JP2017002343A - Ａｌ合金スパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】成膜速度を高めることができ、タッチパネル等の生産性を格段に向上させることが可能なＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの提供。
【解決手段】スパッタリングターゲットは、Ｎｄを０．１〜３原子％含有するＡｌ合金からなり、Ｘ線回折ピーク強度が式（１）の関係を満たし、且つ、ビッカース硬さが２９〜３６であり、平均結晶粒径が１０〜１００μｍであるＡｌ合金スパッタリングターゲット。Ｉ_Al(200)＞Ｉ_Al(311)＞Ｉ_Al(220)＞Ｉ_Al(111)…（１）（Ｉ_Al(200)はＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度；Ｉ_Al(311)はＡｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度；Ｉ_Al(220)はＡｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度；Ｉ_Al(111)はＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度）
【選択図】なし

Description

本発明は、Ａｌ合金スパッタリングターゲットに関する。特にはＡｌ合金薄膜を高い成膜速度で形成することのできるＡｌ合金スパッタリングターゲットに関する。

タッチパネル等の表示装置、例えば液晶ディスプレイ等の生産性を向上させる方法の一つとして、該タッチパネルを構成する例えば引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜の形成時に、薄膜を速く成膜することが挙げられる。薄膜をスパッタリング法で成膜する場合、スパッタリングパワー即ち電力を高くすることで成膜速度を高めることができる。しかし、スパッタリングパワーを高くすると、アーキングやスプラッシュ等の成膜異常が発生しやすく、タッチパネル等の歩留まりが低下する等の不具合が生じる。そのため、スパッタリングパワーを高くしなくとも成膜速度を高めることのできるスパッタリングターゲットが望まれている。

ところで、前記液晶ディスプレイの配線膜には、低電気抵抗率と高耐熱性を兼備するＡｌ−Ｎｄ合金薄膜が使用されている。このＡｌ−Ｎｄ合金薄膜の成膜方法にはスパッタリング法が採用され、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットが薄膜形成の原材料として使用されている。該Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットとしては、これまでに次の特許文献１〜５の技術が提案されている。

特許文献１には、Ａｌ基合金スパッタリングターゲットのＦｅ含有量を低減することにより、表示デバイス用の耐アルカリ腐食性に優れたＡｌ合金膜を提供できることが示されている。特許文献２には、Ａｌ合金スパッタリングターゲットの表面のビッカース硬度のばらつきを低減させることにより、膜均一性に優れた液晶等のＡｌ合金膜を作製できることが示されている。

特許文献３には、所定の合金組成のＡｌ基合金スパッタリングターゲットを用いることにより、耐熱性、ボイド耐性、およびヒロック耐性等に優れたサーマルプリンターのＡｌ合金電極を形成できることが示されている。また特許文献４には、所定の合金組成のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを用いることにより、液晶ディスプレイ用導電部のＡｌ−Ｎｄ合金薄膜の、アニール処理後のヒロック発生を抑制できると共に、抵抗値を低減できることが示されている。

特許文献５には、酸素含有量を低減させたＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを用いることにより、液晶ディスプレイ用電極を構成する合金薄膜のヒロック発生を抑制できると共に比抵抗値を低減できることが示されている。

特開２０１２−１３２０９１号公報 特開２００４−２０４２８４号公報 特開２００３−１０３８２１号公報 特開２００１−１２５１２３号公報 特開２００１−９３８６２号公報

上記の通り、特許文献１〜５には、形成される膜の特性等を高めるべく、スパッタリングターゲットの成分組成を制御すること等が示されているが、成膜速度を高めて表示装置の生産性を向上させるといった課題は挙げられておらず、この課題を解決するための手段も開示されていない。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットに比較して高い成膜速度が得られ、タッチパネル等の生産性を格段に向上させることが可能なＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを提供することにある。

