a sputtering surface is also referred to as a sputtering surface.

スパッタリング面における平均結晶粒径が１０μｍ未満であると、スパッタリング面（ターゲット材中）に存在する結晶粒界が多くなる。このため、スパッタリング時に粒界に存在する空孔部に衝突粒子エネルギが吸収され、ターゲット材の原子がはじき出されにくくなる、すなわちスパッタ粒子が放出されにくくなることがある。その結果、スパッタレートが低下することがある。   When the average crystal grain size on the sputtering surface is less than 10 μm, the number of crystal grain boundaries existing on the sputtering surface (in the target material) increases. For this reason, the collision particle energy is absorbed in the vacant portion existing at the grain boundary during sputtering, and the atoms of the target material are hardly ejected, that is, the sputtered particles are hardly emitted. As a result, the sputtering rate may decrease.

スパッタリング面における平均結晶粒径を１０μｍ以上にすることで、スパッタリング面に存在する結晶粒界が低減し、充分なスパッタレートを確保することができる。   By setting the average crystal grain size on the sputtering surface to 10 μm or more, the crystal grain boundary existing on the sputtering surface is reduced, and a sufficient sputtering rate can be secured.

しかしながら、スパッタリング面における平均結晶粒径が３０μｍを超えると、スパッタリング面の凹凸差が大きくなり、異常放電が発生しやすくなる。スパッタリングは面方位によりスパッタレートが異なるため、スパッタリングが進むにつれてスパッタリング面の凹凸差が大きくなり、異常放電が発生しやすくなる。また、スパッタリングは凸部の方がスパッタされやすいという性質もある。これにより、ある程度大きくなった凹凸差は平坦化する。但し、凹凸周期が緩やかであるとこの性質は現れないので、粒径は細かくする必要がある。例えばスパッタリング面における平均結晶粒径は３０μｍ以下であることが好ましい。   However, if the average crystal grain size on the sputtering surface exceeds 30 μm, the unevenness difference on the sputtering surface increases, and abnormal discharge is likely to occur. Since sputtering has different sputtering rates depending on the plane orientation, the unevenness of the sputtering surface increases as sputtering progresses, and abnormal discharge is likely to occur. Sputtering also has the property that convex portions are more easily sputtered. As a result, the unevenness difference that is increased to some extent is flattened. However, since this property does not appear when the uneven period is gentle, the particle size needs to be fine. For example, the average crystal grain size on the sputtering surface is preferably 30 μm or less.

ＣｕＭｎ合金は全率固溶系であるため、後述する熱間圧延等を行うことで、上述のＣｕＭｎ合金からなるターゲット材のスパッタリング面には、純Ｃｕからなるターゲット材と同様に、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面が主要結晶面として現れる。   Since the CuMn alloy is a complete solid solution system, by performing hot rolling described later, the (111) plane is formed on the sputtering surface of the target material made of the above-mentioned CuMn alloy, similarly to the target material made of pure Cu. , (200) plane, (220) plane, (311) plane appear as main crystal planes.

本実施形態にかかるターゲット材のスパッタリング面は、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、（１１１）面の面積率が例えば１０％以上２０％以下であることが好ましく、その他の面の面積率が例えば２０％以下であることが好ましい。   The sputtering surface of the target material according to the present embodiment has a (111) plane when the total area of the (111) plane, (200) plane, (220) plane, (311) plane and other planes is 100%. The area ratio is preferably 10% or more and 20% or less, and the area ratio of other surfaces is preferably 20% or less, for example.

スパッタリング面に現れた結晶面の測定は、電子後方散乱回折像（ＥＢＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法により行った。このとき、（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を（１１１）面に含めることとし、（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を（２００）面に含めることとし、（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を（２２０）面に含めることとし、（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を（３１１）面に含めることとした。また、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面及び（３１１）面以外の結晶面（上記４つの結晶面のいずれにも含まれない結晶面）をその他の面とした。   The measurement of the crystal plane that appeared on the sputtering surface was performed by an electron back scattering diffraction (EBSD) method. At this time, a crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane, and a crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane. The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane, and the crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane. It was decided. Further, crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane (crystal planes not included in any of the four crystal planes) were used as other planes.

（１１１）面は、原子の充填率が高い結晶面であり、ターゲット材の原子をはじき出しやすい面である。従って、スパッタリング面における（１１１）面の面積率が１０％未満であると、スパッタリング時にターゲット材からスパッタ粒子が放出されにくくなり、充分なスパッタレートを確保することができない。   The (111) plane is a crystal plane with a high atomic filling rate, and is a plane that easily ejects atoms of the target material. Therefore, if the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface is less than 10%, it becomes difficult for the sputtered particles to be released from the target material during sputtering, and a sufficient sputtering rate cannot be ensured.

スパッタリング面における（１１１）面の面積率を１０％以上にすることで、充分なスパッタレートを確保することができる。   By setting the area ratio of the (111) plane in the sputtering surface to 10% or more, a sufficient sputtering rate can be ensured.

しかしながら、スパッタリング面における（１１１）面の面積率が２０％を超えると、（１１１）面を有する結晶粒が粗大化し、ターゲット材の結晶組織を微細結晶粒組織にできないことがある。例えば、上述の平均結晶粒径が３０μｍを超えることがある。その結果、異常放電の発生を抑制できないことがある。   However, if the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface exceeds 20%, the crystal grains having the (111) plane may become coarse, and the crystal structure of the target material may not be a fine crystal grain structure. For example, the above average crystal grain size may exceed 30 μm. As a result, the occurrence of abnormal discharge may not be suppressed.

スパッタリング面における（１１１）面の面積率を２０％以下にすることで、（１１１）面を有する結晶粒の粗大化を抑制し、ターゲット材の結晶組織を微細結晶粒組織にすることができる。例えば、上述の平均結晶粒径を３０μｍ以下にすることができる。これにより、異常放電の発生を抑制することができる。   By setting the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface to 20% or less, it is possible to suppress the coarsening of the crystal grains having the (111) plane and to make the crystal structure of the target material a fine crystal grain structure. For example, the above-mentioned average crystal grain size can be 30 μm or less. Thereby, generation | occurrence | production of abnormal discharge can be suppressed.

しかしながら、その他の面の面積率が２０％を超えると、スパッタリング面における（１１１）面の面積率が低下することがある。   However, if the area ratio of the other surface exceeds 20%, the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface may decrease.

その他の面の面積率を２０％以下にすることで、スパッタリング面における（１１１）面の面積率の低下を抑制することができる。例えば、スパッタリング面における（１１１）面の面積率を例えば１０％以上にすることができる。   By setting the area ratio of other surfaces to 20% or less, it is possible to suppress a decrease in the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface. For example, the area ratio of the (111) plane in the sputtering surface can be set to 10% or more, for example.

なお、後述のように鋳造工程、熱間圧延工程等を経て形成されるターゲット材では、その他の面の面積率を１０％未満にすることは難しい。つまり、後述の製法で得られたターゲット材では、通常、その他の面の面積率は１０％以上になる。   In addition, in the target material formed through a casting process, a hot rolling process, etc. as will be described later, it is difficult to make the area ratio of other surfaces less than 10%. That is, in the target material obtained by the manufacturing method described later, the area ratio of other surfaces is usually 10% or more.

