DE60037753T2 - Sputtertarget, verfahren für dessen herstellung und verfahren zum bilden eines films - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Target, das zur Bildung eines Films bzw. eines Überzugs, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst, durch ein Sputterverfahren geeignet ist, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zur Bildung eines Films für einen Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst, mittels eines solchen Targets.
  • Stand der Technik
  • Bisher war als Material für einen Film mit niedrigem Brechnungsindex (Brechungsindex n < 1,6) SiO2 (n = 1,46), MgF2 (n = 1,38) oder dergleichen bekannt. Ein solches Filmmaterial kann durch ein Vakuumabscheidungsverfahren oder ein Nassbeschichtungsverfahren zu einem Film ausgebildet werden, jedoch wird in vielen Fällen, wenn ein Film auf einem Substrat mit einer großen Fläche, wie z. B. einem Glas für Gebäude, einem Glas für Kraftfahrzeuge, einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder einem Flachbildschirm, gebildet wird, ein Sputterverfahren eingesetzt. Von den Sputterverfahren ist ein Gleichstrom (DC)-Sputterverfahren, das eine Gleichstromentladung nutzt, zur Filmbildung über einer großen Fläche besonders gut geeignet. Bisher war es schwierig, einen SiO2-Film mit einer hohen mechanischen Dauerbeständigkeit durch ein Sputterverfahren in einer Sauerstoff-enthaltenden Atmosphäre (ein sogenanntes Reaktivsputterverfahren) unter Verwendung eines Si-Targets zu bilden, da eine anomale Entladung (Lichtbogenbildung) stattfindet. In den letzten Jahren wurde eine Technik zur Unterdrückung der Lichtbogenbildung entwickelt, wie z. B. durch eine Verbesserung der Filmbildungsvorrichtung, wodurch die Bildung eines SiO2-Films durch ein Reaktivsputterverfahren in der Praxis durchgeführt wurde, wobei jedoch die Filmbildungsgeschwindigkeit noch nicht angemessen ist. Ferner weist ein polykristallines Si-Target oder ein einkristallines Si-Target, das verwendet werden soll, ein Problem dahingehend auf, dass es bezüglich einer Rissbildung entlang Korngrenzen oder Kristallflächen empfindlich ist. Um es bezüglich einer Rissbildung kaum empfindlich zu machen, wurde ein Si-Target, in das Al einbezogen ist, vorgeschlagen ( JP-A-5-501587 ), jedoch bestand ein Problem dahingehend, dass der Brechungsindex des Films zunimmt, da Al als Verunreinigung bzw. Fremdatom in den SiO2-Film einbezogen worden ist. Ferner bestand das weitere Problem, dass die Filmbildungsgeschwindigkeit niedrig ist.
  • Ferner wurde vorgeschlagen, ein gesintertes SiC-Target zur Bildung eines SixOyCz-Films zu verwenden ( JP-A-63-113507 ), wobei jedoch die Filmbildungsgeschwindigkeit nicht angemessen war, wenn das gesinterte SiC-Target verwendet wurde.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Target, mit dem ein Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, mit einer hohen Geschwindigkeit durch ein Sputterverfahren gebildet werden kann, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zur Bildung eines Films für einen Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst, mittels eines solchen Targets bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Targets, mit dem ein Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, mit einer hohen Geschwindigkeit durch ein Sputterverfahren gebildet werden kann, und bei dem die Dauerbeständigkeit gegen eine Rissbildung während der Filmbildung verbessert ist, eines Verfahrens zu dessen Herstellung und eines Verfahrens zur Bildung eines Films für einen Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst, mittels eines solchen Targets.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Sputtertarget bereit, welches SiC und metallisches Si umfasst, und welches ein Atomverhältnis von C zu Si von 0,5 bis 0,95 und eine Dichte von 2,75 × 103 kg/m3 bis 3,1 × 103 kg/m3 aufweist.
  • Beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung
  • In dem Target der vorliegenden Erfindung beträgt das Atomverhältnis von C zu Si (die Summe von Si in SiC und Si in metallischem Si), d. h. C/Si (Atomverhältnis), 0,5 bis 0,95. Mit dem metallischen Si ist in der vorliegenden Erfindung gewöhnliches bekanntes Si mit der Natur eines Halbleiters gemeint.
  • Wenn C/Si (Atomverhältnis) in dem Target der vorliegenden Erfindung weniger als 0,5 beträgt, neigt die Si-Menge dazu, groß zu sein, und die Filmbildungsgeschwindigkeit neigt zu einer Verminderung. Wenn es 0,95 übersteigt, neigt die Filmbildungsgeschwindigkeit ebenfalls zu einer Verminderung. Wenn beispielsweise das C/Si (Atomverhältnis) 1,0 beträgt, d. h. in dem Fall von SiC, ist die Filmbildungsgeschwindigkeit verglichen mit dem Fall eines Tar gets der vorliegenden Erfindung, das SiC und metallisches Si als die Hauptkomponenten umfasst, niedrig. Das C/Si (Atomverhältnis) beträgt besonders bevorzugt 0,7 bis 0,9.
  • In einem Fall, bei dem das C/Si (Atomverhältnis) innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 0,95 liegt, neigt dann, wenn die Dichte weniger als 2,75 × 103 kg/m3 beträgt, die Entladung dazu, instabil zu sein, und wenn die Dichte 3,1 × 103 kg/m3 übersteigt, neigt die Filmbildungsgeschwindigkeit zu einer Verminderung.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung umfasst SiC und metallisches Si als die Hauptkomponenten, wodurch eine Rissbildung entlang Korngrenzen oder entlang Spaltungsebenen von Si-Teilchen, bei denen es sich um eine Ursache für eine Rissbildung handelte, durch eine SiC-Phase unterdrückt wird. Ferner ist die chemische Bindungsfestigkeit zwischen Si und C in SiC stark, wodurch das Target kaum einer Rissbildung unterliegt, selbst wenn eine große elektrische Leistung angelegt wird.
  • In dem Target der vorliegenden Erfindung liegt das metallische Si vorzugsweise vor, um Räume zwischen SiC-Teilchen zu füllen und um im Hinblick auf den spezifischen Widerstand, die Entladungsstabilität und die Wärmeleitfähigkeit einen kontinuierlichen Körper zu bilden.
  • Die Wärmeleitfähigkeit des Targets der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise mindestens 100 W/(m·K). Wenn die Wärmeleitfähigkeit weniger als 100 W/(m·K) beträgt, neigt das Target dazu, lokal eine hohe Temperatur aufzuweisen, wodurch das Target dazu neigt, Beschädigungen wie z. B. Risse aufzuweisen. Ferner neigt ein solcher Abschnitt aufgrund einer lokalen hohen Temperatur des Targets dazu, bezüglich einer Oxidation empfindlich zu sein und folglich ist es wahrscheinlich, dass eine Verschlechterung der Filmbildungsgeschwindigkeit verursacht wird. Je höher die Wärmeleitfähigkeit ist, desto besser ist es. Wenn sie jedoch 200 W/(m·K) übersteigt, wird bezüglich der Effekte des Unterdrückens eines lokalen Temperaturanstiegs kein Unterschied vorliegen.
  • In dem Target der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtheit an Verunreinigungen bzw. Fremdatomen (von Si und C verschiedenen Komponenten) vorzugsweise höchstens 1 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Targets, und zwar im Hinblick auf das Erhalten eines Films, der vorwiegend aus einem SiO2-Film mit einem niedrigen Brechungsindex zusammengesetzt ist.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung umfasst SiC und metallisches Si als die Hauptkomponenten, wodurch die Filmbildungsgeschwindigkeit verglichen mit herkömmlichen Si-Targets pro Einheit der angelegten elektrischen Leistung groß gemacht werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass mit SiC im Vergleich zu Si die Erzeugung von Sekundärelektronen gering ist und dass der Sputterstrom dazu neigt, niedrig zu sein, wodurch die Spannung dazu neigt, relativ hoch zu sein, wodurch die Sputtereffizienz verbessert wird.
