(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着部材の表面にマイクロポアを有し、前記マイクロポアの円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下の数が５００μｍ２あたり１個以上であり、前記蒸着部材がＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの合金のいずれか一種以上からなることを特徴とする蒸着部材。
【請求項２】
純度が３Ｎ（９９．９ｗｔ％）以上であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着法で用いられる蒸着材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着法とは、成膜技術の一つであり、真空中で蒸発材料を加熱して、気体分子となった蒸着材料が基板に付着することによって薄膜を形成する技術である。真空蒸着法は、電子部品、半導体デバイス、光学薄膜、磁気デバイス、ＬＥＤ、有機ＥＬ、ＬＣＤ等における素子の形成に広く利用されている。また、真空蒸着法は、金属だけでなく、酸化物等の非金属の成膜も可能である。
【０００３】
従来、蒸着材料を坩堝に充填し、電子ビーム等を用いて溶解する際、蒸発材料に含まれる不純物等が揮発して、突沸現象が発生し、基板上にパーティクルが付着するという問題が生じていた。この突沸現象の問題に関して、特許文献１には、不純物を低減する方法が提案されている。また、特許文献２には、添加金属を添加する方法が、さらに、特許文献３は、最表面の酸素量を制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１８０９６１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／１９９８７３号
【特許文献３】特開２０００−２１２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、真空蒸着法で用いる蒸着材料であって、蒸着材料の溶解の際に突沸現象を抑制することができる蒸着材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することができる本発明の実施形態は、真空蒸着法で用いられる蒸着材料であって、マイクロポアを有し、円相当径が０．１μｍ以上１０．０μｍ以下のマイクロポアの数が５００μｍ２あたり１個以上であることを特徴とする蒸着材料である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蒸着材料の溶解の際に突沸現象を抑制することができ、これにより基板上に付着するパーティクルを低減することができる。したがって、製品の歩留まり改善に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来例の蒸着材料の表面をＳＥＭ（５０００倍）で観察した画像である。
【図２】実施例１の蒸着材料の表面をＳＥＭ（５０００倍）で観察した画像である。
【図３】実施例７の蒸着材料の表面をＳＥＭ（５０００倍）で観察した画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
真空蒸着法で用いられる蒸着材料は、通常、原料をアルミナ等のセラミック坩堝やカーボン坩堝等で溶解し、溶湯を鋳型に流し込んでインゴットを作製し、得られたインゴットを適当な形状（ペレット状）に機械加工した後、表面を酸や有機溶媒で洗浄して、作製する。原料として、純度３Ｎ（９９．９ｗｔ％）以上のものを使用し、また、機械加工後は、表面を化学的に洗浄して、付着物を除去する。
【００１０】
ところが、このように洗浄された蒸着材料を用いた場合であっても、蒸着（溶解）時に突沸現象が発生して、基板上にパーティクルが付着するという問題が発生した。このような問題について検討したところ、蒸着材料の内部において、原料や製造過程で混入した蒸気圧の高い不純物（揮発性元素）が溶解時にガス化して、突沸現象を生じさせていることが考えられた。
【００１１】
そこで、本発明者は鋭意研究したところ、蒸着材料の表面にマイクロポアを形成することで、蒸着材料の内部に存在する揮発性元素を揮発し易くし、これにより、突沸現象を抑制することができるとの知見が得られた。この知見に基づき、本発明の実施の形態に係る蒸着材料は、マイクロポアを有し、円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下のマイクロポアの数が５００μｍ２あたり１個以上であることを特徴とするものである。
【００１２】
蒸着材料の表面において、円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下のマイクロポアの数を５００μｍ２あたり１個以上とすることで、蒸着材料の内部に存在する蒸気圧の高い不純物を揮発し易くし、突沸現象を効果的に抑制することができる。好ましくは、円相当径が０．１μｍ以上、１０．０μｍ以下のマイクロポアの数が５００μｍ２あたり５個以上、さらに好ましくは１０個以上、さらには２０個以上が望ましい。マイクロポアの数が多いほど、蒸着材料の表面積が大きくなり、内部に存在する揮発性元素のガスがマイクロポアから抜け易くなり、より効果的に突沸現象は抑制することが可能となる。
【００１３】
本開示において、円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下のマイクロポアの個数は、次のようにして測定する。まず、蒸着材料の代表的な表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって倍率：５０００倍で観察し、面積（５００μｍ２）の範囲に存在するマイクロポア（円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下）の数を数える。
【００１４】
本実施形態に係る蒸着材料は、主に貴金属材料、特にＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄに適用することが好ましく、また、これらとＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂとの合金（例えば、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇｅ）にも適用できる。これらの材料は電子部品、半導体デバイス、光学薄膜、磁気デバイス、ＬＥＤ、有機ＥＬ、ＬＣＤ等において、比較的広く使用されている材料である。特に貴金属材料は高価なため、突沸現象による不必要な飛散を防止することで、コスト的なメリットを享受することができる。
【００１５】
本実施形態に係る蒸着材料は、純度が３Ｎ（９９．９ｗｔ％）以上であることが好ましく、好ましくは４Ｎ （９９．９９ｗｔ%）以上である。不純物量を低減することで、それに伴う突沸現象を抑制することができる。但し、本発明は、主として、内部に存在するＡｓ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋなどの揮発性元素(蒸着材料の蒸気圧より蒸気圧が高い元素)に起因する突沸現象を防止するものであるので、純度さえ高ければ、突沸現象を抑制できるというものではない。なお、純度の算出の際、不純物から後述する添加物（Ｃ、Ｓ、Ｐ）及びガス成分は除かれる。
【００１６】
本実施形態に係る蒸着材料は、たとえば、以下のようにして作製することができる。
純度３Ｎ（９９．９ｗｔ％）以上の金属原料に、微量のカーボン（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）のいずれか一種類以上を添加し、大気中、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、溶解した後、これを鋳造して、インゴットを作製する。その後、得られたインゴットを切削等して、ペレット状に機械加工した後、酸や有機溶媒等を用いて表面を洗浄する。
次に、上記カーボンなどを添加したペレット（蒸着材料）を、酸素、水素又は水蒸気を含有する雰囲気下、４００℃以上蒸着材料の融点以下の温度で熱処理する。このとき添加したカーボンなどが、酸素や水素等と反応してＣＯ２、ＣＨ４などのガスとなって、脱離する際、蒸着材料の表面にマイクロポアを形成することができる。なお、カーボンは化合物のガスとなって抜けるため、最終的な蒸着材料中にはほとんど残らない。また、カーボンの他、硫黄や燐についても同様の効果があることを確認している。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明の実施例等について説明する。なお、以下の実施例は、あくまで代表的な例を示しているもので、本発明はこれらの実施例に制限される必要はなく、明細書の記載される技術思想の範囲で解釈されるべきものである。