（３）スパッタリング用銅ターゲット材の製造方法
次に、本実施形態にかかるターゲット材の製造方法について説明する。 (3) Manufacturing method of sputtering copper target material Next, the manufacturing method of the target material concerning this embodiment is demonstrated.

（鋳造工程）
例えば溶解鋳造法によりＣｕＭｎ合金の鋳塊を鋳造する。具体的には、純度が例えば３Ｎ以上である無酸素銅と、所定量のＭｎ（例えばＭｎフレーク）とを例えば溶解炉が備える坩堝内に投入し、例えば大気中で無酸素銅及びＭｎフレークを溶解して銅合金（ＣｕＭｎ合金）の溶湯を生成する。なお、Ｍｎの添加量は、形成されるターゲット材中のＭｎの含有量が例えば３原子％以上４０原子％以下になるように調整する。このように生成した銅合金の溶湯を鋳型に注いで冷却して溶湯を凝固させ、所定形状の鋳塊を鋳造する。 (Casting process)
For example, an ingot of CuMn alloy is cast by a melt casting method. Specifically, oxygen-free copper having a purity of, for example, 3N or more and a predetermined amount of Mn (for example, Mn flakes) are introduced into a crucible provided in a melting furnace, for example, and oxygen-free copper and Mn flakes are, for example, in the atmosphere It melts to produce a molten copper alloy (CuMn alloy). The amount of Mn added is adjusted so that the Mn content in the target material to be formed is, for example, 3 atomic% or more and 40 atomic% or less. The molten copper alloy thus produced is poured into a mold and cooled to solidify the molten metal, thereby casting an ingot having a predetermined shape.

上述の溶解鋳造法では、銅合金の溶湯が凝固する際、それぞれ異なる組成を有する（Ｍｎの濃度が異なる）固相と液相とに分離された後、銅合金の溶湯が凝固する。このため、溶解鋳造法により形成したＣｕＭｎ合金の鋳塊には、Ｍｎの濃度ムラが存在することがある。つまり鋳塊中におけるＭｎの濃度分布が不均一になることがある。また、鋳塊の液相部分が凝固した箇所には、溶湯が凝固する際に液相部分が熱収縮することでミクロなボイドが発生していることがある。   In the above-mentioned melt casting method, when the molten copper alloy is solidified, the molten copper alloy is solidified after being separated into a solid phase and a liquid phase having different compositions (different concentrations of Mn). For this reason, the ingot of the CuMn alloy formed by the melt casting method may have Mn concentration unevenness. That is, the Mn concentration distribution in the ingot may be non-uniform. In addition, in a portion where the liquid phase portion of the ingot is solidified, a micro void may be generated due to thermal contraction of the liquid phase portion when the molten metal solidifies.

（熱間圧延工程）
鋳造工程が終了した後、鋳塊を所定温度に加熱する。そして、所定温度の鋳塊に対して、所定の加工度の熱間圧延を行い、所定厚さの熱間圧延材を形成する。熱間圧延では、複数回の圧延パスを行うことが好ましい。つまり、熱間圧延は、被圧延材を圧延機が備える圧延ロール間に複数回通板（パス）させて行うことが好ましい。 (Hot rolling process)
After the casting process is completed, the ingot is heated to a predetermined temperature. And it hot-rolls with a predetermined work degree with respect to the ingot of predetermined temperature, and forms the hot-rolled material of predetermined thickness. In hot rolling, it is preferable to perform a plurality of rolling passes. That is, it is preferable to perform hot rolling by passing the material to be rolled a plurality of times (passing) between rolling rolls provided in the rolling mill.

熱間圧延の条件は、ＣｕＭｎ合金の鋳塊中におけるＭｎの濃度分布を均一にしつつ、鋳塊の結晶組織（鋳造組織）が有する粗大な結晶粒を細かくするとともに、被圧延材（被熱間圧延材）中に再結晶を生じさせて（１１１）面を有する微細な結晶粒を圧延面に配向させることが可能な条件にすることが好ましい。   The conditions for hot rolling are that the concentration distribution of Mn in the ingot of the CuMn alloy is made uniform, the coarse crystal grains of the crystal structure (cast structure) of the ingot are made fine, and the material to be rolled (heated material) It is preferable that recrystallization occurs in the rolled material) so that fine crystal grains having a (111) plane can be oriented on the rolled surface.

被圧延材の温度は圧延パスを経るにしたがって、つまり圧延パスの回数が多くなるほど低下する。熱間圧延終了時（熱間圧延終了直後）の圧延材の温度は、鋳塊の加熱温度、熱間圧延の総加工度（圧延パスの回数）等により変化する。熱間圧延終了時の圧延材の温度、圧延パスの条件（例えば加工量つまり加工度）により、得られるターゲット材の結晶組織は、下記（Ａ）〜（Ｄ）の４種類のいずれかの組織に分けられる。   The temperature of the material to be rolled decreases as it passes through the rolling pass, that is, as the number of rolling passes increases. The temperature of the rolled material at the end of hot rolling (immediately after the end of hot rolling) varies depending on the heating temperature of the ingot, the total working degree of hot rolling (number of rolling passes), and the like. Depending on the temperature of the rolled material at the end of hot rolling and the conditions of the rolling pass (for example, the processing amount, that is, the degree of processing), the crystal structure of the target material to be obtained is any one of the following four types of structures (A) to (D) It is divided into.

（Ａ）例えば、熱間圧延の加工量が少なく（加工度が小さく）、熱間圧延が高温領域で完了した（熱間圧延終了時の圧延材の温度が高温である）場合、ターゲット材の結晶組織は、数百μｍ以上の鋳造組織の粗大粒径が残留し、百μｍ以下の加工組織の結晶粒との混粒組織となる。また、再結晶はほとんど発生せず、再結晶で加工面に配向する（１１１）面の面積率が少なくなる。 (A) For example, when the processing amount of hot rolling is small (the degree of processing is small) and hot rolling is completed in a high temperature region (the temperature of the rolled material at the end of hot rolling is high), The crystal structure has a coarse grain size of a cast structure of several hundred μm or more, and becomes a mixed grain structure with crystal grains of a processed structure of 100 μm or less. Further, almost no recrystallization occurs, and the area ratio of the (111) plane oriented on the processed surface by recrystallization decreases.

（Ｂ）例えば、熱間圧延の加工量は充分であるが、熱間圧延が比較的高温の領域で完了した（熱間圧延終了時の圧延材の温度が比較的高温である）場合、ターゲット材の結晶組織は、（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率が高く、（１１１）面の粗大化により結晶粒の粒径も大きな組織となる。その他の面の面積率が高くなるのは、熱間圧延により充分な再結晶が得られるが、熱間圧延終了時の被圧延材の温度が比較的高温であるため、再結晶で配向した（１１１）面の粗大化が起こり、粗大化に伴い結晶粒界での適合を保つためと考えられる。なお、ここでの適合とは、例えば隣接する粗大化した（１１１）面間に形成される隙間（結晶粒界）が、（１１１）面以外の小さな結晶面で埋められていることを意味する。この場合は、異常放電が発生しやすくなるが、これは、（１１１）面の面積率の増加と（１１１）面の粗大化により粒径サイズ分布のバラツキが大きくなるためと考えられる。 (B) For example, the processing amount of hot rolling is sufficient, but when hot rolling is completed in a relatively high temperature region (the temperature of the rolled material at the end of hot rolling is relatively high), the target The crystal structure of the material has a high area ratio of the (111) plane and the area ratio of the other planes, and the grain size of the crystal grains becomes large due to the coarsening of the (111) plane. The area ratio of the other surface is high because sufficient recrystallization can be obtained by hot rolling, but the temperature of the material to be rolled at the end of hot rolling is relatively high, and thus oriented by recrystallization ( This is considered to be due to the fact that the 111) plane becomes coarser and the crystal grain boundary is maintained in accordance with the coarsening. The term “adaptation” here means that, for example, a gap (crystal grain boundary) formed between adjacent coarse (111) planes is filled with a small crystal plane other than the (111) plane. . In this case, abnormal discharge is likely to occur, and this is considered to be due to an increase in variation in the particle size distribution due to an increase in the area ratio of the (111) plane and a coarsening of the (111) plane.

