(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属成分がＦｅとＭｏとからなり、かつ前記金属元素の一部又は全部が酸化物の形態で存在し、しかも酸化物相に、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物が含まれていることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリングターゲット材において、
全金属成分のうちの、Ｆｅの金属元素としての含有量が２０〜９５ａｔ％、Ｍｏの金属元素としての含有量が５〜８０ａｔ％であることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項３】
請求項１、請求項２のうちのいずれかの請求項に記載のスパッタリングターゲット材において、
金属元素として、さらにＩｎ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材。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリングターゲット材において、
全金属成分のうちの、Ｉｎの金属元素としての含有量が０．１〜２３ａｔ％であることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれかの請求項に記載のスパッタリングターゲット材において、
前記Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物が、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相を主体することを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項６】
請求項５に記載のスパッタリングターゲット材において、
Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面における回折ピークの強度が、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の１．５％以上、またはＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークの強度の１．５％以上であり、且つＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の３００％以下で、しかもＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークの強度の３００％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。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかのスパッタリングターゲット材を製造する方法であって、
Ｆｅ酸化物粉末とＭｏ酸化物粉末との混合粉末、もしくはＦｅ酸化物粉末とＭｏ酸化物粉末とＩｎ酸化物粉末との混合粉末とを、８４０〜９５０℃の範囲内の温度で焼結することを特徴とするスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかのスパッタリングターゲット材をターゲットに用いて、金属薄膜に隣接してスパッタリングにより成膜された酸化物からなる光学機能膜であって、前記光学機能膜における前記金属膜に隣接しない側から測定された平均光反射率が３０％以下であることを特徴とする光学機能膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄膜に積層されて、金属の反射を低減する光学機能膜を、スパッタリングにより成膜するためのスパッタリングターゲット材、及びそのスパッタリングターゲット材の製造方法、さらにはそのスパッタリングターゲット材を用いてスパッタリングにより成膜した光学機能膜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るようになっている。この方式のタッチパネルでは、タッチパネルの基板上に配置されたセンシング用の電極に指を近づければ、指先と電極との間に静電容量が形成され、この容量の変化に基づいて、制御回路等によりタッチ位置を検出している。タッチ位置検出のためには、センシング用の電極が必要であり、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、例えば透明基板の一方の面に、X方向に延びたX電極とY方向に延びたY電極とを設け、これらを格子状に配置する手法が一般的である（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、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、赤（Ｒ）、碧（Ｇ）、青（ｂ）のマイクロカラーフィルタが各画素に対応してマトリクス状に形成されており、これらのマイクロカラーフィルタの相互間に、コントラストや色純度を良くし、視野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。
【０００４】
このブラックマトリクス（以下“ＢＭ”と記す）としては、クロム（Ｃｒ）またはクロム化合物が使用され、金属クロム単層膜からなる遮光膜や、金属クロムと酸化クロムとの積層膜、又は、Ｃｒ金属、Ｃｒ酸化物及びＣｒ窒化物の積層膜などの低反射膜を形成することが提案されている（例えば特許文献２を参照）。
さらには、ニッケル（Ｎｉ）とバナジウム（Ｖ）との合金、又は、ＮｉとＶとの酸化物、窒化物もしくは酸窒化物からなる遮光膜を形成すること（例えば、特許文献３を参照）、あるいは窒化タングステン（Ｗ）膜を遮光膜として形成すること（例えば、特許文献４を参照）も提案されている。
【０００５】
一方、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そのまま見えてしまえば、金属光沢を呈するため、製品として見栄えが悪い。そこで通常は、裏面電極の保護も兼ねて、黒色のバックシートを張り付けるなどして、その金属光沢を隠ぺいするのが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２３５３５４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２１９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２３４２６７号公報
