JP2007126705A - 硬質皮膜および硬質皮膜形成用スパッタリングターゲット材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】〔1〕 (Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって、0.05≦a≦0.4、0≦x≦1を満たすことを特徴とする硬質皮膜(但し、上記式において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである)、〔2〕(Zr1-a-b ,Hfa ,Mb )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜(ただし、MはW,Moの1種以上)であって、0≦1−a−b、0≦a、0.03≦b≦0.35、0≦x≦1を満たすことを特徴とする硬質皮膜(但し、上記式において、aはHfの原子比、bはMの原子比、xはNの原子比を示すものである)等。
【選択図】なし
Description
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(2)
但し、上記式(1) 〜(2) において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである。
0≦1−a−b ------------------------- 式(1A)
0≦a ----------------------------- 式(2A)
0.03≦b≦0.35 ----------------- 式(3A)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(4A)
但し、上記(Zr1-a-b ,Hfa ,Mb )(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上であり、上記式(1A)〜(4A)において、aはHfの原子比、bはMの原子比、xはNの原子比を示すものである。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1B)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(2B)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(3B)
但し、上記(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )において、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1B)〜(3B)において、aはHfの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。
0≦1−a−b ------------------------- 式(1C)
0≦a ----------------------------- 式(2C)
0.03≦b≦0.35 ----------------- 式(3C)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(4C)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(5C)
但し、上記(Zr1-a-b-c ,Hfa ,Mb ,Dc )(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1C)〜(5C)において、aはHfの原子比、bはMの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜A1:
(Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1D)〜(3D)を満たす硬質皮膜。
0≦1−a --------------------- 式(1D)
0≦a≦0.4 --------------------- 式(2D)
0≦x≦1 ------------------------- 式(3D)
但し、上記式(1D)〜(3D)において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜A2:
(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1B)〜(3B)を満たす硬質皮膜。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1B)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(2B)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(3B)
但し、上記(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )において、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1B)〜(3B)において、aはHfの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B1:
M(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1E)を満たす硬質皮膜。
0≦x≦1 ------------------------- 式(1E)
但し、上記M(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上であり、上記式(1E)において、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B2:
Si1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1F)〜(3F)を満たす硬質皮膜。 0≦y≦0.25 --------------------- 式(1F)
0<x≦1 --------------------------- 式(2F)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.4 ----- 式(3F)
但し、上記式(1F)〜(3F)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B3:
B1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1G)〜(3G)を満たす硬質皮膜。
0≦y≦0.25 --------------------- 式(1G)
0<x≦1 --------------------------- 式(2G)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.5 ----- 式(3G)
但し、上記式(1G)〜(3G)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。
0≦1−a−b ------------------------- 式(1A)
0≦a ----------------------------- 式(2A)
bW +bMo=b --------------------------式(3A-1)
0.03≦b≦0.35 ----------------- 式(3A-2)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(4A)
但し、上記式(1A)〜(4A)において、aはHfの原子比、bW はWの原子比、bMoはMoの原子比、xはNの原子比を示すものである。
(Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1D)〜(3D)を満たす硬質皮膜。
0≦1−a --------------------- 式(1D)
0≦a≦0.4 --------------------- 式(2D)
0≦x≦1 ------------------------- 式(3D)
但し、上記式(1D)〜(3D)において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜A2:
(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1B)〜(3B)を満たす硬質皮膜。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1B)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(2B)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(3B)
但し、上記(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )において、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1B)〜(3B)において、aはHfの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B1:
M(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1E)を満たす硬質皮膜。
0≦x≦1 ------------------------- 式(1E)
但し、上記M(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上であり、上記式(1E)において、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B2:
Si1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1F)〜(3F)を満たす硬質皮膜。 0≦y≦0.25 --------------------- 式(1F)
0<x≦1 --------------------------- 式(2F)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.4 ----- 式(3F)
