JP2009057580A - Ａｇ基合金スパッタリングターゲット、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜面方向（膜面内）における成分の均一性に優れた薄膜を安定して形成することができるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】Ｔａを０．６〜１０．５原子％、Ｃｕを２〜１３原子％含有するＡｇ基合金からなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲットのスパッタリング面を画像解析したとき、（１）Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＴａ粒の合計面積は６０面積％以上であり、且つ、Ｔａ粒の平均重心間距離は１０〜５０μｍであり、（２）Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＣｕ粒の合計面積は７０面積％以上であり、且つ、Ｃｕ粒の平均重心間距離は６０〜１２０μｍである。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＴａおよびＣｕを含むＡｇ基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法に関し、特に、光情報記録媒体用Ａｇ基合金反射膜の形成に有用なＡｇ基合金スパッタリングターゲットに関するものである。

Ａｇ（銀）合金からなる薄膜（Ａｇ基合金薄膜）は、高反射率や低電気抵抗率、高熱伝導率といった特性を有しているため、例えば、光情報記録媒体（光ディスク）の反射膜、半透過反射膜、熱拡散膜；フラットパネルディスプレイの反射膜、反射電極膜、配線膜；熱線反射／遮断窓ガラスなどのＬｏｗ−Ｅ（低放射率）膜；電磁波シールドの遮蔽膜；自動車ヘッドランプや照明器具の反射膜；光学部品や発光ダイオードの反射膜や反射電極膜、などに広く適用されている。特に、Ａｇ基合金薄膜は、次世代光ディスクで用いられる青紫色レーザーに対しても充分高い反射率を有し、追記型／書き換え型の光ディスクに求められる高い熱伝導率も有していることから、これらの用途にも好適に用いられている。

上記のＡｇ基合金薄膜は、Ａｇ基合金からなるスパッタリングターゲット（Ａｇ基合金スパッタリングターゲット）をスパッタリングするスパッタリング法によって形成することが好ましい。スパッタリング法とは、真空引き後にＡｒを導入したスパッタリングチャンバー内において、基板とスパッタリングターゲット（以後、ターゲットと称する場合がある。）との間でプラズマ放電を形成し、該プラズマ放電によりイオン化させたＡｒをターゲットに衝突させて、該ターゲットの原子をたたき出し、基板上に堆積させて薄膜を作製する方法である。スパッタリング法で形成された薄膜は、イオンプレーティング法や真空蒸着法、電子ビーム蒸着法で形成された薄膜に比べ、膜面方向における成分や膜厚などの均一性に優れている。また、スパッタリング法は、真空蒸着法とは異なり、ターゲット材と同じ組成の薄膜を形成できるというメリットを有している。

このような高品質の薄膜を形成できるように、スパッタリングターゲットには、スパッタリング面方向（スパッタリング面内）において、ターゲットを構成する元素のバラツキや偏析がなく、均一に分布していることが要求される。ターゲット構成元素がターゲット面内に均一に分散していないターゲットを用いて得られた薄膜は、膜面方向（膜面内）における成分や膜厚などのバラツキが大きくなるため、反射率などの特性のバラツキを招き、反射膜としての性能が著しく低下するからである。

ところで、Ａｇ基合金スパッタリングターゲット（Ａｇ基合金ターゲット）は、一般に、溶解・鋳造法によって製造される（例えば、特許文献１〜特許文献１１）。一方、Ｔａなどの高融点金属を含むターゲットでは、溶解・鋳造法ではなく、金属粉末を混合し、熱間静水圧プレス（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、ＨＩＰと略記する場合がある。）を行う粉末焼結法が推奨されている。Ａｇ基合金ターゲットに関するものではないが、例えば、特許文献１２には、半導体ＬＳＩの製造に使用されるＴａやＲｕなどの高融点金属材料からなるスパッタリングターゲットの製造には粉末焼結法が最も適していると記載されている。また、特許文献１３には、磁気記録媒体に用いられるＣｏＴａ系ターゲットを粉末焼結法によって製造する方法が記載されている。
特許第３３６５７６２号公報 特開２０００−２３９８３５号公報 特開２００２−１２９３１４号公報 特開２００４−２９２９号公報 特開２００４−４３８６８号公報 特開２００４−８４０６５号公報 特開２００４−１２６４９７号公報 特開２００４−３３９５８５号公報 特開２００５−３６２９１号公報 特開２００５−３１４７１７号公報 特開２００５−３３０５４９号公報 特開２００１−２００６５号公報 特開２０００−２０７７２５号公報

