(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉを１０〜４９原子％、Ｎｂを１〜２０原子％含有し、且つＮｉとＮｂの合計量が５０原子％以下で、残部がＭｏおよび不可避的不純物よりなるＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法であって、Ｍｏ粉末と１種または２種以上のＮｉ合金粉末とを前記組成を満足するように混合し、次いで加圧焼結することを特徴とするＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項２】
前記Ｎｉ合金粉末が、Ｎｉ−Ｎｂ合金からなることを特徴とする請求項１に記載のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項３】
前記Ｎｉ−Ｎｂ合金粉末が、Ｎｉ６Ｎｂ７および／またはＮｉ３Ｎｂからなることを特徴とする請求項２に記載のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項４】
前記Ｎｉ合金粉末が、Ｎｉ−Ｍｏ合金からなり、さらに純Ｎｂ粉末を添加して混合することを特徴とする請求項１に記載のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項５】
Ｎｉを１０〜４９原子％、Ｎｂを１〜２０原子％含有し、且つＮｉとＮｂの合計量が５０原子％以下で、残部がＭｏおよび不可避的不純物よりなるＭｏ合金スパッタリングターゲット材であって、Ｍｏのマトリックス中にＮｉ合金相が分散している組織を有することを特徴とするＭｏ合金スパッタリングターゲット材。
【請求項６】
前記Ｎｉ合金相が、Ｎｉ−Ｍｏ合金相および／またはＮｉ−Ｎｂ合金相からなることを特徴する請求項５に記載のＭｏ合金スパッタリングターゲット材。
【請求項７】
前記Ｎｉ−Ｎｂ合金相が、Ｎｉ６Ｎｂ７および／またはＮｉ３Ｎｂからなることを特徴する請求項６に記載のＭｏ合金スパッタリングターゲット材。
【請求項８】
前記Ｎｉ−Ｍｏ合金相と前記Ｍｏのマトリックスとの界面に拡散層を有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＭｏ合金スパッタリングタ−ゲット材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品用の電極・配線膜を形成するためのＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法およびＭｏ合金スパッタリングターゲット材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板上に薄膜デバイスを形成する液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＬＣＤという）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ：以下、ＰＤＰという）、電子ペーパー等に利用される電気泳動型ディスプレイ等の平面表示装置（フラットパネルディスプレイ、Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＦＰＤという）に加え、各種半導体デバイス、薄膜センサー、磁気ヘッド等の薄膜電子部品においては、低い電気抵抗の配線膜が必要である。例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰ、有機ＥＬディスプレイ等のＦＰＤは、大画面、高精細、高速応答化に伴い、その配線膜には低抵抗化が要求されている。また、近年、ＦＰＤに操作性を加えるタッチパネルや樹脂基板を用いたフレキシブルなＦＰＤ等、新たな製品が開発されている。
【０００３】
近年、ＦＰＤの駆動素子として用いられている薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  ＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴという）の配線膜には低抵抗化が必要であり、主配線材料を従来のＡｌからより低抵抗なＣｕに変更する検討が行われている。
