CN102994962A - 圆筒型溅射靶材、使用其的配线基板以及薄膜晶体管 - Google Patents

Abstract

本发明提供圆筒型溅射靶材、使用其的配线基板以及薄膜晶体管。本发明的课题在于实现从圆筒型溅射靶材的外周面侧直至内周面侧的溅射速度的均一化。作为解决本发明课题的方法是，由纯度3N以上的无氧铜形成并具有圆筒形状的圆筒型溅射靶材(20)，从外周面(21)侧向着内周面(22)侧硬度逐渐增加，同时，从外周面(21)侧向着内周面(22)侧(111)面的取向率逐渐增加。

Description

圆筒型溅射靶材、使用其的配线基板以及薄膜晶体管

技术领域

本发明涉及具有圆筒形状的圆筒型溅射靶材、具有使用其而形成的溅射膜的配线基板以及薄膜晶体管。

背景技术

近年来，由于大型显示面板等液晶显示装置的高精细化，要求薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)阵列配线的微细化。作为该配线材料，替代以往所使用的铝(Al)而使用电阻率低的铜(Cu)正在成为主流。

薄膜晶体管基板上的微细铜配线例如通过溅射来形成。这时，有这样的缺点，即，在广泛使用的圆板状或方板状的平面型溅射靶材中，由于发生局部侵蚀，靶材的利用率非常低，为30％～40％的程度。

因此，最近，使用了在旋转靶材的同时进行溅射的圆筒型溅射靶材。由此，由于靶材的整个面发生侵蚀，因此靶材的利用率为60％以上，与平面型相比可以得到显著高的值。

作为圆筒型溅射靶材的制造方法，提出了例如将钼(Mo)合金原料通过旋转(スピニング)加工来形成圆筒形状的方法(例如，参照专利文献1)、在圆筒形基材的外周面接合由圆筒形状的陶瓷烧结体构成的靶材的方法(例如，参照专利文献2)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-302981号公报

专利文献2：日本特开2008-184627号公报

发明内容

发明要解决的课题

例如使用铜的圆筒型溅射靶材不通过生产成本高的专利文献1、专利文献2的方法，而可以通过扩管拉拔加工等更廉价地制造。

但是，如果通过扩管拉拔加工来制造圆筒型溅射靶材，则从外周面侧向着内周面侧，硬度逐渐增加，有内周面侧的溅射速度与外周面侧相比变慢的课题。

本发明的目的是提供能够实现从外周面侧直至内周面侧的溅射速度均一化的圆筒型溅射靶材、使用其的配线基板以及薄膜晶体管。

用于解决课题的方法

根据本发明的第1方式，提供一种圆筒型溅射靶材，其是由纯度3N以上的无氧铜形成的、具有圆筒形状的圆筒型溅射靶材，在从外周面侧向着内周面侧，硬度逐渐增加，并且从上述外周面侧向着上述内周面侧，(111)面的取向率逐渐增加。

根据本发明的第2方式，提供第1方式所记载的圆筒型溅射靶材，其构成为使得由从上述外周面侧向着上述内周面侧硬度逐渐增加而引起的上述圆筒型溅射靶材的溅射速度的下降部分与由从上述外周面侧向着上述内周面侧(111)面的取向率逐渐增加而引起的上述圆筒型溅射靶材的溅射速度的增加部分相抵消，从而即使上述圆筒型溅射靶材由于使用而其壁厚逐渐减少，上述圆筒型溅射靶材的溅射速度也一致。

根据本发明的第3方式，提供第1或第2方式所记载的圆筒型溅射靶材，上述硬度是维氏硬度，上述外周面侧的维氏硬度为75HV以上80HV以下，上述内周面侧的维氏硬度为95HV以上100HV以下。

