(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅系金属相と酸化物相との混合組織を有し、
酸素含有量が５原子％〜３０原子％で、相対密度が８５％以上であり、
バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下であるスパッタリングターゲット材。
【請求項２】
銅系金属相が銅相、またはニッケル、チタンのうち少なくとも一つを含む銅合金相である請求項１に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項３】
銅系金属相が銅−ニッケル合金相または銅−チタン合金相である請求項１に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項４】
酸化物相が酸化銅相または銅合金酸化物相である請求項１〜請求項３いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項５】
銅合金酸化物相が、ニッケル、チタンのうち少なくとも一つを含む請求項１〜請求項４いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項６】
銅合金酸化物相が、銅−ニッケル合金酸化物相または銅−チタン合金酸化物相である請求項１〜請求項４いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項７】
ニッケル含有量が６１．０原子％以下であり、チタン含有量が７．５０原子％以下である請求項２〜請求項６いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項８】
銅系金属相の平均粒径が０．５μｍ〜１０．０μｍであり、酸化物相の平均粒径が０．０５μｍ〜７．０μｍである請求項１〜請求項７いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項９】
スパッタリングターゲット材の断面観察において、６０μｍ×６０μｍの範囲における銅系金属相の面積比が０．３２以上である請求項１〜請求項８いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項１０】
直流電源による放電に用いる請求項１〜請求項９いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項１１】
黒化層を形成するために用いる請求項１〜請求項１０いずれかに記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１いずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法であって、
銅粉および／または銅合金粉、もしくは銅粉および銅合金を形成するための銅以外の金属粉と、酸化物粉とを混合する工程と、
真空雰囲気下で、銅または銅合金の融点よりも４５０℃〜２００℃低い温度範囲内の焼結温度で焼結する工程を含むスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１３】
銅合金粉がニッケル、チタンのうち少なくとも一つを含む請求項１２に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１４】
銅合金粉が銅−ニッケル合金粉、または銅−チタン合金粉である請求項１２または請求項１３に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１５】
銅合金を形成するための銅以外の金属粉がニッケル粉、チタン粉のうち少なくとも一つを含む請求項１２に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１６】
酸化物粉が酸化銅粉、または銅合金酸化物粉である請求項１２〜請求項１５いずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１７】
酸化物粉がニッケル、チタンのうち少なくとも一つを含む銅合金酸化物粉である請求項１２〜請求項１５いずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１８】
酸化物粉が銅−ニッケル合金酸化物粉または銅−チタン合金酸化物粉である請求項１２〜請求項１５いずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項１９】
