(57)【要約】【課題】スパッタ法による製膜時に異常放電の発生が少なく、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一なＮｉ−Ｖ合金薄膜を成膜可能なＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】Ｖを６質量％以上１０質量％以下の範囲にて含み、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の添加元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖを６質量％以上１０質量％以下の範囲にて含み、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の添加元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲット。
【請求項２】
結晶粒の粒径の変動係数が１５％以下であることを特徴とする請求項１に記載のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記添加元素の含有量の標準偏差が１５質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子回路の回路素子や電極の下地層として利用されるＮｉ−Ｖ合金の薄膜を成膜する際に用いられるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｉ−Ｖ合金の薄膜は、電子回路の回路素子や電極の下地層として利用されている。このようなＮｉ−Ｖ合金の薄膜を成膜する方法として、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用いたスパッタ法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇの含有量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下、Ｕ、Ｔｈの含有量がそれぞれ１ｐｐｂ未満、Ｐｂ、Ｂｉの含有量がそれぞれ０．１ｐｐｍ未満、Ｎ含有量が１〜１００ｗｔｐｐｍである高純度のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットが開示されている。この特許文献１によると、このＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより、エッチング性を向上させ、かつα放射を著しく低減させた高純度Ｎｉ−Ｖ合金薄膜を形成することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４４７５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電子機器の高機能化に伴って、電子回路の高集積化が求められている。このため、電子回路に利用される金属薄膜では、細線化が望まれている。一方、電子回路の基板としては、大型サイズのものが使用されることもある。従って、電子回路の金属膜成膜用のスパッタリングターゲットとしては、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一な薄膜パターンを形成することができるものが求められている。
しかしながら、上述の特許文献１に記載されている高純度のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットでは、結晶粒の粒径を調整することが難しく、スパッタ面に粗大な結晶粒が発生しやすい。このため、製膜時に異常放電が発生し易く、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一な薄膜パターンを形成することが困難となる場合がある。
【０００６】
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、スパッタ法による製膜時に異常放電の発生が少なく、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一なＮｉ−Ｖ合金薄膜を成膜可能なＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲット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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、Ｖを６質量％以上１０質量％以下の範囲にて含み、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成とされた本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットによれば、Ｖの含有量が６質量％以上とされているので、磁性を持たない非磁性体となり、マグネトロンスパッタ装置などの磁場を利用したスパッタ装置を用いて成膜することが可能となる。また、Ｖの含有量が１０質量％以下とされているので、Ｎｉ３Ｖなどの高融点化合物が生成しにくく、この高融点化合物に電荷が集中することによる製膜時での異常放電の発生が抑制される。
【０００９】
また、本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の添加元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有しているので、粗大な結晶粒の生成を低減させることができ、粗大結晶粒による異常放電の発生を抑制することができる。すなわち、上記の添加元素は、Ｎｉに固溶しにくく、Ｎｉ−Ｖ合金が結晶粒を形成する際に結晶核となる作用効果がある。ここで、添加元素の含有量が３０質量ｐｐｍ以上とされていると、核となる添加元素が充分に存在するので、Ｎｉ−Ｖ合金の結晶粒が過剰に粒成長することを抑制できる。また、添加元素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下とされているので、添加元素が、Ｎｉ−Ｖ合金の結晶粒の粒界に多量に析出して、粗大な添加元素の結晶粒を形成することが抑制できる。
