(57)【要約】【課題】耐久性を有するともに金属薄膜等からの光の反射を十分に抑制することが可能な光学機能膜、この光学機能膜を効率良く安定して成膜可能なスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法を提供する。【解決手段】ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有し、膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有し、
膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされていることを特徴とする光学機能膜。
【請求項２】
比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の光学機能膜。
【請求項３】
Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが０．０１以上５以下の範囲内である請求項１又は請求項２に記載の光学機能膜。
【請求項４】
ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有することを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項５】
密度比が９０％以上、かつ、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下とされていることを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記第１成分の含有量Ａと前記第２成分の含有量Ｂのｍｏｌ比Ａ／Ｂが０．１以上２０以下の範囲内である請求項４又は請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末と、を混合する粉末混合工程と、混合粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記粉末混合工程においては、前記第１成分粉末は、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量が３ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲内とされ、
前記第２成分粉末は、粒子径１０μｍ以下の粉末の含有量が７０％以上とされていることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄膜等に積層されて、金属薄膜等からの光の反射を低減する光学機能膜、この光学機能膜を成膜するために用いられるスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末装置などの入力手段として、投影型静電容量方式のタッチパネルが採用されている。この方式のタッチパネルでは、タッチ位置検出のために、センシング用の電極が形成されている。このセンシング用の電極は、パターニングによって形成するのが通常であり、透明基板の一方の面に、Ｘ方向に延びたＸ電極と、Ｘ方向に対して直交するＹ方向に延びたＹ電極とを設け、これらを格子状に配置している。
ここで、タッチパネルの電極に金属膜を用いた場合には、金属膜が金属光沢を有することから、電極のパターンが外部から視認されてしまう。このため、金属薄膜の上に、可視光の反射率の低い低反射率膜を成膜することで、電極の視認性を低下させることが考えられる。
【０００３】
また、液晶表示装置やプラズマディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイでは、カラー表示を目的としたカラーフィルタが採用されている。このカラーフィルタでは、コントラストや色純度を良くし、視認性を向上させることを目的として、ブラックマトリクスと称される黒色の部材が形成されている。
上述の低反射率膜は、このブラックマトリクス（以下“ＢＭ”と記す）としても利用可能である。
【０００４】
さらに、太陽電池パネルにおいて、ガラス基板等を介して太陽光が入射される場合、その反対側には、太陽電池の裏面電極が形成されている。この裏面電極としては、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）などの金属膜が用いられている。このような態様の太陽電池パネルを裏面側から見たとき、その裏面電極である金属膜が視認されてしまう。
このため、裏面電極の上に、上述の低反射率膜を成膜することで、裏面電極の視認性を低下させることが考えられる。
【０００５】
ここで、上述の低反射率膜として、例えば特許文献１には、カーボンブラック又は窒化チタンからなる黒色顔料と、樹脂と、重合開始剤と、屈折率調製用の酸化物と、を有する黒化膜が開示されている。
また、特許文献２，３には、光学薄膜を成膜するためのスパッタリングターゲットとして、炭化物と酸化物を含有するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−２１１８２６号公報
【特許文献２】特開２００５−０６８５０７号公報