上記課題を解決し得た本発明のＡｌ合金スパッタリングターゲットは、Ｎｄを０．１原子％以上３原子％以下含有するＡｌ合金からなり、Ｘ線回析パターンにおけるＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度、Ａｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度、Ａｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度、およびＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度が下記式（１）の関係を満たし、且つ、ビッカース硬さＨｖが２９以上、３６以下を満たすところに要旨を有するものである。
Ｉ_Al(200)＞Ｉ_Al(311)＞Ｉ_Al(220)＞Ｉ_Al(111) …（１）
式中、Ｉ_Al(200)はＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(311)はＡｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(220)はＡｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(111)はＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度を示す。

本発明の好ましい実施形態において、上記Ａｌ合金スパッタリングターゲットは、平均結晶粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下である。

本発明の好ましい実施形態において、上記Ａｌ合金スパッタリングターゲットは、タッチパネルの引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜の形成に用いられるものである。

本発明によれば、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの、特にＸ線回折ピーク強度とビッカース硬さを制御しているため、該スパッタリングターゲットをＡｌ−Ｎｄ合金薄膜の形成に用いた時に、成膜速度を十分高めることができる。その結果、上記薄膜を例えば引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜に用いたタッチパネル等の生産性を格段に向上させることができる。

図１は、本発明のＡｌ合金スパッタリングターゲットのＡｌの（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、および（３１１）面のＸ線回折ピーク強度の一例を示す。

本発明者は上記課題の下で、Ａｌ−Ｎｄ合金薄膜を高速で形成できるＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを提供すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、後述する成分組成のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの、スパッタリング面のＡｌ（２００）面、Ａｌ（３１１）面、Ａｌ（２２０）面、およびＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度を、下記式（１）の関係を満たすように制御し、且つ、ビッカース硬さを２９以上、３６以下に制御すれば、上記Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを実現できることを見出した。
Ｉ_Al(200)＞Ｉ_Al(311)＞Ｉ_Al(220)＞Ｉ_Al(111) …（１）
式中、Ｉ_Al(200)はＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(311)はＡｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(220)はＡｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(111)はＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度を示す。

更にＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの平均結晶粒径を、好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下に制御すれば、成膜速度を更に高めることができることを見出し、本発明を完成した。

本明細書において、Ａｌ−Ｎｄ合金薄膜を高速で形成できる特性を「高成膜速度を有する」ということがある。

以下、本発明について詳しく説明する。

まず、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットのＸ線回折パターンについて説明する。本発明は、Ｘ線回折ピーク強度の大小関係がＩ_Al(200)＞Ｉ_Al(311)＞Ｉ_Al(220)＞Ｉ_Al(111)を満たすところに特徴がある。

上記Ｘ線回折ピーク強度の大小関係を満たすことにより、高成膜速度を実現できることを見出した経緯は以下の通りである。
（ａ）スパッタリング時のＡｒイオンの衝突エネルギーは、金属の結晶面の原子の充填度の高い方向に効率良く伝わることが知られていた。
（ｂ）特にＡｌの結晶面は（２００）面、（３１１）面、（２２０）面、（１１１）面の順序で、その結晶面の法線方向の原子充填度が高く、上記法線方向に上記衝突エネルギーが、より効率良く伝わり易いことが知られていた。
（ｃ）しかし、Ａｌ基合金スパッタリングターゲットを対象とした場合、例えばＳｉ含有Ａｌ基スパッタリングターゲットにおいて、＜１１１＞の結晶方位の比率を高めて成膜速度を向上させている技術が存在する一方で、＜１１１＞の結晶方位の比率は低い方がよいとする技術も存在していた。このように結晶方位と成膜速度の関係については不明な部分が多かった。本発明者は、結晶面と成膜速度の関係について鋭意検討した結果、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットにおいて、Ａｌの結晶面の法線方向の原子充填度が高い順序の（２００）面、（３１１）面、（２２０）面、（１１１）面の上記Ｘ線回折ピーク強度の大小関係を満たすことにより、多くのスパッタ粒子が射出され、高成膜速度を実現することができることを見出した。なお上記大小関係は、Ｘ線回折の測定範囲２θ＝３０〜９０゜のＸ線回折パターンにおいて、（２２２）面等も含む複数のピークの中から（２００）面、（３１１）面、（２２０）面、（１１１）面のピークを選出し、Ｘ線回折ピーク強度を比較することによって決定される。

次に、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットのビッカース硬さＨｖについて説明する。Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットのビッカース硬さが３６を超える場合、スパッタリング時のＡｒイオンの衝突エネルギーが効率良く伝播されず、スパッタ粒子がスパッタリングターゲットから射出されにくいため、高成膜速度が得られない。よって本発明ではビッカース硬さの上限を３６以下とする。ビッカース硬さの上限は、好ましくは３５以下、より好ましくは３４以下、更に好ましくは３３以下である。

但し、ビッカース硬さが２９を下回り、低すぎてもスパッタリング時のＡｒイオンの衝突エネルギーが効率良く伝播されず、スパッタ粒子がスパッタリングターゲットから射出されにくいため、高成膜速度が得られにくい。よって、ビッカース硬さの下限を２９以上とする。ビッカース硬さの下限は、好ましくは３０以上、より好ましくは３１以上である。

Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの平均結晶粒径は、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが、優れた高成膜速度を確保する観点から好ましい。１０μｍ未満では、スパッタリング時のＡｒイオンの衝突エネルギーが効率良く伝播されず、スパッタ粒子がスパッタリングターゲットから射出されにくい。その結果、高成膜速度が得られない場合があるため、上述の通り１０μｍ以上が好ましい。平均結晶粒径の下限は、より好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上、更により好ましくは４０μｍ以上である。

一方、平均結晶粒径が大きくなり過ぎて１００μｍを超えてもスパッタリング時のＡｒイオンの衝突エネルギーが効率良く伝播されず、スパッタ粒子がスパッタリングターゲットから射出されにくい。その結果、高成膜速度が得られにくいため、上述の通り１００μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径の上限は、より好ましくは９０μｍ以下、更に好ましくは８０μｍ以下である。

なお、上記平均結晶粒径は次のようにして求める。Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットのスパッタリング面の光学顕微鏡写真を撮影する。顕微鏡倍率が大きい程正確に結晶粒径を求めることができ、通常、１００〜５００倍程度に設定する。次に、得られた写真に井桁状に４本以上の直線を引く。なお直線の数が多い程正確に結晶粒径を求めることができる。上記直線上にある結晶粒界の数ｎを調べ、各直線ごとに下記式に基づいて結晶粒径ｄを算出する。その後、複数本の直線それぞれから求めた結晶粒径ｄの平均値をスパッタリングターゲットの平均結晶粒径とする。
ｄ（単位：μｍ）＝Ｌ／ｎ／ｍ
式中、Ｌは直線の長さＬを示し、ｎは直線上の結晶粒界の数ｎを示し、ｍは光学顕微鏡写真の倍率を示す。

次に、本発明に係るＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの成分組成とその限定理由を説明する。

本発明のスパッタリングターゲットは、原子％で、Ｎｄを０．１％以上３％以下含有するＡｌ合金からなる。以下、化学成分について「％」は「原子％」を意味する。

［Ｎｄ：０．１％以上３％以下］
Ｎｄは、ヒロックの発生を防止し、耐熱性向上に有用な元素である。Ａｌ合金中の含有率が０．１％未満の場合は、高耐熱性を有するＡｌ合金薄膜を成膜できない。そのため、Ｎｄ含有率の下限は０．１％以上である。Ｎｄ含有率の下限は、好ましくは０．１５％以上、より好ましくは０．２０％以上である。一方、Ｎｄ含有率が３％を超える場合は、低電気抵抗率を有するＡｌ合金薄膜を成膜できない。そのため、Ｎｄ含有率の上限は３％以下である。Ｎｄ含有率の上限は、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。