根据本发明的第4方式，提供第1～第3方式中任一项所记载的圆筒型溅射靶材，上述外周面侧的上述(111)面的取向率为10％以上15％以下，上述内周面侧的上述(111)面的取向率为20％以上25％以下。其中，上述(111)面的取向率是通过如下式子求出的值，所述式子中，将由X射线衍射测得的各峰的测定强度分别除以JCPDS卡片编号40836所记载的与上述各峰对应的晶面的峰的标准强度而得的值的合计作为分母，将由X射线衍射测得的(111)面的峰的测定强度除以JCPDS卡片编号40836所记载的(111)面的峰的标准强度而得的值作为分子。

根据本发明的第5方式，提供第1～第4方式中任一项所记载的圆筒型溅射靶材，结晶粒径在50μm以上100μm以下的范围内。

根据本发明的第6方式，提供第1～第5方式中任一项所记载的圆筒型溅射靶材，是对挤出管坯实施扩管拉拔加工和热处理而形成的。

根据本发明的第7方式，提供一种配线基板，其具有：基板，和在上述基板上形成的配线结构；上述配线结构的至少一部分是由使用第1方式所记载的圆筒型溅射靶材而形成的溅射膜来构成的。

根据本发明的第8方式，提供一种薄膜晶体管，其具有：基板，和在上述基板上形成的包括源电极和漏电极的配线结构；上述配线结构的至少一部分是由使用第1方式所记载的圆筒型溅射靶材而形成的溅射膜来构成的。

发明的效果

根据本发明，能够实现从圆筒型溅射靶材的外周面侧直至内周面侧的溅射速度的均一化。

附图说明

图1是显示本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶材的图，(a)是圆筒型溅射靶材的立体图，(b)是圆筒型溅射靶材的横断面图。

图2是显示制造本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶材的扩管拉拔加工的情形的断面图。

图3是显示使用本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶材进行溅射的情形的概略说明图，(a)是安装了圆筒型溅射靶材的溅射装置的立体透视图，(b)是圆筒型溅射靶材的横断面图。

图4是本发明的一个实施方式的薄膜晶体管的概略断面图。

图5是显示本发明的实施例1～5以及比较例1～4的圆筒型溅射靶材的评价样品的测定位置的断面图。

符号说明

9挤出管坯

10扩管

11、21、31外周面

12、22、32内周面

15p扩管塞

15r杆

20圆筒型溅射靶材

23磁石

24流路

25溅射装置

30评价样品

40薄膜晶体管

41源电极

42漏电极

43辅助电极膜

44电极膜

45阻挡膜

46n型半导体膜

47保护膜

48半导体膜

49栅绝缘膜

50栅电极

51玻璃基板

S基板

具体实施方式

如上所述，对于例如通过扩管拉拔加工而制造的圆筒型溅射靶材，存在的问题是，内周面侧与外周面侧相比变硬，因此，内周面侧的溅射速度与外周面侧相比慢。

本发明人等为了解决上述课题，想到了利用作为铜(Cu)的最密面的(111)面是铜原子易于通过溅射而飞出的晶体取向这一点。即，尝试了从圆筒型溅射靶材的外周面侧向着内周面侧，使(111)面的取向率以大体一致的增加量来分布。由此发现了，在(111)面的取向率高、硬度高的内周面侧与(111)面的取向率低、硬度低的外周面侧，溅射速度为同等程度。

本发明是基于发明人所发现的上述现象而提出的。

本发明的一个实施方式

(1)圆筒型溅射靶材

以下，使用图1来说明本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶材。图1是显示本实施方式的圆筒型溅射靶材20的图，(a)是圆筒型溅射靶材20的立体图，(b)是圆筒型溅射靶材20的横断面图。

如图1所示，圆筒型溅射靶材20是两端开放的、具有圆筒形状的金属制溅射靶材。圆筒型溅射靶材20的大小，作为一个例子，外径为100mm以上200mm以下，壁厚为5mm以上40mm以下，长轴方向的长度为200mm以上5000mm以下。构成圆筒型溅射靶材20的金属为纯度3N(99.9％)以上的无氧铜(OFC：Oxygen-Free Copper)。