【特許文献４】特開２０１３−０７９４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のタッチパネルにおけるタッチ位置を検出するための電極には、ＩＴＯ薄膜が用いられていたが、タッチパネルの大面積化に伴って、ＩＴＯ薄膜を用いたのでは、抵抗が高くなり、また検出精度も低下するという問題が生じるようになっている。そこで、近年では、ＩＴＯ薄膜の代わりに、低抵抗の金属薄膜をメタル配線として用いることが提案されている。しかしながら、このような金属薄膜を用いたメタル配線は、高い反射特性を示して、外部光を反射するため、配線パターンの金属光沢がパネル外部から見えてしまい、タッチパネルを使いづらくするという問題がある。
【０００８】
そこで本発明等は、タッチパネルにおける金属薄膜の配線上にスパッタリングにより成膜して、タッチパネル画面の配線パターンの金属光沢を低減し得る膜（以下“光学機能膜”と称する）を開発するとともに、そのような光学機能膜をスパッタリングにより成膜するために最適なスパッタリングターゲットを開発するべく、鋭意実験、研究を重ねた。
その過程で、Ｍｏ酸化物や、Ｉｎ酸化物などは、可視光領域の外部光に対する光吸収特性を有し、言い換えれば、反射率が極めて低いことから、外観が黒色を呈することに着目した。すなわち、Ｍｏの酸化物からなる酸化物膜、もしくはＭｏの酸化物とＩｎの酸化物からなる酸化物膜を、金属薄膜の配線上に光学機能膜として成膜することにより、配線パターンの金属光沢を低減できることを認識した。
【０００９】
さらに、Ｍｏの酸化物からなる酸化物膜、もしくはＭｏの酸化物とＩｎの酸化物からなる酸化物膜は、そのままでは、次に述べるように、エッチング時やその後の信頼性（耐薬品性、耐候性）に欠ける問題があり、その問題を解決して光学機能膜の信頼性を向上させるためには、Ｆｅの酸化物を加えておくことが有効であることを見い出した。
【００１０】
すなわち、この種の酸化物膜を光学機能膜としてタッチパネルの配線上に形成する場合、生産性を考慮するならば、タッチパネル基板上に製膜された金属薄膜の表面に、上記の酸化物膜を成膜した後に、配線パターンを形成することが好ましい。この配線パターン化では、通常は、パターンマスクを形成した後、エッチング液により金属薄膜と酸化物膜とをエッチングする。このようなパターニングでのエッチングにおいて、Ｍｏの酸化物やＩｎの酸化物は、エッチング液によるエッチング性には優れている反面、信頼性（耐薬品性、耐候性）に劣ることが判明した。なお、上述のエッチング性とは、金属薄膜と酸化物膜とが整合してエッチングされることであり、エッチング速度、オーバーエッチングなど、パターン化において支障がないことが好ましい。
【００１１】
一方、Ｍｏの酸化物からなる酸化物膜、もしくはＭｏの酸化物とＩｎの酸化物からなる酸化物膜の信頼性を向上させるには、Ｆｅを添加することが有効であるという知見が得られた。すなわち、Ｍｏの酸化物やＩｎの酸化物のみならず、Ｆｅの酸化物をも含有する光学機能膜とすることによって、配線パターンの金属光沢を低減できるだけではなく、上記のような信頼性をも向上させ得ることを認識した。
【００１２】
そしてこのような光学機能膜を金属薄膜上に成膜するためには、Ｍｏ酸化物、もしくはＭｏ酸化物とＩｎの酸化物、及びＦｅの酸化物を主体とするスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリングによって成膜することが有効であることを見い出した。すなわち、Ｍｏ酸化物、もしくはＭｏ酸化物とＩｎの酸化物と、Ｆｅ酸化物とを主体とするスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング成膜すれば、前記のようにＭｏ酸化物、もしくはＭｏ酸化物とＩｎの酸化物、及びＦｅ酸化物を主体として、低反射率でかつ信頼性が高い光学機能膜が得られることを認識した。
【００１３】
またこのようにして得られる光学機能膜は、フラットパネルディスプレイにおけるブラックマトリクス（ＢＭ）の黒色の部材としても利用でき、さらには、太陽電池パネルの裏面電極の保護も兼ねて、黒色のバックシートの代わりに設けることも可能であり、それらの金属光沢を隠ぺいするのに好適であることが判明した。
【００１４】
ところで、上記のような光学機能膜を実用化するために、その光学機能膜をスパッタリングによって成膜するためのスパッタリングターゲット材に関してさらに実験・研究を進めたところ、単純にＭｏ酸化物と、Ｆｅの酸化物と（あるいはさらにＩｎ酸化物と）が混在するだけの組織としたスパッタリングターゲット材では、割れが発生しやすいことが判明した。すなわち、この種の酸化物相が混在するターゲット材を製造するにあたっては、原料として酸化物粉末を用いて、その混合粉末をホットプレスなどにより高温で焼結することが好適であるが、その高焼結後の冷却過程でターゲット材の焼結体に割れが発生したり、またスパッタリング時にターゲットが高温となる際に、ターゲットに割れが発生したりする問題があることが判明した。このようにターゲット材製造時やそのターゲット材を用いてのスパッタリング成膜時に割れが発生すれば、歩留まりが低下し、生産性が阻害されてしまう。
【００１５】
本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、低反射率であって、金属薄膜上にスパッタリング成膜すれば、金属光沢を隠ぺいするに最適でしかも信頼性に優れた光学機能膜を形成することができるだけではなく、そのためのスパッタリングターゲット材自体として、割れが生じにくいようにしたスパッタリングターゲット材を提供し、併せてそのような優れたスパッタリングターゲット材を製造する方法を提供すると同時に、そのターゲット材をスパッタリングターゲットに用いてスパッタリングにより成膜した光学機能膜を提供することを基本的な課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述のようなＭｏ酸化物、もしくはＭｏ酸化物とＩｎの酸化物と、Ｆｅの酸化物とが混在する組織としたスパッタリングターゲットにおいて割れが発生しやすいという問題を解決するべく、さらに研究を進めたところ、上記の組織のスパッタリングターゲットにおける割れ発生の主な原因は、Ｍｏ酸化物とＦｅ酸化物の熱膨張率の差（線膨張係数の差）が大きいことにあると推測されるに至った。
すなわち、Ｍｏ酸化物の線膨張係数は４×１０−６／Ｋ程度であるのに対して、Ｆｅ酸化物の線膨張係数は１０×１０−６／Ｋ程度と、その差が大きく、そのため、Ｍｏ酸化物の相と、Ｆｅ酸化物の相とが入り混じって混在する組織のスパッタリングターゲット材では、温度変化時の膨張、収縮が内部で不均一となり、大きな熱応力が内部に発生して、割れの発生に至ってしまいやすいと推測される。
【００１７】
そしてさらに研究を進めたところ、単純にＭｏ酸化物（もしくはＭｏ酸化物とＩｎの酸化物）の相と、Ｆｅの酸化物の相とが混在するだけではなく、ＭｏとＦｅとＯ（酸素）と（あるいはさらにＩｎと）の化合物の相、すなわちＭｏ、Ｆｅ、（Ｉｎ）の複合酸化物からなる相を含んだ組織とすることによって、割れの発生を抑制し得ることを見い出し、本発明をなすに至った。
【００１８】
したがって本発明の基本的な態様（第１の態様）によるスパッタリングターゲット材は、金属成分がＦｅとＭｏとからなり、かつ前記金属元素の一部又は全部が酸化物の形態で存在し、しかも酸化物相に、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物が含まれていることを特徴としている。
なお上記のＦｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物は、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物とも言うことができ、以下では単に複合酸化物と称することもある。
【００１９】
また第２の態様によるスパッタリングターゲット材は、前記第１の態様によるスパッタリングターゲット材において、全金属成分のうちの、Ｆｅの金属元素としての含有量が２０〜９５ａｔ％、Ｍｏの金属元素としての含有量が５〜８０ａｔ％であることを特徴としている。
【００２０】
さらに第３の態様によるスパッタリングターゲット材は、前記第１もしくは第２の態様によるスパッタリングターゲット材において、金属元素として、さらにＩｎを含有することを特徴としている。
【００２１】
また第４の態様によるスパッタリングターゲット材は、前記第３の態様によるスパッタリングターゲット材において、全金属成分のうちの、Ｉｎの金属元素としての含有量が０．１〜２３ａｔ％であることを特徴とする。
【００２２】
また第５の態様によるスパッタリングターゲット材は、前記第１〜第４のいずれかの態様によるスパッタリングターゲット材において、前記Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物が、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相を主体することを特徴とするものである。
【００２３】
さらに第６の態様によるスパッタリングターゲット材は、前記第５の態様によるスパッタリングターゲット材において、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面における回折ピークの強度が、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の１．５％以上、またはＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピーク強度の１．５％以上であり、且つＭｏＯ２層の（０１１）面における回折ピークの強度の３００％以下で、しかもＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークの強度の３００％以下であることを特徴とするものである。
【００２４】
また第７の態様では、前記第１〜第６のいずれかの態様のスパッタリングターゲット材の製造方法を規定している。
すなわち第７の態様のスパッタリングターゲット材の製造方法は、Ｆｅ酸化物粉末とＭｏ酸化物粉末との混合粉末、もしくはＦｅ酸化物粉末とＭｏ酸化物粉末とＩｎ酸化物粉末との混合粉末とを、８４０〜９５０℃の範囲内の温度で焼結することを特徴とするものである。
【００２５】
さらに第８の態様では、光学機能膜を規定している。
すなわち第８の態様の光学機能膜は、前記第１〜第６のいずれかのスパッタリングターゲット材をターゲットに用いて、金属薄膜に隣接してスパッタリングにより成膜された酸化物からなる光学機能膜であって、前記光学機能膜における前記金属膜に隣接しない側から測定された平均光反射率が３０％以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスパッタリングターゲット材によれば、その製造時や、それを用いてのスパッタリング成膜時などにおいて、割れの発生を有効に抑制することができ、そのため、歩留まりを向上させ、生産性を向上させることができる。さらに、金属成分としてＩｎを含有する態様のスパッタリングターゲット材では、反りの発生をも有効に抑えることができ、そのため、歩留まり、生産性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のスパッタリングターゲット材における断面組織の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に対する比較材であるのスパッタリングターゲット材における断面組織の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のスパッタリングターゲット材におけるＸＲＤによる測定結果の一例を示すチャート図である。
【図４】本発明のスパッタリングターゲット材におけるＸＲＤによる測定結果の他の例を示すチャート図である。
【図５】本発明に対する比較材であるスパッタリングターゲット材におけるＸＲＤによる測定結果の一例を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のスパッタリングターゲット材、その製造方法、および本発明のスパッタリングターゲット材を用いてスパッタリング成膜した光学機能膜について、より詳細に説明する。
【００２９】
〔スパッタリングターゲット材〕
本発明のスパッタリングターゲット材は、基本的には、金属元素として、ＦｅとＭｏとを含有し、かつ前記金属元素の一部又は全部が酸化物の形態で存在し、しかも酸化物相に、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物（Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物）が含まれているものである。
ここで、ターゲット材中には、Ｆｅ単独の酸化物（代表的にはＦｅ３Ｏ４）及びＭｏ単独の酸化物（代表的にはＭｏＯ２）も存在するが、さらに、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物（代表的にはＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８、また一部ＦｅＭｏＯ４が含まれることもある）が含まれることによって、割れの発生を抑制することができる。
【００３０】
このようなＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物の存在による割れ抑制の効果は、本発明者等の実験によって見出されたことであるが、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物の存在によって割れを防止し得る効果が発現されるのは、次のような理由によるものと考えられる。
【００３１】
すなわちＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物は、その線膨張係数が７×１０−６／Ｋ程度であって、Ｆｅ単独の酸化物の線膨張係数とＭｏ単独の酸化物の線膨張係数との中間的な線膨張係数値である。またこのようなＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物相は、Ｆｅ酸化物粉末とＭｏ酸化物粉末との混合酸化物粉末を、例えば８４０℃程度以上の高温で焼結してターゲット材を製造した場合、Ｆｅ単独の酸化物とＭｏ単独の酸化物との間に介在するように生成されるのが通常である。したがって、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物が、Ｆｅ単独の酸化物とＭｏ単独の酸化物との間の緩衝材的な機能を果たし、割れの発生に有効となると考えられる。
しかも上記のように高温焼結法によってＦｅ酸化物とＭｏ酸化物との間に生成されるＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物は、互いに接するＦｅ酸化物粉末粒子とＭｏ酸化物粉末粒子との間における、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｏの相互拡散（固体拡散）の結果として生じるため、得られたターゲット材（焼結体）において隣接するＦｅ酸化物相とＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物相との間、及び隣接するＭｏ酸化物相とＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物相との間は、いずれも固相拡散によって強固に結合される。
そして上記の二つの作用が相俟って、温度変化時などにおいて割れが発生しにくくなるものと推測される。
【００３２】
ここで、上記のように８４０℃程度以上の高温で焼結してターゲット材を製造した場合に、ターゲット材（焼結体）中のＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物相（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物相）が、Ｆｅ単独の酸化物とＭｏ単独の酸化物との間に存在することは、本発明者等の実験によって確認されている。その一例として、図１に、後述する実施例２により、８８０℃で焼結して得られたターゲット材（焼結体）における断面の組織状況を模式的に示す。図１において、斜線を付した領域１は、Ｍｏ濃度が高く且つＦｅを含まない領域であって、Ｍｏ酸化物相と判別される領域であり、ドットを付した領域２は、Ｆｅ濃度が高く且つＭｏを含まない領域であって、Ｆｅ酸化物相と判別される領域であり、さらに白抜きの領域３は、ＭｏとＦｅとを含みかつＭｏ濃度及びＦｅ濃度が中間的であって、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物相（Ｆｅ−ＭｏーＯ系化合物相）と判別される領域である。この図１から、Ｍｏ酸化物相領域１とＦｅ酸化物相領域２との間に、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物相（Ｆｅ−ＭｏーＯ系化合物相）３が存在していることが明らかである。
なお比較のため、後述する比較例１により７００℃で焼結して得られたターゲット材（焼結体）における断面の組織状況を、図２に模式的に示す。図２から、斜線を付したＭｏ酸化物相１とドットを付したＦｅ酸化物相領域２とは、ほぼ直接隣接しており、Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物相（Ｆｅ−ＭｏーＯ系化合物相）が実質的に存在しないことが明らかである。
【００３３】
なお、スパッタリングターゲット材中におけるＦｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物（Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物）の存在は、ＸＲＤ（Ｘ線回折）によって確認することができ、またそのＦｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物（Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物）の存在比（Ｆｅ単独の酸化物もしくはＭｏ単独の酸化物の存在量に対する比）も、ＸＲＤによって測定することができるが、その点は、上記の存在比の好ましい範囲についての後述する説明とともに、改めて説明する。
【００３４】
本発明のスパッタリングターゲット材においては、全金属成分のうちの、Ｆｅが占める割合（金属元素としての含有割合）が２０〜９５ａｔ％の範囲内、Ｍｏが占める割合（金属元素としての含有割合）が５〜８０ａｔ％であることが望ましい。すなわち、本発明のスパッタリングターゲット材においては、Ｆｅ、Ｍｏの全部又は一部が酸化物（単独酸化物及び複合酸化物）の形態で存在しているが、その酸化物中のＦｅ、Ｍｏを含め、全金属成分に占める割合として、Ｆｅが２０〜９５ａｔ％、Ｍｏが５〜８０ａｔ％であることが望ましい。
【００３５】
酸化物を主体とするスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング成膜して、光学機能膜を得る場合、光学機能膜の組成は、スパッタリングターゲットの組成とほぼ同等となる。したがって、スパッタリングターゲット材の組成も、光学機能膜に求められる特性を満足し得るように選択すればよく、そのような観点から、上記のようにスパッタリングターゲット材の望ましい組成を、全金属成分に対するＦｅの金属元素としての含有割合を２０〜９５ａｔ％の範囲内、Ｍｏの金属元素としての含有割合を５〜８０ａｔ％としている。
【００３６】
ここで、全金属成分のうちのＭｏが５ａｔ％未満では、可視光のうち、４００〜８００ｎｍの波長において、平均反射率が３０％以下にならず、この積層膜の反射によって、配線パターンの金属光沢を抑えることができなくなる。したがって本発明で最終的な目的とする光学機能膜として好ましくなくなる。
【００３７】
一方、全金属成分のうちのＭｏが８０ａｔ％を越えれば、恒温恒湿試験の前後における反射率変化の最大値が１５％以上となるから、恒温恒湿試験の前後における反射率変化を抑制して反射率特性の信頼性を高めるためには、Ｍｏは８０ａｔ％以下とすることが好ましい。なお、Ｍｏが６０％を越えれば、上記反射率変化の最大値が１０ａｔ％以上となり、Ｍｏが５０ａｔ％を越えれば、上記反射率変化の最大値が５％以上となる。したがってＭｏの割合は、光学機能膜としての反射率特性の信頼性を向上させる上では、低いほど好ましい。但し、Ｍｏが少なければ、反射率の平均値が大きくなるから、これらの兼ね合いからは、Ｍｏは、上記の５〜８０ａｔ％の範囲内でも、とりわけ２５〜６０ａｔ％の範囲内とすることが望ましい。
【００３８】
また全金属成分のうちに占めるＦｅの割合が２０ａｔ％未満では、可視光のうち、４００〜８００ｎｍの波長において、恒温恒湿試験の前後における反射率変化の最大値が１５％以上となり、光学機能膜としての反射率特性の信頼性が低下する。Ｆｅが９５ａｔ％を越えれば、可視光のうち、４００〜８００ｎｍの波長において、反射率が３０％以下にならず、光学機能膜（積層膜）の反射によって、配線パターンの金属光沢を抑えることができなくなり、本発明で目的とする光学機能膜として好ましくなくなる。なお、Ｆｅの割合は、上記の２０〜９５ａｔ％の範囲内でも、とりわけ４０〜７５ａｔ％の範囲内が好ましい。
【００３９】
さらに本発明のスパッタリングターゲット材においては、必要に応じて金属成分として、Ｉｎを含有していてもよい。すなわち、前述のようなＦｅ−Ｍｏ系複合酸化物相がターゲット材中に生成された場合、薄板として反りが発生する傾向を示すことが確認されている。しかるに、金属元素としてＩｎを添加する（実際にはＩｎ酸化物として添加する）ことによって、反りの発生を抑制し得ることを見い出した。
【００４０】
ここで、一般にスパッタリングを行うにあたっては、ターゲット材からなる薄板を、Ｃｕ等からなるバッキングプレートの表面にはんだ等によって接着して、スパッタリングに供するのが一般的である。その場合にターゲット材薄板の反りが大きければ、バッキングプレートに均一に接着することが困難となったり、接着のためのめの自動化したハンドリングに支障をきたすおそれがあり、そのため生産性を損なうおそれがあるが、Ｉｎの添加によって、反りを抑制して、このような問題の発生を回避することが可能となる。なおＩｎは、ターゲット中においては、主としてＩｎ２Ｏ３の形態で含まれるが、ＭｏやＦｅと同様に、複合酸化物の形態で含まれていても構わない。Ｉｎを含む複合酸化物としては、例えばＦｅ−Ｍｏ―Ｉｎ系複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ―Ｉｎ―Ｏ系化合物、あるいはＦｅ−Ｉｎ系複合酸化物（Ｆｅ−Ｉｎ―Ｏ系化合物、もしくはＭｏ―Ｉｎ系複合酸化物（Ｍｏ―Ｉｎ―Ｏ系化合物等が挙げられる。
【００４１】
上述のように積極的にＩｎを含有させる場合、その金属成分としてのＩｎ含有量は、全金属成分に占める割合で、０．１〜２３ａｔ％の範囲内とすることが好ましい。Ｉｎ金属成分が０．１ａｔ％未満では、スパッタリングターゲットの反りを抑える効果が得られず、一方、２３ａｔ％を越えれば、ターゲット材の密度が低下し、ターゲット材の強度が低下して割れが生じやすくなる等の問題が生じるおそれがある。なお積極的にＩｎを含有させる場合のＩｎの割合は、上記の０．１〜２３ａｔ％の範囲内でも、とりわけ１〜１０ａｔ％の範囲内が好ましい。
【００４２】
本発明のスパッタリングターゲット材においては、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物（Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物）の存在比、とりわけ主な複合酸化物であるＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８相についての、ＭｏＯ２相及び／又はＦｅ３Ｏ４相に対する割合は、ＸＲＤによる回折ピークの強度のが、次のような２条件を満たすことが好ましい。なおここで言う「回折ピークの強度」とは、回折ピークの１秒当たりのカウント数（ｃｐｓ）を意味するものとする。またＸＲＤは、Ｃｕ−Ｋα線を用いた粉末Ｘ線回折法によることとしている。
【００４３】
第１の条件としては、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面による回折ピークの強度が、ＭｏＯ２相の（０１１）面による回折ピークの強度の１．５％以上であるか、または、Ｆｅ３Ｏ４相の（３１１）面による回折ピークの１．５％以上であることが好ましい。この条件を満たさない場合には、割れの発生を抑制する効果が充分に得られない。
【００４４】