【００１０】
ここで、本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒の平均粒径が４００μｍ以下とされていることが好ましい。
この場合、スパッタが進行した際にスパッタ面に形成される凹凸を小さくすることができ、異常放電の発生をより抑制することが可能となる。すなわち、スパッタレートは、結晶方位によって異なることから、スパッタが進行するとスパッタ面に、上述のスパッタレートの違いに起因して凹凸が生じる。このため、粒径が大きい粗大結晶粒が多く存在すると、スパッタ面に形成される凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくなる。そこで、結晶粒の平均粒径を４００μｍ以下に制限することで、異常放電の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒の粒径の変動係数が１５％以下であることが好ましい。
この場合、スパッタが進行した際にスパッタ面に形成される凹凸を確実に小さくすることができ、異常放電の発生をさらに抑制することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、前記添加元素の含有量の標準偏差が１５質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
この場合、粗大な結晶粒の生成を確実に低減させることができ、粗大結晶粒による異常放電の発生をさらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スパッタ法による製膜時に異常放電の発生が少なく、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一なＮｉ−Ｖ合金薄膜を成膜可能なＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例において、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットの組成を測定した箇所を説明する説明図である。
【図２】実施例において、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットの結晶粒の粒径を測定した箇所を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態であるＮｉ−Ｖ合金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Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、Ｎｉ−Ｖ合金薄膜を成膜する際に用いられるものである。Ｎｉ−Ｖ合金薄膜は、例えば電子回路の回路素子や電極の下地層として利用される。
【００１６】
本発明のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、Ｖを６質量％以上１０質量％以下の範囲にて含み、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の添加元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有する。添加元素の含有量の標準偏差は１５質量ｐｐｍ以下とされていることが好ましい。また、結晶粒の平均粒径が４００μｍ以下とされている。結晶粒の粒径の変動係数は１５％以下とされていることが好ましい。
【００１７】
次に、本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいて、Ｖの含有量、添加元素の含有量、結晶粒の粒径を上述のように規定した理由について説明する。
【００１８】
（Ｖの含有量：６質量％以上１０質量％以下）
本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいて、Ｖの含有量が６質量％未満の場合は、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットに磁性が発生するおそれがある。磁性を有するＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用い、マグネトロンスパッタ装置のような磁場を利用したスパッタ装置を利用して成膜すると、ターゲットの磁性がスパッタ装置の磁場に影響を与えることによって、成膜されたＮｉ−Ｖ合金薄膜は、膜厚のばらつきが大きくなるおそれがある。一方、Ｖの含有量が１０質量％を超える場合は、Ｎｉ３Ｖなどの高融点化合物が生成し、この高融点化合物に電荷が集中することによって、製膜時での異常放電が起こり易くなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｖの含有量を６質量％以上１０質量％以下の範囲内に設定している。
【００１９】
（添加元素（Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ）の含有量：３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、標準偏差１５質量ｐｐｍ以下）
Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉなどの添加元素は、Ｎｉに対して固溶しにくく、Ｎｉ−Ｖ合金が結晶粒を形成する際に結晶核となる作用効果がある。
ここで、添加元素の含有量が少ない、すなわち結晶核の量が少ない場合は、結晶粒が大きく粒成長し、粗大な結晶粒が生成することによって、異常放電が発生しやすくなるおそれがある。一方、添加元素の含有量が多い場合は、Ｎｉ−Ｖ合金の結晶粒の粒界に多量の添加元素が析出し、粗大な添加元素の結晶粒を形成することによって、異常放電が発生しやすくなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、添加元素の含有量を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲内に設定している。添加元素は二種以上を組合せて使用してもよい。二種以上の添加元素を使用する場合は、添加元素の合計量が上記の範囲内となるように設定する。
