JP2020153014A - 酸化タングステンスパッタリングターゲット - Google Patents

酸化タングステンスパッタリングターゲット Download PDF

Info

Publication number
JP2020153014A
JP2020153014A JP2020039006A JP2020039006A JP2020153014A JP 2020153014 A JP2020153014 A JP 2020153014A JP 2020039006 A JP2020039006 A JP 2020039006A JP 2020039006 A JP2020039006 A JP 2020039006A JP 2020153014 A JP2020153014 A JP 2020153014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sputtering
tungsten oxide
diffraction intensity
plane
sputtering target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020039006A
Other languages
English (en)
Inventor
山口　剛
Takeshi Yamaguchi
山口　　剛
謙介 井尾
Kensuke IO
謙介 井尾
栞里 河村
Shiori KAWAMURA
栞里 河村
啓太 梅本
Keita Umemoto
啓太 梅本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to US17/435,120 priority Critical patent/US20220042166A1/en
Priority to CN202080018073.7A priority patent/CN113508188A/zh
Priority to KR1020217020629A priority patent/KR20210138564A/ko
Priority to PCT/JP2020/010423 priority patent/WO2020189428A1/ja
Priority to EP20774627.2A priority patent/EP3940109A4/en
Priority to TW109108142A priority patent/TW202045443A/zh
Publication of JP2020153014A publication Critical patent/JP2020153014A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3251—Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

【課題】スパッタが進行しても異常放電の発生を抑制でき、長期間安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化タングステンスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されるとともに、前記スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされ、前記断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされており、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされていることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、酸化タングステン膜を成膜する際に使用される酸化タングステンスパッタリングターゲットに関するものである。
上述の酸化タングステン膜は、エレクトロクロミック表示素子や遮光部材等の各種分野において使用されている。また、特許文献１には、有機ＥＬ素子の陽電極として酸化タングステン膜（ＷＯＸ膜）を用いることが開示されている。
上述の酸化タングステン膜は、特許文献１に記載されているように、スパッタリングターゲットを用いたスパッタ法によって成膜されている。
酸化タングステン膜を成膜するスパッタリングターゲットとしては、例えば、特許文献２，３に示すように、酸化タングステン粉末を焼結した焼結体からなる酸化タングステンスパッタリングターゲットが提供されている。
ここで、特許文献２においては、焼結体の密度を向上させるために、マンガンもしくはマンガン化合物を焼結助剤として添加した酸化タングステンスパッタリングターゲットが開示されている。
また、特許文献３においては、ＤＣスパッタを可能とするために、ＷＯ２と、Ｗ１８Ｏ４９及びＷＯ３の少なくとも一方を含む酸化タングステン粉末を用いて真空中で焼結し、ＷