JP2002069550A - 金属材料、薄膜形成用スパッタリングターゲット材及び薄膜 - Google Patents

金属材料、薄膜形成用スパッタリングターゲット材及び薄膜

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐候性の改善、スパッタリングターゲットと
して使用する場合のスパッタリング工程における安定性
及び簡易性を図った合金材及び薄膜を得る。 【解決手段】 Ｃｕに、Ａｇが、０．３〜１０．０重量
％含有されたＣｕＡｇ合金に、耐食性向上材料として、
例えばＴｉであれば０．０１〜５．０重量％含有されて
なる合金を薄膜形成用スパッタリングターゲット材と
し、これにより薄膜を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料、薄膜形
成用スパッタリングターゲット材及び薄膜に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子機器、電子部品において、配
線材料として、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等の
純金属による金属材料、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓ
ｉ、Ａｌ−Ｐｄ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ等の合金による
金属材料を用いて配線パターンが形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記金属材
料は耐食性において信頼性が不明確である。本発明は、
このような従来の技術に存在する問題点に着目してなさ
れたものであり、耐候性の高い薄膜を形成することがで
きる合金及び薄膜形成用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。
【０００４】さらには、合金作製にあたっての製造容易
さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のス
パッタリング工程における安定性、簡易性等種々の問題
の解決を図ることのできる薄膜形成用スパッタリングタ
ーゲット材及びそれを用いて形成されてなる薄膜を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、Ｃｕに、Ａｇと耐食性向上材料が含有
されてなる合金を薄膜形成用スパッタリングターゲット
材とし、これにより、薄膜を形成するものである。
【０００６】また、本発明は、Ｃｕに、Ａｇと、耐食性
向上材料としてＴｉ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉの内の一種類、あるいは複数種
類の元素が含有されてなる合金を薄膜形成用スパッタリ
ングターゲット材とし、これにより、薄膜を形成するも
のである。本発明による合金、薄膜形成用スパッタリン
グターゲット及び薄膜は、ＣｕにＡｇとＴｉまたはその
他の耐食性向上材料を加えることで、ＡｇとＴｉまたは
その他の耐食性向上材料の、耐候性の相互作用により、
塩素、水素、酸素、硫黄という、大気中あるいは特殊環
境中で要求される高い耐候性の向上を図ることができ
る。よって、薄膜と基板との接合性が強化され、より高
い信頼性が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係るＣｕ合金材料とし
て、Ａｇを選択したのは、合金とした場合に、Ａｇの高
反射率特性、酸素や水素に対する耐候性を狙った為であ
る。ここで、合金の各金属の内容はいずれかの請求項に
記載の内容である。
【０００８】一方、Ｔｉは、空気中で安定であり、硫黄
や塩素の反応に対して耐性があり、特に海水に対する耐
食性に優れている。従って、この実施形態の金属材料は
以下のような効果を発揮する。
【０００９】Ｃｕに一定量のＡｇと、一定量の耐食性向
上材料、例えばＴｉ、Ｐｄの内の１種または２種を添加
することで、塩素、水素、酸素、硫黄という、大気中、
あるいは特殊環境中で要求される高い耐候性の向上を図
ることができる。
【００１０】ここで、スパッタリングターゲット材の製
造方法について、説明する。本実施形態のスパッタリン
グターゲット材の作製方法としては、真空中での溶融法
が挙げられる。
【００１１】Ｃｕ合金を溶融法で作製する場合には、ま
ず、Ｃｕ−Ｘ（ＸはＴｉ、Ｐｄ等）母合金を作製する。
次に、高周波溶解炉において、Ｃｕ−Ｘ母合金、Ｃｕ、
Ａｇの溶解を行う。このときのＣｕの量は、全体溶解量
から母合金中のＣｕの量を差し引いた量とする。
【００１２】この際の溶融温度は、例えば１１００〜１
８００℃として、例えばＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ
2等の坩堝が用いられる。溶解した後、Ｃ、Ａｌ2Ｏ3、
ＭｇＯ、ＺｒＯ2等の鋳型に溶融物を注湯する。引け巣
を防止するため、２００〜１２００℃で予め鋳型加熱を
行っておく。
【００１３】鋳型内の溶融物を、冷却、凝固し、インゴ
ットを鋳型から取り出して、常温まで冷却する。次に、
インゴットの最上部の押湯部を切断除去し、インゴット
を圧延機により圧延し、例えば９０（ｍｍ）×９０（ｍ
ｍ）×８．１（ｍｍ）の板状の合金を作製する。
【００１４】その後、例えば電気炉でＡｒガスを封入し
た状態で熱処理し、その後さらにプレス機によりそり修
正を行う。その後、製品形状にワイヤーカットし、製品
前面を耐水研磨紙を用いて研磨し、表面粗度を調整し、
最終的に本発明のＡｇ合金のスパッタリングターゲット
材を作製することができる。
【００１５】上述のように、本実施形態のＣｕ合金のス
パッタリングターゲット材を作製する場合において、Ｃ
ｕに対してＡｇ及びその他の元素Ｘを添加して溶融する
場合においても、従来行われている容易な方法を適用す
ることができ、価格的にも製法的にもメリットが大き
い。
【００１６】なお、ここで、スパッタによる薄膜は、成
膜時に、各々の元素を同時にスパッタすることにより得
られるものを示し、一体型による薄膜は、ターゲット製
作の段階で、各々の元素を混合させた合金による薄膜を
示す。
【００１７】次に、薄膜について行った、耐候性の試験
結果について説明する。ここでは、塩素試験を行った。
塩素試験は、常温で、５％濃度の塩水にこのサンプルを
３０分、６０分、１２０分浸漬して行った。
【００１８】表１は、Ｃｕ−Ｔｉ−Ａｇ合金薄膜につい
てした、塩化試験結果を示したものである。
【００１９】
【表１】 本実施形態のＣｕ合金の薄膜形成用スパッタリングター
ゲット材を用いて薄膜を形成した場合、耐候性に関し
て、Ａｇ、Ｔｉの相互作用により、耐候性が改善され、
かつ基板と薄膜との接合性が強化され、より高い信頼性
が得られるといった効果を発揮する。
【００２０】なお、この発明は前記実施形態以外に、以
下のように具体化することができる。 ・前記実施形態では、Ｃｕをベース材料としてＡｇ、さ
らに第三元素としてＴｉが添加されたＣｕ−Ｔｉ−Ａｇ
合金薄膜を薄膜として用いることについて説明したが、
第三元素はＴｉに限定されるわけではない。例えば、Ｐ
ｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓ
ｉ、Ｚｒから単数もしくは複数選ばれた場合があげられ
る。
【００２１】・前記実施形態では、ターゲットの製造法
に関して、溶融法の一例を挙げたが、製造法はこれに限
定されるわけではなく、焼結法等の方法もある。
【００２２】
【発明の効果】本発明の金属材料及びスパッタリングタ
ーゲット材は、酸素や硫黄、塩素等に対して、高い耐久
性を確保することができる。
【００２３】本発明の金属材料及びスパッタリングター
ゲット材は、従来用いられている簡易な溶融法により、
製品の作製を行うことができる。本発明の金属材料又は
スパッタリングターゲット材を用いて形成した薄膜は、
耐候性の点で優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 BA21 BC01 BD02 CA05 DC04 DC08 4M104 BB04 DD40 HH20 5F103 AA08 BB22 DD28 RR10

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｃｕ（銅）を主成分として、Ｃｕを９
    ９．７〜８５．０重量％含有し、それにＡｇ（銀）を添
    加して更に耐食性向上を目的とする添加元素を含有され
    てなる少なくとも３元素以上の金属材料。
  2. 【請求項２】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して、更に耐食性向上を目的の添加元素と
    して、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａ
    ｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（ク
    ロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｉ
    （シリコン）、Ｚｒ（ジルコニウム）から単数もしくは
    複数選ばれたものである請求項１に記載の金属材料。
  3. 【請求項３】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して更に光学的特性を目的とする添加元素
    を含有されてなる少なくとも３元素以上の金属材料。
  4. 【請求項４】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して更に光学的特性を目的の添加元素とし
    て、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ
    （金）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロ
    ム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｉ（シ
    リコン）、Ｚｒ（ジルコニウム）から単数もしくは複数
    選ばれたものである請求項１に記載の金属材料。
  5. 【請求項５】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して更に電気的特性を目的とする添加元素
    が含有されてなる少なくとも３元素以上の金属材料。
  6. 【請求項６】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して更に電気的特性を目的の添加元素とし
    て、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ
    （金）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロ
    ム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｉ（シ
    リコン）、Ｚｒ（ジルコニウム）から単数もしくは複数
    選ばれたものである請求項１に記載の金属材料。
  7. 【請求項７】 Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ
    （銀）を添加して更に合金材料の製造容易さを目的とす
    る添加元素を含有されてなる少なくとも３元素以上の金
    属材料。
  8. 【請求項８】Ｃｕを主成分として、それにＡｇを添加
    し、更に耐食性向上を目的としてＴｉ（チタン）を添加
    してなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ（銅−銀−チタン）合金金属
    材料。
  9. 【請求項９】 Ａｇが、０．３〜１０．０重量％含有さ
    れてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
    載の金属材料。
  10. 【請求項１０】 Ａｇが、０．３〜７．０重量％含有さ
    れてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
    載の金属材料。
  11. 【請求項１１】 Ａｇが、０．３〜５．０重量％含有さ
    れてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
    載の金属材料。
  12. 【請求項１２】 Ｔｉが、０．０１〜５．０重量％含有
    されてなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    に記載の金属材料。
  13. 【請求項１３】 Ｔｉが、０．０１〜１，５重量％含有
    されてなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    に記載の金属材料。
  14. 【請求項１４】 Ｔｉが、０．０３〜０．９重量％含有
    されてなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    に記載の金属材料。
  15. 【請求項１５】 Ａｇが、０．３〜５．０重量％、Ｔｉ
    が、０．０３〜０．９重量％含有されてなることを特徴
    とする請求項１〜８のいずれかに記載の金属材料。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれかに記載の金
    属材料を用いて形成されることを特徴とする薄膜形成用
    スパッタリングターゲット材。
  17. 【請求項１７】 請求項１〜１５のいずれかに記載の金
    属材料または請求項１１に記載の薄膜形成用スパッタリ
    ングターゲット材を用いて形成されてなることを特徴と
    する薄膜。
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