【００２０】
また、上記の添加元素の含有量のばらつきが大きいと、結晶粒の粒径のばらつきが大きくなるおそれがある。従って、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、添加元素の含有量の標準偏差は１５質量ｐｐｍ以下にあることが好ましい。ここで、本実施形態において、添加元素の含有量の標準偏差は、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面の５個所の位置にて測定された添加元素の含有量の標準偏差である。
【００２１】
また、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいて、上記の添加元素は、金属の状態で存在していることが好ましい。添加元素が酸化物または窒化物などの絶縁体として存在していると、異常放電が起こり易くなるおそれがある。このため、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、酸素の含有量は３００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にあることが特に好ましい。また、窒素の含有量は、２００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１質量ｐｐｍ以上８０質量ｐｐｍ以下の範囲にあることが特に好ましい。
【００２２】
本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいてＰｂは、環境や人体に悪影響を及ぼすだけでなく異常放電の原因となる。このため、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｐｂの含有量は３０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０質量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。
【００２３】
（結晶粒の粒径：平均粒径４００μｍ以下、変動係数１５％以下）
本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいて、結晶粒の平均粒径が４００μｍを超える場合は、スパッタが進行すると、スパッタ面に形成される凹凸が大きくなり、凸部に電荷が集中して異常放電が発生しやすくおそれがある。
このため、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒の平均粒径を４００μｍ以下に設定している。なお、結晶粒の平均粒径は、５０μｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
また、上記の結晶粒の粒径のばらつきが大きいと、スパッタレートの違いにより、スパッタ面に形成される凹凸が多くなり、異常放電が発生しやすくなるおそれがある。従って、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒の粒径の変動係数は１５％にあることが好ましい。ここで、本実施形態において、結晶粒の粒径の変動係数は、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面の５個所の位置にて測定された結晶粒の粒径の平均と標準偏差とから下記式により算出した値である。
変動係数（％）＝標準偏差／平均値×１００
【００２５】
次に、本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、例えば、鋳造工程、熱間圧延工程、熱処理工程、機械加工工程、といった工程を経て製造される。以下に、各工程について説明する。
【００２６】
（鋳造工程）
鋳造工程では、まず、原料粉末として、Ｖ粉末と、Ｎｉ粉末と、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉなどの添加元素の粉末とをそれぞれ用意する。Ｖ粉末は、純度が３Ｎ以上であることが好ましい。Ｎｉ粉末は純度が４Ｎ以上であることが好ましい。
【００２７】
次に、上述のターゲット組成となるように、原料粉末を秤量する。秤量した原料粉末を、溶解炉を用いて加熱して、溶湯を生成させる。そして、生成した溶湯を鋳型に出湯して、鋳塊を製造する。
【００２８】
溶湯状態での金属の酸化や窒化を防止するために、溶解炉としては真空溶解炉を用いることが好ましい。また、添加元素の配合比率は、ＶやＮｉと比較すると極めて微量であるため、溶湯状態で、添加元素がわずかでも揮発すると、最終的に得られるターゲットの組成が大きく変動するおそれがある。このため、添加元素粉末は、アフターチャージにより添加することが好ましい。具体的には、Ｖ粉末とＮｉ粉末とを先に加熱して、ＶとＮｉの溶湯を生成させ、その溶湯に添加元素粉末を添加することが好ましい。このアフターチャージにより添加元素粉末を溶湯に添加して、溶湯内にて添加元素が溶解して均一に拡散した後は、揮発により添加元素の量が減少しないように、短時間で溶湯を出湯することが好ましい。アフターチャージにより添加元素粉末を添加してから溶湯を出湯するまでの時間は、溶解炉のサイズや温度などの条件によって異なるが、一般に３分間以上１０分間以下の範囲である。
【００２９】
（熱間圧延工程）
熱間圧延工程では、鋳塊を熱間圧延によって、圧延板とする。熱間圧延での圧下率は、６０％以上８０％以下とすることが好ましい。熱間圧延の温度は、一般に８００℃以上１１００℃以下の範囲である。
【００３０】
（熱処理工程）
熱処理工程では、圧延板を熱処理して、結晶粒を再結晶化する。この熱処理によって、平均粒径が４００μｍ以下のＮｉ−Ｖ合金の結晶粒が形成される。熱処理の温度は、一般に８００℃以上１１００℃以下の範囲である。熱処理の時間は、一般に３０分以上９０分以下の範囲である。
【００３１】
（機械加工工程）
機械加工では、上記のようにして熱処理された圧延板に対して、切削加工又は研削加工を施すことにより、所定形状のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットに加工する
【００３２】