  • Die relative Dichte des Targets der vorliegenden Erfindung beträgt im Hinblick auf die Stabilität der Entladung während der Filmbildung vorzugsweise mindestens 60%. Ferner beträgt der spezifische Widerstand des Targets der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die Durchführung des DC-Sputterns vorzugsweise höchstens 0,5 Ω·m. Ferner beträgt er im Hinblick auf die Stabilität der Entladung vorzugsweise höchstens 0,03 Ω·m.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung ist auch für ein RF(Hochfrequenz)-Sputtern geeignet.
  • Verglichen mit anderen Targets, die SiC als die Hauptkomponente umfassen, weist das Target der vorliegenden Erfindung eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit auf, wodurch eine Bearbeitung mittels elektrischer Entladung möglich ist und das Plasma während der Sputterentladung stabilisiert wird. Ferner kann das Target der vorliegenden Erfindung einfach durch mechanisches Verarbeiten verarbeitet werden.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung wird z. B. wie folgt hergestellt.
  • Einem SiC-Pulver werden ein Dispergiermittel, ein Bindemittel (wie z. B. ein organisches Bindemittel) und Wasser zugesetzt, worauf gerührt wird, um eine SiC-Aufschlämmung zu erhalten. Dann wird diese Aufschlämmung in eine Gipsform eingebracht und durch Formgießen geformt. Nach dem vollständigen Trocknen wird das geformte Produkt durch Entnehmen aus der Form erhalten.
  • Das Formgußverfahren ist ein industriell nützliches Formverfahren, das billig ist und eine hohe Produktivität bereitstellt und mit dem ein Produkt mit einer großen Fläche oder auch ein unregelmäßig geformtes Produkt, das von einer flachen Platte verschieden ist, geformt werden kann.
  • In dem vorstehenden Beispiel wird das geformte Produkt durch ein Formgußverfahren erhalten, jedoch kann auch ein Pressformverfahren oder ein Extrusionsformverfahren eingesetzt werden. Ferner kann bezüglich der Form des geformten Produkts eine gewünschte Form, wie z. B. eine Plattenform oder eine zylindrische Form, zweckmäßig ausgewählt werden.
  • Das so erhaltene geformte Produkt kann gegebenenfalls getrocknet werden. Ferner wird in einem Fall, bei dem aus dem geformten Produkt ein gesintertes Produkt erhalten werden soll, das geformte Produkt im Vakuum oder einer nicht-oxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1450°C bis 2300°C gebrannt, so dass ein gesintertes Produkt erhalten wird. Die Sintertemperatur beträgt vorzugsweise 1500°C bis 2200°C, besonders bevorzugt 1600°C bis 1800°C, wodurch Poren gebildet werden, die für den nächsten Schritt des Imprägnierens mit geschmolzenem Si geeignet sind.
  • Das erhaltene geformte Produkt oder gesinterte Produkt wird mit geschmolzenem metallischen Si bei einer Temperatur von 1450°C bis 2200°C im Vakuum oder in einer nichtoxidierenden Atmosphäre unter verringertem Druck imprägniert, so dass Poren des geformten Produkts oder des gesinterten Produkts vorliegen, die mit dem metallischen Si gefüllt sind, um ein Target zu erhalten. Im Hinblick auf die Unterdrückung der Verdampfungsmenge von Si, während die Imprägnierung von Si gefördert wird, beträgt sie vorzugsweise 1500°C bis 2200°C, besonders bevorzugt 1500°C bis 1800°C.
  • Als herkömmliche Verfahren zur Herstellung von SiC-Targets sind z. B. ein druckloses Sinterverfahren, ein Warmpressverfahren und ein Reaktionssinterverfahren bekannt.
  • Bei dem drucklosen Sinterverfahren sind jedoch üblicherweise Fremdatome als Sinterhilfsmittel beteiligt und durch das Sintern findet ein Schrumpfen statt, wodurch in dem gesinterten Produkt eine Restspannung verbleiben wird, die wahrscheinlich eine Rissbildung des Targets verursacht.
  • Mit dem Warmpressverfahren ist es schwierig, ein gesintertes Produkt mit einer großen Fläche zu erhalten, und wie bei dem vorstehend genannten drucklosen Sinterverfahren wird in dem gesinterten Produkt eine Restspannung verbleiben, die wahrscheinlich eine Rissbildung des Targets verursacht. Ferner ist nach dem Warmpressen eine Verarbeitung, wie z. B. ein Schaben, erforderlich, und das Verfahren ist nicht effizient. Ferner ist das Warmpressverfahren nicht zur Herstellung einer zylindrischen Form oder einer komplizierten Form geeignet.
  • Das Reaktionssinterverfahren ist ein Verfahren, bei dem ein geformtes Produkt durch die Verwendung eines SiC-Pulvers und eines Kohlenstoffpulvers als Ausgangsmaterialien und dann Umsetzen des Kohlenstoffs in dem geformten Produkt und des imprägnierten ge schmolzenen Si erhalten wird. Durch ein solches Verfahren findet beim Umsetzen des Kohlenstoffs mit geschmolzenem Si eine Volumenausdehnung statt und folglich wird eine Restspannung verbleiben, die wahrscheinlich eine Rissbildung des Targets verursacht. Ferner ist es schwierig, eine Aufschlämmung zu erhalten, bei der das SiC-Pulver und das Kohlenstoffpulver, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden, einheitlich gemischt sind, wodurch ein Formgußverfahren, das industriell geeignet ist, kaum eingesetzt werden kann. Aus diesem Grund ist es in der vorliegenden Erfindung, bei der geschmolzenes Si imprägniert wird, bevorzugt, nicht Kohlenstoffpulver als Ausgangsmaterial zu verwenden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung des Targets der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren des Imprägnierens des geformten Produkts mit geschmolzenem Si ohne Sintern des geformten Produkts bezüglich der Produktivität überlegen, da der Sinterschritt weggelassen wird.
  • Ferner weist das Verfahren des Imprägnierens des geformten Produkts mit geschmolzenem Si nach dem Brennen des geformten Produkts zum Erhalten eines gesinterten Produkts den Vorteil auf, dass in dem Sinterschritt Verunreinigungen bzw. Fremdatome verdampft werden, wodurch ein Target mit einer höheren Reinheit erhalten werden kann.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung wird üblicherweise zu einer vorgegebenen Größe verarbeitet und dann 1) mit einem Bindungsmaterial (wie z. B. Indium) an eine Trägerplatte aus Metall gebunden, oder 2) mit einer Vorrichtung, wie z. B. einer Klammer, mechanisch an einer Kathode fixiert und dann verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Bilden eines Films bzw. Überzugs bereit, welches das Bilden eines Films, der SiO2 als die Hauptkomponente enthält, in einer Atmosphäre, die ein oxidierendes Gas enthält, durch ein Sputterverfahren umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass als Sputtertarget das vorstehend beschriebene Sputtertarget verwendet wird. Als Sputterverfahren in der vorliegenden Erfindung kann ein Sputterverfahren genannt werden, das eine Filmbildung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Insbesondere kann ein DC-Sputterverfahren, ein Sputterverfahren mit einer Frequenz, die niedriger ist als die Frequenz in dem RF-Sputterverfahren, oder ein Sputterverfahren, bei dem die Wellenform des angelegten Stroms/der angelegten Spannung beim DC-Sputtern verändert ist (z. B. zu einer Rechteckform), genannt werden. Jedes dieser Sputterverfahren ist ein Sputterverfahren, das ein elektrisch leitendes Target erfordert.
  • In der vorliegenden Erfindung ist der Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfasst (nachstehend einfach als SiO2-Film bezeichnet), vorzugsweise derart, dass die SiO2-Komponente mindestens 99 Massen-% ausmacht, bezogen auf die Gesamtmenge des Films. Der Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 633 nm des SiO2-Films in der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise höchstens 1,50, besonders bevorzugt höchstens 1,48.
  • Der SiO2-Film in der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine kleine Menge einer C-Komponente oder im Wesentlichen keine C-Komponente. Wenn C 0,2 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge des Films, beträgt, wird ein SiO2-Film mit einem niedrigen Brechungsindex erhalten, der im Wesentlichen keine Lichtabsorption zeigt.