（Ｃ）熱間圧延工程において例えば低温領域での加工量が多い場合、つまり、温度が低い圧延材に対して多くの熱間圧延が行われる場合、加工硬化した被圧延材に対して熱間圧延が行われることがある。加工硬化した状況での加工により被圧延材の組織が強変形し、その結果ターゲット材の組織は空孔やボイドが多く含まれる組織となる。これにより、ターゲット材の結晶組織は、（１１１）面の面積率が低く、その他の面の面積率が高いとともに、結晶粒の粒径が小さな組織となる。この場合、異常放電が発生しやすくなるが、これは、強変形した組織（強変形組織）ではスパッタリング時に電荷の堆積（チャージアップ）が発生しやすくなるためと考えられる。 (C) In the hot rolling process, for example, when there is a large amount of processing in a low temperature region, that is, when a lot of hot rolling is performed on a rolled material having a low temperature, Rolling may occur. The structure of the material to be rolled is strongly deformed by processing in the work-hardened state, and as a result, the structure of the target material becomes a structure containing a lot of voids and voids. As a result, the crystal structure of the target material is a structure in which the area ratio of the (111) plane is low, the area ratio of the other plane is high, and the crystal grain size is small. In this case, abnormal discharge is likely to occur, and this is considered because charge accumulation (charge-up) is likely to occur during sputtering in a strongly deformed structure (strongly deformed structure).

（Ｄ）熱間圧延工程において、熱間圧延の加工度を所定の範囲とし、熱間圧延終了時の圧延材の温度が所定温度領域となるように鋳塊の加熱温度を調整することで、所定量（例えば３原子％以上４０原子％以下）のＭｎが含有されたＣｕＭｎ合金からなるターゲット材の結晶組織を所定の組織にすることができる。 (D) In the hot rolling process, by adjusting the hot rolling process temperature within a predetermined range, and adjusting the heating temperature of the ingot so that the temperature of the rolled material at the end of hot rolling is in a predetermined temperature range, The crystal structure of the target material made of a CuMn alloy containing Mn in a predetermined amount (for example, 3 atomic% or more and 40 atomic% or less) can be made a predetermined structure.

なお、ＣｕＭｎ合金の２元系状態図から、例えばＭｎが３７原子％含有されたＣｕＭｎ合金の融点の最小値は８７１℃となる。上述したように鋳塊にはＭｎの濃度ムラが存在することがあるため、鋳塊の温度が８７１℃を超えると、鋳塊内部にＣｕＭｎ合金が溶融した溶融部が形成されることがある。従って、鋳塊の加熱温度は８５０℃以下であることが好ましい。   From the binary system phase diagram of the CuMn alloy, for example, the minimum melting point of the CuMn alloy containing 37 atomic% of Mn is 871 ° C. As described above, since the Mn concentration unevenness may exist in the ingot, when the temperature of the ingot exceeds 871 ° C., a molten portion in which the CuMn alloy is melted may be formed inside the ingot. Therefore, the heating temperature of the ingot is preferably 850 ° C. or lower.

また、熱間圧延で行う圧延パスのうち、最初（１回目）の圧延パスの加工度は、割れ防止の観点から５％程度とすることが好ましい。   Of the rolling passes performed by hot rolling, the working degree of the first (first) rolling pass is preferably about 5% from the viewpoint of preventing cracks.

熱間圧延工程が終了した後、必要に応じて所定の冷間圧延等を行い、所定のターゲット材を形成する。   After the hot rolling step is completed, predetermined cold rolling or the like is performed as necessary to form a predetermined target material.

（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）ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材において、組成制御に加えて結晶組織の制御を行うことで、スパッタリング時に異常放電が発生することを抑制することができる。これにより、このターゲット材を用いて形成されるＣｕＭｎ合金層上やＣｕＭｎ合金層中にパーティクル等の不純物が混入することを抑制できる。従って、ＴＦＴの生産性をより向上させることができるとともに、より高性能な配線膜を形成することができる。 (A) In a target material made of a CuMn alloy, the occurrence of abnormal discharge during sputtering can be suppressed by controlling the crystal structure in addition to the composition control. Thereby, it can suppress that impurities, such as a particle, mix on the CuMn alloy layer formed using this target material, or in a CuMn alloy layer. Accordingly, the productivity of the TFT can be further improved, and a higher performance wiring film can be formed.

（ｂ）つまり、高抵抗なＣｕＭｎ合金からなるターゲット材において、平均結晶粒径と結晶面の配向とを制御し、ターゲット材の多結晶体組織を微細結晶粒組織にすることで、スパッタリングにより上述のエロージョン部分が粗くなることを抑制することができる。これにより、スパッタリング時の異常放電の発生を抑制することができる。 (B) That is, in the target material made of a high resistance CuMn alloy, the average crystal grain size and the orientation of the crystal plane are controlled, and the polycrystalline structure of the target material is changed to a fine crystal grain structure, so that the above-mentioned by sputtering. It is possible to prevent the erosion portion of the material from becoming rough. Thereby, generation | occurrence | production of the abnormal discharge at the time of sputtering can be suppressed.

これに対し、ＣｕＭｎ合金のような高抵抗な合金で形成されるターゲット材において、組成制御（Ｍｎや不可避不純物の含有量の制御）のみ行い、結晶組織の制御を行わない場合、スパッタリングにより上述のエロージョン部分の凹凸が粗くなり、異常放電の発生を抑制できないことがある。   In contrast, in a target material formed of a high resistance alloy such as a CuMn alloy, only the composition control (control of the content of Mn and inevitable impurities) is performed, and the crystal structure is not controlled. The unevenness of the erosion part becomes rough, and abnormal discharge may not be suppressed.

（ｃ）ＣｕＭｎ合金で形成されるターゲット材において、Ｍｎの含有量を３原子％以上４０原子％以下にすることで、このターゲット材を用いて形成されるＣｕＭｎ合金層をバリア層として機能させることができる。また、ＣｕＭｎ合金層自体の耐酸化性を向上させることができる。 (C) In a target material formed of a CuMn alloy, the CuMn alloy layer formed using this target material functions as a barrier layer by setting the content of Mn to 3 atomic% or more and 40 atomic% or less. Can do. Moreover, the oxidation resistance of the CuMn alloy layer itself can be improved.