本発明で規定する含有元素は上記の通りであって、残部はＡｌおよび不可避不純物である。不可避不純物として、原料、資材、製造設備等から持ち込まれる元素、例えばＦｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｏ、Ｎ等の元素の混入が許容され得る。

Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットは、上記の通り、実質的にＡｌとＮｄのみからなるＡｌ合金スパッタリングターゲットであってもよいが、本発明に悪影響を与えない範囲で、以下の元素を含有しても良い。

［Ｔｉ：０．０００５％以上０．０１％以下］
ＴｉはＡｌの結晶粒の微細化に有効な元素である。このような効果を有効に発揮させるために、Ｔｉ含有率の下限は、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上である。しかし、Ｔｉ含有率が過剰になると、低電気抵抗率を有するＡｌ合金薄膜を成膜できない。そのため、Ｔｉ含有率の上限は、好ましくは０．０１％以下、より好ましくは０．００５％以下である。

［Ｂ：０．０００５％以上０．０１％以下］
ＢはＡｌの結晶粒の微細化に有効な元素である。このような効果を有効に発揮させるために、Ｂ含有率の下限は、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上である。しかし、Ｂ含有率が過剰になると、低電気抵抗率を有するＡｌ合金薄膜を成膜できない。そのため、Ｂ含有率の上限は、好ましくは０．０１％以下、より好ましくは０．００５％以下である。

スパッタリングターゲットの形状は特に限定されず、円板、四角板等の平板形状や、円筒形状などの公知の種々の形状のものとすることができる。例えば、円板形状とすることができる。このような円板形状のスパッタリングターゲットは、例えば、鍛造と熱処理によって金属組織とＮｄ分布が均一化された円柱形状の鍛造体を輪切り加工；圧延と熱処理によって金属組織とＮｄ分布が均一化された平板形状の圧延体を丸抜き加工；あるいは鍛造と圧延と熱処理によって金属組織とＮｄ分布が均一化された平板形状の圧延体を丸抜き加工；されたものであるため、均一性に優れたＡｌ系薄膜を継続かつ安定して形成することができる。

本発明のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットは、生産性の向上、特に高い成膜速度が求められるタッチパネルの引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜の形成に用いられることが好ましい。該引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜の形成に用いることによって、タッチパネルの生産性を格段に向上させることができる。

次に、上記Ａｌ−Ｎｄ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説明する。本発明のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットは、Ａｌ材料とＮｄ材料を大気溶解し、鋳造した後、鍛造および圧延のうち少なくとも１つの塑性加工を行い、熱処理し、機械加工して、必要に応じてバッキングプレートにボンディングを行うことによって製造することができる。

例えば、本発明のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを以下の条件で製造することができる。

Ａｌ材料とＮｄ材料を大気溶解し、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ Ｃａｓｔｉｎｇ）鋳造法によって厚み１５０〜１８０ｍｍの鋳塊を造塊した後、冷間鍛造と熱間圧延を行ない焼鈍する。次いで、丸抜き加工、旋盤加工等の機械加工を行なって、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを製造すれば良い。

このうち、上記式（１）のＸ線回折パターンおよびビッカース硬さを確保するためには、特に熱間圧延の加熱温度および圧下率の上限と下限、並びに焼鈍の加熱温度の上限と下限を下記の範囲に制御することが重要である。以下、冷間鍛造以後の工程について詳述する。

冷間鍛造の加工率：３０〜５０％
冷間鍛造の加工率が低すぎると、１０μｍ以上１００μｍ以下の平均結晶粒径が得られなくなる。そのため、冷間鍛造の加工率の下限は、好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上とする。一方、冷間鍛造の加工率が高過ぎると、割れ等の破壊が生じる。そのため、冷間鍛造の加工率の上限は、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下とする。