焼結は通電焼結法による請求項１２〜請求項１８いずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅または銅合金と酸化物を含有するスパッタリングターゲット材に関するもので、特に、銅メッシュを採用したタッチパネル用センサーフィルムの黒化層を形成するのに好適なスパッタリングターゲット材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどの表示デバイスでは、画面に直接触れることにより操作を行う、いわゆるタッチパネルの方式のものが多く市場に提供されている。そして、このタッチパネルにおいては、静電容量式のタッチパネル用センサーフィルムを採用したものが知られている。【０００３】
この静電容量式のタッチパネル用センサーフィルムには、例えばＰＥＴフィルムベースの透明電極膜（ＩＴＯ膜：抵抗値１００Ω／□程度）が使用されている。このＩＴＯ膜を用いたタッチパネル用センサーフィルムは、ＩＴＯ膜の抵抗値の問題から、大面積のタッチパネルを作成することが難しいとされている。そのため、低抵抗値を実現できる銅メッシュを用いたタッチパネル用センサーフィルムの開発が進められている。【０００４】
この銅メッシュを採用したタッチパネル用センサーフィルムは、ＰＥＴフィルムベースに蒸着法により銅膜を形成し、その銅膜を格子状のメッシュに加工するものである。この銅メッシュを採用したセンサーフィルムは、その銅メッシュの抵抗値が１Ω／□程度であるため、大面積タッチパネルにも十分に対応できるものとなる。この銅メッシュを用いたタッチパネル用センサーフィルムの具体的な製法を説明すると、ＰＥＴフィルムベースに蒸着法により銅膜を形成し、その銅膜の表面には、さらに黒化層と呼ばれるセンサーフィルムの明度を調整するための薄膜が形成される。【０００５】
この黒化層を形成する先行技術としては、めっき法やスパッタリング法による表面処理によって形成する方法や、銅や銅合金のスパッタリングターゲット材を用い、スパッタリング時に酸素や窒素などを供給して反応性スパッタリングにより形成する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００６】
これらの先行技術における黒化層の形成技術において、表面処理方法では銅メッシュの細線化に不適当である点が指摘されており、反応性スパッタリング法では、酸素などの供給の影響で成膜レートが低下する傾向となり、放電の不安定化が指摘されている。そのため、反応性スパッタリング法において、Ａｒガスのみで黒化層を形成できるようにするために、銅などのスパッタリングターゲット材の酸素含有量を増やすことも検討されているが、ターゲット材の酸素含有量が増加すると、ターゲット材自体のバルク抵抗が上昇し、直流電源の放電（スパッタリング）が困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１２９１８３号公報
【特許文献２】特許第３９６９７４３号明細書
【特許文献３】特開２００８−３１１５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、直流電源による放電が可能となる、銅または銅合金と酸化物を含有するスパッタリングターゲット材を提供するものであり、そして、静電容量方式のタッチパネル用センサーフィルムの黒化層を形成するのに好適なスパッタリングターゲット材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】
【０００９】
本発明は、銅系金属相と酸化物相との混合組織を有し、酸素含有量が５原子％〜３０原子％、相対密度が８５％以上、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下であるスパッタリングターゲット材に関する。【００１０】
本発明のスパッタリングターゲット材によれば、ターゲット材自体のバルク抵抗値が低いため、安価な直流電源による放電が可能であり、成膜レートを向上させることができる。また、スパッタリングターゲット材中に高濃度の酸素を含有しているため、スパッタリングガス中の酸素量を低減してスパッタリングができ、安定した黒化層の形成が可能となる。本発明のスパッタリングターゲット材における銅系金属相とは、銅のみの単相または銅合金相をいい、銅合金相としては例えば、銅−ニッケル合金相、銅−チタン合金相等が挙げられる。酸化物相とは、銅のみを有する酸化物相（酸化銅相）または銅合金を成分として含有する酸化物相（銅合金酸化物相）をいう。銅合金酸化物相の場合、その金属成分は銅合金相と同一であってもよく、異なっていてもよい。このような酸化物相は、例えば、酸化銅相、銅−ニッケル合金の銅合金酸化物相、銅−チタン合金の銅合金酸化物相等が挙げられる。そして、この酸化物相と銅系金属相とが混合した組織となっていることにより、スパッタリングターゲット材の組織の中に、銅系金属相によるネットワークが形成され、そのネットワークが導電経路になり、酸素含有量が５原子％〜３０原子％であっても、低いバルク抵抗値を実現できる。【００１１】