【特許文献３】特開２００３−３２１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１に記載された低反射膜においては、カーボンブラック又は窒化チタンからなる黒色顔料を含有する樹脂を膜状に形成したものであり、樹脂が主成分であるため、耐久性が不十分であった。
【０００８】
特許文献２，３に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、炭化物を含有しているが、炭化物は融点が高く焼結性に劣るため、焼結体の密度を十分に向上させることが困難であった。密度の低いスパッタリングターゲットにおいては、スパッタ時に異常放電が多発し、安定して成膜することができないおそれがあった。
また、特許文献２，３に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、導電性が不十分なため、ＤＣスパッタで安定して成膜することができず、ＲＦスパッタにて成膜を行っている。ＲＦスパッタは、ＤＣスパッタに比べて成膜効率が低いため、光学機能膜を効率良く成膜することができなかった。
【０００９】
さらに、上述の光学機能膜には、製造時及び使用時において光学特性が大きく変化しないように、耐久性が求められる。例えば、成膜後に加熱工程が実施される場合には、耐熱性が要求される。また、エッチングで配線パターンを形成する場合には、レジスト膜を剥離する際にアルカリが使用されるため、耐アルカリ性が要求される。さらに、エッチング後やアルカリ処理後の洗浄の度に水と接触するため、耐水性が要求される。
【００１０】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、耐久性を有するともに金属薄膜等からの光の反射を十分に抑制することが可能な光学機能膜、この光学機能膜を効率良く安定して成膜可能なスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の光学機能膜は、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有し、膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされていることを特徴としている。
【００１２】
この構成の光学機能膜によれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分により、膜の耐久性を向上させることができ、かつ、膜の導電性を確保することができる。
また、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分を含有することにより、金属配線膜上に積層した際の反射率をより低減させるように、膜の光学特性を調整することが可能となる。なお、第１成分、第２成分は、上記の化学量論比のものに限らず、炭素、窒素、酸素が一部欠損したものでも同様の効果が得られる。
【００１３】
そして、本発明の光学機能膜においては、膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされているので、反射率を低く抑えることができ、金属の反射を抑えることができる。
【００１４】
ここで、本発明の光学機能膜においては、比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下とされていることが好ましい。
この場合、比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下であって導電性が確保されており、この光学機能膜を介して通電を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の光学機能膜においては、Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが０．０１以上５以下の範囲内であることが好ましい。
この場合、Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが０．０１以上とされているので、膜の耐久性を向上させることができる。一方、Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが５以下とされているので、光学特性を維持することが可能となる。
【００１６】
本発明のスパッタリングターゲットは、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有することを特徴としている。
【００１７】
この構成のスパッタリングターゲットによれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有しているので、上述の光学機能膜を成膜することができる。なお、第１成分、第２成分は、上記の化学量論比のものに限らず、炭素、窒素、酸素が一部欠損したものでも同様の効果が得られる。
【００１８】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、密度比が９０％以上、かつ、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下とされていることが好ましい。