  • Um den SiO2-Film mit einer hohen Geschwindigkeit zu bilden, ist es wichtig, dass 1) eine große elektrische Leistung an das Target angelegt werden kann und 2) dass die Filmbildungsgeschwindigkeit pro Einheit der angelegten elektrischen Leistung hoch gemacht werden kann.
  • Bezüglich der angelegten elektrischen Leistung ist es bevorzugt, dass die Leistungsdichte bezogen auf das Target (eine Leistungsdichte, die durch Dividieren der maximalen Leistung durch die Fläche auf der Seite der Entladungsoberfläche des Targets erhalten wird) im Hinblick auf das Erhalten des SiO2-Films mit einer hohen Geschwindigkeit mindestens 10 W/cm2 beträgt.
  • Beim Reaktivsputtern in einer Atmosphäre, die ein oxidierendes Gas enthält, wird die Targetoberfläche oxidiert, wodurch es wahrscheinlich ist, dass zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Targets eine Spannung auftritt, wodurch es wahrscheinlich ist, dass das Target einer Rissbildung unterliegt. SiC wird jedoch die Oxidation der Targetoberfläche unterdrücken und es weist eine hohe Beständigkeit gegen eine Rissbildung auf, wie es vorstehend erwähnt worden ist, wodurch das Auftreten einer Rissbildung selbst beim Reaktivsputtern weniger wahrscheinlich ist.
  • Bei dem Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist ein oxidierendes Gas (wie z. B. O2-Gas oder CO2-Gas) in der Sputteratmosphäre (d. h. dem Sputtergas) während der Filmbildung durch Sputtern enthalten. Durch Einstellen des Partialdrucks des oxidierenden Gases während der Filmbildung durch Sputtern kann verhindert werden, dass die C-Komponente von SiC in dem Target in den Film aufgenommen wird, wodurch ein SiO2-Film, der frei von Verunreinigungen ist, erhalten werden kann.
  • Bei dem Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird die C-Komponente von SiC in dem Target mit dem oxidierenden Gas (besonders bevorzugt dem O2-Gas) in der Atmo sphäre während der Filmbildung unter Bildung von CO2 oder CO umgesetzt, das dann durch eine Vakuumpumpe ausgetragen wird.
  • In der vorliegenden Erfindung wird der SiO2-Film z. B. wie folgt gebildet.
  • Das Target der vorliegenden Erfindung wird auf einer Magnetron-DC-Sputtervorrichtung montiert. Dann wird die Filmbildungskammer evakuiert und dann wird ein Sputtergas, bei dem es sich um ein Mischgas aus Ar-Gas und O2-Gas handelt, eingeführt. Der Anteil des O2-Gases in dem Sputtergas beträgt vorzugsweise 20 Vol.-% bis 100 Vol.-%. Wenn er geringer als 20 Vol.-% ist, neigt die Oxidation dazu, unzureichend zu sein, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass ein nicht-absorbierender SiO2-Film kaum erhältlich ist. Im Hinblick auf die Filmbildungsgeschwindigkeit beträgt er vorzugsweise höchstens 80 Vol.-%. Insbesondere beträgt der Anteil des O2-Gases in dem Sputtergas vorzugsweise 30 Vol.-% bis 80 Vol.-%.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Spannung mit einer gepulsten Wellenform an das Target angelegt wird, um eine Lichtbogenbildung während der Filmbildung zu unterdrücken.
  • Das Substrat, auf dem der SiO2-Film gebildet wird, ist nicht speziell beschränkt, und ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat oder eine Kunststofffolie können z. B. genannt werden.
  • Die Dicke des SiO2-Films (die geometrische Filmdicke) beträgt im Hinblick auf die Verwendung als Antireflexionsfilm vorzugsweise 10 nm bis 1 μm.