現在、ＴＦＴには、Ｓｉ半導体膜が用いられており、主配線材料であるＣｕは、Ｓｉと直接触れると、ＴＦＴ製造中の加熱工程により熱拡散して、ＴＦＴの特性を劣化させる。このため、ＣｕとＳｉの間に耐熱性に優れた純ＭｏやＭｏ合金をバリア膜とした積層配線膜が用いられている。
【０００４】
また、ＦＰＤの画面を見ながら直接的な操作性を付与するタッチパネル基板画面も大型化が進んでおり、低抵抗のＣｕを主配線材料に用いる検討が進んでいる。
ＴＦＴからつながる画素電極や携帯型端末やタブレットＰＣ等に用いられているタッチパネルの位置検出電極には、一般的に透明導電膜であるインジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：以下、ＩＴＯという）が用いられている。Ｃｕは、ＩＴＯとのコンタクト性は得られるが、基板との密着性が低いことにより、密着性を確保するためにＣｕを純ＭｏやＭｏ合金で被覆した積層配線膜とする必要がある。
さらに、これまでの非晶質Ｓｉ半導体から、より高速応答を実現できる酸化物を用いた透明な半導体膜の適用検討が行われており、これら酸化物半導体の配線膜にもＣｕと純Ｍｏを用いた積層配線膜が検討されている。このため、これらの積層配線膜の形成に用いられるＭｏ合金薄膜からなる薄膜配線の需要が高まっている。
【０００５】
本出願人は、耐熱性、耐食性や基板との密着性に優れた低抵抗なＭｏ合金薄膜として、Ｍｏに３〜５０原子％のＶ、ＮｂにさらにＮｉ、Ｃｕを添加した薄膜配線を提案しており、その実施例でＭｏ−１５Ｎｂ−１０Ｎｉ（原子％）の組成でなる薄膜配線の発明を具体的に開示している（特許文献１）。
【０００６】
一方、上述した薄膜配線を形成する手法としては、スパッタリングターゲット材を用いたスパッタリング法が最適である。スパッタリング法は、物理蒸着法の一つであり、他の真空蒸着やイオンプレ−ティングに比較して大面積に安定に形成できる方法であるとともに、上記のような添加元素の多い合金でも組成変動が少ない優れた薄膜が得られる有効な手法である。
このようなスパッタリングターゲット材を得る手法としては、例えば特許文献２に開示されるように、原料Ｍｏ粉、Ｎｉ粉およびその他の添加元素（例えばＮｂ）からなる粉末とを混合した混合粉末またはアトマイズ法で得たＭｏ合金粉末を加圧焼結した焼結体に機械加工を施す方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４０３１９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高品位の合金薄膜を安定的に得るには、合金薄膜の母材となるスパッタリングターゲット材に高密度、高純度、低ガス成分と、偏析のない均一な組織とが要求される。このような組織とするには、特許文献２で提案されるように全ての成分元素をあらかじめ合金化したＭｏ合金粉末を使用することが望ましい。
しかし、Ｍｏが高融点金属であるために、Ｍｏを主成分とするＭｏ合金の融点は高く、一般に用いられている誘導加熱装置を用いて溶解してアトマイズ法でＭｏ合金粉末を歩留よく製造することは困難である。また、Ｍｏ合金は融点が高いため、合金粉末の粒度が大きいと高密度の焼結体を得にくく、合金粉末の粒度を細かくしようとすると得られるスパッタリングターゲット材中の不純物が増加してしまうといった問題がある。
また、Ｍｏは酸化すると、その酸化物がＭｏの融点に達する前に容易に昇華し気化するため、工程中のＭｏの酸化を抑制するためには溶解雰囲気を制御した大がかりで高価な装置が必要となるため、得られるＭｏ合金粉末も高価な物となる。
【０００９】
さらに、原料粉として単純にＭｏ粉末、Ｎｉ粉末およびＮｂ粉末を混合して混合粉末を得て、これを加圧焼結すると、合金化が不十分なことに起因してスパッタリングターゲット材中に磁性を帯びやすいＮｉ強磁性相が残存してしまい、スパッタ速度が低下したり、スパッタリングターゲット材の寿命が短くなったりするという問題が生じる場合がある。
【００１０】
本発明の目的は、低抵抗で耐熱性、耐湿性や基板との密着性にも優れ、電極・配線膜として好適な高密度、高純度で、且つ非磁性のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を安定かつ安価に提供できる製造方法、および新規なＭｏ合金スパッタリングターゲット材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題に鑑み、高融点なＭｏを主成分とするＭｏ合金スパッタリングターゲット材に関して鋭意検討した。その結果、主成分のＭｏに添加する粉末の性状を最適化することで、低抵抗で耐熱性、耐湿性や基板との密着性にも優れる高品位な薄膜を得るために必要な高密度で高純度なＭｏ合金スパッタリングターゲット材を安定且つ安価に製造できる方法を見出し、本発明に到達した。