尚、冷間鍛造の加工率は、下記式で求められるものである。
加工率（％）＝１００×（冷間鍛造開始前厚−冷間鍛造完了厚）／冷間鍛造開始前厚

熱間圧延の加熱温度：３５０〜４５０℃
熱間圧延の加熱温度が３５０℃を下回ると、Ａｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度が小さくなり、上記式（１）のＸ線回折パターンが得られなくなる。そのため、熱間圧延の加熱温度の下限は、３５０℃以上とする。熱間圧延の加熱温度の下限は、好ましくは３７０℃以上とする。一方、熱間圧延の加熱温度が４５０℃を上回ると、Ａｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度が大きくなり、上記式（１）のＸ線回折パターンが得られなくなる。そのため、熱間圧延の加熱温度の上限は４５０℃以下とする。熱間圧延の加熱温度の上限は、好ましくは４３０℃以下とする。

熱間圧延の圧下率：７５〜９５％
熱間圧延の圧下率が７５％を下回ると、Ａｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度が小さくなり、上記式（１）のＸ線回折パターンが得られなくなる。そのため、熱間圧延の圧下率の下限は７５％以上とする。熱間圧延の圧下率の下限は、好ましくは７７％以上とする。一方、熱間圧延の圧下率が９５％を上回ると、割れ等の破壊が生じる。そのため、熱間圧延の圧下率の上限は９５％以下とする。熱間圧延の圧下率の上限は、好ましくは９０％以下とする。

尚、熱間圧延の圧下率は、下記式で求められるものである。
圧下率（％）＝１００×（圧延開始前厚−圧延完了厚）／圧延開始前厚

焼鈍の加熱温度：３５０〜４５０℃
焼鈍の加熱温度が３５０℃を下回ると、平均結晶粒径が小さくなりすぎ、ビッカース硬さが高くなりすぎる。そのため、焼鈍の加熱温度の下限は３５０℃以上とする。焼鈍の加熱温度の下限は、好ましくは３７０℃以上である。一方、焼鈍の加熱温度が４５０℃を上回ると、平均結晶粒径が大きくなりすぎ、ビッカース硬さが低くなりすぎる。そのため、焼鈍の加熱温度の上限は、好ましくは４５０℃以下、より好ましくは４３０℃以下とする。

焼鈍の加熱時間：１．０時間以上３．０時間未満
焼鈍の加熱時間が短すぎると、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの平均結晶粒径が小さくなりすぎ、ビッカース硬さが高くなりすぎる。そのため、焼鈍の加熱時間の下限は、好ましくは１．０時間以上、より好ましくは１．２時間以上とする。一方、焼鈍の加熱時間が長過ぎると、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの平均結晶粒径が大きくなりすぎ、ビッカース硬さが低くなりすぎる。そのため、焼鈍の加熱時間の上限は、好ましくは３．０時間未満、より好ましくは２．８時間以下とする。

以下の実施例によって本発明をさらに詳述するが、以下の実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。

〔Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの製造〕
はじめに、Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。

原材料として以下のＡｌとＮｄの各材料を用意する。
（１）Ａｌ材料：純度９９．９９原子％のＡｌ
（２）Ｎｄ材料：純度９９．５原子％のＮｄ

上記材料を用い、大気溶解しＤＣ鋳造法によって幅３００ｍｍ×長さ３５０ｍｍ×厚み６５ｍｍの四角板形状の鋳塊を造塊した。その後、加工率３８％の条件で冷間鍛造を行い、幅３８０ｍｍ×長さ４５０ｍｍ×厚み４０ｍｍの四角板形状の鍛造体を得た。次いで、表１に示す条件で熱間圧延を行い、幅４００ｍｍで、表１に示す厚さの熱間圧延板を得た。その後、焼鈍を行なった。なお、Ｎｏ．３については、熱間圧延の圧下率が高く圧延板が割れたため、その後の工程へ進めることができず、以後の試験を行わなかった。