  • Beispiel 1
  • Ein Dispergiermittel wurde einem SiC-Pulver zugesetzt und in einer Kugelmühle unter Verwendung von destilliertem Wasser als Medium gemischt. Dann wurde ferner ein Bindemittel zugesetzt, worauf gerührt wurde, um eine Aufschlämmung zum Formgießen zu erhalten. Die Aufschlämmung wurde in eine Gipsform eingebracht und ein Formgießen wurde durchgeführt. Nach dem Trocknen wurde das geformte Produkt aus der Form entnommen und sorgfältig getrocknet. Dann wurde es zwei Stunden bei 1600°C gehalten, um ein Brennen im Vakuum durchzuführen, während mit einer Vakuumpumpe evakuiert wurde. Die Dichte des erhaltenen gesinterten Produkts betrug 2,6 × 103 kg/m3 (relative Dichte: etwa 81%). Dieses gesinterte Produkt wurde in metallisches Si getaucht, das bei 1600°C im Vakuum geschmol zen worden ist, um metallisches Si zu imprägnieren, so dass ein Target erhalten wurde, das SiC und metallisches Si als die Hauptkomponenten umfasst.
  • Die Dichte des erhaltenen Targets betrug 3,0 × 103 kg/m3 (relative Dichte: etwa 100%). Der spezifische Widerstand des Targets betrug 1,2 × 103 Ω·m. Das C/Si (Atomverhältnis) dieses Targets betrug 0,8. Die Wärmeleitfähigkeit des Targets, die mit einem Laserflashverfahren gemessen worden ist, betrug 150 W/(m·K). Ferner wurde das Target einer Röntgenbeugungsanalyse unterzogen, wobei nur Kristallphasen von SiC und Si festgestellt wurden. Ferner wurde bestätigt, dass metallisches Si vorlag und Räume zwischen SiC-Teilchen füllte und einen kontinuierlichen Körper bildete.
  • Ferner wurde die Menge an metallischen Verunreinigungen auf der Basis der Gesamtmenge des Targets mittels ICP (induktiv gekoppelter Plasmaemissionsspektroskopie) gemessen, wobei erhalten wurde, dass Al 0,01 Massen-%, Fe 0,005 Massen-%, Ti 0,002 Massen-%, Ca 0,001 Massen-%, Mg weniger als 0,001 Massen-%, V 0,003 Massen-%, Cr weniger als 0,001 Massen-%, Mn 0,002 Massen-% und Ni weniger als 0,001 Massen-% betrugen.
  • Das erhaltene Target wurde einer Bearbeitung durch eine elektrische Entladung und einem Schleifen zu einer Größe von 150 mm Durchmesser und 15 mm Dicke unterzogen und durch ein Binden mit Metall an eine aus Kupfer hergestellte Trägerplatte gebunden. Dieses Target wurde auf einer Magnetron-DC-Sputtervorrichtung montiert und die Filmbildung wurde durchgeführt. Das Schleifen zu diesem Zeitpunkt war einfach. Die Bedingungen während der Filmbildung waren derart, dass der Rückdruck 1,3 × 103 Pa und der Sputterdruck 0,4 Pa betrugen. Als Sputtergas wurde ein Mischgas aus Ar und O2 verwendet, wobei der Anteil an O2-Gas in dem Sputtergas 50 Vol.-% betrug.
  • Ferner betrug die angelegte elektrische Leistung 3 kW und die elektrische Leistung wurde so angelegt, dass die Spannung eine Rechteckwelle war. Die Leistungsdichte zu diesem Zeitpunkt betrug 17 W/cm2. Wenn die Zeit, während der eine negative Spannung angelegt wurde, als EIN-Zeit dargestellt wird, und die Zeit, während der eine positive Spannung angelegt wurde, als AUS-Zeit dargestellt wird, wurde die EIN-Zeit auf 50 × 10–6 s eingestellt und die AUS-Zeit wurde auf 50 × 10–6 s eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Spannung während der EIN-Zeit –720 V. Ferner wurde die Spannung während der AUS-Zeit auf +50 V eingestellt.
  • Als Substrat wurde ein Natronkalkglassubstrat verwendet. Das Substrat wurde nicht absichtlich erwärmt. Der Vorgang wurde so durchgeführt, dass die Filmdicke etwa 500 nm betrug.