【００１２】
すなわち、本発明は、Ｎｉを１０〜４９原子％、Ｎｂを１〜２０原子％含有し、且つＮｉとＮｂの合計量が５０原子％以下、残部がＭｏおよび不可避的不純物よりなるＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法であって、Ｍｏ粉末と、前記組成を満足するように１種または２種以上のＮｉ合金粉末とを混合し、次いで加圧焼結するＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法の発明である。
前記Ｎｉ合金粉末は、Ｎｉ−Ｎｂ合金からなることが好ましく、前記Ｎｉ−Ｎｂ合金粉末がＮｉ６Ｎｂ７および／またはＮｉ３Ｎｂからなることがより好ましい。
前記Ｎｉ合金粉末は、Ｎｉ−Ｍｏ合金からなり、さらに純Ｎｂ粉末を添加して混合することが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、Ｎｉを１０〜４９原子％、Ｎｂを１〜２０原子％含有し、且つＮｉとＮｂの合計量が５０原子％以下、残部がＭｏおよび不可避的不純物よりなるＭｏ合金スパッタリングターゲット材であって、Ｍｏのマトリックス中にＮｉ合金相が分散している組織を有するＭｏ合金スパッタリングターゲット材の発明である。
前記Ｎｉ合金相は、Ｎｉ−Ｍｏ合金相およびＮｉ−Ｎｂ合金相からなることが好ましく、前記Ｎｉ−Ｎｂ合金相が、Ｎｉ６Ｎｂ７および／またはＮｉ３Ｎｂからなることがより好ましい。
本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材は、前記Ｎｉ−Ｍｏ合金相と前記Ｍｏのマトリックスとの界面に拡散層を有することがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、高密度、高純度で、且つ非磁性のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を安定且つ安価に製造することが可能となり、低抵抗で耐熱性、耐湿性や基板との密着性にも優れ、電極・配線膜の形成に好適なＭｏ合金スパッタリングターゲット材を提供できる。このため本発明は、電子部品の製造や信頼性の向上に有用な技術となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の断面ミクロ観察組織写真の一例である。
【図２】本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の断面ミクロ観察組織写真の別の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ｍｏを主成分とする合金は、融点が高く、従来から用いられているアトマイズ法で合金化して粉末にすることは難しく、スパッタリングターゲット材を安定且つ安価に得るには種々の課題があることは上述した通りである。
【００１７】
本発明に係る製造方法の重要な特徴は、高融点であるＭｏ合金を溶解することなく、Ｍｏ粉末と特定のＮｉ合金粉末とを混合し、次いで加圧焼結することにある。以下、詳しく説明する。
まず、本発明の製造方法で用いる粉末について説明すると、本発明で用いるＭｏ粉末には、入手が容易な市販されているＭｏ粉末を用いることができる。Ｍｏ粉末の平均粒径が１μｍ未満だと得られるスパッタリングターゲット材中の不純物が増加してしまい、５０μｍを超えると高密度の焼結体を得にくくなる。したがって、Ｍｏ粉末の平均粒径の範囲は１μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。また、Ｍｏ粉末は、Ｍｏのマトリックスを形成するために、総量で５０原子％以上混合することが好ましい。
本発明の製造方法で用いるＮｉ合金粉末は、例えばＮｉ−Ｎｂ合金やＮｉ−Ｍｏ合金の粉末を用いることができる。これにより、それぞれのＮｉ合金粉末の融点をＮｂやＭｏの融点よりも低くできるため、合金粉末の製造や混合粉末の焼結、緻密化が容易になる。これらのＮｉ合金粉末は、所定の成分比に調合した合金をアトマイズ法により容易に得ることができる。Ｎｉ合金粉末の平均粒径が５μｍ未満だと得られるスパッタリングターゲット材中の不純物が増加してしまい、３００μｍを超えると高密度の焼結体を得にくくなる。したがって、Ｎｉ合金粉末の平均粒径の範囲は５μｍ〜３００μｍとすることが好ましい。
尚、本発明でいう平均粒径は、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１で規定される、レーザー光を用いた光散乱法による球相当径で表す。
【００１８】
また、本発明の製造方法で用いるＮｉ合金粉末は、Ｎｉ−Ｎｂ合金またはＮｉ−Ｍｏにすることが好ましい。これは、上述したようにＮｉが磁性体であり、Ｎｉの添加量が増加すると、スパッタリングターゲット材中に磁性を帯びやすいＮｉ強磁性相が残存し、ＦＰＤで一般に用いられているマグネトロンスパッタリングにおいて、スパッタ速度が低下したり、スパッタリングターゲット材の寿命が短くなったりすることがあるからである。このため、本発明では、ＮｉをＭｏやＮｂと合金化して、非磁性のＮｉ合金相とすることが好ましい。具体的には、Ｍｏのマトリックス中にＮｉ−Ｎｂ合金相および／またはＮｉ−Ｍｏ合金相で分散した組織とするために、Ｎｉ合金粉末を用いる。これにより本発明では、スパッタ性のよいスパッタリングターゲット材を得ることが可能となる。
【００１９】
また、Ｎｉ合金粉末のうち、Ｎｉ−Ｎｂ合金粉末は、Ｎｉ６Ｎｂ７および／またはＮｉ３Ｎｂの金属間化合物でなることが好ましい。これらの金属間化合物でなるＮｉ合金粉末は、融点がＮｉより低く、容易に高純度の合金粉末をアトマイズ法で得ることができる。
また、Ｎｉ−Ｍｏ合金粉末は、Ｎｉ合金が常温以上で常磁性となるＭｏを８原子％以上含有する組成とすることが望ましく、Ｍｏを６０原子％まで含有してもＮｉより融点が低く、容易に合金粉末を得ることが可能である。また、Ｎｉ−Ｍｏ合金も金属間化合物であるため、脆性を有し、溶解−粉砕することで容易に合金粉末を得ることができる上、安価であるから好ましい。以上のことから本発明では、Ｍｏの含有量が６０原子％以下のＮｉ−Ｍｏ粉末を用いることが好ましい。このとき、本発明の成分となるように、純Ｎｂ粉末を添加して混合することがより好ましい。
本発明の製造方法では、Ｎｉ合金粉末として、Ｎｉよりも融点が低くなるように成分を調整したＮｉ−Ｎｂ−Ｍｏ合金をアトマイズ法や溶解−粉砕を行ない、Ｎｉ合金粉末を作製して用いることも可能である。
【００２０】
次に、本発明の製造方法について説明すると、本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲットの製造方法では、上で説明したＭｏ粉末とＮｉ合金粉末とを目的の組成を満足するように混合し、加圧焼結することで、高密度で高純度なＭｏ合金スパッタリングターゲット材を製造することができる。
本発明の製造方法では、上述した混合粉末の焼結を加圧焼結により実施する。加圧焼結は、熱間静水圧プレスやホットプレスが適用可能であり、焼結温度８００〜１５００℃、圧力１０〜２００ＭＰａで１〜１０時間行うことが好ましい。
これらの条件の選択は、加圧焼結する装置に依存する。例えば熱間静水圧プレスは低温高圧の条件が適用しやすく、ホットプレスは高温低圧の条件が適用しやすい。本発明の製造方法では、加圧焼結に、低温で焼結してＮｉやＮｂの拡散を抑制でき、且つ高圧で焼結して高密度の焼結体が得られる熱間静水圧プレスを用いることが好ましい。
【００２１】
なお、焼結温度が８００℃未満では、焼結が進みにくく高密度の焼結体を得ることができない。一方、焼結温度が１５００℃を超えると、液相が発現したり、焼結体の結晶成長が著しくなったりして均一微細な組織が得にくくなる。
また、圧力は、１０ＭＰａ未満では焼結が進みにくく高密度の焼結体を得ることができない。一方、圧力が２００ＭＰａを超えると耐え得る装置が限られるという問題がある。
また、焼結時間は、１時間未満では焼結を十分に進行させるのが難しく、高密度の焼結体を得ることができない。一方、焼結時間が１０時間を超えると製造効率において避ける方がよい。
なお、熱間静水圧プレスやホットプレスで加圧焼結をする際には、混合粉末を加圧容器や加圧用ダイスに充填した後に、加熱しながら減圧脱気をすることが望ましい。減圧脱気は、加熱温度１００〜６００℃の範囲で、大気圧（１０１．３ｋＰａ）より低い減圧下で行うことが望ましい。これは、得られる焼結体の酸素をより低減することができ、高純度のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を得ることが可能となるためである。
【００２２】
次に、本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材について説明すると、Ｎｉを１０〜４９原子％、Ｎｂを１〜２０原子％含有し、ＮｉとＮｂの合計量が５０原子％以下、残部がＭｏおよび不可避的不純物からなり、Ｍｏのマトリックス中にＮｉ合金相が分散している組織を有する。ここで、Ｎｉ合金相とは、Ｎｉ−Ｎｂ合金相、Ｎｉ−Ｍｏ合金相、あるいはＮｉ−Ｎｂ−Ｍｏ合金相のことをいう。
【００２３】
本発明でＭｏにＮｉやＮｂを添加するのは、ＣｕやＡｌ等と積層する保護膜としての耐熱性、耐湿性や、下地膜としての密着性を確保するためである。以下、詳しく説明する。
Ｎｉ添加量は、１０原子％未満では、ＣｕやＡｌ等の保護膜として酸化抑制効果が十分でなく、一方、ＮｉはＣｕやＡｌに熱拡散しやすい元素であり、Ｎｉリッチの合金になると特にＣｕやＡｌに拡散しやすくなり、ＣｕやＡｌの電気抵抗値が増加しやすくなる。このため、本発明はＮｉの添加量を１０〜４９原子％とし、且つＮｉとＮｂの合計を５０原子％以下とする。
【００２４】
また、Ｎｂの添加量は、１原子％未満では耐湿性の改善効果が得られない。一方、Ｎｂの添加量が２０原子％以上で耐湿性の向上効果が飽和し、Ｎｂは高価な元素であり、できる限り少ない添加量が望ましい。したがって、本発明は、Ｎｂの添加量を１〜２０原子％とする。
本発明では、酸化の抑制や耐湿性の向上に加え、ＣｕやＡｌへの熱拡散の抑制をするために、Ｎｉを１５〜３５原子％、Ｎｂを３〜１０原子％の範囲で添加することがより好ましい。
【００２５】
また、本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材は、主成分のＭｏとＮｉ、Ｎｂ以外の元素は、できる限り少ないことが望ましい。主成分以外の不純物が多いと、薄膜の電気抵抗が増加したり、元素の種類により他の積層薄膜と反応して密着性や耐湿性・耐酸化性等の特性を劣化させたり場合がある。特に、ガス成分の酸素や窒素は、薄膜中に取り込まれやすく、密着性を低下させたり、薄膜に欠陥を生じさせたりする。したがって本発明は、純度は９９．９％以上、また、酸素等の不純物は１０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、３００質量ｐｐｍ以下がより好ましい。
【実施例１】
【００２６】
以下の実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
原子比で１５％Ｎｉ−５％Ｎｂ−残部がＭｏおよび不可避的不純物のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を作製するために、純度９９．９９％、平均粒径６μｍのＭｏ粉末と、アトマイズ法で作成した純度９９．９％、平均粒径７０μｍのＮｉ３Ｎｂ合金粉末を用意した。比較のために溶解法で作製することを試みたが、Ｍｏが溶け残り、正常な合金塊を作ることができなかった。
【００２７】
上記の組成となるように各粉末を秤量し、クロスロータリー混合機により混合して混合粉末を得た。その後、内径１３３ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの軟鋼製の容器に充填し、４５０℃で１０時間加熱して脱ガス処理を行なった後に軟鋼製容器を封止し、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）装置により１１８０℃、１４８ＭＰａに３時間保持して焼結した。冷却後、ＨＩＰ装置から取り出し、機械加工により軟鋼製容器を外し、直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ合金スパッタリングターゲット材を得て、残部より試験片を切り出した。
【００２８】
得られた試験片の相対密度をアルキメデス法により測定したところ、９９．９％であり、本発明の製造方法によれば、高密度のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を得られることが確認できた。ここでいう相対密度とは、アルキメデス法により測定されたかさ密度を、Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の組成比から得られる質量比で算出した元素単体の加重平均として得た理論密度で除した値に１００を乗じて得た値をいう。