本発明に係るスパッタリングターゲット材の酸素含有量は、５原子％〜３０原子％であって、好ましくは１０原子％〜２５原子％であり、より好ましくは１０原子％〜２０原子％である。酸素含有量が、５原子％未満になると、スパッタリングガス中に酸素を多量に導入する必要性が生じ、３０原子％を超えてしまうと、直流電源での放電が困難となる。本発明に係るスパッタリングターゲット材にニッケルを含有させる場合、ニッケル含有量は６１．０原子％以下が好ましく、５７．０原子％以下がさらに好ましい。ニッケル含有量が６１．０原子％を超えると銅−ニッケル合金相が強磁性を示すようになり、スパッタリング時の成膜レート低下につながる。また、本発明に係るスパッタリングターゲット材にチタンを含有させる場合、チタン含有量は７．５０原子％以下が好ましく、６．２５原子％以下がさらに好ましい。チタン含有量が７．５０原子％を超えると酸化チタン相が形成されるようになり、焼結時に割れが生じやすくなる。【００１２】
そして、本発明に係るスパッタリングターゲット材の相対密度は８５％以上であり、好ましくは９０％、より好ましくは９５％以上である。相対密度１００％に近いものほど良好なものとなる。相対密度が８５％未満になると、スパッタリングターゲット材中に空隙が多くなり、大気中のガス成分を取り込み易くなる。また、その空隙を起点とした異常放電やスパッタリングターゲット材の割れ現象が生じやすくなる。【００１３】
さらに、本発明に係るスパッタリングターゲット材は、直流電源による放電を安定して行うために、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下である。より好ましくは１．０×１０−３Ωｃｍ以下であり、さらに好ましくは５．０×１０−４Ωｃｍ以下である。【００１４】
本発明に係るスパッタリングターゲット材は、銅系金属相の平均粒径が０．５μｍ〜１０．０μｍで、酸化物相の平均粒径が０．０５μｍ〜７．０μｍであることが好ましい。より好ましくは、銅系金属相の平均粒径が１．０μｍ〜８．０μｍで、酸化物相の平均粒径が０．５μｍ〜６．０μｍである。銅系金属相の平均粒径を０．５μｍ未満にするためには、スパッタリングターゲット材の原料として使用する銅や銅合金、銅と合金を形成しうる金属の原料粉を小径にする必要があるが、あまり小径の平均粒径の原料粉を用いると、原料粉表面に形成される酸化膜の影響により、スパッタリングターゲット材を製造する際の焼結が不完全となり、スパッタリングターゲット材の酸素含有量が変動しやすくなる。銅系金属相の平均粒径が１０．０μｍを超えると、酸化物相の凝集が生じやすくなり、銅系金属相のネットワークによる導電経路が形成しにくくなる。また、酸化物相の凝集が生じると、それを起因としてスパッタリング中に異常放電を生じやすくなる。そして、酸化物相の平均粒径を０．０５μｍ未満にするためには、スパッタリングターゲット材の原料として使用する酸化物粉を小径にする必要があるが、あまり小径の平均粒径の酸化物粉は凝集が生じやすいため、スパッタリングターゲット材の製造が困難となる。酸化物相の平均粒径が７．０μｍを超えると、スパッタリング中に異常放電を生じやすくなる。このような平均粒径の銅系金属相と酸化物相とが混合した組織を有すると、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下であるスパッタリングターゲット材が安定して実現できる。また、前述の銅系金属相のネットワーク構造が形成されるためには、スパッタリングターゲット材の断面観察において、６０μｍ×６０μｍの範囲における銅系金属相の面積比が０．３２以上であることが好ましく、０．４４以上であることがさらに好ましい。面積比が０．３２未満だと銅系金属相のネットワーク構造が形成しにくくなる。【００１５】
本発明に係るスパッタリングターゲット材は、酸化物相が酸化銅相または銅合金酸化物相であることが好ましい。銅系金属相と酸化物相との混合組織で、酸素含有量が５原子％〜３０原子％で、相対密度が８５％以上であり、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下であるスパッタリングターゲット材を用いて、銅表面に黒化層を形成すると、形成した黒化層側の表面明度Ｌ＊を４０以下にすることが可能となる。表面明度Ｌ＊が４０を超えると、センサーフィルムを構成する銅メッシュの表面反射が強くなり、表示デバイスのコントラストが低下する。【００１６】