また第２の条件としては、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面による回折ピークの強度が、ＭｏＯ２相の（０１１）面による回折ピークの強度の３００％以下であって、しかもＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面による回折ピークの強度の３００％以下であることが好ましい。この条件を満たさない場合は、ターゲット材の電気抵抗値が高くなりすぎて、そのターゲット材を用いてＤＣスパッタを行うことが困難となる。
【００４５】
スパッタリングターゲット材が上記のような条件を満たすか否かは、ＸＲＤによって容易に調べることができる。その例を、ＸＲＤによる分析結果として、図３、図４に示す。
【００４６】
図３は、複合酸化物が多く含まれているスパッタリングターゲット材の一例（本発明材Ａ：後述する実施例３に相当）についてＸ線回折を行った結果を示し、図４には複合酸化物が多く含まれているスパッタリングターゲット材の他の例（本発明材Ｂ：後述する実施例４に相当）についてＸ線回折を行った結果を示す。一方、図５には、複合酸化物が極めて少ない（実質的に含まれない）スパッタリングターゲット材の一例（比較材：後述する比較例２に相当）についてＸ線回折を行った結果を示す。
図３〜図５において、縦軸は、回折強度を１秒当たりのカウント数（ｃｐｓ）で表わしており、ピークＰ３は、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面における回折ピークに相当し、ピークＰ２は、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークに相当し、ピークＰ１は、Ｆｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークに相当する。
【００４７】
図３の本発明材Ａ及び図４の本発明材Ｂでは、いずれも、ピークＰ３の強度（ｃｐｓ）が、ピークＰ２の強度の１，５％以上で、且つピークＰ１の強度の１．５％以上となっていて、上記の第１の条件を充分に満たし、しかもピークＰ３の強度（ｃｐｓ）が、ピークＰ２の強度の３００％以下で、且つピークＰ１の強度の３００％以下となっていて、上記の第２の条件をも満たしていることが分かる。
これに対して、図５に示している複合酸化物が実質的に含まれない比較材では、ピークＰ３の強度が、ピークＰ２の強度の１，５％未満で、且つピークＰ１の強度の１．５％未満であって、上記の第１の条件を満たしていない。
【００４８】
なお、本発明者等の実験によれば、Ｆｅ、Ｍｏ、（Ｉｎ）含有のスパッタリングターゲット材をホットプレスなどの高温焼結法によって製造した場合、ターゲット材中の複合化合物としては、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相が優先的に生成されることが確認されている。場合によっては、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相のほか、ＦｅＭｏＯ４相が生成されることがあるが、そのＦｅＭｏＯ４相の絶対量はＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の絶対量よりも少ないのが通常であることが確認されている。したがってターゲット材中の複合酸化物の有無は、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相についてのみ調べればよいと考えられる。そこで、複合酸化物の存在比の好ましい条件については、ＸＲＤによるＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の（００２）面についての回折ピークの強度のみによって規定している。
【００４９】
なお本発明のターゲット材の断面組織における粒径（結晶粒径）は特に限定されないが、平均で２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。
【００５０】
以上のようなスパッタリングターゲット材は、その製造時や、それを用いてのスパッタリング成膜時などにおいて、温度変化などに起因する割れの発生を有効に抑制することができ、そのため、歩留まりを向上させるとともに、生産性を向上させることができる。そして金属成分としてＩｎを含有する態様のスパッタリングターゲット材では、反りの発生も有効に抑えることができ、そのため、歩留まり、生産性をより一層向上させることができる。
【００５１】
〔製造方法〕
次に本発明のスパッタリングターゲット材を製造する方法について説明する。
本発明のスパッタリングターゲットを製造するに当たっては、各金属成分の酸化物粉末を混合して、その混合粉末を高温、とりわけ８４０〜９５０℃の範囲内の温度で焼結して、得られた焼結体をターゲット材とすることが好ましい。例えば、Ｆｅ酸化物粉末としてＦｅ３Ｏ４粉末を、Ｍｏ酸化物粉末としてＭｏＯ２粉末を、Ｉｎ酸化物粉末としてＩｎ２Ｏ３粉末を用意し、これらを所定の金属成分割合となるように混合し、いわゆるホットプレス法によって、加圧しながら高温焼結することが望ましい。
【００５２】
ここで、本発明者等の実験によれば、単にＦｅ単独の酸化物相及びＭｏ単独の酸化物相（さらにはＩｎ単独の酸化物相）が混在する焼結体組織を得るためだけの目的であれば、焼結温度は７００〜８００℃程度で充分であるが、前述のような複合酸化物相を形成するためには、８４０℃以上の高温で焼結することが適切であることを見い出した。
すなわち、８４０℃以上の高温で焼結することによって、既に述べたように、互いに接するＦｅ酸化物粉末粒子とＭｏ酸化物粉末粒子（さらにはＩｎ酸化物粉末粒子）との間において、Ｆｅ、Ｍｏ、（Ｉｎ）、Ｏの相互拡散（固体拡散）が進行し、その結果、Ｆｅ−Ｍｏ（−Ｉｎ）系複合酸化物が生成されると推測される。
【００５３】
焼結時の加熱温度が８４０℃未満では、充分に複合酸化物が生成されず、一方、９５０℃を越えれば、高抵抗化してＤＣスパッタリングが困難となる問題が生じる。そこで、焼結温度は、８４０〜９５０℃の範囲内とすることが適切である。
【００５４】
また、ホットプレスにより加圧焼結する場合の圧力は特に限定しないが、通常は、１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２程度とすることが好ましい。また焼結時間（上記の温度範囲内での保持時間）も特に限定しないが、通常は２〜５時間保持すればよい。