本発明の目的は、膜面方向（膜面内）における成分などの均一性に優れた薄膜を安定して形成することができるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲット、および当該スパッタリングターゲットの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできた本発明のＡｇ基合金スパッタリングターゲットは、Ｔａを０．６〜１０．５原子％、Ｃｕを２〜１３原子％含有するＡｇ基合金からなるスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面を画像解析したとき、
（１）Ｔａについて、Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粒の合計面積は、面積率で６０％以上であり、且つ、Ｔａ粒の平均重心間距離は１０μｍ以上５０μｍ以下であり、
（２）Ｃｕについて、Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粒の合計面積は、面積率で７０％以上であり、且つ、Ｃｕ粒の平均重心間距離は６０μｍ以上１２０μｍ以下である
ところに要旨を有している。

好ましい実施形態において、上記のＡｇ基合金スパッタリングターゲットは、光情報記録媒体用反射膜の形成に用いられる。

また、上記課題を解決することのできた上記Ａｇ基合金スパッタリングターゲットの製造方法は、体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＡｇ粉末、体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粉末、および体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粉末を含む原料を３０〜９０分間混合し、混合粉末を用意する工程と、前記混合粉末を５００〜６００℃の温度で１〜３時間の熱間静水圧プレスを行う工程と、を包含するところに要旨を有している。

本発明によれば、スパッタリングターゲット面内（スパッタリング面内）に、所定粒径のＴａ粒およびＣｕ粒が、ほぼ等間隔で均一に分布（分散）して一定面積以上存在しているため、膜面方向（膜面内）における成分の均一性に優れた薄膜を安定して形成することができた。このようにして得られる薄膜は、反射特性や追記記録特性などに極めて優れているため、光情報記録媒体用反射膜などとして好適に用いることができる。

本発明者は、反射特性や追記記録特性に優れ、不法複製版の検出や排除を有効に行うことも可能な光情報記録媒体として、Ａｇ中にＴａおよびＣｕを含むＡｇ−Ｘ−Ｃｕ合金（Ｘは、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒの少なくとも一種）の反射膜を有する光情報記録媒体を先に開示した（特願２００６−１６６３１１）。以下、この発明を先願発明と呼ぶ。

上記の出願後、本発明者は、特に、Ｘ＝ＴａであるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜をスパッタリング法によって形成するためのＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを製造する方法について検討をしてきた。ここで、Ｔａの融点は２９７７℃であり、Ａｇ（融点９６１℃）やＣｕ（融点１０８３．４℃）に比較して非常に高いため、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットを、従来のＡｇ基合金ターゲットと同様に溶解・鋳造法によって製造しようとすると、高融点のＴａと、Ｔａに比べて低融点のＡｇ、Ｃｕとは均一に溶解せず、各元素のバラツキや偏析が大きくなる。そのため、従来の方法では、成分均一性に優れた薄膜を安定して形成することが可能なＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを製造することができない。

そこで、本発明者は、溶解・鋳造法ではなく、前述した特許文献１２や特許文献１３で推奨されている粉末焼結法に着目し、Ａｇ母相中に所定粒度のＴａ粒およびＣｕ粒が分散性良く均一に分布したＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットを提供するため、検討を重ねてきた。特に、本発明で対象とする合金組成のターゲットは、ターゲットを構成する元素のスパッタ率が大きく異なっており（スパッタ率は、Ａｇ：３．４０、Ｔａ：０．６２、Ｃｕ：２．３０）、とりわけ、Ｔａと、Ａｇ、Ｃｕとのスパッタ率の差が非常に大きい。このようにスパッタ率が大きく異なる元素を含むターゲットにおいて、ターゲット面内に少しでも元素のバラツキや偏析が生じていると、当該ターゲットを用いて得られる薄膜の成分均一性にも大きな悪影響を及ぼし、高品質の薄膜が得られない。従って、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットに要求される特性は、他のターゲットに比べて著しく高く、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットに適した固有の製造方法の確立が望まれている。

上記事情のもと、本発明者は、特に、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットに適した製造方法を提供するという観点から、検討を進めてきた。その結果、（ア）粉末焼結法において、特に、原料の粉末混合工程と、加圧焼結工程であるＨＩＰ工程を適切に制御すれば、所期の目的が達成されること、（イ）このようにして得られるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットは、Ｔａ粒やＣｕ粒のバラツキや偏析もないため、当該ターゲットを用いて得られる薄膜は、光情報記録媒体用反射膜などとして極めて有用であることを見出し、本発明を完成した。

このように本発明は、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金に特化した技術である点で、前述した特許文献１２および１３の技術と相違する。これらの特許文献には、粉末焼結法によるＴａターゲットまたはＴａ含有ターゲットの製造が推奨されると記載されているだけで、具体的に、本発明で対象とする合金組成のターゲット、すなわち、Ａｇ基合金にＴａやＣｕを含むターゲットをどのようにして製造したら良いかについて、何も教示していない。また、上記特許文献には、本発明の製造方法を特徴付ける粉末混合工程およびＨＩＰ工程について、何も開示されていない。