本発明に係るスパッタリングターゲット材は、銅粉および／または銅合金粉もしくは銅粉および銅合金を形成するための銅以外の金属粉と、酸化物粉とを混合し、真空雰囲気下で、銅または銅合金の融点よりも４５０℃〜２００℃低い温度範囲内の焼結温度で焼結することにより製造することができる。銅または銅合金の融点よりも４５０℃低い焼結温度を下回ると、焼結が不十分となり、銅または銅合金の融点よりも２００℃低い焼結温度を超えると、銅または銅合金の融点に近づくため、銅系金属相と酸化物相との混合組織が形成し難くなる。本発明に係るスパッタリングターゲット材の製造方法においては、銅粉のみと酸化物粉との混合、あるいは銅合金粉のみと酸化物粉の混合、また、銅粉及び銅合金粉と酸化物粉との混合、さらには銅粉および銅合金を形成するための銅以外の金属粉と酸化物粉との混合を行って製造することができる。そして、銅粉および／または銅合金粉もしくは銅合金を形成するための銅以外の金属粉と、酸化物粉との混合量を調整することで、所定酸素含有量のスパッタリングターゲット材を製造できる。ここで、銅合金粉としては例えば、銅−ニッケル合金粉、銅−チタン合金粉等が挙げられる。また酸化物粉としては例えば、酸化銅粉、銅−ニッケル合金酸化物粉、銅−チタン合金酸化物粉等が挙げられる。さらに銅合金を形成するための銅以外の金属粉としてはニッケル粉、チタン粉等を挙げることができる。【００１７】
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法としては、銅粉および／または銅合金粉と酸化物粉とを原料とした粉末冶金法が適用できる。この粉末冶金法としては、一軸加圧後に成型体を焼成する方法、ホットプレス法、通電焼結法などが適用できるが、特に、通電焼結法によることが好ましい。通電焼結法によると、混合した原料粉の中の導電部分に優先的に電流が流れ、焼結が進行することになり、つまり、銅粉または銅合金粉の部分に、あるいはその両者の部分に優先的に電流が流れることになり、銅系金属相を形成する銅粒子または銅合金粒子が優先的に粒成長しやすくなる。その結果、スパッタリングターゲット材を構成する銅系金属相と酸化物相との混合組織において、銅系金属相を形成する銅粒子または銅合金粒子の連結が確実となり、スパッタリングターゲット材自体のバルク抵抗値を確実に小さくすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、直流電源による放電が可能となる、銅または銅合金と酸化物を有するスパッタリングターゲット材を実現でき、静電容量方式のタッチパネル用センサーフィルムを形成するための黒化層を、安定して、容易に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の断面観察
【図２】実施例４の断面観察
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態のスパッタリングターゲット材の製造について説明する。
【００２１】
本実施形態においては、各酸素含有量のスパッタリングターゲット材（実施例１〜３）を作成した。比較のため、比較例１〜３も作製した。表１に各スパッタリングターゲット材のデータを示す。以下に、各スパッタリングターゲット材の製造条件について説明する。
【００２２】
実施例１：平均粒径Ｄ５０＝３．０μｍの銅粉と、平均粒径Ｄ５０＝３．０μｍの酸化銅（Ｉ）粉とを原料とした。酸化銅（Ｉ）粉中の酸素含有量が化学量論比（Ｃｕ：Ｏ＝２：１）となっていることを考慮して、酸素含有量が２０原子％になるように秤量した。秤量した原料粉とジルコニア製粉砕メディアをポットに投入し、ボールミルにて３時間混合した。その後、その混合粉を篩分けし、直径１７４ｍｍのグラファイト型に充填した。混合粉を充填したグラファイト型を通電焼結装置（ＤＲ．ＳＩＮＴＥＲ／ＳＰＳシンテックス（株）製）にセットし、以下の条件で焼結した。
＜焼結条件＞
・雰囲気：真空（圧力：４０Ｐａ）
・昇温時間：３０℃／ｍｉｎ
・焼結温度：８５０℃
・焼結保持時間：３０ｍｉｎ
・圧力：２５ＭＰａ
・降温：自然冷却
上記焼結条件で得られた焼結体を機械加工し、直径１０１．６ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲット材を作製した。
【００２３】
実施例２：原料粉の酸素含有量が１５原子％となるように秤量した。それ以外の製造条件は実施例１と同じとした。