以上のような工程により、本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットが製造される。
得られたＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、銅製のバッキングプレートにはんだ付けされて、スパッタ装置に取り付けられ、対向配置された基板上にＮｉ−Ｖ合金薄膜をスパッタ法により成膜する。
【００３３】
以上のような構成とされた本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｖの含有量が６質量％以上とされているので、磁性を持たない非磁性体となり、マグネトロンスパッタ装置などの磁場を利用したスパッタ装置を用いて成膜することが可能となる。また、Ｖの含有量が１０質量％以下とされているので、Ｎｉ３Ｖなどの高融点化合物が生成しにくく、Ｎｉ−Ｖ合金の組成が均一になるため、製膜時での異常放電の発生が抑制される。
【００３４】
また、本実施形態では、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも一種の添加元素を３０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下の範囲にて含有しているので、粗大な結晶粒の生成を低減させることができ、粗大結晶粒による異常放電の発生を抑制することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、結晶粒の平均粒径が４００μｍ以下とされているので、スパッタが進行した際にスパッタ面に形成される凹凸を小さくすることができ、異常放電の発生を抑制することができる。
本実施形態であるＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、以上のように、成膜時での異常放電の発生が少ないので、広い面積に対して、微細でかつ厚さが均一なＮｉ−Ｖ合金薄膜をスパッタ法により成膜することが可能となる。
【００３６】
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、本実施形態のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用いて成膜する際のスパッタ装置としてマグネトロンスパッタ装置を例示したが、スパッタ装置としてはマグネトロン以外のスパッタ装置を使用することができる。また、スパッタ装置の電源としては、直流（ＤＣ）電源、高周波（ＲＦ）電源、中周波（ＭＦ）電源、交流（ＡＣ）電源のいずれも選択可能である。さらに、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットの形状やサイズに特に限定はなく、矩形板状、円板状、円筒状をなしていてもよい。
【実施例】
【００３７】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。
【００３８】
［本発明例１〜１５および比較例１〜５］
表１に示す純度と平均粒径とを有するＶ粒と、純度４ＮのＮｉインゴットと、純度４ＮのＡｌ粉末とを用意し、表１に示す配合量となるように秤量した。なお、Ａｌ粉末は、本発明例７では粒径が４５μｍ未満のものを使用し、その他では粒径が３００μｍ未満のものを使用した。
秤量したＶ粒とＮｉインゴットとをＡｌ２Ｏ３坩堝に入れ、真空溶解炉を用いて、炉内を表１に示す圧力雰囲気とした後、１５００℃で加熱して溶湯を生成させた。生成した溶湯に、アフターチャージにより、秤量したＡｌ粉末を加えて、その後、さらに表１に示す保持時間にて保持した。但し、比較例５では、秤量したＶ粉末とＮｉ粉末とＡｌ粉末を同時にＡｌ２Ｏ３坩堝に入れた。
【００３９】
保持後の溶湯を鋳型に出湯して、鋳塊（縦２２０×横１５０×厚さ４０ｍｍ）を得た。次に、得られた鋳塊を、圧延率７０％で熱間圧延して熱間圧延板とした。得られた熱間圧延板を、１０００℃の温度にて１時間熱処理した。
次に、加熱処理後の熱間圧延板から、縦１２６ｍｍ×横１７８ｍｍ×厚さ６ｍｍのＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを切り出した。
【００４０】
得られたＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットについて、組成、結晶粒のサイズ、異常放電回数を、下記の方法により測定した。また、得られたＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜したＮｉ−Ｖ合金薄膜について膜厚分布を下記の方法により測定した。これらの結果を、表２に示す。
【００４１】
（組成の測定）
図１に示すように、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面の縦方向の中心線と横方向の中心線とが交差する位置（１）と、角部から縦方向に１０ｍｍで横方向に１０ｍｍとなる位置（２）〜（４）の合計５点の位置をそれぞれ中心として試験片（サイズ：５×５×５ｍｍ）を採取した。採取した各試験片に含まれているＮｉ、Ｖ、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｂｉの量をＩＣＰ発光分光分析法により分析し、その平均値を求めた。Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉの含有量については、標準偏差を算出した。
【００４２】
（酸素含有量、窒素含有量）
ＬＥＣＯ社製のガス分析装置を用いて、酸素含有量は非分散型赤外線吸収法、窒素含有量は熱伝導度法により測定した。
【００４３】
（結晶粒の粒径の測定）
図２に示すように、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面の縦方向の中心線と横方向の中心線とが交差する位置（１）と、角部から縦方向に２５ｍｍで横方向に２５ｍｍとなる位置（２）〜（４）の合計５点の位置をそれぞれ中心として試験片（サイズ：縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ６ｍｍ）を採取した。採取した各試験片のスパッタ面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、電子線後方散乱回折分析装置（ＥＢＳＤ）を用いて結晶粒の粒径を測定した。測定した結晶粒の粒径の平均値と標準偏差とを求め、下記式により変動係数（％）を算出した。