以下、本発明のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットについて、詳細に説明する。

本発明のターゲットは、Ｔａを０．６〜１０．５原子％、Ｃｕを２〜１３原子％含有するＡｇ基合金からなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲットのスパッタリング面を画像解析したとき、下記（１）および（２）の要件を満足するものである。
（１）Ｔａについて、（ア）Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粒の合計面積は、面積率で６０％以上であり、且つ、（イ）Ｔａ粒の平均重心間距離は１０μｍ以上５０μｍ以下である。
（２）Ｃｕについて、（ア）Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粒の合計面積は、面積率で７０％以上であり、且つ、（イ）Ｃｕ粒の平均重心間距離は６０μｍ以上１２０μｍ以下である。

以下では、説明の便宜上、Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粒の合計面積を「Ｔａ粒の面積率」と呼ぶ場合がある。同様に、Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粒の合計面積を「Ｃｕ粒の面積率」と呼ぶ場合がある。

まず、本発明で対象とするＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金について説明する。

本発明において、前述した先願発明に記載のＡｇ−Ｘ−Ｃｕ合金（Ｘ＝Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒの少なくとも一種）のなかでも、特に、Ｘ＝ＴａのＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金に着目した理由は、上記合金の薄膜が反射特性や追記記録特性などに極めて優れているからである。

本発明のＡｇ基合金ターゲットに含まれるＴａの含有量は、先願発明に記載のＡｇ基合金反射膜と同様、０．６原子％以上１０．５原子％以下の範囲内である。すなわち、本発明ターゲットに用いられるＴａの量は、薄膜との関係で決定されたものであり、高性能の光ディスク用Ａｇ基合金反射膜を得るために必要なＴａ量（０．６原子％以上１０．５原子％以下）を、Ａｇ基合金ターゲットにおいて規定するものである。Ａｇ基合金ターゲットに含まれるＴａ量の下限が０．６原子％を下回ると、Ａｇ基合金反射膜のＴａ量も０．６原子％を下回るため、最終的に所望とする追記記録特性に優れたＡｇ基合金薄膜が得られない。一方、Ａｇ基合金ターゲットに含まれるＴａ量の上限が１０．５原子％を超えると、Ａｇ基合金反射膜のＴａ量も１０．５原子％を超えるため、やはり、所望の反射特性に優れたＡｇ基合金薄膜が得られない。Ｔａの含有量は、１原子％以上８原子％以下であることが好ましく、２原子％以上６原子％以下であることがより好ましい。

また、本発明のＡｇ基合金ターゲットに含まれるＣｕの含有量は、先願発明に記載のＡｇ基合金反射膜と同様、２原子％以上１３原子％以下の範囲内である。すなわち、本発明ターゲットに用いられるＣｕの量は、前述したＴａの含有量を定めたのと同様、薄膜との関係で決定されたものであり、高性能の光ディスク用Ａｇ基合金反射膜を得るために必要なＣｕ量（２原子％以上１３原子％以下）を、Ａｇ基合金ターゲットにおいて規定するものである。Ａｇ基合金ターゲットに含まれるＣｕ量の下限が２原子％を下回ると、Ａｇ基合金反射膜のＣｕ量も２原子％を下回るため、最終的に所望とする追記記録特性に優れたＡｇ基合金薄膜が得られない。一方、Ａｇ基合金ターゲットに含まれるＣｕ量の上限が１３原子％を超えると、Ａｇ基合金反射膜のＣｕ量も１３原子％を超えるため、やはり、所望の反射特性に優れたＡｇ基合金薄膜が得られない。Ｃｕの含有量は、２．５原子％以上１０原子％以下であることが好ましく、３原子％以上８原子％以下であることがより好ましい。

本発明に用いられるＡｇ基合金は、上記のように、ＴａおよびＣｕを両方含有し、残部：Ａｇおよび不可避不純物である。不可避不純物としては、例えば、製造過程などで不可避的に混入する元素、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃ、Ｏ、Ｎなどが挙げられる。

更に、本発明のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットは、スパッタリング面内（面方向）に存在するＴａおよびＣｕが、それぞれ、上記（１）および（２）の要件を満足していることが必要である。

すなわち、本発明に係るＡｇ基合金ターゲットの測定面を、後に詳しく説明する測定方法で観察したとき、ＴａおよびＣｕは、いずれも、金属間化合物として存在せず、それぞれが独立したＴａの粒およびＣｕの粒として、Ａｇ母相中に分散している（後記する図１および図２をご参照）。そして、後記する実施例の表に示すように、これらのＴａ粒およびＣｕ粒のそれぞれを、上記（ア）および（イ）のように制御すれば、高品質の薄膜を形成できることが判明した。