【００２４】
実施例３：原料粉の酸素含有量が１０原子％となるように秤量した。それ以外の製造条件は実施例１と同じとした。
【００２５】
実施例４：平均粒径Ｄ５０＝９．６μｍのニッケル粉と、平均粒径Ｄ５０＝２．５μｍの酸化銅（ＩＩ）粉とを原料とした。酸化銅（ＩＩ）粉中の酸素含有量が化学量論比（Ｃｕ：Ｏ＝１：１）となっていることを考慮して、銅含有量が３０原子％、ニッケル含有量が４０原子％、酸素含有量が３０原子％になるように秤量した。それ以外の製造条件は実施例１と同じとした。
【００２６】
実施例５：平均粒径Ｄ５０＝９．６μｍのニッケル粉と、平均粒径Ｄ５０＝３．０μｍの銅粉と、平均粒径Ｄ５０＝２．５μｍの酸化銅（ＩＩ）粉とを原料とした。酸化銅（ＩＩ）粉中の酸素含有量が化学量論比（Ｃｕ：Ｏ＝１：１）となっていることを考慮して、銅含有量が３４原子％、ニッケル含有量が４６原子％、酸素含有量が２０原子％になるように秤量した。それ以外の製造条件は実施例１と同じとした。
【００２７】
比較例１：ボールミルによる混合までは実施例１と同様に行い、一軸加圧成型（プレス圧：５００ｋｇｆ／ｃｍ２）にて直径１４０ｍｍの圧粉体を作製した。そして、焼成炉を用いて以下の条件で焼成を行った。
＜焼結条件＞
・雰囲気：大気
・昇温時間：５０℃／ｈｒ（約０．８３℃／ｍｉｎ）
・焼結温度：９００℃
・焼結保持時間：４時間
・降温：５０℃／ｈｒ（約０．８３℃／ｍｉｎ）
上記焼結条件で得られた焼結体を機械加工し、直径１０１．６ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲット材を作製した。
【００２８】
比較例２：焼成雰囲気を真空（圧力：４０Ｐａ）とした以外は、比較例１と同様にした。
【００２９】
比較例３：原料粉として酸化銅（Ｉ）粉のみを使用した。その酸素含有量は３３．３原子％である（Ｃｕ：Ｏ＝２：１）。酸化銅粉をそのまま直径１７４ｍｍのグラファイト型に充填した。以後の条件は実施例１と同様にした。
【００３０】
作製した各スパッタリングターゲット材について、酸素含有量、相対密度、バルク抵抗値、平均粒径を評価した。その結果を表１及び表２に示す。また、各評価方法は以下の通りである。
【００３１】
酸素含有量：焼結体の表面を機械加工により削り、得られた切粉から酸素窒素分析装置（ＥＭＧＡ−５５０／（株）堀場製作所製）を用いて、酸素含有量を測定した。
【００３２】
相対密度：スパッタリングターゲット材の重量（ｇ）をその体積（ｃｍ３）で除し、下記理論式（数１）に基づく理論密度ρ（ｇ／ｃｍ３）に対する百分率を算出して、相対密度（％）とした。
【００３３】
【数１】
0005808513.tif 000002
【００３４】
式中、Ｃ（Ｃｕ）、Ｃ（Ｃｕ２Ｏ）はそれぞれスパッタリングターゲット材中の銅系金属相と酸化物相との含有量（重量％）を示しており、ρ（Ｃｕ）、ρ（Ｃｕ２Ｏ）はそれぞれ銅または銅合金の密度、酸化物の密度を示している。銅系金属相と酸化物相との含有量（重量％）は、実測された焼結体中の酸素が、全て酸化銅（Ｉ）または銅合金酸化物を形成するものと仮定して算出した。
【００３５】
バルク抵抗値：低抵抗率計（ロレスタ−ＨＰ／（株）三菱化学アナリテック製）と四探針プローブを用いて、加工後のスパッタリングターゲット材の体積抵抗値を測定した。
【００３６】
平均粒径：スパッタリングターゲット材の表面を研磨し平滑にした。この平滑表面について、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）／電子線後方散乱回折分析（ＥＢＳＤ）装置（Ｐｅｇａｓｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍ／アメテック（株）製）を搭載したＦＥ銃型の走査型電子顕微鏡（ＳＵＰＲＡ５５ＶＰ／Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ社製）によって、銅とニッケルと酸素のＥＤＳスペクトルとＥＢＳＤパターンを測定した。測定条件は、加速電圧２０ｋＶ、観察視野６０×６０μｍ、測定間隔０．５μｍとした。指数付けした結晶相は、銅系金属相（銅相または銅合金相）と酸化物相とであり、ＥＤＳスペクトルから両者を区別した。得られたデータについてＥＢＳＤ解析プログラム（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ／(株)ＴＳＬソリューションズ製）の分析メニュー「Ｇｒａｉｎ  Ｓｉｚｅ」を選択して、銅系金属相と酸化物相とのそれぞれ面積重みつき平均結晶粒径（μｍ）を算出した。このとき５°以上の方位差が検出されたときに一般粒界として識別させるものとし、銅については＜１１１＞軸周りに６０°回転の方位関係にある双晶粒界は一般粒界とみなさないことして行った。また、銅系金属相の面積比は次のようにして算出した。