  • Die Entladung während des Sputterns war sehr stabil und die Filmbildung wurde sogar durch ein DC-Sputtern stabil durchgeführt.
  • Nach der Filmbildung wurde die Filmdicke mittels einer Filmdickenmessvorrichtung des Fühlertyps gemessen. Die Filmbildungsgeschwindigkeit pro Einheit der angelegten elektrischen Leistung betrug 120 nm/(min·kW) und die Filmbildungsgeschwindigkeit betrug 360 nm/min.
  • Der Brechungsindex des Films wurde mit einem Ellipsometer gemessen. Die Wellenlänge des verwendeten Lichts betrug 633 nm (in anderen Beispielen in der gleichen Weise gemessen). Der Brechungsindex des Films betrug 1,46. Der erhaltene Film wurde mittels XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) analysiert (in anderen Beispielen in der gleichen Weise gemessen) und es wurde bestätigt, dass es sich bei den Hauptkomponenten um Si und O handelte. In der Folie lagen 0,04 Massen-% C, bezogen auf die Gesamtmenge des Films, vor.
  • Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
  • Eine Filmbildung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 unter Verwendung eines kommerziellen polykristallinen Si-Targets mit der gleichen Größe wie im Beispiel 1 durchgeführt. Bei einer angelegten Leistung von 3 kW (Leistungsdichte: 17 W/cm2) wurde eine Rissbildung in dem Target festgestellt und die Entladung war instabil. Daher wurde die angelegte Leistung auf 1 kW vermindert (Leistungsdichte: 5,7 W/cm2) und die Filmbildung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde die Spannung während der EIN-Zeit geändert und betrug –360 V, wodurch die Entladung stabil war und eine Filmbildung möglich war. Die Filmbildungsgeschwindigkeit pro Einheit der angelegten Leistung betrug zu diesem Zeitpunkt 70 nm/(min × kW) und die Filmbildungsgeschwindigkeit betrug 70 nm/min. Der erhaltene Film wies einen Brechungsindex von 1,46 auf und es handelte sich um einen Film, der aus Si und O zusammengesetzt war.
  • Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
  • Eine Filmbildung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 unter Verwendung eines SiC-Sintertargets (CERAROI-C, Handelsbezeichnung, von Asahi Glass Company, Limited, hergestellt) mit der gleichen Größe wie im Beispiel 1 durchgeführt. Nach der Filmbildung wurde die Filmdicke mit einem Filmdickenmessgerät des Fühlertyps gemessen. Die Filmbildungsgeschwindigkeit pro Einheit der angelegten Leistung betrug 100 nm/(min·kW) und die Filmbildungsgeschwindigkeit betrug 300 nm/min. Der Brechungsindex des Films betrug 1,48.
  • Beispiel 4
  • Nach der Herstellung eines geformten Produkts durch ein Formgußverfahren wie im Beispiel 1 ohne die Durchführung des Sinterns von Beispiel 1 wurde das geformte Produkt in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 in geschmolzenes Si getaucht, so dass ein Target erhalten wurde, das SiC und metallisches Si als die Hauptkomponenten umfasste. Das C/Si (Atomverhältnis), die Dichte, der spezifische Widerstand und die Wärmeleitfähigkeit des erhaltenen Targets waren mit denjenigen im Beispiel 1 identisch. Ferner wurden bezüglich der Kristallphasen wie im Beispiel 1 nur Kristallphasen von SiC und Si festgestellt. Ferner wurde bestätigt, dass das metallische Si vorlag und Räume zwischen SiC-Teilchen füllte und einen kontinuierlichen Körper bildete.
  • Ferner wurden die Mengen an metallischen Verunreinigungen auf der Basis der Gesamtmenge des Targets in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gemessen, wobei erhalten wurde, dass Al 0,07 Massen-%, Fe 0,02 Massen-%, Ti 0,002 Massen-%, Ca 0,008 Massen-%, Mg weniger als 0,001 Massen-%, V 0,003 Massen-%, Cr weniger als 0,001 Massen-%, Mn 0,003 Massen-% und Ni weniger als 0,001 Massen-% betrugen.