此外，圆筒型溅射靶材20构成为从外周面21侧向着内周面22侧硬度逐渐增加。如果用维氏硬度来表示硬度，则外周面21侧为例如75HV以上80HV以下，内周面22侧为例如95HV以上100HV以下。需要说明的是，维氏硬度为由将对面角为约136°的四角锥的金刚石压头向试料面压入时，压头的负荷与试料面上形成的凹陷的表面积之比来定义的值。

这里，从外周面21侧向着内周面22侧硬度逐渐增加，除了包括从外周面21侧向着内周面22侧，硬度以一致的增加量分布的情形之外，也包括增加量不一致但大体一致地增加的情形、大体缓慢地增加的情形。

此外，圆筒型溅射靶材20构成为从外周面21侧向着内周面22侧(111)面的取向率逐渐增加。(111)面的取向率，在外周面21侧为例如10％以上15％以下，在内周面22侧为例如20％以上25％以下。此外，(111)面的取向率是由通过X射线衍射测得的表示各种晶面的各峰的测定强度比而求出的值。各峰的测定强度例如以与各峰对应的晶面的峰的标准强度进行校正再使用。标准强度使用例如JCPDS卡片编号40836所记载的值。

具体地，如下式(1)所示，将由X射线衍射测得的各峰的测定强度分别除以JCPDS卡片编号40836所记载的与各峰对应的晶面的峰的标准强度而得的值的合计作为分母，将由X射线衍射测得的(111)面的峰的测定强度除以JCPDS卡片编号40836所记载的(111)面的峰的标准强度而得的值作为分子，由该式求出的值作为(111)面的取向率。

[数1]

这里，从外周面21侧向着内周面22侧(111)面的取向率逐渐增加，除了包括从外周面21侧向着内周面22侧(111)面的取向率以一致的增加量分布的情形之外，还包括增加量不一致但大体一致地增加的情形、大体缓慢地增加的情形。

此外，圆筒型溅射靶材20构成为，从外周面21侧到内周面22侧的结晶粒径在例如100μm以下，更优选为50μm以上100μm以下的范围内。需要说明的是，上述结晶粒径是根据JIS H0501所规定的“伸铜制品结晶粒度试验法”的“比较法”求出的值。

如此构成的圆筒型溅射靶材20，为了降低生产成本，希望通过例如如上所述的扩管拉拔加工来制造。但是，在扩管拉拔加工中，从外周面21侧向着内周面22侧硬度逐渐增加。如果硬度增加，则溅射时难以产生因离子对铜原子的轰击而引起的轰击流(力スケ一ド)，即，难以产生铜原子的连续轰击。即，在硬度增加了的内周面22侧，被离子弹出的铜原子的运动受到晶界、位错等缺陷的阻碍，铜原子彼此难以相互密集，连续轰击受到阻碍。

由此，在以往的圆筒型溅射靶材中，产生与外周面侧相比内周面侧的溅射速度慢的问题。这里，溅射速度是指通过离子的溅射等在每单位时间内由靶材放出的原子的量。每单位时间内的原子的放出量，即溅射速度，如后所述，可以由例如每单位时间内所形成的溅射膜的膜厚来表示。

这里，本实施方式中，如上所述使圆筒型溅射靶材20的(111)面的取向率改变。(111)面是铜的最密面，是溅射时铜原子容易通过离子轰击而向圆筒型溅射靶材20外飞出的晶体取向。因此，通过在比外周面21侧硬度高的内周面22侧提高(111)面的取向率，可以用由铜原子向外部的飞出量增加而引起的溅射速度的增加部分来抵消由铜原子的连续轰击的阻碍而引起的溅射速度的下降部分。即，可以降低从外周面21直至内周面22的溅射速度差异。或者，大体完全消除溅射速度差异，从例如外周面21直至内周面22能够得到大体一致的溅射速度。

另外，本实施方式中，如上所述，使圆筒型溅射靶材20的结晶粒径为规定的范围内，使得晶粒不会粗大化。根据经验可知，结晶粒径如果大于100μm，则溅射时易于发生异常放电。本实施方式中，由于结晶粒径为50μm以上100μm以下，因此可以抑制异常放电。