【００３７】
銅系金属相の面積比：上述の解析プログラムを使用し、「Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｄｅｄ Ｍａｐ Ｓｔｙｌｅ」にて「Ｐｈａｓｅ」を選択し、その他の設定は初期設定とすることにより算出される「Ｔｏｔａｌ Ｆｒａｃｔｉｏｎ」の値を採用した。
【００３８】
【表１】
0005808513.tif 000003
【００３９】
表１に示すように、実施例１〜３では、作製されたスパッタリングターゲット材の酸素含有量はほぼ目的のレベルになっていた。比較例１の場合、大気中での焼成処理を行ったため、酸素含有量が著しく大きくなった（原料中の酸素含有量２０．０原子％に対して、製造後には４６．８原子％に増加）。比較例２の場合、焼成温度（９００℃）が高く、焼成時間（４ｈｒ）も長いにもかかわらず、相対密度が低いものとなった。これに対して、通電焼結法を採用した実施例１〜３の相対密度は８５％以上となり、通電焼結法によると焼結が促進されることが判明した。ニッケルを含有させた実施例４、５でも、作製されたスパッタリングターゲット材の酸素含有量はほぼ目的のレベルになっていた。但し、実施例１〜３に比べると、原料粉中の酸素含有量に比べやや低くなっていた。これは、ニッケル粉と酸化銅（ＩＩ）粉との反応により形成される酸化ニッケル相が酸素欠損を有しているためと考えられる。一方、相対密度に関しては、実施例４、５ともに８５％以上となった。
【００４０】
次に、実施例１〜３では、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下の範囲であり、直流電源による放電が可能であることが判明した。一方、比較例１、３は絶縁物となっており、バルク抵抗値の測定が不能であった。比較例２についても、バルク抵抗値が非常に大きく測定値が不安定のため、抵抗値を特定できなかった。また、比較例２については、一定の導電性を有するものの、直流電源で安定して放電させることは困難であった。
【００４１】
図１に実施例１のスパッタリングターゲット材の断面を電子線後方散乱回折分析装置（ＥＢＳＤ装置）にて観察した結果を示す。図1の黒色に見える部分が銅相であり、それ以外の部分が酸化物相である。銅相を見るとネットワーク状に連結している状態であるので、材料内部に導電経路が形成されているものと考えられる。そのため、実施例の場合では、バルク抵抗値が低くなったと考えられる。なお、図1の視野（６０μｍ×６０μｍ）における銅相の面積比を算出したところ０．４８であった。一方、比較例１の場合、酸素含有量が大きいため、ターゲット材全体が酸化物相で構成され絶縁物となったものと考えられる。また、比較例２の場合、結晶性が低い状態であり、銅相と酸化物相との区別が不明確な組織状態であった。そのため、バルク抵抗値も非常に高いものとなったと考えられる。さらに、比較例３の場合、銅合金相がほとんど確認できない組織となっており、そのため、絶縁物に近い状態となったものと考えられる。
【００４２】
また、図２に実施例４のスパッタリングターゲット材の断面を観察した結果を示す。図２の黒色に見える部分が銅とニッケルとの合金相（銅系金属相）であり、それ以外の部分が酸化物相である。この酸化物相には、ＥＤＳスペクトルとＥＢＳＤパターンの結果より、酸化ニッケル相も含まれていると判明した。原料であるニッケル粉は、一部が銅系金属相を形成し、その他の一部が銅合金酸化物相を形成していることが判った。そして、図１の場合と同様に、実施例４における銅系金属相はネットワーク状に連結した状態であった。なお、図２の視野（６０μｍ×６０μｍ）における銅系金属相の面積比を算出したところ０．７０であった。
【００４３】
実施例１の平均粒径は、銅系金属相（銅相）が４．８μｍ、酸化物相が３．９μｍであった。このことより、実施例１の場合、原料で使用した銅粉の平均粒径（Ｄ５０＝３．０μｍ）よりわずかに粒成長していたことが判明した。また、酸化物相の凝集も確認されなかった。比較例２の場合、焼結が不十分であるためか、ＥＢＳＤ装置では菊池パターンが明瞭に検出されず、銅相の平均粒径を算出することができなかった。
【００４４】
続いて、作製したスパッタリングターゲット材を用いて、黒化層を形成した結果について説明する。黒化層の評価は、ガラス基板上に銅による銅配線層を形成し、その銅層表面に黒化層を形成した評価サンプルを作製して行った。