この場合、密度比が９０％以上とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができ、安定して成膜することができる。さらに、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下とされているので、ＤＣスパッタによって安定して成膜することができ、光学機能膜を効率良く成膜することができる。
【００１９】
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記第１成分の含有量Ａと前記第２成分の含有量Ｂのｍｏｌ比Ａ／Ｂが０．１以上２０以下の範囲内であることが好ましい。
この場合、第１成分の含有量Ａと前記第２成分の含有量Ｂのｍｏｌ比Ａ／Ｂが０．１以上２０以下とされているので、光学機能膜が下地金属の反射率を抑制するのに適した光学定数の膜を得ることができる。
【００２０】
本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末と、を混合する粉末混合工程と、混合粉末を焼結する焼結工程と、を有し、前記粉末混合工程においては、前記第１成分粉末は、粒子径１０μｍ以上の粉末が３ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲内とされ、前記第２成分粉末は、粒子径１０μｍ以下の粉末が７０ｖｏｌ％以上とされていることを特徴としている。
【００２１】
この構成のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末と、を混合する粉末混合工程と、混合粉末を焼結する焼結工程と、を備えているので、上述のスパッタリングターゲットを製造することができる。
そして、前記第１成分粉末において、粒子径１０μｍ以上の粉末が３ｖｏｌ％以上とされているので、焼結体において導電性を有する第１成分粒子同士が連結され、スパッタリングターゲットの導電性を十分に確保することができる。
また、焼結性に劣る第１成分粉末において粒子径１０μｍ以上の粉末が５０ｖｏｌ％以下とされ、焼結性に優れた前記第２成分粉末において粒子径１０μｍ以下の粉末が７０ｖｏｌ％以上とされているので、焼結体の密度を十分に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、耐久性を有するともに金属薄膜等からの光の反射を十分に抑制することが可能な光学機能膜、この光学機能膜を効率良く安定して成膜可能なスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学機能膜を備えた積層膜の断面説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明例８のスパッタリングターゲットの組織の観察結果である。
【図４】本発明例２９のスパッタリングターゲットの組織の観察結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態である光学機能膜、スパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態に係る光学機能膜１２は、図１に示すように、基板１の表面に成膜された金属配線膜１１の上に積層するように成膜されている。
ここで、金属配線膜１１は、導電性に優れた金属であるアルミニウム及びアルミニウム合金、銅又は銅合金等で構成されており、本実施形態では、銅によって構成されている。この金属配線膜１１は、金属光沢を有することから、可視光を反射し、外部から視認されてしまう。
【００２６】
本実施形態である光学機能膜１２においては、積層した金属配線膜１１における可視光の反射を抑えるために設けられたものである。
本実施形態である光学機能膜１２は、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有している。
【００２７】
ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分は、導電性を有しており、この第１成分によって光学機能膜１２の導電性が確保される。また、この第１成分により、光学機能膜１２の耐久性が向上することになる。
Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分は、上述の第１成分に混合されることにより、光学機能膜１２の光学特性を調整することが可能となる。
なお、第１成分と第２成分の含有比率は、光学機能膜１２の光学特性に応じて適宜設定されることになるが、第１成分由来のＣ，Ｎの合計含有量αと第２成分由来のＯの含有量βの原子比α／βが０．０１以上５以下の範囲内であることが好ましい。Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが０．０１以上であれば、膜の耐久性を確保することが可能となる。一方、Ｃ，Ｎの合計含有量αとＯの含有量βの原子比α／βが５以下であれば、光学特性を維持でき、反射率の上昇等を抑制することができる。また、本機能を達成する範囲内においては、さらに第３の成分として任意の元素や化合物を添加してもよい。
【００２８】
そして、本実施形態である光学機能膜１２は、膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされている。なお、ここでいう可視光とは３８０〜７８０ｎｍの範囲の波長とする。