（ｄ）ターゲット材中のＭｎの含有量が少なくなるほど、例えばＣｕＭｎ合金層と半導体層との間の界面に拡散、集積するＭｎの量が少なくなるため、ＣｕＭｎ合金層の耐酸化性が低くなる。従って、Ｍｎの含有量が少ない（例えばＭｎの含有量が３原子％の）ターゲット材は、後の加熱処理が還元性雰囲気で行われるＴＦＴ（Ｓｉ−ＴＦＴ）の配線膜の形成に用いられる場合に有効である。 (D) As the Mn content in the target material decreases, for example, the amount of Mn that diffuses and accumulates at the interface between the CuMn alloy layer and the semiconductor layer decreases, so the oxidation resistance of the CuMn alloy layer decreases. . Therefore, a target material having a low Mn content (for example, a Mn content of 3 atomic%) is used for forming a wiring film of a TFT (Si-TFT) in which the subsequent heat treatment is performed in a reducing atmosphere. It is effective for.

（ｅ）３原子％以上４０原子％以下のＭｎを含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる鋳塊に対して、所定の熱間圧延を行ってターゲット材を形成することで、所定の結晶組織
を有するターゲット材を形成することができる。 (E) A predetermined crystal structure is formed by forming a target material by performing predetermined hot rolling on an ingot containing 3 atomic% or more and 40 atomic% or less of Mn and the balance being Cu and inevitable impurities. A target material having can be formed.

これに対し、熱間圧延の代わりに、熱間鍛造を行ってターゲット材を形成した場合、熱間鍛造時に熱間圧延よりも再結晶が生じやすく、（１１１）面の粗大化が進みやすくなる。従って、熱間鍛造を行って形成したターゲット材の結晶組織は、熱間圧延を行って形成したターゲットの結晶組織よりも、結晶粒の粒径が大きくなったり、スパッタリング面における（１１１）面の面積率が大きくなる。その結果、スパッタリングにより上述のエロージョン部分の凹凸が粗くなりやすく、異常放電が発生しやすくなる。   On the other hand, when the target material is formed by performing hot forging instead of hot rolling, recrystallization is more likely to occur than hot rolling at the time of hot forging, and the coarsening of the (111) plane is likely to proceed. . Therefore, the crystal structure of the target material formed by hot forging is larger in crystal grain size than that of the target formed by hot rolling, or the (111) plane of the sputtering surface. The area ratio increases. As a result, the unevenness of the above-mentioned erosion portion is likely to be rough due to sputtering, and abnormal discharge is likely to occur.

（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、ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材を用い、結晶化Ｓｉ又は酸化物半導体で形成される半導体層上にＣｕＭｎ合金層を形成する場合について説明したがこれに限定されない。半導体層は、結晶化Ｓｉや酸化物半導体以外の半導体により形成されていてもよい。また、ＣｕＭｎ合金層は、例えばガラス基板上や、絶縁層上、ＩＴＯ基板上、ＰＥＴフィルム上、他の機能性膜上に形成してもよい。この場合、ＣｕＭｎ合金層は、ガラス基板や絶縁層等と配線膜（ＣｕＭｎ合金層）とを密着させる層としても機能する。   In the above-described embodiment, the case where a CuMn alloy layer is formed on a semiconductor layer formed of crystallized Si or an oxide semiconductor using a target material made of a CuMn alloy has been described, but the present invention is not limited to this. The semiconductor layer may be formed of a semiconductor other than crystallized Si or an oxide semiconductor. The CuMn alloy layer may be formed on, for example, a glass substrate, an insulating layer, an ITO substrate, a PET film, or another functional film. In this case, the CuMn alloy layer also functions as a layer that adheres the glass substrate, the insulating layer, and the like to the wiring film (CuMn alloy layer).

上述の実施形態では、ターゲット材が、例えば液晶パネルのＴＦＴの配線膜を構成するＣｕＭｎ合金層の形成に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えばタッチパネルのＴＦＴの配線膜の形成にも、本実施形態にかかるターゲット材を好適に用いることができる。   In the above-described embodiment, the case where the target material is used for forming the CuMn alloy layer constituting the wiring film of the TFT of the liquid crystal panel, for example, has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the target material according to the present embodiment can also be suitably used for forming a TFT wiring film of a touch panel.

鋳造工程が終了した後、鋳塊に対して面削を行い、鋳塊の表面に形成された表面酸化層（黒皮）を削って除去してもよい。   After the casting process is finished, the ingot may be chamfered, and the surface oxide layer (black skin) formed on the surface of the ingot may be shaved and removed.

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１）
まず、溶解鋳造法により、ＣｕＭｎ合金の溶湯を作製した。具体的には、溶解炉が備える坩堝内に、純度が３Ｎ以上の無酸素銅と、純度が３Ｎ以上のＭｎフレーク材とを投入した。このとき、ＣｕＭｎ合金中におけるＭｎの濃度が１０原子％（１０ａｔ％）になるように、無酸素銅およびＭｎフレーク材の配合比を調整した。そして、大気中にて坩堝内の温度が１１００℃〜１２００℃になるように加熱して無酸素銅及びＭｎフレーク材を溶解して、銅合金（ＣｕＭｎ合金）の溶湯を作製した。そして、湯面（溶湯）の酸化防止のために湯面を酸化防止剤でキャップし、溶湯内におけるＭｎの濃度分布が充分に均一になるまで撹拌した後、溶湯を所定形状を有する鋳型に注いで所定形状の鋳塊を鋳造した。そして、鋳塊の表面に形成された酸化被膜（黒被）を除去する面削処理を行い、１０ｍｍｔ×１８０ｍｍＷ×１０００ｍｍＬのケーク材を形成した。 (Sample 1)
First, a molten CuMn alloy was prepared by a melt casting method. Specifically, oxygen-free copper having a purity of 3N or higher and Mn flake material having a purity of 3N or higher were charged into a crucible provided in the melting furnace. At this time, the blending ratio of the oxygen-free copper and the Mn flake material was adjusted so that the concentration of Mn in the CuMn alloy was 10 atomic% (10 at%). And it heated so that the temperature in a crucible might become 1100 to 1200 degreeC in air | atmosphere, the oxygen-free copper and the Mn flake material were melt | dissolved, and the molten metal of the copper alloy (CuMn alloy) was produced. Then, to prevent oxidation of the molten metal (molten metal), the molten metal surface is capped with an antioxidant and stirred until the Mn concentration distribution in the molten metal becomes sufficiently uniform, and then the molten metal is poured into a mold having a predetermined shape. Then, an ingot of a predetermined shape was cast. And the chamfering process which removes the oxide film (black coating) formed in the surface of an ingot was performed, and the cake material of 10 mmtx180mmWx1000mmL was formed.

続いて、８５０℃に加熱したケーク材（鋳塊）に対して総加工度が９０％の熱間圧延を行って熱間圧延材を形成した。熱間圧延は、複数回の圧延パスを実施して行った。このとき、熱間圧延の総加工度が９０％になるように、各圧延パス毎に上下圧延ロール間の距離を調整し、各圧延パス毎の加工度を調整した。なお、各圧延パス毎の加工度は、上下圧延ロール間の距離＝板厚（被圧延材の厚さ）とし、下記（数１）により算出した。   Subsequently, hot rolling with a total workability of 90% was performed on the cake material (ingot) heated to 850 ° C. to form a hot rolled material. Hot rolling was performed by performing a plurality of rolling passes. At this time, the distance between the upper and lower rolling rolls was adjusted for each rolling pass so that the total working degree of hot rolling was 90%, and the working degree for each rolling pass was adjusted. The degree of processing for each rolling pass was calculated by the following (Equation 1), where distance between upper and lower rolling rolls = sheet thickness (thickness of the material to be rolled).