まず、Ｔａ粒およびＣｕ粒のいずれについても、（ア）円相当直径が所定範囲内にあるＴａ粒およびＣｕ粒の面積率を所定量以上に制御する。

ただし、高性能・高品質の薄膜を安定して形成するためには、上記（ア）のようにＴａ粒およびＣｕ粒の面積率の制御だけでは不充分であり、（イ）平均重心間距離（要約すれば、隣接する粒子間の距離の平均値）を適切に制御し、所定の円相当直径のＴａ粒およびＣｕ粒が、ほぼ等間隔に均一に分布していることが必要であることも判明した（後記する実施例を参照）。本発明者の検討結果によれば、スパッタリング面内の偏析やバラツキに影響を及ぼすのは、隣接したＴａ粒またはＣｕ粒の凝集部であり、Ｔａ粒およびＣｕ粒が密集して本発明で規定する面積率を確保したとしても、薄膜の膜面内成分均一性を確保できないことが分かった。裏返せば、Ｔａ粒およびＣｕ粒の面積率が同じであっても、隣接するＴａ粒またはＣｕ粒が所定の平均重心間距離で離れていれば、偏析やバラツキを抑えられることが明らかになった。

以下、ＴａおよびＣｕのそれぞれについて、詳細に説明する。

（１）Ｔａについて
Ｔａは、上記（１）の要件、すなわち、（ア）Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＴａ粒の合計面積（Ｔａ粒の面積率）≧６０面積％、（イ）Ｔａ粒の平均重心間距離１０〜５０μｍ、の両方の要件を満足する。後記する実施例で充分実証したように、上記（ア）、（イ）の少なくとも一方を満足しないものは、Ｔａ粒のバラツキや偏析が大きくなる。

詳細には、上記（ア）で規定するように、Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＴａ粒の合計面積（Ｔａ粒の面積率）≧６０面積％を満足する必要がある。円相当直径が１０μｍ未満のＴａ粒は、粉末焼結後の最終工程で施される機械加工時の毟れの起点となり、この毟れがスパッタリング成膜時の異常放電の起点となる恐れがある。一方、円相当直径が５０μｍを超えるＴａ粒は、スパッタリング面内の偏析の原因となり、スパッタリング法によって得られるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜中のＴａの膜面内均一性が損なわれる。Ｔａ粒の円相当直径は、おおむね、２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

本発明では、円相当直径が上記範囲を満足するＴａ粒の面積率を６０面積％以上とする。上記Ｔａ粒の面積率が６０面積％未満の場合、Ｔａ粒の粒度がばらついており、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜のＴａの膜面内均一性が損なわれる。上記Ｔａの面積率は高い程良く、例えば、７０面積％以上であることが好ましい。

更に本発明では、上記（イ）で規定するように、Ｔａ粒の平均重心間距離を１０〜５０μｍとする。このことは、隣接するＴａ粒は、ほぼ、１０〜５０μｍの間隔で均一に分布（均一分散）していることを意味する。隣接するＴａ粒の面積重心間距離の平均値が１０μｍ未満または５０μｍ超の場合は、Ｔａ粒が偏析している状態にあり、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜中のＴａの膜面内均一性が損なわれる。Ｔａ粒の平均重心間距離は、おおむね、２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

（２）Ｃｕについて
Ｃｕは、上記（２）の要件、すなわち、（ア）Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＣｕ粒の合計面積（Ｃｕ粒の面積率）≧７０面積％と、（イ）Ｃｕ粒の平均重心間距離６０〜１２０μｍ、の両方の要件を満足する。後記する実施例で充分実証したように、上記（ア）、（イ）の少なくとも一方を満足しないものは、Ｃｕ粒のバラツキや偏析が大きくなる。

詳細には、上記（ア）で規定するように、Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０〜５０μｍのＣｕ粒の合計面積（Ｃｕ粒の面積率）≧７０面積％を満足する必要がある。円相当直径が１０μｍ未満のＣｕ粒は、粉末焼結後の最終工程で施される機械加工時の毟れの起点となり、この毟れがスパッタリング成膜時の異常放電の起点となる恐れがある。一方、円相当直径が５０μｍを超えるＣｕ粒は、スパッタリング面内の偏析の原因となり、スパッタリング法によって得られるＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜中のＣｕの膜面内均一性が損なわれる。Ｃｕ粒の円相当直径は、おおむね、２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

本発明では、円相当直径が上記範囲を満足するＣｕ粒の面積率を７０面積％以上とする。上記Ｃｕ粒の面積率が７０面積％未満の場合、Ｃｕの粒度がばらついており、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜のＣｕの膜面内均一性が損なわれる。上記Ｃｕ粒の面積率は高い程良く、例えば、８０面積％以上であることが好ましい。