この光学機能膜１２においては、可視光の吸収（消衰係数ｋ）と干渉（膜厚ｄ及び屈折率ｎ）とによって、金属配線膜１１の反射を抑制している。消衰係数ｋを調整することで可視光の全波長の反射を抑え、膜厚ｄ及び屈折率ｎを調整することで、反射光の波形及びピークを抑えている。
【００２９】
ここで、本実施形態においては、光学機能膜１２の膜厚ｄの下限は３５ｎｍ以上とすることが好ましく、４０ｎｍ以上とすることがさらに好ましい。光学機能膜１２の膜厚ｄの上限は８５ｎｍ以下とすることが好ましく、７０ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。
また、可視光領域の屈折率ｎの下限は１．８以上とすることが好ましく、２．０以上とすることがさらに好ましい。可視光領域の屈折率ｎの上限は２．６以下とすることが好ましく、２．５以下とすることがさらに好ましい。
さらに、可視光領域の消衰係数ｋの下限は０．４以上とすることが好ましく、０．５以上とすることがさらに好ましい。可視光領域の消衰係数ｋの上限は１．４以下とすることが好ましく、１．３以下とすることがさらに好ましい。
【００３０】
ここで、本実施形態である光学機能膜１２においては、膜厚ｄと可視光領域（波長５５０ｎｍ）の屈折率ｎと可視光領域（波長５５０ｎｍ）の消衰係数ｋとの積、ｄ×ｎ×ｋが３０以上１５０以下の範囲内とされていることが好ましい。ｄ×ｎ×ｋを上述の範囲内とすることで、可視光の吸収と干渉によって、可視光領域の反射をさらに確実に抑制することが可能となる。
なお、ｄ×ｎ×ｋの下限は４０以上とすることが好ましく、５０以上とすることがさらに好ましい。なお、ｄ×ｎ×ｋの上限は１３０以下とすることが好ましく、１１０以下とすることがさらに好ましい。
【００３１】
また、本実施形態である光学機能膜１２は、比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下とされていることが好ましい。これにより、光学機能膜１２を介して金属配線膜１１と、外部の配線との導通を行うことが可能となる。なお、比抵抗率が５Ω・ｃｍを超える場合は、金属配線と外部とを導通させるために、低反射膜や基板に孔を形成することで外部の配線との導通が可能となる。
比抵抗率は１Ω・ｃｍ以下とすることが好ましく、０．１Ω・ｃｍ以下とすることがさらに好ましい。
【００３２】
次に、本実施形態であるスパッタリングターゲットについて説明する。本実施形態であるスパッタリングターゲットは、上述の光学機能膜１２を成膜するために用いられるものである。
【００３３】
本実施形態であるスパッタリングターゲットは、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有している。
【００３４】
ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分は、導電性を有しており、この第１成分によって、本実施形態であるスパッタリングターゲットの導電性が確保される。
Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分は、第１成分に比べて焼結性に優れていることから、本実施形態であるスパッタリングターゲットの密度が向上することになる。
なお、第１成分と第２成分の含有比率は、成膜する光学機能膜１２の光学特性に応じて適宜設定されることになるが、例えば、第１成分の含有量Ａと第２成分の含有量Ｂのｍｏｌ比Ａ／Ｂが０．１以上２０以下の範囲内であることが好ましく、１０以下にすることがより好ましい。
【００３５】
ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットの組織は、第１成分と第２成分の含有比率によって変化することになるが、本実施形態においては、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分に、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分が分散した組織とされている。
【００３６】
そして、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、密度比が９０％以上とされている。密度比を９０％以上とすることで、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することが可能となる。
ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、密度比は９２％以上とすることが好ましく、９３％以上とすることがさらに好ましい。
【００３７】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下とされている。比抵抗率を０．１Ω・ｃｍ以下とすることで、ＤＣスパッタによる成膜が可能となる。
ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、比抵抗率は５×１０−２Ω・ｃｍ以下とすることが好ましく、１×１０−２Ω・ｃｍ以下とすることがさらに好ましい。
【００３８】
次に、本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法について、図２を参照して説明する。