次いで、圧延板切断、丸抜き加工および旋盤加工を行なった。詳細には、切断と丸抜き加工を行った圧延板の厚さ方向に向って片面の表層部から０．５ｍｍまで研削し、両面で合計１．０ｍｍ研削し、その研削後の片面がスパッタリング面となるように旋盤加工を行った。こうして直径１０１．６ｍｍ×厚さ５．０ｍｍのサイズの円板形状のＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットを製造した。このようにして得られたスパッタリングターゲット中のＮｄ量を、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析法によって分析した。

上記で得られた厚さ５．０ｍｍのスパッタリングターゲットの物性は、下記の方法に従って求めた。

［Ｘ線回折ピーク強度］
スパッタリングターゲットのターゲット表面の任意の４箇所を下記に示す条件でＸ線回折法によって分析し、Ａｌの（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、および（３１１）面のＸ線回折ピーク強度、より具体的には積分強度を、単位はＣＰＳ（ｃｏｕｎｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）で測定した。これらの値の大小関係を評価した。その一例として、本発明例である表１のＮｏ．５の結果を図１に示す。尚、上記のとおり４箇所について分析したが、いずれのターゲットも上記４箇所の上記Ｘ線回折ピーク強度の大小関係は同じであった。

Ｘ線回折条件
ａ）試験片の前処理
本実験例では試験片の表面が平滑であったため前処理は行わなかった。尚、試験片表面の切削ひずみの影響を除去したい場合は、試験片の前処理として、表面を湿式研磨後に、希硝酸にてエッチングすることが好ましい。
ｂ）分析装置
理学電機（株）製「ＲＩＮＴ１５００」
ｃ）分析条件
ターゲット：Ｃｕ
単色化：モノクロメータ使用によるＣｕＫα線
ターゲット出力：４０ｋＶ−２００ｍＡ
スリット：発散１゜，散乱１°，受光０．１５ｍｍ
走査速度：４゜／ｍｉｎ
サンプリング幅：０．０２゜
測定範囲（２θ）：３０〜９０゜

［ビッカース硬さ］
各スパッタリングターゲットのビッカース硬さＨｖを、ビッカース硬さ試験機（株式会社明石製作所製、ＡＶＫ−Ｇ２）を用いて、荷重１ｋｇｆにて測定した。

［平均結晶粒径］
スパッタリングターゲットのスパッタリング面の光学顕微鏡写真を撮影し、得られた写真に、井桁状の４本の直線を引いた。該直線上にある結晶粒界の数ｎを調べ、各直線ごとに下記式に基づいて、結晶粒径ｄを算出した。

ｄ（単位：μｍ）＝Ｌ／ｎ／ｍ
式中、Ｌは直線の長さＬを示し、ｎは直線上の結晶粒界の数ｎを示し、ｍは光学顕微鏡写真の倍率を示す。４本の直線それぞれから求めた結晶粒径ｄの平均値を、平均結晶粒径（μｍ）とした。

［成膜速度］
上記のＡｌ−Ｎｄ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るＡｌ−Ｎｄ合金薄膜の成膜速度を評価した。詳細には、直径５０．０ｍｍ×厚さ０．７０ｍｍのサイズのガラス基板に対し、株式会社島津製作所製「スパッタリングシステムＨＳＲ−５４２Ｓ」のスパッタリング装置を用い、ＤＣマグネトロンスパッタリングを成膜時間１２０秒間で行ってＡｌ−Ｎｄ合金膜を得た。

スパッタリング条件は、以下の通りである。
背圧：３．０×１０^-6Ｔｏｒｒ以下
Ａｒガス圧：２．２５×１０^-3Ｔｏｒｒ
Ａｒガス流量：３０ｓｃｃｍ
スパッタリングパワー：ＤＣ２６０Ｗ
極間距離：５１．６ｍｍ
基板温度：室温