更に本発明では、上記（イ）で規定するように、Ｃｕ粒の平均重心間距離を６０〜１２０μｍとする。このことは、隣接するＣｕ粒は、６０〜１２０μｍの間隔で均一に分布（均一分散）していることを意味する。隣接するＣｕ粒の面積重心間距離の平均値が６０μｍ未満または１２０μｍ超の場合は、Ｃｕ粒が偏析している状態にあり、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜中のＣｕの膜面内均一性が損なわれる。Ｃｕ粒の平均重心間距離は、おおむね、７０μｍ以上１１０μｍ以下であることが好ましい。

上記（１）および（２）の要件は、以下のようにして測定する。

まず、ＴａおよびＣｕを含有するＡｇ基合金ターゲット（機械加工による仕上げを施したもの）を用意する。上記Ａｇ基合金ターゲットの製造方法の詳細は、後述する。

次に、上記ターゲットの測定面について、以下のように（ｉ）顕微鏡観察または（ｉｉ）Ｘ線マイクロアナリシス面分析を行なって画像を得、この画像を画像解析する。ここで、「ターゲットの測定面」とは、上記のように機械加工による仕上げを行ない、更に、必要に応じて湿式研磨を行うなどして表面を平滑にした後のスパッタリング面の表面を意味する。表面を湿式研磨すると、顕微鏡観察やＸ線マイクロアナリシス面分析を行ない易いからである。

画像の取得方法としては、上述したように、（ｉ）顕微鏡観察または（ｉｉ）Ｘ線マイクロアナリシス面分析の二通りの方法が挙げられる。上記（ｉ）の顕微鏡観察では、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）のいずれを用いてもよい。上記（ｉ）のように顕微鏡観察によって画像を取得する場合、画像の明暗に応じて画像解析装置でＴａ粒とＣｕ粒を識別・分別しなければならないのに対し、上記（ｉｉ）のようにＸ線マイクロアナリシス面分析によって画像を取得する場合、Ｘ線マイクロアナリシス面分析によってＴａ粒とＣｕ粒を識別・分別できるという長所がある。後記する実施例では、上記（ｉｉ）の方法によって画像を取得した。

上記（ｉ）の顕微鏡観察による画像取得方法の詳細は以下のとおりである。まず、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットの金属組織を光学顕微鏡またはＳＥＭによって観察し、写真撮影を行う（倍率：１００〜４００倍）。倍率は、Ａｇ母相中のＴａ粒とＣｕ粒のサイズや分散状態などに応じて適宜適切に決定される。参考のため、後記する実施例の試料Ｎｏ．４（本発明の要件を満足する本発明例）の光学顕微鏡写真（倍率１００倍）を図１に、ＳＥＭ写真（倍率３００倍）を図２に示す。図１および図２に示すように、これらの顕微鏡写真では、ターゲットを構成するＡｇ、Ｔａ、Ｃｕが、金属間化合物としてではなく、単独のＴａ粒およびＣｕ粒としてＡｇ母相中に観察される。

一方、上記（ｉｉ）のＸ線マイクロアナリシス面分析によって画像を取得する場合は、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金ターゲットのＸ線マイクロアナリシス（ＥＰＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ）による面分析を行い、各元素の特性Ｘ線像を撮影する（倍率：１００〜４００倍）。これにより、ターゲットを構成する各元素の分布状態が明らかになる。倍率は、Ａｇ母相中のＴａ粒とＣｕ粒のサイズや分散状態などに応じて、適宜適切に決定される。

Ｘ線マイクロアナリシス条件は、以下のとおりである。
ａ）試験片の前処理
試験片を樹脂に埋め込み、分析面を湿式研磨した。
ｂ）分析装置
：ＯＸＦＯＲＤ社製ＩＮＣＡ Ｅｎｅｒｇｙ＋「エネルギー分散型Ｘ線分析装置」
ｃ）分析条件
加速電圧：７ｋＶ
照射電流：１．６ｎＡ
時間 ：２ｍｓ
点数 ：１０２４×７６８
間隔 ：Ｘ＝０．４μｍ、Ｙ＝０．４μｍ

参考のため、上記の試料Ｎｏ．４について、Ａｇの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）を図３に、Ｔａの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）を図４に、Ｃｕの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）を図５に、それぞれ示す。ここで、図３中のＬａ１、図４中のＭａ１、および図５中のＬａ１ ２は、いずれも、各元素の特性Ｘ線を表す。

次いで、上記（ｉ）または（ｉｉ)の方法によって得られた画像を画像解析する。詳細には、画像解析装置ナノシステム（株）製ＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ ＮＳ２Ｋ−Ｐｒｏを用いて上記の画像を解析し、Ａｇ母相中に観察されるすべてのＴａ粒について円相当直径を測定すると共に、全Ｔａ粒の合計面積（これをＸとする）と、円相当直径が１０μｍ以上５０μｍ以下の全Ｔａ粒の合計面積（これをＹとする）とを測定し、Ｙ／Ｘの比を「Ｔａ粒の面積率」とした。Ｃｕについても上記と同様の方法で測定し、Ｃｕ粒の円相当直径およびＣｕ粒の面積率を算出した。