(2)圆筒型溅射靶材的制造方法

接下来，对本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶材20的制造方法，使用图2来说明。图2是显示制造本实施方式的圆筒型溅射靶材20的扩管拉拔加工的情形的断面图。

圆筒型溅射靶材20可以由例如图2所示的铜制的挤出管坯9来制造。铸造由例如纯度3N以上的无氧铜形成的坯料(未图示)，并将该坯料通过热挤出法来成型，得到挤出管坯9。这时，成型为例如挤出管坯9的外径为140mm以上160mm以下、壁厚为25mm以上35mm以下的圆筒形状。

接着，如图2所示，例如将端部具有形成为带有锥形的圆柱形状的扩管塞15p的杆15r插入到挤出管坯9的管内。然后，通过在固定扩管塞15p的状态下，将挤出管坯9从扩管塞15p的小径侧向着大径侧拉拔，从而以例如5％以上15％以下的扩管率来扩张外径，得到扩管10。另外，扩管率R(％)是以扩管前的挤出管坯9的外径为D1(mm)、扩管拉拔加工后的扩管10的外径为D2(mm)，通过下式(2)来求出的值。

R＝((D2-D1)/D1)×100…(2)

接着，对于扩管拉拔加工后的扩管10，在例如450℃以上600℃以下的温度实施热处理，直至整体达到大体均一的温度，对因扩管拉拔加工而受到加工变形等的扩管10实现组织的再结晶化。因此，扩管10的尺寸如果变大，则再结晶化所需要的热处理的时间变长。之后，按照规定长度切出扩管10，对外周面11以及内周面12实施镜面研磨等机械加工。

如上来制造圆筒型溅射靶材20。

如上所述，扩管拉拔加工后的扩管10成为与外周面11侧相比内周面12侧的硬度高的状态。这是因为，在内周面12侧，除了轴方向的拉伸应力、半径方向的压缩应力以外，由于扩管塞15p与挤出管坯9的内周面12之间发生的摩擦，因而剪切应力起作用。

另一方面，如果扩管率大，则扩管10内的(111)面的取向率、结晶粒径的调整等的组织控制变得容易，易于得到规定的(111)面的取向率、结晶粒径。

这里，本实施方式中，扩管率为例如5％以上，提高了(111)面的取向率、结晶粒径的控制性。由此，可以得到规定的(111)面的取向率、结晶粒径。此外，如上所述，扩管率为例如15％以下，抑制了因扩管10的过度扩管而引起的裂纹的发生。这样的扩管裂纹特别容易在内周面12发生，成为溅射时向圆筒型溅射靶材20的圆筒内供给的冷却水等的泄露、溅射时的异常放电的原因。

此外，在促进扩管10的再结晶化的上述热处理中，如果热处理的温度过低，则不发生充分的再结晶化，如果温度过高，则晶粒粗大化。本实施方式中，热处理的温度为例如450℃以上，因而可以充分促进再结晶化。另外，温度为例如600℃以下，因而可以抑制晶粒的过度粗大化。由此，可以将结晶粒径控制在规定范围内。

这样，在本实施方式中，可以制造适用生产成本低的扩管拉拔加工且抑制了溅射速度差异的高品质、廉价的圆筒型溅射靶材20。

(3)使用圆筒型溅射靶材的成膜方法

接着，使用图3来说明使用本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶材20进行溅射来形成溅射膜的方法。

图3是显示使用本实施方式的圆筒型溅射靶材20进行溅射的情形的概略说明图，(a)是安装了圆筒型溅射靶材20的溅射装置25的立体透视图，图3(b)是圆筒型溅射靶材20的横断面图。此外，图3所示的溅射装置25只是一个例子，圆筒型溅射靶材20也可以安装在其他的各种类型的溅射装置中来使用。

如图3所示，上述溅射在溅射装置25内在例如氩(Ar)气等非活性气体气氛下进行。在溅射装置25内的底部附近以要成膜的面为上面的方式配置作为成膜对象的基板S。另外，可以在溅射装置25内配置多个基板S，将这些基板S一并处理或连续处理。