但し、上記式(1F)〜(3F)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B3:
B1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1G)〜(3G)を満たす硬質皮膜。
0≦y≦0.25 --------------------- 式(1G)
0<x≦1 --------------------------- 式(2G)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.5 ----- 式(3G)
但し、上記式(1G)〜(3G)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。
AIP蒸発源およびUBMS蒸発源を有する成膜装置にてZr,Hfを含有するスパッタリングターゲットを用いて組成の異なる(Zr,Hf)(CN)皮膜を形成した。
・被削材:SUS304
・切削速度:220m/分
・刃送り:0.3mm/刃
・軸切り込み:1mm
・深さ(径方向)切り込み:1mm
・切削長:50m
AIP蒸発源およびUBMS蒸発源を有する成膜装置にてZr,Hf,M(ただし、MはW,Moの1種以上)を含有するスパッタリングターゲットを用いて組成の異なる(Zr,Hf,M)(CN)皮膜を形成した。
AIP蒸発源およびUBMS蒸発源を有する成膜装置にてZr,Hf,M(ただし、MはW,Moの1種以上),D(ただし、DはSi,Bの1種以上)を含有するスパッタリングターゲットを用いて組成の異なる(Zr,Hf,M,D)(CN)皮膜を形成した。
AIP蒸発源とUBMS蒸発源を有する成膜装置を用いて、硬質皮膜A〔(Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )皮膜〕と、硬質皮膜B1〔M(C1-x Nx )皮膜(但し、MはW,Moの1種以上)〕または硬質皮膜B2〔Si1-y-x Cy Nx 皮膜〕あるいは硬質皮膜B3〔B1-y-x Cy Nx 皮膜〕とを交互に積層した皮膜(積層膜)を形成した。
HIP、熱間鍛造あるいは焼結法にて、Zr:0.64、Hf:0.15、W:0.15、Si:0.06(原子比)の組成を有するスパッタリングターゲット材を作製し、その相対密度を測定した。このとき、相対密度については、X線回折によるターゲットの構成相の同定を行った後、その相構成より計算できる理論密度(D1 )とアルキメデス法により求められる実ターゲットの密度(D2 )を比較し、相対密度(D3 )を導出して求めた。なお、この相対密度(D3 )は、100×D2 /D1 =D3 (%)である。HIP法では、HIP温度450〜500℃、HIP圧力1000気圧にてHIPした。熱間鍛造では、試料温度400℃にて鍛造した。焼結法では、温度800℃での焼結を行った。
Claims (6)
- (Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって、下記の式(1) 〜(2) を満たすことを特徴とする硬質皮膜。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(2)
但し、上記式(1) 〜(2) において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである。 - (Zr1-a-b ,Hfa ,Mb )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって、下記の式(1A)〜(4A)を満たすことを特徴とする硬質皮膜。
0≦1−a−b ------------------------- 式(1A)
0≦a ----------------------------- 式(2A)
0.03≦b≦0.35 ----------------- 式(3A)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(4A)
但し、上記(Zr1-a-b ,Hfa ,Mb )(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上であり、上記式(1A)〜(4A)において、aはHfの原子比、bはMの原子比、xはNの原子比を示すものである。 - (Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって、下記の式(1B)〜(3B)を満たすことを特徴とする硬質皮膜。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1B)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(2B)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(3B)
但し、上記(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )において、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1B)〜(3B)において、aはHfの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。 - (Zr1-a-b-c ,Hfa ,Mb ,Dc )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって、下記の式(1C)〜(5C)を満たすことを特徴とする硬質皮膜。
0≦1−a−b ------------------------- 式(1C)
0≦a ----------------------------- 式(2C)
0.03≦b≦0.35 ----------------- 式(3C)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(4C)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(5C)
但し、上記(Zr1-a-b-c ,Hfa ,Mb ,Dc )(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1C)〜(5C)において、aはHfの原子比、bはMの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。 - 下記の硬質皮膜A1、硬質皮膜A2の1種以上と下記の硬質皮膜B1、硬質皮膜B2、硬質皮膜B3の1種以上とが合計で2層以上交互に積層された硬質皮膜であって、前記硬質皮膜A1、硬質皮膜A2の1種以上の膜厚が200nm以下であり、前記硬質皮膜B1、硬質皮膜B2、硬質皮膜B3の1種以上の膜厚が200nm以下であると共に、積層された硬質皮膜全体の平均組成として請求項1〜4のいずれかに記載の硬質皮膜の組成を満たすことを特徴とする硬質皮膜。
硬質皮膜A1:
(Zr1-a ,Hfa )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1D)〜(3D)を満たす硬質皮膜。
0≦1−a --------------------- 式(1D)
0≦a≦0.4 --------------------- 式(2D)
0≦x≦1 ------------------------- 式(3D)
但し、上記式(1D)〜(3D)において、aはHfの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜A2:
(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1B)〜(3B)を満たす硬質皮膜。
0.05≦a≦0.4 ------------------- 式(1B)
0.03≦c≦0.3 ------------------- 式(2B)
0≦x≦1 ----------------------------- 式(3B)
但し、上記(Zr1-a-C ,Hfa ,DC )(C1-x Nx )において、DはSi,Bの1種以上であり、上記式(1B)〜(3B)において、aはHfの原子比、cはDの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B1:
M(C1-x Nx )からなる硬質皮膜であって下記の式(1E)を満たす硬質皮膜。
0≦x≦1 ------------------------- 式(1E)
但し、上記M(C1-x Nx )において、MはW,Moの1種以上であり、上記式(1E)において、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B2:
Si1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1F)〜(3F)を満たす硬質皮膜。 0≦y≦0.25 --------------------- 式(1F)
0<x≦1 --------------------------- 式(2F)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.4 ----- 式(3F)
但し、上記式(1F)〜(3F)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。
硬質皮膜B3:
B1-y-x Cy Nx からなる硬質皮膜であって下記の式(1G)〜(3G)を満たす硬質皮膜。
0≦y≦0.25 --------------------- 式(1G)
0<x≦1 --------------------------- 式(2G)
0.5≦(1−y−x)/x≦1.5 ----- 式(3G)
但し、上記式(1G)〜(3G)において、yはCの原子比、xはNの原子比を示すものである。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の硬質皮膜の金属元素の組成と同一の組成を有すると共に、相対密度が91%以上であることを特徴とする硬質皮膜形成用スパッタリングターゲット材。
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