また、得られた試験片の金属元素の定量分析を株式会社島津製作所製の型式番号：ＩＣＰＶ−１０１７の誘電プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ）で行ない、酸素の定量を非分散型赤外線吸収法により測定したところ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂの分析値の合計の純度は９９．９％、酸素濃度は３５０質量ｐｐｍであり、本発明の製造方法によれば、高純度のＭｏ合金スパッタリングターゲット材が得られることが確認できた。
【００２９】
上記で得た試験片を、鏡面研磨した後、ナイタール試薬で腐食して、光学顕微鏡で組織観察した結果を図１に示す。図１に示すように、本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材は、Ｍｏの細かな再結晶したマトリックス中に、球状に近いＮｉ合金相が分散した組織を有しており、偏析や空孔等の大きな欠陥は確認されず、スパッタ成膜に好適なスパッタリングターゲット材であることが確認できた。
【００３０】
また、上記で得た直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ合金スパッタリングターゲット材を銅製のバッキングプレートにろう付けした後、キャノンアネルバ株式会社製の型式番号：ＳＰＦ−４４０ＨＬのスパッタ装置に取り付け、Ａｒ雰囲気、圧力０．５Ｐａ、電力５００Ｗでスパッタを実施した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタすると、異常放電もなく、安定したスパッタを行なうことができることを確認した。
【００３１】
コーニング社製の製品番号：ＥａｇｌｅＸＧの２５×５０ｍｍのガラス基板上に、上記の条件で膜厚２００ｎｍのＭｏ合金薄膜を形成した試料をそれぞれ作製し、密着性、耐湿性、耐熱性を評価した。
密着性の評価は、ＪＩＳ  Ｋ５４００で規定された方法で行なった。先ず、上記のＭｏ合金薄膜上に、住友スリーエム株式会社製の透明粘着テープ（製品名：透明美色）を貼り、２ｍｍ角のマス目をカッターナイフで入れ、透明粘着テープを引き剥がして、薄膜の残存の有無で評価をした。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いて成膜した薄膜は、一マスも剥がれず、高い密着性を有することが確認できた。
耐湿性の評価は、上記のＭｏ合金薄膜を、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気に１００時間放置し、Ｍｏ合金薄膜表面の変色の有無を目視で確認した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いた成膜した薄膜は、高温高湿雰囲気にさらしても変色せず、高い耐湿性を有することが確認できた。
耐熱性の評価は、上記のＭｏ合金薄膜を、大気中の３００℃の雰囲気で３０分加熱し、Ｍｏ合金薄膜の変色の有無を目視で確認した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いて成膜した薄膜は、高温で加熱しても変色せず、高い耐熱性を有する薄膜であることが確認できた。
【実施例２】
【００３２】
原子比で２０％Ｎｉ−１０％Ｎｂ−残部Ｍｏおよび不可避的不純物のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を作製するために、純度９９．９９％、平均粒径６μｍのＭｏ粉末と、アトマイズ法で作成した純度９９．９％、平均粒径１００μｍのＮｉ−３０Ｍｏ（原子％）合金粉末と、平均粒径８５μｍのＮｂ粉末とを用意した。比較のために溶解法で作製することを試みたが、Ｍｏが溶け残り、正常な合金塊を作ることができなかった。
【００３３】