在基板S的上方配置圆筒型溅射靶材20，使其长轴与基板S的上面成水平。即，以圆筒型溅射靶材20的向着下方的外周面21与基板S的上面相对的方式来配置。圆筒型溅射靶材20由未图示的旋转机构所支撑，能够绕着其中心轴的周围旋转。

如图3(b)所示，在圆筒型溅射靶材20的圆筒内以与内周面22相接的方式插入有圆筒形状的磁石23。圆筒形状磁石23内成为流过例如冷却水、有机溶剂、干燥空气等制冷剂的流路24。通过在流路24内供给制冷剂，能够抑制溅射时圆筒型溅射靶材20的温度上升。

在这样的状态下，如图3(a)所示，在使圆筒型溅射靶材20沿圆周方向旋转的同时，按照向圆筒型溅射靶材20施加负的高电压、向基板S施加正的高电压的方式来投入放电电力。由此，主要在圆筒型溅射靶材20与基板S之间产生等离子体放电，成为正离子的氩(Ar+)轰击圆筒型溅射靶材20的外周面21，特别是轰击与基板S相对的下方侧的面。在圆筒型溅射靶材20内部插入的磁石23吸引氩离子，进一步促进氩离子的轰击。

通过氩离子的轰击，将构成圆筒型溅射靶材20的铜原子从规定位置弹出，向圆筒型溅射靶材20外飞出(被溅射)，一部分附着在基板S的上面上。通过连续溅射规定时间，在基板S的上面以规定的溅射速度堆积铜。

这时，如图3(a)所示，使基板S在水平方向以规定速度移动，使其通过更容易堆积铜的圆筒型溅射靶材20的正下方的位置，从而在基板S的上面形成规定厚度的铜膜。通过使基板S的移动速度为一致或者进行各种变化，可以形成均一膜厚的铜膜、具有规定膜厚分布的铜膜等溅射膜。

另一方面，如上所述，在将圆筒型溅射靶材20沿周方向旋转的同时，整个表面从外周面21侧向着内周面22侧大体均等地被溅射，进行表面的侵蚀。这时，如上所述，向着内周面22侧的侵蚀进展时，即因使用而圆筒型溅射靶材20的壁厚逐渐减少时，圆筒型溅射靶材20的硬度增大，铜原子的连续轰击受到阻碍。另一方面，(111)面的取向率也提高，铜原子的飞出量增加。由此，二者的效果相抵消，降低了从外周面21直至内周面22的溅射速度差异，或者可以得到大体一致的溅射速度。

此外，这时，伴随着侵蚀的进行，圆筒型溅射靶材20的表面积减少，但基本没有必要考虑由此对溅射速度的影响。上述等离子体放电在圆筒型溅射靶材20的与基板S相对的面附近的极狭小区域内发生。即使因侵蚀多少会减少圆筒型溅射靶材20的整体的表面积，但曝露于等离子体放电的表面积也基本没有变动。由于铜原子主要仅从曝露于该等离子体放电的狭小区域放出，因此因侵蚀所带来的对溅射速度的影响轻微。

因此，为了将溅射速度保持在大体一致，如上所述，只需主要考虑圆筒型溅射靶材20的硬度的增加量来决定(111)面的取向率的增加量即可。

此外，圆筒型溅射靶材20的初始尺寸自身大小不同的情况下，与上述同样地，认为对溅射速度基本没有影响。因此，如上所述，对于例如外径为100mm以上200mm以下、壁厚为5mm以上40mm以下、长轴方向的长度为200mm以上5000mm以下的圆筒型溅射靶材20，得到大体一致的溅射速度。

如上所述，对于圆筒型溅射靶材20，降低了从新品状态至寿终的溅射速度差异，可以得到经时变化少的溅射特性。由此，在一定溅射时间溅射膜的膜厚也大致一致，在各个基板S间能够形成特性差异少的溅射膜。