更に、視野中に観察されるすべてのＴａ粒およびＣｕ粒のそれぞれについて、以下のようにして、Ｔａ粒およびＣｕ粒の平均重心間距離（重心間距離の平均値）を求めた。

本明細書において、「重心間距離」とは、下記（ａ）および（ｂ）の基準に従い、隣接するＴａ粒またはＣｕ粒の画像の面積の重心を直線で結んだときの、その線分の長さを意味する。

（ａ）画像同士を接続する線は、他の画像の上を通らないこと。
例えば、図６に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの画像が並んでいる場合、Ａの重心とＢの重心、またはＢの重心とＣの重心を接続したとき、これらの線分の長さが「重心間距離」である。ただし、Ａの重心とＣの重心を接続する線分はＢの上を通るため、「重心間距離」としない。

（ｂ）画像同士を接続する線が交差する場合は、短い方の線を残すこと。
例えば、図７に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの画像が並んでいる場合、Ａの重心とＢの重心、Ａの重心とＣの重心、Ｂの重心とＣの重心、Ｂの重心とＤの重心、Ｃの重心とＤの重心を接続したとき、これらの線分の長さが「重心間距離」である。
ただし、重心Ａと重心Ｄを接続する線分は、重心Ｂと重心Ｃを接続する線分と交差し、且つ、重心Ｂと重心Ｃを接続する線分に比べて長いため、「重心間距離」としない。

本発明では、上記特性Ｘ線像で認められる、面積１μｍ²以上のすべてのＴａ粒およびＣｕ粒について、上記のようにして重心間距離を測定し、これらの平均値を、本明細書におけるＴａ粒およびＣｕ粒の平均重心間距離とした。

なお、本発明で用いられる上記の画像解析装置には、前述した円相当直径、面積率、および重心間距離をすべて自動的に算出するプログラムが具備されているため、これらは自動的に求められる。

Ａｇ基合金ターゲットの厚さは特に限定されず、所望とする光ディスク用反射膜（膜厚２〜５００ｎｍ）の形成に適したターゲットが得られるよう、おおむね、１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

次に、本発明のスパッタリングターゲットを製造する方法について説明する。

本発明の製造方法は、体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＡｇ粉末、体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粉末、および体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粉末を含む原料を３０〜９０分間混合し、混合粉末を用意する工程と、上記の混合粉末を５００〜６００℃の温度で１〜３時間の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を行う工程と、を包含するところに特徴がある。

すなわち、本発明のＡｇ基合金ターゲットは、前述したように、溶解・鋳造法ではなく粉末焼結法によって製造するが、特に、粉末混合工程と、ＨＩＰ工程に留意する必要がある。後記する実施例に示すように、これらの条件の少なくとも一つを満足しないものは、Ａｇ母相中のＴａ粒とＣｕ粒の粒度および分布状態が均一なターゲットが得られないため、膜面内の成分均一性に優れた高品質の薄膜を得ることができない。

以下、本発明の製造方法を特徴付ける各工程について説明する。

（粉末混合工程）
まず、原料粉末として、体積５０％粒子径が粒径１０μｍ以上５０μｍ以下のＡｇ粉末、Ｔａ粉末、Ｃｕ粉末を用意する。このように本発明では、粒度分布が均一な粉末を原料として用いることが必要であり、これにより、混合時の偏析を防止でき、均一に原料を混合することができる。体積５０％粒子径が１０μｍ未満の粉末を用いると、混合時に凝集や酸化が生じ易くなる。一方、体積５０％粒子径が５０μｍ超の粉末を用いると、流動性が良好なために偏析が生じ易くなる。各原料粉末の体積５０％粒子径は、いずれも、１５μｍ以上４５μｍ以下であることが好ましい。

本明細書において「体積５０％粒子径」とは、粉末の全体積を１００％とし、篩い分け法によって粉末の粒径と累積体積比率の関係曲線を求めたとき、累積体積比率が５０％の位置の粒子径を意味する。後記する実施例では、レーザー回折・散乱粒度分布測定装置（日機装（株）製のマイクロトラック粒度分布測定装置）を用いて粒度分布を求めた。

上記の各粉末を含む原料を３０〜９０分間混合する。混合時間が３０分未満と短い場合、各原料粉末同士を均一に充分混合できないため、Ａｇ母相中のＴａ粒またはＣｕ粒の面積率および平均重心間距離が本発明の要件を外れてしまう。一方、混合時間が９０分を超えて長くなると、均一に混合した原料粉末が分離した状態になり、やはり、本発明の要件を満足しない。好ましい混合時間は、４０分以上７０分以下である。