【００３９】
本実施形態においては、図２に示すように、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末と、を混合する粉末混合工程Ｓ０１と、得られた混合粉末を焼結する焼結工程Ｓ０２と、得られた焼結体を機械加工する機械加工工程Ｓ０３と、を備えている。
【００４０】
（粉末混合工程Ｓ０１）
この粉末混合工程Ｓ０１において、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末については、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量を３ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲内としている。また、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末については、粒子径１０μｍ以下の粉末の含有量を７０ｖｏｌ％以上としている。
【００４１】
ここで、第１成分粉末について、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量が３ｖｏｌ％未満の場合には、第１成分によって導電性を十分に確保できなくなるおそれがある。一方、第１成分粉末について、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量が５０ｖｏｌ％を超える場合には、焼結性が不十分となって密度を十分に向上させることができなくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、第１成分粉末について、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量を３ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲内としている。
なお、第１成分粉末について、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量の下限は１０ｖｏｌ％以上とすることが好ましく、２０ｖｏｌ％以上とすることがさらに好ましい。一方、粒子径１０μｍ以上の粉末の含有量の上限は４５ｖｏｌ％以下とすることが好ましく、４０ｖｏｌ％以下とすることがさらに好ましい。
【００４２】
また、第２成分粉末について、粒子径１０μｍ以下の粉末の含有量が７０ｖｏｌ％未満の場合には、焼結性を確保することができず、密度を十分に向上させることができなくなるおそれがあった。
以上のことから、本実施形態では、第２成分粉末について、粒子径１０μｍ以下の粉末の含有量を７０ｖｏｌ％以上としている。
なお、第２成分粉末について、粒子径１０μｍ以下の粉末の下限は７５ｖｏｌ％以上とすることが好ましく、８０ｖｏｌ％以上とすることがさらに好ましい。
これら第１成分粉末と第２成分粉末とを混合することによって、焼結原料粉を得る。
【００４３】
（焼結工程Ｓ０２）
次に、上述の焼結原料粉を、加圧しながら加熱することで焼結し、焼結体を得る。本実施形態では、ホットプレス装置または熱間等方圧加圧装置（ＨＩＰ）を用いて、焼結を実施した。
この焼結工程Ｓ０２における焼結温度は８００℃以上１８００℃以下の範囲内、焼結温度での保持時間は１時間以上１５時間以下の範囲内、加圧圧力は１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内とした。
【００４４】
（機械加工工程Ｓ０３）
次に、得られた焼結体を所定の寸法となるように機械加工する。これにより、本実施形態であるスパッタリングターゲットが製造される。
【００４５】
以上のような構成とされた本実施形態である光学機能膜１２によれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分により、膜の耐久性を向上させることができ、かつ、膜の導電性を確保することができる。
また、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分を含有することにより、膜の光学特性を調整することが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態である光学機能膜１２においては、膜厚ｄが３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、可視光領域の屈折率ｎが１．５以上２．７以下の範囲内、かつ、可視光領域の消衰係数ｋが０．３以上１．５以下の範囲内とされているので、反射率を低く抑え、金属配線膜１１の金属反射を抑えることができ、金属配線膜１１が外部から視認されることを抑制できる。
さらに、比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下とされているので、導電性が確保されており、この光学機能膜１２を介して通電を行うことができる。
【００４７】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットによれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分と、を含有しているので、上述の光学機能膜１２を成膜することができる。