此外，对于圆筒型溅射靶材20整体，由于降低了溅射速度差异，也可以推迟靶材的更换时间，提高利用率。另外，可以使对各个基板S的处理时间等为大体一致，并可以提高溅射装置25的产出量等。由此，可以实现生产工序的成本降低。

如上所述形成了溅射膜的基板S，在按照例如所希望的配线图案对溅射膜进行构图而形成配线结构后，用于各种配线基板。

(4)薄膜晶体管的结构

如上所述，使用圆筒型溅射靶材20形成的溅射膜可用于以液晶显示装置等中使用的薄膜晶体管为首的各种配线基板中的配线材料等。

这里，作为具有基板和在基板上形成的配线结构、配线结构的至少一部分由使用上述的圆筒型溅射靶材20而形成的溅射膜构成的配线基板的一个例子，对图4所示的薄膜晶体管40的结构进行说明。图4是本实施方式的薄膜晶体管40的概略断面图。

如图4所示，薄膜晶体管40具有例如玻璃基板48、在玻璃基板48上形成的栅电极47、在栅电极47上形成的源电极41s和漏电极41d(以下也称为源-漏电极41s、41d)。这些电极47、41s、41d使用例如湿蚀刻或者干蚀刻来形成图案，由此，在玻璃基板48上形成各个薄膜晶体管40，被例如由氮化硅(SiN)构成的保护膜49所覆盖。或者，也可以在玻璃基板48上以连接成阵列状的方式形成多个薄膜晶体管40。

在玻璃基板48上形成的栅电极47由例如铜(Cu)等构成。此外，栅电极47与例如由铜等构成的未图示的栅电极总线连接。

在栅电极47上，隔着例如由氮化硅构成的栅绝缘膜46、由非晶硅(α-Si)构成的半导体膜44，形成成形为包括源-漏电极41s、41d的规定图案的层叠结构。即，在半导体膜44之上分别具有层叠结构，该层叠结构由例如掺杂有磷(P)等的非晶硅(n+-α-Si)构成的接触膜43s、43d，由钼(Mo)、钛(Ti)等构成的阻挡膜42s、42d，由纯铜(Cu)等构成的源-漏电极41s、41d依次层叠而成。在源-漏电极41s、41d之间的通道长为例如10μm左右。

源电极41s与例如主要由纯铜等构成的未图示的源电极总线连接。漏电极41d与驱动液晶显示装置等的透明电极45连接。

主要由源-漏电极41s、41d、源电极总线、透明电极45、栅电极47以及栅电极总线等构成本实施方式的配线结构。该配线结构的至少一部分，例如由纯铜(Cu)构成的源电极总线、栅电极总线等由使用圆筒型溅射靶材20而形成的溅射膜构成。

如上所述，由于构成配线结构的至少一部分的溅射膜由降低了溅射速度差异的圆筒型溅射靶材20来形成，因此能够得到分别具有大体同质的溅射膜且元件间特性差异少的薄膜晶体管40。

此外，由于溅射特性的经时变化等少，因此可提高靶材的利用率，实现生产工序的成本降低，能够得到更廉价的薄膜晶体管40。

此外，能够导入使用圆筒型溅射靶材20得到的溅射膜的薄膜晶体管的结构，不限于上述所记载的结构。例如源-漏电极不仅由上述纯铜构成，也可以具有由铜合金等构成的层叠结构等。此外，对于栅电极，也不仅例如由铜构成，也可以由铜合金等构成。这样的结构中，也可以将铜-锰(Cu-Mn)等铜合金制成阻挡膜。

以上，对本发明的实施方式进行了具体的说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种变更。

实施例

以下，参照以下表1，与比较例1～4一起说明本发明的实施例1～5。

表1

(1)评价样品的制作

首先，铸造由纯度4N(99.99％)的无氧铜构成的坯料，与上述的实施方式同样地，由热挤出法形成外径为150mm、壁厚为30mm的挤出管坯。然后，与上述的实施方式同样地，进行扩管拉拔加工形成扩管。这时，如表1所示，在实施例1～5以及比较例1～4中，分别设置不同的扩管率。例如，在实施例1中，扩管率为10％，形成外径为165mm、壁厚为25mm的扩管。