（ＨＩＰ工程）
次に、上記のようにして得られた混合粉末をＨＩＰするが、本発明では、５００〜６００℃の温度で１〜３時間のＨＩＰを行う。

ＨＩＰの温度が５００℃未満、またはＨＩＰの時間が１時間未満の場合、焼結が不十分なため、Ａｇ母相中のＴａ粒またはＣｕ粒の面積率および平均重心間距離が本発明の要件を外れてしまう。一方、ＨＩＰの温度が６００℃を超える場合、またはＨＩＰの時間が３時間を超える場合、やはり、本発明の要件を満足しない。また、Ａｇ母相とＴａ粒の界面、あるいはＡｇ母相とＣｕ粒の界面に合金相が生成し、この合金相を起点にスパッタリング成膜時にアーキング等の異常放電が生じ、薄膜を形成できない場合がある。ＨＩＰの好ましい温度は、５２０℃以上５８０℃以下である。また、ＨＩＰの好ましい時間は、１．５時間以上２．５時間以下である。

上記のＨＩＰを行った後、所定の形状に機械加工（旋盤加工、フライス盤加工など）を行うと、所望のターゲットが得られる。ターゲットの形状および寸法は特に限定されず、公知の種々の形状および寸法を採用することができるが、特に、光ディスク用反射膜の形成には円板形状のターゲットが好ましい。

本発明のＡｇ基合金ターゲットを用いてＡｇ基合金薄膜を形成する方法は特に限定されず、例えば、ＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、反応性スパッタリング法などの通常用いられるスパッタリング法を採用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されず、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適切に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの製造
以下に示す手順（粉末混合→カプセル充填→カプセル脱気→ＨＩＰ→カプセル除去→皮削り→輪切り切断→機械加工）に従い、円板形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを製造した。

まず、表１に示すように、体積５０％粒子径が約３０μｍのＡｇ粉末、Ｔａ粉末、Ｃｕ粉末を所定量添加して混合機に導入し、混合時間を２０〜１１０分の範囲内で変えて混合を行なった。

次に、上記の混合粉末を円柱形状のカプセルに充填し、４００℃で９時間加熱保持した。その後、カプセル内部が真空状態となるように脱気した。

次いで、脱気した上記カプセルに対し、ＨＩＰを行った。具体的には、表１に示すように、ＨＩＰ温度：４００〜７００℃、ＨＩＰ時間：０．５〜５時間の範囲で条件を変化させてＨＩＰを行なった。

ＨＩＰの後、カプセルを除去し、円柱形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金材料を取り出した。次に、上記Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金材料の表面を皮削りした後、輪切り切断を行ない、円板形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金材料を得た。

このようにして得られた円板形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金材料を機械加工（旋盤加工）し、直径１０１．６ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットに仕上げた。

（２）Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットのＸ線マイクロアナリシス面分析および画像解析
上記のようにして得られた円板形状のＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを用い、前述した（ｉｉ）のＸ線マイクロアナリシス面分析によって取得した画像を画像解析した。詳細には、ＥＰＭＡ面分析結果（倍率３００倍）によって得られたＴａ粒およびＣｕ粒の特性Ｘ線像を上述した方法によって画像解析し、円相当直径、面積率、および平均重心間距離を測定した。

（３）Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜の形成および薄膜面内成分均一性の評価
次に、上記のようにして得られたＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを用い、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって厚さ１００ｎｍのＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜をガラス基板（直径５０．８ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）上に形成した。スパッタリング条件は、到達真空度：０．２７×１０^−３Ｐａ以下、Ａｒガス圧：０．２７Ｐａ、スパッタリングパワー：２００Ｗ、基板とターゲットとの距離（極間距離）：５５ｍｍ、基板温度：室温とした。なお、上記のＤＣマグネトロンスパッタリングを行う前に、予めプリスパッタを十分に行い、Ａｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの表面層の影響が現れないようにした。

次いで、このようにして得られたＡｇ−Ｔａ−Ｃｕ合金薄膜の膜面方向（膜面内）の成分のバラツキを調べるため、Ｘ線マイクロアナリシス（ＥＰＭＡ）を行なった。Ｘ線マイクロアナリシス条件の詳細は、前述したターゲット測定面を分析したのと同じである。測定箇所は、薄膜面（直径５０．８ｍｍ）の任意の直径上の５箇所（直径上の、中心から右へ１０ｍｍ、右へ２０ｍｍ、左へ１０ｍｍ、左へ２０ｍｍ、および中心の合計５箇所）を選択した。各測定箇所のＴａ量およびＣｕ量を算出し、Ｔａ量の最小値および最大値、並びにＣｕ量の最小値および最大値をそれぞれ求めた。本明細書では、Ｔａ量およびＣｕ量の最小値／最大値の比率が、いずれも、０．９０以上のものを合格（○）、すなわち、「薄膜面内の成分均一性に優れている」と判定し、Ｔａ量およびＣｕ量の最小値／最大値の比率のいずれか一つでも０．９０未満の場合、不合格（×）、すなわち、「薄膜面内の成分均一性に劣る」と判定した。