また、密度比が９０％以上とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができ、安定して成膜することができる。
さらに、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下とされているので、ＤＣスパッタによって安定して成膜することができ、上述の光学機能膜１２を効率良く成膜することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法によれば、ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮから選択される一種又は二種以上からなる第１成分粉末と、Ｉｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２から選択される一種又は二種以上からなる第２成分粉末と、を混合する粉末混合工程とＳ０１、混合粉末を焼結する焼結工程Ｓ０２と、を備えているので、上述のスパッタリングターゲットを製造することができる。
【００４９】
そして、第１成分粉末において、粒子径１０μｍ以上の粉末が３ｖｏｌ％以上とされているので、焼結体において導電性を有する第１成分粒子同士が連結され、スパッタリングターゲットの導電性を十分に確保することができる。
また、焼結性に劣る第１成分粉末において粒子径１０μｍ以上の粉末が５０ｖｏｌ％以下とされ、焼結性に優れた前記第２成分粉末において粒子径１０μｍ以下の粉末が７０ｖｏｌ％以上とされているので、焼結体の密度を十分に向上させることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図１に示す構造の積層膜を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、ガラス基板／光学機能膜／金属配線とした構造の積層膜であってもよい。この場合、ガラス基板からの光を反射することになる。また、この構造であれば、光学機能膜に導電性は不要となる。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明に係る光学機能膜、スパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法の作用効果について評価した評価試験の結果を説明する。
【００５２】
スパッタリングターゲットを製造するため、表１〜３に記載された粒子径を持つ純度９９ｍａｓｓ％以上の第１成分粉末（ＴｉＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＮｂＮ粉末、ＶＮ粉末）、及び、第２成分粉末（Ｉｎ２Ｏ３粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、Ｎｂ２Ｏ５粉末、Ｖ２Ｏ５粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、ＳｉＯ２粉末）を用意し、所望のターゲット組成比になるように秤量された各粉末を１０Ｌポットに２ｋｇ充填し、φ５ｍｍのボールを６ｋｇ投入した後、ボールミル装置にて混合した。
第１成分の含有量Ａと第２成分の含有量Ｂのｍｏｌ比Ａ／Ｂを表１〜３に記載した。第２成分を含有していない比較例１〜３は「−」、第１成分を含有していなく、第２成分しか含有していない比較例４は「０」とした。
【００５３】
上述の混合粉末を用いて、表４〜６に示す条件で焼結し、焼結体を得た。
ホットプレスの実施例については、混合粉末をカーボン製のホットプレスの型（φ１３５ｍｍ）に充填し、実施例に記載の温度と圧力で３時間、真空中にてホットプレスを行い、焼結体を作製した。
ＨＩＰの実施例については、まず、混合粉末をφ２２５ｍｍのゴム型に充填し、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）装置で１５０ＭＰａ、５分間加圧成型し成型体を作製した。その後、ＳＰＣＣ（圧延鋼材）の缶に成型体をセットし、ＳＰＣＣを溶接後、０．００１Ｐａ以下まで真空引きした後、缶を封じ、実施例に記載の温度と圧力で２時間焼結を行い、焼結体を作製した。
【００５４】
これらの焼結体を、直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍに機械加工した後に、Ｃｕ製のバッキングプレートにＩｎはんだにて張り付けてスパッタリングターゲットを作製した。なお、不純物元素を低減させたい場合は、より純度の高い原料粉末を使用することが好ましい。また、Ｉｎ２Ｏ３粉末とＺｎＯ粉末は、ホットプレス時及びＨＩＰ時に還元されてそれぞれＩｎとＺｎが析出する場合があるため、カーボン型とＩｎ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末が直接触れないように、窒化ホウ素をカーボン型へ十分塗布することが好ましい。
【００５５】
なお、第１成分粉末及び第２成分粉末の粒子径は、以下のように測定した。
ヘキサメタリン酸ナトリウム濃度０．２ｖｏｌ％の水溶液を１００ｍＬ調製し、この水溶液に各原料粉末を１０ｍｇ加え、レーザー回折散乱法（測定装置：日機装株式会社製、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３０００）を用いて、粒子径分布（体積基準）を測定した。