（数１）
加工度（％）＝{（加工前の板厚−加工後の板厚）／加工前の板厚}×１００ (Equation 1)
Degree of processing (%) = {(plate thickness before processing−plate thickness after processing) / plate thickness before processing} × 100

具体的には、本実施例では、熱間圧延を、温度が高く、高い延性を保っている被圧延材に対して高い加工度（≒１５〜３０％）で行う第１熱間圧延（１段階目の熱間圧延）と、温度が下がり、延性が低下してきた被圧延材に対して低い加工度（≒１０％で一定）で行う第２熱間圧延（２段階目の熱間圧延）とに分けて実施した。   Specifically, in this example, the first hot rolling (1 to 30%) is performed on the material to be rolled that has a high temperature and maintains high ductility at a high workability (≈15 to 30%). Hot rolling at the second stage) and second hot rolling (second stage hot rolling) performed at a low workability (constant at approximately 10%) for the material to be rolled whose temperature has been lowered and ductility has decreased. It was carried out separately.

そして、表１に示すように、第１熱間圧延では、圧延パスの回数を９回とし、総加工度が７４．１％になるように各圧延パスの加工度を調整した。なお、第１熱間圧延では、最初（１パス目）の圧延パスの加工度を５％とし、２パス目以降の圧延パスの加工度をほぼ均等にした。また、第２熱間圧延では、圧延パスの回数を９回とし、総加工度が６１．４％になるように各圧延パスの加工度を調整し、総加工度が９０．０％の熱間圧延を行った。   Then, as shown in Table 1, in the first hot rolling, the number of rolling passes was set to 9 and the working degree of each rolling pass was adjusted so that the total working degree was 74.1%. In the first hot rolling, the degree of processing of the first (first pass) rolling pass was 5%, and the degree of processing of the second and subsequent passes was substantially uniform. In the second hot rolling, the number of rolling passes is set to 9, and the degree of processing of each rolling pass is adjusted so that the total degree of processing becomes 61.4%, and the total degree of processing is 90.0%. Hot rolling was performed.

熱間圧延が終了した後、必要に応じて、熱間圧延材の表面に形成された黒皮を面削にて除去したり、仕上げ圧延等の冷間圧延を行い、ターゲット材が形成されることとなる試料を作製した。これを試料１とした。   After the hot rolling is finished, the target material is formed by removing the black skin formed on the surface of the hot rolled material by chamfering or performing cold rolling such as finish rolling as necessary. Different samples were prepared. This was designated as Sample 1.

（試料２〜２０）
試料２〜２０では、Ｍｎの含有量、熱間圧延を行う際の鋳塊の加熱温度、熱間圧延（第１熱間圧延、第２熱間圧延）で行う圧延パスの回数、各圧延パスの加工度、第１熱間圧延の総加工度、第２熱間圧延の総加工度、熱間圧延の総加工度をそれぞれ表１に示す通りとした。なお、Ｍｎの含有量が３原子％であるＣｕＭｎ合金では、熱間圧延時に被圧延材に充分な再結晶を生じさせる観点から、鋳塊の加熱温度を８２０℃にした。また、Ｍｎの含有量が４０原子％であるＣｕＭｎ合金では、鋳塊の加熱温度が高いと熱間圧延時に被圧延材に割れが発生しやすくなるため、鋳塊の加熱温度を８００℃にした。その他は、試料１と同様にしてターゲット材が形成されることとなる試料を形成した。これらをそれぞれ試料２〜２０とする。 (Samples 2-20)
In samples 2 to 20, the content of Mn, the heating temperature of the ingot at the time of hot rolling, the number of rolling passes performed by hot rolling (first hot rolling, second hot rolling), each rolling pass Table 1 shows the degree of processing, the total degree of first hot rolling, the total degree of second hot rolling, and the total degree of hot rolling. In addition, in the CuMn alloy whose Mn content is 3 atomic%, the heating temperature of the ingot was set to 820 ° C. from the viewpoint of causing sufficient recrystallization in the material to be rolled during hot rolling. In addition, in a CuMn alloy having a Mn content of 40 atomic%, if the heating temperature of the ingot is high, cracks are likely to occur in the material to be rolled during hot rolling, so the heating temperature of the ingot is set to 800 ° C. . Other than that, a sample in which a target material was formed in the same manner as Sample 1 was formed. These are designated as Samples 2 to 20, respectively.

（試料２１〜２５）
試料２１〜２５では、熱間圧延の代わりに、所定温度に加熱した鋳塊に対して熱間鍛造を行った。具体的には、熱間鍛造材の厚さが１０ｍｍｔになるまで、加工度が９０．０％の熱間鍛造を行った。途中、被熱間鍛造材の温度が６００℃程度まで下がったら、被熱間鍛造材を初回の加熱温度（鋳塊の加熱温度）まで再加熱してから熱間鍛造を継続した。Ｍｎの含有量、熱間鍛造を行う際の鋳塊の加熱温度は表１に示す通りとした。その他は、試料１と同様にしてターゲット材が形成されることなる試料を形成した。これらをそれぞれ試料２１〜２５とする。 (Samples 21-25)
In samples 21 to 25, hot forging was performed on the ingot heated to a predetermined temperature instead of hot rolling. Specifically, hot forging with a workability of 90.0% was performed until the thickness of the hot forged material reached 10 mm. On the way, when the temperature of the hot forged material decreased to about 600 ° C., the hot forged material was reheated to the initial heating temperature (heating temperature of the ingot) and then hot forging was continued. The Mn content and the heating temperature of the ingot during hot forging were as shown in Table 1. Other than that, a sample on which a target material was formed was formed in the same manner as Sample 1. These are designated as Samples 21 to 25, respectively.

（評価）
＜熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度＞
試料１〜２５のターゲット材となる各試料についてそれぞれ、熱間圧延完了時の熱間圧延材（又は熱間鍛造完了時の熱間鍛造材）の温度を測定した。具体的には、第１熱間圧延及び第２熱間圧延のそれぞれの最終の圧延パス（圧延ロール）を通過した直後の被圧延材の後端（圧延方向における後端）の温度をそれぞれ放射温度計でモニタすることで測定した。上記表１に、第１熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度（第１熱間圧延完了時の温度）及び第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度（第２熱間圧延完了時の温度）の測定結果をそれぞれ示す。本実施例では、第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度となる。 (Evaluation)
<Temperature of hot-rolled material when hot rolling is completed>
About each sample used as the target material of samples 1-25, the temperature of the hot rolled material at the time of completion of hot rolling (or hot forged material at the time of completion of hot forging) was measured. Specifically, the temperature of the rear end (rear end in the rolling direction) of the material to be rolled immediately after passing through the final rolling pass (rolling roll) of each of the first hot rolling and the second hot rolling is radiated. It was measured by monitoring with a thermometer. In Table 1 above, the temperature of the hot rolled material at the completion of the first hot rolling (temperature at the completion of the first hot rolling) and the temperature of the hot rolled material at the completion of the second hot rolling (second hot rolling) The measurement results of the temperature at the completion of rolling) are shown. In this example, the temperature of the hot rolled material at the completion of the second hot rolling becomes the temperature of the hot rolled material at the time of completion of the hot rolling.