【００１８】
（従来例）
純度４Ｎ（９９．９９ｗｔ％）のＡｕ原料を大気中で溶解し、これを鋳造してインゴットを作製し、得られたインゴットを伸線化等によりペレット状に機械加工し、その後、洗浄して、純度４ＮのＡｕペレットを作製した。
このＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数は０個であった。従来例のＳＥＭによる観察写真を図１に示す。なお、従来例及び以下の実施例は、観察面積（５００μｍ２）に存在する円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下のマイクロポアの数を計数するものである。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は５００個以上であった。以上の結果を表１に示す。
【００１９】
（実施例１）
カーボンを１０ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｕペレットを酸素含有雰囲気中、９００℃で加熱した。熱処理後のＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数は２０〜１００個であった。実施例１のＳＥＭによる観察写真を図２に示す。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥(パーティクル)は０個であった。
【００２０】
（実施例２）
カーボンを５ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｕペレットを水素含有雰囲気中、６００℃で加熱した。熱処理後のＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が１０〜３０個であった。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜５個であった。
【００２１】
（実施例３）
カーボンを１ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度５ＮのＡｕペレットを水蒸気含有雰囲気中、４００℃で加熱した。熱処理後のＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が１〜１０個であった。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は２０〜３０個であった。
【００２２】
（実施例４）
硫黄を５ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｕペレットを大気中、１０５０℃で加熱した。熱処理後のＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が２０〜５０個であった。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜１０個であった。
【００２３】
（実施例５）
燐を５ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｕペレットを大気中、７００℃で加熱した。熱処理後のＡｕペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が２０〜５０個であった。
次に、このＡｕペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜１０個であった。
【００２４】
（実施例６）
カーボンを３ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度３Ｎ５のＰｔペレットを水素含有雰囲気中、１５５０℃で加熱した。熱処理後のＰｔペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が２０〜５０個であった。
次に、このＰｔペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は０個であった。
【００２５】
（実施例７）
カーボンを３ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＰｔペレットを水蒸気含有雰囲気中、１０００℃で加熱した。熱処理後のＰｔペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が５〜１０個であった。実施例７のＳＥＭによる観察写真を図３に示す。
次に、このＰｔペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は５〜１０個であった。
【００２６】
（実施例８）
カーボンを１ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｇペレットを酸素含有雰囲気中、４００℃で加熱した。熱処理後のＡｇペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が１〜５個であった。
次に、このＡｇペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１０〜３０個であった。
【００２７】
（実施例９）
カーボンを３ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度４ＮのＡｇペレットを水蒸気含有雰囲気中、９００℃で加熱した。熱処理後のＡｇペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が２０〜５０個であった。
次に、このＡｇペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は０個であった。
【００２８】
（実施例１０）
カーボンを３ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度３ＮのＰｄペレットを水素含有雰囲気中、１３００℃で加熱した。熱処理後のＰｄペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が２０〜５０個であった。
次に、このＰｄペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜５個であった。
【００２９】
（実施例１１）
カーボンを５ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度３ＮのＡｕ−Ｓｂペレットを水素含有雰囲気中、８００℃で加熱した。熱処理後のＡｕ−Ｓｂペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が５〜１０個であった。
次に、このＡｕ−Ｓｂペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜１０個であった。
【００３０】
（実施例１１）
カーボンを５ｗｔｐｐｍ添加して作製した純度３ＮのＡｕ−Ａｓペレットを水素含有雰囲気中、８００℃で加熱した。熱処理後のＡｕ−Ａｓペレットについて、その表面をＳＥＭで観察した結果、マイクロポアの数が１〜１０個であった。
次に、このＡｕ−Ａｓペレット（蒸着材料）を真空蒸着装置の坩堝内に充填し、電子ビームで予備加熱後、溶融させて突沸現象を観察した。その結果、突沸現象に起因するウエハー上の欠陥（パーティクル）は１〜１０個であった。
【００３１】
【表１】
0006630460.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、蒸着材料の溶解の際に突沸現象を抑制することができ、これにより基板上に付着するパーティクルを低減することができる。本実施形態に係る蒸着材料は真空蒸着法を用いた、電子部品、半導体デバイス、光学薄膜、磁気デバイス、ＬＥＤ、有機ＥＬ、ＬＣＤ等における素子の形成に広く利用することができる。
【要約】蒸着部材の表面にマイクロポアを有し、前記マイクロポアの円相当径０．１μｍ以上１０．０μｍ以下の数が５００μｍ２あたり１個以上であることを特徴とする蒸着部材。本発明は、真空蒸着法で用いる蒸着材料であって、蒸着材料の溶解の際に突沸現象を抑制することができる蒸着材料を提供することを課題とする。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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