【００４５】
黒化層の膜厚は特に限定されるものではないが、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。スパッタリングは、アルゴンガスのみで実施することも可能であるが、形成する黒化層の光学特性を調整する目的で、酸素または窒素、或いはその両方をスパッタリングガスとして添加することが可能である。このような場合、添加するガス流量とアルゴンガス流量との比（添加するガス流量／アルゴンガス流量）が好ましくは２０％以下、より好ましくは１５％以下である。あまり多くの酸素や窒素、或いはその両方を添加すると、成膜レートの低下や放電の不安定化につながる傾向がある。
【００４６】
ここでの評価サンプルでは、純銅を用いた銅層を形成しているが、センサーフィルムなどの構成する銅配線の場合、低抵抗の要求に対しては純銅が用いられ、基材との密着性を考慮したときは銅合金を用いることもできる。また、基材との密着性を確保する目的で、銅配線の下地にチタンやモリブデンなどの密着層を形成することもできる。銅配線の膜厚は特に制限はないが、例えば５０ｎｍ〜１００００ｎｍとすることができる。
【００４７】
評価サンプルの製造条件は以下の通りである。まず、作製した各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と貼りあわせスパッタリングターゲットとした。このスパッタリングターゲットと配線用純銅スパッタリングターゲットを、直流電源を備えたスパッタリング装置に装着して成膜した。成膜条件は次の通りである。
＜成膜条件＞
・積層膜構成：黒化層／銅配線膜／ガラス基板
・黒化層厚み：２０ｎｍ
・銅配線層厚み：２００ｎｍ
・ガラス基板：４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．７ｍｍｔ
・到達圧力：５×１０−６Ｔｏｒｒ未満
・酸素流量：０．０〜１０．０ｓｃｃｍ（２．５ｓｃｃｍ間隔）
・酸素流量／アルゴンガス流量の比率：０．０〜２０．４％
・印可電力：１００Ｗ〜３００Ｗ（１．３Ｗ／ｃｍ２〜３．７Ｗ／ｃｍ２）
【００４８】
作製した評価サンプルについては、その表面の明度（Ｌ＊）を測定した。Ｌ＊の測定は分光測色計（ＣＭ−２５００ｄ／コニカミノルタ（株）製）を使用し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で、評価サンプルの積層膜表面のＬ＊を測定した。比較のために、市販のタフピッチ銅（Ｃ１１００、ターゲット酸素含有量０．０４ａｔ％以下）を用い、黒化層を形成したものも作製した（比較例４）。表２には、得られた各評価サンプルの積層膜の最適酸素流量と、その条件で成膜した積層膜のＬ＊を示す。ここでいう最適酸素流量とは、０．０〜１０．０ｓｃｃｍ（２．５ｓｃｃｍ間隔）の範囲で積層膜を形成した際に、最も低いＬ＊を示した場合の酸素流量である。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
実施例１〜５の黒化層では、表示デバイスのコントラスト低下の抑制に目標とされる明度Ｌ＊の値が４０以下の範囲であった。また、スパッタリングターゲット材中の酸素含有量が増えると、少ない酸素流量でも明度Ｌ＊の値が小さくなることが判明した。一方、比較例４の場合、酸素流量を最大の１０ｓｃｃｍにして黒化層を形成したものの、明度Ｌ＊を４０以下にすることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、直流電源により放電するスパッタリング処理が可能となり、表示デバイスのコントラストを低下させることない、黒化層を備えたタッチパネル用センサーフィルムを効率的に製造することが可能となる。
【要約】
本発明は、直流電源による放電が可能で、静電容量方式のタッチパネル用センサーフィルムの黒化層を形成するのに好適なスパッタリングターゲット材を提供する。本発明は、銅系金属相と酸化物相との混合組織を有し、酸素含有量が５原子％〜３０原子％で、相対密度が８５％以上であり、バルク抵抗値が１．０×１０−２Ωｃｍ以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット材に関する。その銅系金属相の平均粒径が０．５μｍ〜１０．０μｍであり、酸化物相の平均粒径が０．０５μｍ〜７．０μｍであることが好ましい。【図１】
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【図２】
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