＜結晶組織の評価＞
試料１〜２５の各試料の結晶組織の評価を行った。具体的には、各試料の結晶組織の評価として、各試料からターゲット材を形成した際にスパッタリング面となる圧延面の平均結晶粒径を測定するとともに、圧延面における（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率を測定した。 <Evaluation of crystal structure>
The crystal structure of each of samples 1 to 25 was evaluated. Specifically, as an evaluation of the crystal structure of each sample, the average crystal grain size of the rolled surface that becomes a sputtering surface when a target material is formed from each sample is measured, and the area ratio of the (111) plane in the rolled surface And the area ratio of the other surface was measured.

まず、結晶組織を評価する面が圧延面に平行になるようにして、各試料の所定箇所からブロック形状のサンプルを切り出した。このサンプルは各試料の前端、中央、後端からそれぞれ１個ずつ採取した。なお、試料の前端とは、圧延方向における先端部であり、後端とは、圧延方向における最後部であり、中央とは前端と後端との間である。   First, a block-shaped sample was cut out from a predetermined portion of each sample so that the surface on which the crystal structure was evaluated was parallel to the rolling surface. One sample was collected from each of the front end, center, and rear end of each sample. The front end of the sample is the front end in the rolling direction, the rear end is the last portion in the rolling direction, and the center is between the front end and the rear end.

そして、ＥＢＳＤ法により、測定領域（視野領域）を１ｍｍ×３ｍｍとして、各サンプルの圧延面（測定領域）に存在する結晶粒の面方位（結晶面方位）を測定し、各サンプルの圧延面における結晶面方位の逆極点図を作成した。このとき、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面の各面の法線方向から１５°以内の結晶面をそれぞれ（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面に含めることとした。また、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面及び（３１１）面以外の結晶面をその他の面とした。   Then, by the EBSD method, the measurement region (viewing region) is set to 1 mm × 3 mm, the plane orientation (crystal plane orientation) of the crystal grains existing on the rolling surface (measurement region) of each sample is measured, and the rolling surface of each sample is measured A reverse pole figure of crystal plane orientation was created. At this time, crystal planes within 15 ° from the normal direction of the (111) plane, (200) plane, (220) plane, and (311) plane are respectively (111) plane, (200) plane, (220 ) Plane and (311) plane. Further, crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane were used as other planes.

得られた逆極点図から、各試料の圧延面に存在する結晶粒の平均粒径（平均結晶粒径）を測定した。この測定結果を上記表１に示す。表１中の「混粒」とは、結晶組織が鋳造組織と加工組織との混粒組織になっていることを示している。   From the obtained reverse pole figure, the average grain size (average crystal grain size) of the crystal grains present on the rolling surface of each sample was measured. The measurement results are shown in Table 1 above. “Mixed grain” in Table 1 indicates that the crystal structure is a mixed grain structure of a cast structure and a processed structure.

また、得られた逆極点図から、（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率を測定した。なお、（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率はそれぞれ、測定領域の面積を１００％としたときの割合である。また、各試料の前端、中央、後端からそれぞれ切り出した各サンプルの（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率の平均値を、各試料の（１１１）面の面積率及びその他の面の面積率とした。この測定結果を上記表１に示す。   Moreover, from the obtained reverse pole figure, the area ratio of the (111) plane and the area ratio of other planes were measured. In addition, the area ratio of the (111) plane and the area ratio of the other plane are ratios when the area of the measurement region is 100%. In addition, the average value of the area ratio of the (111) plane of each sample cut out from the front end, the center, and the rear end of each sample, and the area ratio of the other plane, and the area ratio of the (111) plane of each sample and other The area ratio of the surface was used. The measurement results are shown in Table 1 above.

＜異常放電の発生回数の測定＞
試料１〜２５の各試料からそれぞれ、スパッタリング面が圧延面に平行になるようにして、φ１００ｍｍ×５ｍｍｔの円盤状のターゲット材を形成した。そして各試料から形成したターゲット材を用いてスパッタリングを行い、スパッタリング時に発生した異常放電の回数を測定した。異常放電の発生回数の測定は、図１に示す検出装置システム（アークモニタ）を用い、スパッタリング時の基板電極と、ターゲット材である各サンプルに接続されるカソード電極との間に印加する電流と電圧とをモニタして異常放電（アーク）の発生を判定し、カウントすることで行った。 <Measurement of abnormal discharge occurrence>
A disk-shaped target material of φ100 mm × 5 mmt was formed from each of the samples 1 to 25 so that the sputtering surface was parallel to the rolling surface. And sputtering was performed using the target material formed from each sample, and the frequency | count of the abnormal discharge generate | occur | produced at the time of sputtering was measured. The number of occurrences of abnormal discharge is measured by using the detection apparatus system (arc monitor) shown in FIG. 1, and the current applied between the substrate electrode during sputtering and the cathode electrode connected to each sample as the target material. The voltage was monitored to determine the occurrence of abnormal discharge (arc) and counted.

表２に、異常放電の発生回数を測定した際のスパッタリング条件を示す。   Table 2 shows the sputtering conditions when measuring the number of occurrences of abnormal discharge.

表２に示すように、異常放電の発生回数の測定では、スパッタリングを行うチャンバ内の圧力を０．５Ｐａとし、放電パワー密度を１２．７Ｗ／ｃｍ^２とし、プロセスガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、連続２時間のスパッタリングを行った。なお、１２．７Ｗ／ｃｍ^２の放電パワー密度は、ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材に異常放電を発生させやすくする強めの放電パワー密度であるとともに、長時間（２時間）のスパッタリングによりボンディングが温度上昇して剥がれてしまうことがない極限の放電パワー密度である。 As shown in Table 2, in the measurement of the number of occurrences of abnormal discharge, the pressure in the sputtering chamber is 0.5 Pa, the discharge power density is 12.7 W / cm ^2, and argon (Ar) gas is used as the process gas. Used for 2 hours of continuous sputtering. The discharge power density of 12.7 W / cm ² is a strong discharge power density that makes it easy to generate abnormal discharge in the target material made of CuMn alloy, and the temperature of bonding increases due to long-time (2 hours) sputtering. It is the ultimate discharge power density that does not peel off.

また、スパッタリング開始後３０秒間のプリスパッタリングで発生した異常放電は、ターゲット材が大気に触れた影響で発生した可能性があるため、異常放電の発生回数にはカウントしなかった。   In addition, abnormal discharge generated by pre-sputtering for 30 seconds after the start of sputtering may have occurred due to the influence of the target material touching the atmosphere, and thus was not counted as the number of occurrences of abnormal discharge.

試料１〜２５の各試料から形成したターゲット材を用いてスパッタリングを行った際に発生した異常放電の発生回数を表１に示す。   Table 1 shows the number of abnormal discharges that occurred when sputtering was performed using the target material formed from each of Samples 1 to 25.

＜エロージョン部分の粗さの評価＞
次に、試料１〜２５の各試料から形成したターゲット材について、スパッタリングが終了した後のエロージョン部分の粗さを評価した。つまり、上述の異常放電の発生回数を測定した後の各ターゲット材のエロージョン部分の最深部分を含む３ｍｍ幅の領域の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、株式会社東京精密製のＴＩＭＳ粗さ測定装置を用い、装置付属の解析ソフトにより測定した。Ｒｚは、各ターゲット材のエロージョン部分の３箇所で測定した。そして、３つのＲｚの平均値を求め、この平均値を各ターゲット材のエロージョン部分の粗さとした。エロージョン部分の粗さの測定結果を表１に示す。 <Evaluation of roughness of erosion part>
Next, the roughness of the erosion part after sputtering was evaluated about the target material formed from each sample of the samples 1-25. That is, the ten-point average roughness (Rz) of the 3 mm wide region including the deepest portion of the erosion portion of each target material after measuring the number of occurrences of the abnormal discharge described above is measured by TIMS roughness measurement by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Using the apparatus, the measurement was performed with the analysis software attached to the apparatus. Rz was measured at three locations in the erosion portion of each target material. And the average value of three Rz was calculated | required and let this average value be the roughness of the erosion part of each target material. Table 1 shows the measurement results of the roughness of the erosion part.