接着，与上述的实施方式同样地，对各扩管实施热处理。这时，如表1所示，在实施例1～5以及比较例1～4中，分别采用不同的温度，热处理的时间为180分钟。从如此制作的各种扩管沿长轴方向切出规定的4处，对于实施例1～5以及比较例1～4，全部制作4组评价样品。各个评价样品从除去两端的长轴方向的大体中央附近切出。

(2)评价样品的测定

然后，一组一组地使用实施例1～5以及比较例1～4的各评价样品，进行以下所示的扩管裂纹调查以及结晶粒径评价、维氏硬度试验、晶体取向测定、溅射速度测定。这时，如图5所示，将从各评价样品30的外周面31到内周面32的区域在半径方向分割成e～a的5个区域，在各区域内进行上述各测定。即，如果是壁厚25mm的实施例1，则在半径方向上在以5mm间隔区分出的区域e～a内得到各测定值。

扩管裂纹调查以及结晶粒径评价

以下，对扩管裂纹调查以及结晶粒径评价的结果进行说明。首先，对实施例1～5以及比较例1～4的1组评价样品实施镜面研磨，进行蚀刻。然后，对区域e～a分别由光学显微镜进行组织观察，得到有无扩管裂纹以及结晶粒径的测定结果。对于扩管裂纹，即使在周方向的20mm宽的范围内有1个裂纹，即判定为“有”，仅将1个裂纹也没有的情况判定为“无”。另外，结晶粒径(μm)基于JIS H0501所规定的“伸铜制品结晶粒度试验法”的“比较法”来测定。

如表1所示，在实施例1～5中，没有产生扩管裂纹。与此相对，在比较例1～4中，比较例1以及扩管率大的比较例4中，产生扩管裂纹。因此，比较例1以及比较例4不满足作为圆筒型溅射靶材的品质。

此外，如表1所示，在实施例1～5中，结晶粒径都为100μm以下。因此，在实施例1～5中，能够期待降低溅射时的异常放电的发生频率。与此相对，对于没有扩管裂纹的比较例2和3所测定的结晶粒径，在热处理温度特别高的比较例2中超过100μm。

维氏硬度试验

以下，说明维氏硬度试验的结果。对于实施例1～5以及比较例1～4的1组评价样品，进行维氏硬度试验，更具体地，降低由压头施加的负荷，进行能够对微小结晶等测定的显微维氏硬度试验。这时，对于各评价样品的各区域e～a各自进行5次测定，将其平均值作为该区域的维氏硬度(HV)。

如表1所示，对于实施例1～5的任一评价样品，结果都是从外周面侧向着内周面侧维氏硬度逐渐增加。特别地，对于实施例1～3，为上述规定的值的范围内，即，外周面侧为75HV以上80HV以下，内周面侧为95HV以上100HV以下。另外，对于比较例2以及比较例3，虽然为上述规定值以外，但是从外周面侧向着内周面侧硬度增加的倾向是一样的。

晶体取向测定

以下，说明晶体取向测定的结果。对于实施例1～5以及比较例1～4的1组评价样品，使用X射线衍射装置测定表示各种晶面的峰强度。然后，将各峰的测定强度以及JCPDS卡片编号40836所记载的各峰的标准强度带入上述式(1)，求出(111)面的取向率(％)。

如表1所示，在实施例1～5中，得到从外周面侧向着内周面侧(111)面的取向率逐渐增加的结果。更具体地，对于实施例1～5的任一评价样品，都可以是外周面侧为10％以上15％以下的范围内、内周面侧为20％以上25％以下的范围内。与此相对，在比较例2中，从外周面侧向着内周面侧(111)面的取向率为大体一致，另外，在扩管率小的比较例3中，在外周面侧(111)面的取向率非常小。