成膜されたＡｌ−Ｎｄ合金薄膜の膜厚を触針式膜厚計で測定し，成膜速度［ｎｍ／ｓ］＝膜厚［ｎｍ］／（成膜時間［ｓ］＝１２０秒）によって成膜速度を算出した。ここで下記の通り判断し、ＡおよびＢを成膜速度が速いとして合格、特にＡの場合を成膜速度がより速く好ましいと評価し、Ｃを成膜速度が遅いとして不合格と評価した。これらの結果を表１に示す。
Ａ・・・成膜速度２．０ｎｍ／ｓ以上
Ｂ・・・成膜速度１．８ｎｍ／ｓ以上、２．０ｎｍ／ｓ未満
Ｃ・・・成膜速度１．８ｎｍ／ｓ未満

表１から次のことがわかる。表１のＮｏ．５、８、１１は本発明例でありＸ線回折ピーク強度の大小関係、およびビッカース硬さが適切に制御されているため、高成膜速度を達成でき、判定は合格である。このＡｌ−Ｎｄ合金スパッタリングターゲットは高成膜速度を有するため、タッチパネル等の生産性を向上させることが可能である。

特に、表１のＮｏ．５、１１は、ビッカース硬さが更に好ましい範囲内にあり、平均結晶粒径が更により好ましい範囲内にあるため、極めて優れた高成膜速度が得られ、タッチパネルの生産性を格段に向上させることが可能である。

これに対し、表１のＮｏ．１、２、４、６、７、９、１０は、本発明のいずれかの要件を満足しないため、高成膜速度が得られなかった。

表１のＮｏ．１は、焼鈍の加熱温度が低いため、平均結晶粒径が小さくなり、ビッカース硬さが高い比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．２は、熱間圧延の圧下率が低いため、Ｘ線回折ピーク強度の大小関係が適切に制御されていない比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．４は、焼鈍の加熱温度が高いため、平均結晶粒径が大きくなり、ビッカース硬さが低い比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．６は、熱間圧延の加熱温度が低いため、Ｘ線回折ピーク強度の大小関係が適切に制御されていない比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．７は、熱間圧延の加熱温度が高いため、Ｘ線回折ピーク強度の大小関係が適切に制御されていない比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．９は、焼鈍の加熱時間が短いため、平均結晶粒径が小さくなり、ビッカース硬さが高い比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

Ｎｏ．１０は、焼鈍の加熱時間が長いため、平均結晶粒径が大きくなり、ビッカース硬さが低い比較例であり、高成膜速度が得られず、判定は不合格である。

尚、Ｎｏ．３は、前述のとおり熱間圧延の圧下率が高いため、圧延板に割れが生じた。

本発明のＡｌ合金スパッタリングターゲットは上記のように高成膜速度を有するため、タッチパネルなどの表示装置の生産性を格段に向上させることができる。

Claims (3)

1. Ｎｄを０．１原子％以上３原子％以下含有するＡｌ合金からなるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、
   Ｘ線回析パターンにおけるＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度、Ａｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度、Ａｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度、およびＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度が下記式（１）の関係を満たし、且つ、
   ビッカース硬さＨｖが２９以上、３６以下であることを特徴とするＡｌ合金スパッタリングターゲット。
   Ｉ_Al(200)＞Ｉ_Al(311)＞Ｉ_Al(220)＞Ｉ_Al(111) …（１）
   式中、Ｉ_Al(200)はＡｌ（２００）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(311)はＡｌ（３１１）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(220)はＡｌ（２２０）面のＸ線回折ピーク強度を、Ｉ_Al(111)はＡｌ（１１１）面のＸ線回折ピーク強度を示す。
2. 平均結晶粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下である請求項１に記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。
3. タッチパネルの引き出し配線膜およびタッチパネルセンサーの配線膜の形成に用いられる請求項１または２に記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。