Ｒｚの値が大きくなるほど、凹凸の深さが深い（凹凸の高低差が大きい）ことを示している。上述したように１２．７ｋＷ／ｃｍ^２の放電パワー密度は、ＣｕＭｎ合金からなるターゲット材では強めのスパッタリング条件である。エロージョン部分の粗さは放電パワー密度が大きくなるにつれて粗くなるため、評価した値はかなり厳しい条件での値と言える。 The larger the value of Rz is, the deeper the unevenness is (the greater the unevenness of the unevenness is). As described above, a discharge power density of 12.7 kW / cm ² is a stronger sputtering condition for a target material made of a CuMn alloy. Since the roughness of the erosion portion becomes rough as the discharge power density increases, the evaluated value can be said to be a value under rather severe conditions.

（評価結果）
表１に示すように、試料１〜４、試料８〜１１、試料１５〜１７では、上記スパッタリング条件中に発生した異常放電の回数が０回である、つまり異常放電が発生しなかったことを確認した。つまり、Ｍｎの含有量が３原子％以上４０原子％以下であるＣｕＭｎ合金からなるターゲット材において、スパッタリング面の平均粒子径が１０μｍ以上３０μｍ以下になり、スパッタリング面における（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下になり、その他の面の面積率が２０％以下になるように結晶組織の制御を行うことで、スパッタリングによりターゲット材のエロージョン部分が粗くなることを抑止でき、異常放電の発生を抑制できることを確認した。 (Evaluation results)
As shown in Table 1, in Samples 1-4, Samples 8-11, and Samples 15-17, the number of abnormal discharges that occurred during the sputtering conditions was 0, that is, no abnormal discharges occurred. confirmed. That is, in a target material made of a CuMn alloy having a Mn content of 3 atomic% to 40 atomic%, the average particle diameter of the sputtering surface is 10 μm to 30 μm, and the area ratio of the (111) plane on the sputtering surface is By controlling the crystal structure so that the area ratio of the other surface is 10% or more and 20% or less and 20% or less, it is possible to prevent the erosion portion of the target material from becoming rough due to sputtering, and abnormal discharge It was confirmed that generation can be suppressed.

例えば試料１と試料５との比較から、第１熱間圧延の総加工度が同程度であっても、第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が高いと、ターゲット材の結晶組織は、（１１１）
面の面積率及びその他の面の面積率が高く、（１１１）面の粗大化により結晶粒の粒径も大きな組織となることを確認した。また、試料８と試料１２との比較、試料１５と試料１８との比較からも同様のことを確認した。つまりＣｕＭｎ合金中におけるＭｎの含有量（Ｍｎ濃度）によらずに第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が高いと、ターゲット材の結晶組織は上述の（Ｂ）の結晶組織になることを確認した。 For example, from comparison between sample 1 and sample 5, even if the total workability of the first hot rolling is about the same, if the temperature of the hot rolled material at the completion of the second hot rolling is high, the crystal of the target material The organization is (111)
It was confirmed that the area ratio of the surface and the area ratio of the other surfaces were high, and the grain size of the crystal grains became large due to the coarsening of the (111) plane. Moreover, the same thing was confirmed also from the comparison with the sample 8 and the sample 12, and the comparison with the sample 15 and the sample 18. That is, when the temperature of the hot rolled material at the time of completion of the second hot rolling is high regardless of the Mn content (Mn concentration) in the CuMn alloy, the crystal structure of the target material becomes the crystal structure of (B) described above. It was confirmed that

また、試料５、試料１２、試料１８から、平均結晶粒径が大きくなると（例えば平均結晶粒径が３０μｍを超えると）、（１１１）面の面積率が増加し、異常放電が発生することがあることを確認した。   Further, from Sample 5, Sample 12, and Sample 18, when the average crystal grain size increases (for example, when the average crystal grain size exceeds 30 μm), the area ratio of the (111) plane increases, and abnormal discharge may occur. I confirmed that there was.

例えば試料１と試料６との比較から、第１熱間圧延の総加工度と第２熱間圧延の総加工度とが共に低く（つまり熱間圧延の総加工度が低く）、第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が高いと、ターゲット材の結晶組織は、数百μｍ以上の鋳造組織の粗大粒径が残留し、百μｍ以下の加工組織の結晶粒と混粒組織となることを確認した。また、試料８と試料１３との比較、試料１５と試料１９との比較からも同様のことを確認した。つまりＣｕＭｎ合金中におけるＭｎの含有量によらずに熱間圧延の総加工度が低く、熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が高いと、ターゲット材の結晶組織は上述の（Ａ）の結晶組織になることを確認した。   For example, from the comparison between Sample 1 and Sample 6, the total work degree of the first hot rolling and the total work degree of the second hot rolling are both low (that is, the total work degree of hot rolling is low), and the second heat When the temperature of the hot-rolled material at the time of completion of hot rolling is high, the crystal structure of the target material has a coarse grain size of a cast structure of several hundred μm or more, and crystal grains and mixed grain structure of a processed structure of 100 μm or less It was confirmed that The same thing was also confirmed from the comparison between Sample 8 and Sample 13 and the comparison between Sample 15 and Sample 19. That is, when the total work degree of hot rolling is low regardless of the Mn content in the CuMn alloy and the temperature of the hot rolled material at the completion of hot rolling is high, the crystal structure of the target material is the above-mentioned (A). It was confirmed that the crystal structure was.

また、試料６、試料１３、試料１６から、加工組織と鋳造組織との混粒組織からなるターゲット材では、スパッタリングを行うと、スパッタリングによりターゲット材のエロージョン部分の凹凸が粗くなり、異常放電が発生することがあることを確認した。   Moreover, in the target material consisting of the mixed grain structure of the processed structure and the cast structure from Sample 6, Sample 13, and Sample 16, when the sputtering is performed, the unevenness of the erosion portion of the target material becomes rough due to the sputtering, and abnormal discharge occurs. Confirmed that there is something to do.

例えば試料１と試料７との比較から、第２熱間圧延の総加工度が高く、第２熱間圧延完了時の熱間圧延材の温度が低いと、温度が低い被圧延材に対して熱間圧延が行われ、ターゲット材の結晶組織が強変形組織となっていることを確認した。つまり、熱間圧延工程において低温領域での加工量が多いと、ターゲット材の結晶組織が強変形組織になることを確認した。また、試料８と試料１４との比較、試料１５と試料２０との比較からも同様のことを確認した。つまりＣｕＭｎ合金中におけるＭｎの含有量によらずに、低温領域での加工量が多いと、ターゲット材の結晶組織は上述の（Ｃ）の結晶組織になることを確認した。   For example, from the comparison between sample 1 and sample 7, if the total work degree of the second hot rolling is high and the temperature of the hot rolled material at the completion of the second hot rolling is low, Hot rolling was performed, and it was confirmed that the crystal structure of the target material was a strong deformation structure. That is, it was confirmed that when the amount of processing in the low temperature region is large in the hot rolling process, the crystal structure of the target material becomes a strongly deformed structure. Moreover, the same thing was confirmed also from the comparison with the sample 8 and the sample 14, and the comparison with the sample 15 and the sample 20. That is, regardless of the Mn content in the CuMn alloy, it was confirmed that when the amount of processing in the low temperature region is large, the crystal structure of the target material becomes the crystal structure of (C) described above.