変動係数（％）＝標準偏差／平均値×１００
【００４４】
（異常放電回数の測定）
Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを、銅製のバッキングプレートにはんだ付けした。はんだ付けしたスパッタリングターゲットを、マグネトロンスパッタ装置のチャンバに取り付け、１×１０−４Ｐａまで排気した後、ガス圧：０．３Ｐａ、投入電力：ＤＣ１０００Ｗの条件で１０ｍｉｎ間放電し、放電中の異常放電回数を計数した。
【００４５】
（膜厚分布の測定）
はんだ付けしたＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットとガラス基板（縦１００×横１００ｍｍ）をマグネトロンスパッタ装置のチャンバに取り付け、上記異常放電回数の測定と同じ条件でスパッタを行って、ガラス基板の上にＮｉ−Ｖ合金薄膜を成膜した。得られたＮｉ−Ｖ合金薄膜の膜厚を、段差測定機を用いて測定した。膜厚の測定は、ガラス基板の縦方向に１５ｍｍ間隔で、合計５点で行った。膜厚分布は、測定した５点の平均値と、測定した５点の中の最大値と最小値とを用いて下記の式より算出した。
膜厚分布（±％）＝｛（最大値−最小値）÷５点の平均値｝×１００÷２
【００４６】
【表１】
2018009233.tif 000002
【００４７】
【表２】
2018009233.tif 000003
【００４８】
Ｖ含有量が６質量％未満の比較例１のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、成膜されたＮｉ−Ｖ合金薄膜の膜厚分布が大きくなった。これは、Ｎｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットが磁性を持ったためであると推察される。
Ｖ含有量が１０質量％超える比較例２のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、成膜時の異常放電回数が多くなった。これはＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットのＮｉ３Ｖが生成したためであると推察される。
Ａｌ含有量が１００質量ｐｐｍを超える比較例３のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、成膜時の異常放電回数が多くなった。これは、Ｎｉ−Ｖ合金の結晶粒の粒界に多量の添加元素が析出したためであると推察される。
さらに、Ａｌ含有量が３０質量ｐｐｍ未満の比較例４、５のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒の平均粒径が４００μｍを超えており、成膜時の異常放電回数が多くなった。これは結晶粒の結晶核となるＡｌの量が少ないため、Ｎｉ−Ｖ合金の結晶粒が粒成長して粗大な結晶粒が生成して、スパッタが進行したときにスパッタ面に形成される凹凸が大きくなったためであると推察される。
【００４９】
これに対して、Ｖ含有量とＡｌ含有量が本発明で規定する範囲にある本発明例１〜１５のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、成膜時の異常放電回数が低減され、成膜されたＮｉ−Ｖ合金薄膜の膜厚分布は小さくなった。なお、本発明１４のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、結晶粒径の変動係数が高くなった。これは、Ｎｉ−Ｖ合金保持時間が短く、添加金属が十分に拡散せずに、添加金属の含有量のばらつきが大きくなったためであると推察される。
【００５０】
［本発明例１６〜３０および比較例６〜１５］
Ａｌ粉末の代わりに、純度４ＮのＡｇ粉末、純度４ＮのＢ粉末、純度４ＮのＣａ粉末、純度４ＮのＭｇ粉末そして純度４ＮのＳｉ粉末をそれぞれ用意して、表３に示す原料配合比率となるように秤量したこと以外は、本発明例１と同様にしてＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを作製した。得られたＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットついて、本発明例１と同様に、組成、結晶粒のサイズ、異常放電回数を測定し、このＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ法により成膜したＮｉ−Ｖ膜の膜厚分布を測定した。これらの結果を、表４に示す。
【００５１】
【表３】
2018009233.tif 000004
【００５２】
【表４】
2018009233.tif 000005
【００５３】
Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉの含有量がそれぞれ３０質量ｐｐｍ未満の比較例６、８、１０、１２、１４のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ａｌの場合（比較例４、５）と同様に、結晶粒の平均粒径が４００μｍを超えており、成膜時の異常放電回数が多くなった。
また、Ａｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉの含有量が１００質量ｐｐｍを超える比較例７、９、１１、１３、１５のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ａｌの場合（比較例３）と同様に成膜時の異常放電回数が多くなった。
これに対して、Ｖ含有量とＡｇ、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉの含有量が本発明で規定する範囲にある本発明例１６〜３０のＮｉ−Ｖ合金スパッタリングターゲットは、成膜時の異常放電回数が低減され、成膜されたＮｉ−Ｖ合金薄膜の膜厚分布は小さくなった。
【図１】
2018009233.tif 000006
【図２】
2018009233.tif 000007