  • Dieses Target wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 verarbeitet und dann wurde die Filmbildung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt. Nach der Filmbildung wurde die Filmdicke mit einem Filmdickenmessgerät des Fühlertyps gemessen. Die Filmbildungsgeschwindigkeit pro Einheit der angelegten Leistung betrug 120 nm/(min·kW) und die Filmbildungsgeschwindigkeit betrug 360 nm/min. Der Brechungsindex des Films betrug 1,46 und die C-Menge betrug 0,04 Massen-%.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das Target der vorliegenden Erfindung weist eine Dauerbeständigkeit gegen eine Rissbildung während des Formens durch Sputtern auf, wodurch eine hohe elektrische Leistung angelegt werden kann, und es ist für eine Hochgeschwindigkeitsfilmbildung eines SiO2-Films geeignet. Ferner ist eine Bearbeitung durch eine elektrische Entladung möglich und dessen mechanische Verarbeitung ist ebenfalls einfach, wodurch es einfach zu einer gewünschten Form verarbeitet werden kann.
  • Ferner kann das Target der vorliegenden Erfindung gemäß dem Verfahren zur Herstellung des Targets der vorliegenden Erfindung mit einer guten Herstellungseffizienz hergestellt werden.
  • Ferner kann gemäß dem Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein SiO2-Film mit einem niedrigen Brechungsindex mit einer hohen Geschwindigkeit gebildet werden.

Claims (7)

  1. Sputtertarget, welches SiC und metallisches Si umfaßt, und welches ein Atomverhältnis von C zu Si von 0,5 bis 0,95 und eine Dichte von 2,75 × 103 kg/m3 bis 3,1 × 103 kg/m3 aufweist.
  2. Sputtertarget nach Anspruch 1, wobei die thermische Leitfähigkeit des Sputtertargets mindestens 100 W/(m·K) beträgt.
  3. Verfahren zum Herstellen eines Sputtertargets, welches das Formen eines SiC-Pulvers durch ein Formgußverfahren, ein Preßformverfahren oder ein Extrusionsformverfahren, um ein geformtes Produkt zu bilden, und das Imprägnieren des geformten Produktes mit geschmolzenem Si bei einer Temperatur von 1.450°C bis 2.200°C im Vakuum oder in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre unter verringertem Druck umfaßt, um Poren des geformten Produktes aufzuweisen, die mit dem metallischen Si gefüllt sind, um dadurch das Sputtertarget nach Anspruch 1 oder 2 zu erhalten.
  4. Verfahren zum Herstellen eines Sputtertargets, welches das Formen eines SiC-Pulvers durch ein Formgußverfahren, ein Preßformverfahren oder ein Extrusionsformverfahren, um ein geformtes Produkt zu bilden, das Brennen des geformten Produktes bei einer Temperatur von 1.450°C bis 2.300°C, um ein gesintertes Produkt zu erhalten, und das Imprägnieren des gesinterten Produktes mit geschmolzenem Si bei einer Temperatur von 1.450°C bis 2.200°C im Vakuum oder in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre unter verringertem Druck umfaßt, um Poren des gesinterten Produktes aufzuweisen, die mit dem metallischen Si gefüllt sind, um dadurch das Sputtertarget nach Anspruch 1 oder 2 zu erhalten.
  5. Verfahren zum Bilden eines Films bzw. Überzugs, welches das Bilden eines Films, der SiO2 als die Hauptkomponente umfaßt, in einer Atmosphäre, die ein oxidierendes Gas enthält, durch ein Sputterverfahren umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Sputtertarget das Sputtertarget nach Anspruch 1 oder 2 verwendet wird.
  6. Verfahren zum Bilden eines Films nach Anspruch 5, wobei das Sputterverfahren ein DC-Sputterverfahren ist.
  7. Verfahren zum Bilden eines Films nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Film, der SiO2 als die Hauptkomponente umfaßt und einen Brechungsindex von höchstens 1,50 bei einer Wellenlänge von 633 nm aufweist, gebildet wird.
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