また、試料７、試料１４、試料２０から、ターゲット材の結晶組織が平均結晶粒径が小さな微細結晶粒組織であっても、強変形組織であると、異常放電が発生することがあることを確認した。   Further, from Sample 7, Sample 14, and Sample 20, even if the crystal structure of the target material is a fine crystal grain structure with a small average crystal grain size, abnormal discharge may occur if it is a strongly deformed structure. confirmed.

試料２１〜２５から、熱間鍛造を行って形成したＣｕＭｎ合金からなるターゲット材は、熱間圧延を行って形成したＣｕＭｎ合金からなるターゲット材に比べて、（１１１）面を有する結晶粒の再結晶と粗大化が進みやすいことを確認した。その結果、熱間鍛造を行って形成したＣｕＭｎ合金からなるターゲット材は、その結晶組織を微細結晶粒組織で形成することができないことを確認した。   From the samples 21 to 25, the target material made of CuMn alloy formed by hot forging was re-crystallized of the crystal grains having the (111) plane, compared to the target material made of CuMn alloy formed by hot rolling. It was confirmed that crystallization and coarsening proceeded easily. As a result, it was confirmed that the target material made of a CuMn alloy formed by hot forging could not be formed with a fine crystal grain structure.

＜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、
３原子％以上４０原子％以下のマンガンを含み、残部が銅および不可避的不純物からなり、
スパッタリング面となる面における結晶粒の平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下であ
り、
電子後方散乱回折像法により、前記スパッタリング面となる面の結晶面を測定し、
（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（１１１）面に含めることとし、
（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２００）面に含めることとし、
（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２２０）面に含めることとし、
（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（３１１）面に含めることとし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面及び前記（３１１）面以外の結晶面をその他の面とし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面、前記（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、
前記（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下であり、
前記その他の面の面積率が２０％以下であるターゲット材が提供される。 [Appendix 1]
According to one aspect of the invention,
Containing 3 atomic percent to 40 atomic percent of manganese, the balance being copper and inevitable impurities,
The average grain size of the crystal grains in the surface to be the sputtering surface is 10 μm or more and 30 μm or less,
By measuring the crystal plane of the surface to be the sputtering surface by electron backscatter diffraction image method,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane,
The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane,
Crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane are other planes,
When the total area of the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, the (311) plane and other planes is 100%,
The area ratio of the (111) plane is 10% or more and 20% or less,
A target material having an area ratio of the other surface of 20% or less is provided.

［付記２］
付記１のターゲット材であって、好ましくは、
前記不可避的不純物の濃度が１０００ｐｐｍ未満である。 [Appendix 2]
The target material of Appendix 1, preferably,
The concentration of the inevitable impurities is less than 1000 ppm.

［付記３］
本発明の他の態様によれば、
３原子％以上４０原子％以下のマンガンを含み、残部が銅および不可避的不純物からなり、
スパッタリング面となる面における結晶粒の平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下であり、
電子後方散乱回折像法により、前記スパッタリング面となる面の結晶面を測定し、
（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（１１１）面に含めることとし、
（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２００）面に含めることとし、
（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２２０）面に含めることとし、
（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（３１１）面に含めることとし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面及び前記（３１１）面以外の結晶面をその他の面とし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面、前記（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、
前記（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下であり、
前記その他の面の面積率が２０％以下であるターゲット材を用いて形成したＣｕＭｎ合金層を備える
配線膜。 [Appendix 3]
According to another aspect of the invention,
Containing 3 atomic percent to 40 atomic percent of manganese, the balance being copper and inevitable impurities,
The average grain size of the crystal grains in the surface to be the sputtering surface is 10 μm or more and 30 μm or less,
By measuring the crystal plane of the surface to be the sputtering surface by electron backscatter diffraction image method,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane,
The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane,
Crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane are other planes,
When the total area of the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, the (311) plane and other planes is 100%,
The area ratio of the (111) plane is 10% or more and 20% or less,
A wiring film comprising a CuMn alloy layer formed using a target material having an area ratio of the other surface of 20% or less.

Claims (2)

３原子％以上４０原子％以下のマンガンを含み、残部が銅および不可避的不純物からなり、
スパッタリング面となる面における結晶粒の平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下であり、
電子後方散乱回折像法により、前記スパッタリング面となる面の結晶面を測定し、
（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（１１１）面に含めることとし、
（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２００）面に含めることとし、
（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２２０）面に含めることとし、
（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（３１１）面に含めることとし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面及び前記（３１１）面以外の結晶面をその他の面とし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面、前記（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、
前記（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下であり、
前記その他の面の面積率が２０％以下である
ターゲット材。 Containing 3 atomic percent to 40 atomic percent of manganese, the balance being copper and inevitable impurities,
The average grain size of the crystal grains in the surface to be the sputtering surface is 10 μm or more and 30 μm or less,
By measuring the crystal plane of the surface to be the sputtering surface by electron backscatter diffraction image method,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane,
The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane,
Crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane are other planes,
When the total area of the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, the (311) plane and other planes is 100%,
The area ratio of the (111) plane is 10% or more and 20% or less,
A target material having an area ratio of the other surface of 20% or less. ３原子％以上４０原子％以下のマンガンを含み、残部が銅および不可避的不純物からなり、
スパッタリング面となる面における結晶粒の平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下であり、
電子後方散乱回折像法により、前記スパッタリング面となる面の結晶面を測定し、
（１１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（１１１）面に含めることとし、
（２００）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２００）面に含めることとし、
（２２０）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（２２０）面に含めることとし、
（３１１）面の法線方向から１５°以内の結晶面を前記（３１１）面に含めることとし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面及び前記（３１１）面以外の結晶面をその他の面とし、
前記（１１１）面、前記（２００）面、前記（２２０）面、前記（３１１）面及びその他の面の面積の合計を１００％としたとき、
前記（１１１）面の面積率が１０％以上２０％以下であり、
前記その他の面の面積率が２０％以下であるターゲット材を用いて形成したＣｕＭｎ合金層を備える
配線膜。
Containing 3 atomic percent to 40 atomic percent of manganese, the balance being copper and inevitable impurities,
The average grain size of the crystal grains in the surface to be the sputtering surface is 10 μm or more and 30 μm or less,
By measuring the crystal plane of the surface to be the sputtering surface by electron backscatter diffraction image method,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (111) plane is included in the (111) plane,
The crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (200) plane is included in the (200) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (220) plane is included in the (220) plane,
A crystal plane within 15 ° from the normal direction of the (311) plane is included in the (311) plane,
Crystal planes other than the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, and the (311) plane are other planes,
When the total area of the (111) plane, the (200) plane, the (220) plane, the (311) plane and other planes is 100%,
The area ratio of the (111) plane is 10% or more and 20% or less,
A wiring film comprising a CuMn alloy layer formed using a target material having an area ratio of the other surface of 20% or less.

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