これらの結果を表１に併記する。

表１より、以下のように考察することができる。

試料Ｎｏ．１、３〜５、８〜９、１２〜１３、および１５の薄膜は、いずれも、Ａｇ母相中のＴａ粒およびＣｕ粒の粒度および分布状態が本発明の要件を満足するＡｇ基合金ターゲットを用いて成膜したため、薄膜面内の成分均一性が良好であった。

これに対し、Ａｇ母相中のＴａ粒およびＣｕ粒の粒度および分布状態が本発明の要件を満足しない下記のＡｇ基合金ターゲットを用いて成膜した薄膜は、以下の理由により、良好な薄膜面内の成分均一性が得られなかった。

まず、粉末混合時間が２０分と短い条件で製造した試料Ｎｏ．２のターゲットは、Ｔａ粒とＣｕ粒が充分均一に混合されないため、ターゲットを構成するＴａ粒およびＣｕ粒の面積率および平均重心間距離が本発明の範囲を外れている。

一方、粉末混合時間が１１０分と長い条件で製造した試料Ｎｏ．６は、均一に混合した原料粉末が分離した状態になり、ターゲット中のＴａ粒およびＣｕ粒の粒度および分布状態を均一に制御することができなかった。

試料Ｎｏ．７はＨＩＰ温度が４００℃と低い例、試料Ｎｏ．１１はＨＩＰ時間が０．５時間と短い例であり、いずれも、焼結が不十分なため、ターゲット中のＴａ粒およびＣｕ粒の粒度および分布状態が均一に制御することができなかった。

一方、試料Ｎｏ．１０はＨＩＰ温度が７００℃と高い例、試料Ｎｏ．１４はＨＩＰ時間が５時間と長い例であり、いずれも、ターゲット中のＴａ粒およびＣｕ粒を均一に分散・制御することができなかった。更に、これらの試料Ｎｏ．１０および１４をスパッタリング成膜すると、成膜時に放電が安定せず、Ａｇ基合金薄膜を形成することができなかった。

図１は、実施例の試料Ｎｏ．４（本発明例）のＡｇ基合金ターゲットの金属組織を示す光学顕微鏡写真（倍率１００倍）である。 図２は、実施例の試料Ｎｏ．４（本発明例）のＡｇ基合金ターゲットの金属組織を示すＳＥＭ写真（倍率３００倍）である。 図３は、実施例の試料Ｎｏ．４（本発明例）のＡｇ基合金ターゲットについて、Ａｇの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）である。 図４は、実施例の試料Ｎｏ．４（本発明例）のＡｇ基合金ターゲットについて、Ｔａの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）である。 図５は、実施例の試料Ｎｏ．４（本発明例）のＡｇ基合金ターゲットについて、Ｃｕの分布状態を示すＥＰＭＡ面分析の特性Ｘ線像（倍率３００倍）である。 図６は、本発明における重心間距離の概念を説明するための図である。 図７は、本発明における重心間距離の概念を説明するための他の図である。

Claims (3)

1. Ｔａを０．６〜１０．５原子％、Ｃｕを２〜１３原子％含有するＡｇ基合金からなるスパッタリングターゲットであって、
   前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面を画像解析したとき、
   （１）Ｔａについて、Ｔａ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粒の合計面積は、面積率で６０％以上であり、且つ、Ｔａ粒の平均重心間距離は１０μｍ以上５０μｍ以下であり、
   （２）Ｃｕについて、Ｃｕ粒の全面積に対する、円相当直径１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粒の合計面積は、面積率で７０％以上であり、且つ、Ｃｕ粒の平均重心間距離は６０μｍ以上１２０μｍ以下である
   ことを特徴とするＡｇ基合金スパッタリングターゲット。
2. 光情報記録媒体用反射膜の形成に用いられるものである請求項１に記載のＡｇ基合金スパッタリングターゲット。
3. 請求項１または２に記載のＡｇ基合金スパッタリングターゲットの製造方法であって、
   体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＡｇ粉末、体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＴａ粉末、および体積５０％粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下のＣｕ粉末を含む原料を３０〜９０分間混合し、混合粉末を用意する工程と、
   前記混合粉末を５００〜６００℃の温度で１〜３時間の熱間静水圧プレスを行う工程と、
   を包含することを特徴とするＡｇ基合金スパッタリングターゲットの製造方法。