得られた粒子径分布（体積基準）から、第１成分粉末については１０μｍ以上の粉の体積の割合を、第２成分粉末については１０μｍ以下の粉の体積の割合を得た。
【００５６】
上述のようにして、得られたスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットを用いて成膜された光学機能膜について、以下の項目について評価した。
【００５７】
（スパッタリングターゲットの密度比）
得られた加工済のスパッタリングターゲットの寸法からスパッタリングターゲットの体積を算出し、測定した重量の値を体積で割ることでスパッタリングターゲットの寸法密度を計算した。寸法密度を計算密度で割った割合を、「密度比」として表に記載した。なお、計算密度は下記の式に従って算出した。評価結果を表４〜６に示す。
計算密度（ｇ／ｃｍ３）＝１００／｛第１成分仕込み量（ｍａｓｓ％）／第１成分密度（ｇ／ｃｍ３）＋第２成分仕込み量（ｍａｓｓ％）／第２成分密度（ｇ／ｃｍ３）｝
【００５８】
（スパッタリングターゲットの組織）
得られたスパッタリングターゲットから観察試料を採取し、これをエポキシ樹脂に埋め込み、研磨処理を行った後、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）装置を用いて倍率３０００倍にて３６μｍ×２８μｍの範囲に対して元素マッピングを行った。
第１成分に含まれる金属のマッピング像と、第２成分に含まれる金属のマッピング像から、第１成分と第２成分の組織構成を観察した。
得られた画像を横切る任意の線分を引いた際、第１成分の領域と第２成分の領域をともに横切る場合、第２成分のマトリックス中に第１成分が均一に分散した組織であると判断し、「Ｙ」とした。また、比較例の単一成分の組織については「−」とした。評価結果を表４〜６に示す。
また、図３に本発明例８の観察結果を、図４に本発明例２９の観察結果を示す。
【００５９】
（スパッタリングターゲットの比抵抗）
得られたスパッタリングターゲットのスパッタ面の中心部に対して、三菱化学株式会社製の低抵抗率計（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い、四探針法で測定した値を表に記載した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。なお、測定時のプローブはＡＳＰプローブを用いた。測定値が計測されなかった場合はＯＲ（ＯｖｅｒＲａｎｇｅ）と記載した。評価結果を表４〜６に示す。
【００６０】
（異常放電測定）
得られたスパッタリングターゲットを用いて、以下の条件で１時間スパッタを行った際の異常放電回数を表に記載した。放電が立たなかったスパッタリングターゲットについては、ＤＣスパッタ不可と判断した。評価結果を表４〜６に示す。
電源：ＤＣ電源（ｍｋｓ社製  ＲＰＧ−５０）
電力：６１５Ｗ
ガス圧：０．６７Ｐａ
ガス流量：Ａｒ  ５０ｓｃｃｍ
【００６１】
（単膜評価）
得られたスパッタリングターゲットにおいて、安定してＤＣスパッタができたものについて、２０ｍｍ角のＳｉ基板上に５０ｎｍ成膜を行った。安定してＤＣスパッタができなかったものについては、成膜不可と判断した。このときの膜厚は、事前に成膜した際に算出した膜の付着速度を用いて、目標膜厚（５０ｎｍ）となる成膜時間の間成膜することで管理した。得られた膜について、下記の（１）〜（３）の評価を実施した。
【００６２】
（１）膜組成分析
ＥＰＭＡ装置の定量分析により、各金属成分とＣ，Ｏ，Ｎ成分の定量を行った。得られた結果から、検出された金属成分とＣ、Ｏ、Ｎ成分の合計値を１００％とした際の各成分の割合を計算し、表７〜９に記載した。このとき、Ｏ成分については、残部として記載した。
【００６３】
ＸＰＳ装置のデプスプロファイル分析から、第１成分として添加したＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮの金属成分のプロファイルから、それぞれＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮに同定されるピークが得られることを確認した。さらに第２成分として添加したＩｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２においても、金属成分のプロファイルから、それぞれＩｎ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＳｉＯ２に同定されるピークが得られることを確認した。
【００６４】
（２）屈折率・消衰係数測定
ＵＶＩＳＥＬ−ＨＲ３２０（堀場製作所社製分光エリプソメトリー）を用い、屈折率と消衰係数を計算した。得られた屈折率と消衰係数から５５０ｎｍの波長での値を表７〜９に記載した。また、屈折率と消衰係数と、黒色膜形成時（積層膜形成時）の光学機能膜の膜厚との積（ｎ×ｋ×ｄ）について計算した値も表７〜９に記載した。黒色膜形成時（積層膜形成時）の光学機能膜の膜厚は、後述される反射率測定で成膜された光学機能膜の膜厚とし、表７〜９に記載の膜厚ｄを用いた。
【００６５】
（３）比抵抗測定
Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ（三菱化学アナリティック社製）を用い、四探針法で測定した値を表７〜９に記載した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。なお、測定時のプローブはＰＳＰプローブを用いた。
【００６６】
（反射率測定）
ガラス基板上に、厚さ２００ｎｍのＣｕ膜を成膜した。また、ガラス基板の上に、厚さ２０ｎｍのＭｏ膜／厚さ１００ｎｍのＡｌ膜／厚さ２０ｎｍのＭｏ膜（ＭＡＭ膜）を成膜した。
そして、Ｃｕ膜、及び、ＭＡＭ膜の上に、上述の光学機能膜をそれぞれ表７〜９に記載の膜厚ｄになるように成膜し、積層膜を作成した。次に、上記のようにガラス基板上に形成された積層膜について、反射率を測定した。この測定では、分光光度計（日立製Ｕ４１００）を用い、成膜した膜側から３８０〜７８０ｎｍの波長において測定した。得られた反射率のデータの値の平均値を表１０〜１２に記載した。
【００６７】
（耐熱試験）
反射率測定で作製した積層膜を４００℃、窒素雰囲気で３０分加熱処理した。処理後の反射率を、成膜直後と同様に測定した。評価結果を表１０〜１２に示す。
【００６８】
（耐アルカリ試験）
反射率測定で作製した積層膜を室温、３ｍａｓｓ％ＮａＯＨ水溶液に３０分浸漬した。処理後の反射率を、成膜直後と同様に測定した。評価結果を表１０〜１２に示す。
【００６９】
（浸水試験）
反射率測定で作製した積層膜を４０℃の純水に３０分浸漬した。処理後の反射率を、成膜直後と同様に測定した。評価結果を表１０〜１２に示す。
【００７０】
【表１】
2020041217.tif 000002
【００７１】
【表２】
2020041217.tif 000003
【００７２】
【表３】
2020041217.tif 000004
【００７３】
【表４】
2020041217.tif 000005
【００７４】
【表５】
2020041217.tif 000006
【００７５】
【表６】
2020041217.tif 000007
【００７６】
【表７】
2020041217.tif 000008
【００７７】
【表８】
2020041217.tif 000009
【００７８】
【表９】
2020041217.tif 000010
【００７９】
【表１０】
2020041217.tif 000011
【００８０】
【表１１】
2020041217.tif 000012
【００８１】
【表１２】
2020041217.tif 000013
【００８２】
第１成分及び第２成分を含有せず、酸化銅で構成された比較例１においては、スパッタリングターゲットの密度比が８８．２％と低くなり、異常放電回数が１１回と比較的多くなった。また、このスパッタリングターゲットによって成膜された膜においては、耐アルカリ試験後に反射率が大きく変化しており、耐アルカリ性に劣っていた。
【００８３】
第１成分であるＮｂＣを含有するが第２成分を含有しない比較例２においては、スパッタリングターゲットの密度比が４９．１％と低くなった。また、このスパッタリングターゲットによって成膜された膜においては、成膜された膜の反射率が高くなった。
第１成分であるＶＣを含有するが第２成分を含有しない比較例３においては、スパッタリングターゲットの密度比が７８．２％と低くなった。また、このスパッタリングターゲットによって成膜された膜においては、成膜された膜の反射率が高くなった。
【００８４】
第２成分であるＹ２Ｏ３を含有するが第１成分を含有しない比較例４においては、比抵抗が高すぎて測定できなかった。このため、ＤＣスパッタによって成膜することができなかった。
【００８５】
これに対して、第１成分及び第２成分を含み、第１成分粉末において１０μｍ以上の粉末の含有量が５ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲内とされるとともに、第２成分粉末において１０μｍ以下の粉末の含有量が７０ｖｏｌ％以上とされた本発明例においては、密度比が９０％以上と高く、比抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下となった。よって、異常放電の発生が抑制され、ＤＣスパッタによって安定して成膜することができた。さらに、スパッタリングターゲットの組織観察を行った結果、第２成分の中に第１成分が均一に分散した組織とされていることが確認された。
また、成膜された光学機能膜においては、比抵抗率が５Ω・ｃｍ以下とされ、導電性に優れていた。また、成膜後の反射率が低く、金属配線膜の反射を抑制できた。さらに、耐熱試験、耐アルカリ試験、浸水試験後においても、反射率が大きく変化せず、耐久性に優れていた。
【００８６】
以上のことから、本発明例によれば、耐久性及び導電性を有するともに金属薄膜等からの光の反射を十分に抑制することが可能な光学機能膜、この光学機能膜を効率良く安定して成膜可能なスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法を提供できることが確認された。
【符号の説明】
【００８７】
１２  光学機能膜
【図１】
2020041217.tif 000014
【図２】
2020041217.tif 000015
【図３】
2020041217.tif 000016
【図４】
2020041217.tif 000017