【００５５】
さらに、焼結に供する混合粉末を構成する各酸化物粉末の粒径は特に限定されないが、通常は、メジアン径（ｄ５０値）で、それぞれ０．２〜７μｍ程度であればよい。
【００５６】
以上のようにして得られたターゲット材を、適宜機械加工などにより所定の形状、所定の寸法に加工し、必要に応じて銅などからなるバッキングプレートに貼着すれば、最終的にスパッタリング成膜に使用するスパッタリングターゲットとすることができる。
【００５７】
〔光学機能膜〕
前述のような本発明のターゲット材を用いたスパッタリングターゲットによって、金属薄膜等の基板上にスパッタリング成膜すれば、光学機能膜が生成される。この光学機能膜の組成は、前述のようにスパッタリングターゲットの組成とほぼ同等となる。すなわち、光学機能膜は、金属元素として、ＦｅとＭｏと（さらにはＩｎと）を含有し、かつ前記金属元素の一部又は全部が酸化物の形態で存在する。
【００５８】
そして特にスパッタリングターゲット材における全金属成分のうちの、Ｆｅの金属元素としての含有量が２０〜９５ａｔ％、Ｍｏの金属元素としての含有量が５〜８０ａｔ％であれば、光学機能膜も、全金属成分のうちの、Ｆｅの金属元素としての含有量がほぼ２０〜９５ａｔ％で、Ｍｏの金属元素としての含有量がほぼ５〜８０ａｔ％のものとなる。さらにスパッタリングターゲット材においてＩｎが金属元素として含有されていて、全金属成分のうちのＩｎの金属元素としての含有量が０．１〜２３ａｔ％であれば、光学機能膜も、金属元素としてＩｎを含み、且つ全金属成分のうちのＩｎの金属元素としての含有量がほぼ０．１〜２３ａｔ％のものとなる。
【００５９】
このような光学機能膜においては、平均反射率が３０％以下に抑えられ、且つ恒温恒湿試験前後の反射率変化最大値を１５％以下に抑えることができるため、反射率特性の信頼性も高い。したがって金属薄膜（例えばタッチパネルの配線パターン）上に成膜することによって、金属薄膜の金属光沢を隠ぺいする効果を有する光学機能膜として有効である。
さらに、エッチング性も良好であると同時に、耐薬品性、耐候性も良好で、エッチング時、エッチング後の信頼性及び安定性も良好であり、したがって例えば上記のように金属薄膜（例えばタッチパネルの配線パターン）上に成膜されてエッチングが施される用途において有効に適用することができる。
【００６０】
以下、本発明の実施例を、比較例とともに示す。なお以下の実施例は、本発明の効果を説明するためのものであって、実施例に記載された構成、プロセス、条件が本発明の技術的範囲を限定するものでないことはもちろんである。
【実施例】
【００６１】
〔スパッタリングターゲットの製造〕
メジアン径（ｄ５０値）が４μｍのＭｏＯ２粉末と、メジアン径が１μｍのＩｎ２Ｏ３粉末と、メジアン径が１μｍのＦｅ３Ｏ４粉末を用意し、一部の例ではＭｏＯ２粉末とＦｅ３Ｏ４粉末とを、他の例ではＭｏＯ２粉末とＦｅ３Ｏ４粉末とＩｎ２Ｏ３粉末とを混合して混合粉末を作製した。すなわち、金属成分としてのＭｏ，Ｆｅ、Ｉｎが表１の比較例１〜３、実施例１〜１８に示す組成比となるように各粉末を秤量し、各粉末を混合装置としてのボールミルに装入して混合した。
得られた各混合粉末を、真空中にて、７００〜１０００℃の範囲内の種々の温度において、圧力：２００ｋｇｆ／ｃｍ２で３時間、ホットプレスに供し、焼結体（スパッタリングターゲット材）とした。
得られた各焼結体を、直径１５２．４ｍｍ、圧さ６ｍｍに機械加工した後、Ｃｕ製のバッキングプレートにＩｎはんだを用いて張り付けて、スパッタリングターゲットとした。
【００６２】
〔スパッタリングによる成膜＝光学機能膜の作製〕
このようなスパッタリングターゲットを用いて、ガラス基板上にスパッタリング成膜し、光学機能膜を作製する実験を行った。
スパッタリングによる成膜条件は次の通りである。
・電源：直流電源
・電力：６００Ｗ
・ガス圧：Ａｒ＝５０ｓｃｃｍ
・Ｔ−Ｓ距離（ターゲット―基板間距離）：７０ｍｍ
・基板温度：室温
・基板：ガラス基板（商品名：Ｅａｇｌｅ  ＸＧ）
【００６３】
前述のようにして高温焼結によって得られた焼結体（スパッタリングターゲット材）について、複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物）の有無を調べ、さらにスパッタリングターゲット材の評価と、スパッタリング成膜後の光学機能膜としての評価を、次のようにして行い、その結果を表１、表２中に示した。
【００６４】
〔複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物）の有無〕
各スパッタリングターゲット材について、複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物）の存在の有無を、ＸＲＤによって調べた。ＸＲＤの条件は、Ｘ線としてＣｕ−Ｋα線を用いて、粉末法によって行った。
ここで、既に述べたように、Ｆｅ、Ｍｏ、（Ｉｎ）含有のスパッタリングターゲット材をホットプレスなどの高温焼結法によって製造した場合、ターゲット材中の複合化合物としては、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相が優先的に生成されることが確認されている。またＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８相のほか、ＦｅＭｏＯ４相が生成されることがあるが、そのＦｅＭｏＯ４相の絶対量はＦｅ２Ｍｏ３Ｏ８相の絶対量よりも少ないことが確認されている。そこでターゲット材中の複合酸化物の有無は、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相についてその（００２）面における回折ピークの強度（１秒当たりのカウント数：ｃｐｓ）を調べ、その強度が、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の１．５％以上、またはＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面におけるる回折ピークの強度の１．５％以上である場合に、複合酸化物が存在すると判定して、表１の「複合酸化物の有無」の欄に「有」と記載し、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の１．５％未満で且つＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークの強度の１．５％未満である場合に、複合酸化物が存在しないと判定して、表１の「複合酸化物の有無」の欄に「無し」と記載した。