上記の組成となるように各粉末を秤量し、クロスロータリー混合機により混合して混合粉末を得た。その後、内径１３３ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの軟鋼製の容器に充填し、４５０℃で１０時間加熱して脱ガス処理を行なった後に軟鋼製容器を封止し、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）装置により１１００℃、１４８ＭＰａに５時間保持して焼結した。冷却後、ＨＩＰ装置から取り出し、機械加工により軟鋼製容器を外し、直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ合金スパッタリングターゲット材を得て、残部より試験片を切り出した。
【００３４】
得られた試験片の相対密度を実施例１と同様に、アルキメデス法により測定したところ、９９．９％であり、本発明の製造方法によれば、高密度のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を得られることが確認できた。
また、得られた試験片の金属元素の定量分析を株式会社島津製作所製の型式番号：ＩＣＰＶ−１０１７のＩＣＰ（誘電プラズマ発光分析装置）で行ない、酸素の定量を非分散型赤外線吸収法により測定したところ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂの分析値の合計の純度は９９．９％、酸素濃度は５００質量ｐｐｍであり、本発明の製造方法によれば、高純度のＭｏ合金スパッタリングターゲット材が得られることが確認できた。
【００３５】
上記で得た試験片を、鏡面研磨した後、ナイタール試薬で腐食して、光学顕微鏡で組織観察した結果を図２に示す。図２に示すように、本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材は、Ｍｏの細かな再結晶したマトリックス中に、アトマイズ法で得られた球状に近いＮｉ−Ｍｏ合金相と、粉砕により得られたＮｂ粉が分散した組織を有しており、その周囲にＭｏとの拡散層があり、偏析や空孔等の大きな欠陥は確認されず、スパッタ成膜に好適なスパッタリングターゲット材であることが確認できた。
【００３６】
また、上記で得た直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ合金スパッタリングターゲット材を銅製のバッキングプレートにろう付けした後、キャノンアネルバ株式会社製の型式番号：ＳＰＦ−４４０ＨＬのスパッタ装置に取り付け、Ａｒ雰囲気、圧力０．５Ｐａ、電力５００Ｗでスパッタを実施した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタすると、異常放電もなく、安定したスパッタを行なうことができることを確認した。
【００３７】
コーニング社製の製品番号：ＥａｇｌｅＸＧの２５×５０ｍｍのガラス基板上に、上記の条件で膜厚２００ｎｍのＭｏ合金薄膜を形成した試料をそれぞれ作製し、密着性、耐湿性、耐熱性を評価した。
密着性の評価は、ＪＩＳ  Ｋ５４００で規定された方法で行なった。先ず、上記のＭｏ合金薄膜上に住友スリーエム株式会社製の透明粘着テープ（製品名：透明美色）を貼り、２ｍｍ角のマス目をカッターナイフで入れ、透明粘着テープを引き剥がして、薄膜の残存の有無で評価をした。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いて成膜した薄膜は、一マスも剥がれず、高い密着性を有することが確認できた。
耐湿性の評価は、上記のＭｏ合金薄膜を、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気に３００時間放置し、Ｍｏ合金薄膜表面の変色の有無を目視で確認した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いた成膜した薄膜は、高温高湿雰囲気にさらしても変色せず、高い耐湿性を有することが確認できた。
耐熱性の評価は、上記のＭｏ合金薄膜を、大気中の４００℃の雰囲気で３０分加熱し、Ｍｏ合金薄膜の変色の有無を目視で確認した。本発明のＭｏ合金スパッタリングターゲット材を用いて成膜した薄膜は、高温で加熱しても変色せず、高い耐熱性を有する薄膜であることが確認できた。
【図１】
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【図２】
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