溅射速度测定

以下，说明溅射速度测定的结果。将实施例1～5以及比较例1～4的1组评价样品分别安装到与上述实施方式同样的溅射装置中，测定各评价样品的溅射速度。具体地，使用氩气，放电电力设为33kW，溅射3分钟，在玻璃基板上形成溅射膜。之后，由激光显微镜测定该溅射膜的膜厚，换算成每1分钟成膜的膜厚，以此为溅射速度(nm/min)。

如表1所示，在实施例1～5中，从外周面直至内周面得到大体一致的溅射速度。此外，虽未示于表1，但扩管率为5％以上的比较例1和比较例4中，对于溅射速度也得到大体一致的值。与此相对，(111)面的取向率大体一致的比较例2以及在外周面侧(111)面的取向率小的比较例3中，发现从外周面侧向着内周面侧的溅射速度的降低。

如上所述，在实施例1～5中，扩管裂纹、结晶粒径、溅射速度任一项都取得良好的结果。可知，这时，如果在外周面侧与内周面侧的维氏硬度差异是至少在外周面侧为75HV以上80HV以下、在内周面侧为95HV以上100HV以下的情况下，在外周面侧与内周面侧的(111)面的取向率差异是至少在外周面侧为10％以上15％以下、在内周面侧为20％以上25％以下的情况下，则从外周面直至内周面得到大体一致的溅射速度。

另外可知，通过使扩管率为5％以上可得到上述的维氏硬度、(111)面的取向率。另一方面，通过使扩管率为15％以下，可抑制扩管裂纹，而且，通过使扩管拉拔加工后的热处理温度在450℃以上600℃以下，则可将结晶粒径控制在难以引起异常放电的100μm以下。

Claims (8)

1.一种圆筒型溅射靶材，其特征在于，由纯度3N以上的无氧铜形成，并具有圆筒形状，

从外周面侧向着内周面侧，硬度逐渐增加，

并且，从所述外周面侧向着所述内周面侧，(111)面的取向率逐渐增加。

2.如权利要求1所述的圆筒型溅射靶材，其特征在于，构成为使得由从所述外周面侧向着所述内周面侧硬度逐渐增加而引起的所述圆筒型溅射靶材的溅射速度的下降部分与由从所述外周面侧向着所述内周面侧(111)面的取向率逐渐增加而引起的所述圆筒型溅射靶材的溅射速度的增加部分相抵消，从而即使所述圆筒型溅射靶材由于使用而其壁厚逐渐减少，所述圆筒型溅射靶材的溅射速度也一致。

3.如权利要求1或2所述的圆筒型溅射靶材，其特征在于，所述硬度为维氏硬度，所述外周面侧的维氏硬度为75HV以上80HV以下，所述内周面侧的维氏硬度为95HV以上100HV以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的圆筒型溅射靶材，其特征在于，所述外周面侧的所述(111)面的取向率为10％以上15％以下，所述内周面侧的所述(111)面的取向率为20％以上25％以下；

其中，所述(111)面的取向率是通过如下式子求出的值，所述式子中，将由X射线衍射测得的各峰的测定强度分别除以JCPDS卡片编号40836所记载的与所述各峰对应的晶面的峰的标准强度而得的值的合计作为分母，将由X射线衍射测得的(111)面的峰的测定强度除以JCPDS卡片编号40836所记载的(111)面的峰的标准强度而得的值作为分子。

5.如权利要求1～4中任一项所述的圆筒型溅射靶材，其特征在于，结晶粒径在50μm以上100μm以下的范围内。

6.如权利要求1～5中任一项所述的圆筒型溅射靶材，其特征在于，是对挤出管坯实施扩管拉拔加工和热处理而形成的。

7.一种配线基板，其特征在于，具有：

基板，和

在所述基板上形成的配线结构；

所述配线结构的至少一部分是由使用权利要求1所述的圆筒型溅射靶材而形成的溅射膜来构成的。

8.一种薄膜晶体管，其特征在于，具有：

基板，和

在所述基板上形成的包括源电极和漏电极的配线结构；

所述配线结构的至少一部分是由使用权利要求1所述的圆筒型溅射靶材而形成的溅射膜来构成的。

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