なお、各比較例、各実施例ともに、Ｆｅ２Ｍｏ３Ｏ８相についてその（００２）面における回折ピークの強度は、ＭｏＯ２相の（０１１）面における回折ピークの強度の３００％以下で且つＦｅ３Ｏ４相の（３１１）面における回折ピークの強度の３００％以下であった。
【００６５】
〔スパッタリングターゲット材の評価〕
＜割れ発生評価＞
スパッタリングターゲット材についての割れの発生状況を、次のようにして調べた。
すなわち、焼結後、加工前のターゲット素材を浸透探傷試験によって調べ、割れの発生の発生状況を評価し、指示模様を目視で検知した場合に、表１の「割れ」の欄に「有」と記載した。
＜反り発生評価＞
また、ターゲット材についての反りの発生状況を、次のようにして調べた。
すなわち、焼結後、加工前のターゲット素材につて、ストレートエッジと隙間ゲージによって反り量を調べた。反り量が０．５ｍｍ以下の場合には、加工上、特段の問題がないことから、反り無しと判定し、一方、反り量が０．５ｍｍを越える場合には、加工代が大きくなって歩留まりが悪くなることから、反り有りと判定した。
＜密度比及び電気抵抗評価＞
ターゲット材について、密度比を調べ、また電気抵抗値を調べた。密度比は、寸法と重量を測定し、真密度（１００％）に対する比を求めた。電気抵抗値は、四探針法を用いて測定した。なお電気抵抗値の測定には、三菱化学製抵抗測定器ロレスタＧＰを用いた。
【００６６】
〔光学機能膜としての評価〕
さらに実施例１〜１８、比較例１〜３の各スパッタリングターゲットを用いて、金属薄膜上にスパッタリング成膜により積層した光学機能膜（積層膜）について、平均反射率と、恒温恒湿試験の前後における反射率変化の最大値を、次のようにして調べた。
＜平均反射率の測定＞
上述と同様の条件でスパッタリング成膜を行った。なおガラス基板上に、厚さ５０nm
の酸化物膜（光学機能膜）、厚さ２００nmの銅、アルミニウム、銀又はモリブデンのいずれかの金属膜の順に、積層成膜した。なお、実施例１６ではＡｌを、実施例１７ではＡｇを、実施例１８ではＭｏを、それ以外の実施例及び比較例では、Ｃｕをそれぞれ用いて、金属膜とした。金属膜は、メタル配線用であり、その成膜には、それぞれの金属スパッタリングターゲットを用いた。
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、ガラス基板側から４００〜８００ｎｍの波長において測定した。そして、同様に作成した４サンプルで測定し、得られた測定値を平均して、平均反射率を求め、表２中の「膜の平均反射率（％）」とした。
【００６７】
＜反射率変化最大値の測定＞
さらに、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、以下に示す試験条件で、恒温恒湿試験を行った。
・温度：８５℃
・湿度：８５％
・保持時間：２５０時間
この恒温恒湿試験後に、前記と同様な手法で、４００〜８００ｎｍの波長範囲内の反射率を測定し、試験後の反射率とした。一方、恒温恒湿試験を行う前の、上記と同様な反射率測定値を、試験前の反射率とし、恒温恒湿試験の前後における４００、５００、６００、７００、８００ｎｍの各波長での反射率変化を求めた。上記５波長のうち、反射率変化の最大値について、表２に示す「反射率変化最大値」とした。
【００６８】
【表１】
0006409654.tif 000002
【００６９】
【表２】
0006409654.tif 000003
【００７０】
表１に示すように、焼結温度が８４０℃より低い条件で製造した比較例１〜３のスパッタリングターゲット材では、複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物）が実質的に生成されず、その結果、ターゲット材に割れが発生することが確認された。
【００７１】
一方、焼結温度が８４０℃より高い条件で製造した実施例１〜１８のスパッタリングターゲット材では、表１に示すようにいずれも複合酸化物（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物）の生成が認められ、その結果、ターゲット材に割れが発生しないことが確認された。但し、焼結温度が１０００℃より高い条件で製造した実施例４のスパッタリングターゲット材では、密度比が低めで且つ抵抗値が高めとなった。
【００７２】
また実施例１〜１８のスパッタリングターゲット材のうち、実施例１〜４は、金属元素としてＩｎを含有しなかった例であり、また実施例５はＩｎを含有するが、その含有量が０．１ａｔ％未満と過少であった例であり、これらの実施例１〜５では、反りが発生した。これに対して、０．１ａｔ％以上のＩｎを含有する実施例６〜９では、反りの発生を抑制することができた。但し、実施例９は、Ｉｎが２３ａｔ％を越えたため、密度比が若干低めとなった。
【００７３】
実施例１０〜１３は、Ｉｎを含有させずに、ＭｏとＦｅの割合を変化させた例であり、これらの実施例１０〜１３のうち、Ｆｅが２０〜９５ａｔ％、Ｍｏが５〜８０ａｔ％の範囲内の実施例１１、１２では特に問題はなかったが、Ｍｏが５ａｔ％より少なく且つＦｅが９５ａｔ％より多い実施例１０では、スパッタリング成膜後の膜として平均反射率が３０％を越えていた。一方、Ｍｏが８０ａｔ％より多く且つＦｅが２０ａｔ％より少ない実施例１３では、スパッタリング成膜後の膜として反射率最大変化量が１５％を越えていた。
【００７４】
さらに実施例１４、１５は、Ｉｎを含有させると同時に、Ｆｅ，Ｍｏの割合を、上記の範囲内の上限若しくは下限近くとした例であり、これらの例では良好な特性が確保された。
【符号の説明】
【００７５】
１    Ｍｏ酸化物相領域
２    Ｆｅ酸化物相領域
３    Ｆｅ−Ｍｏ系複合酸化物相（Ｆｅ−Ｍｏ−Ｏ系化合物相）
【図１】
0006409654.tif 000004
【図２】
0006409654.tif 000005
【図３】
0006409654.tif 000006
【図４】
0006409654.tif 000007
【図５】
0006409654.tif 000008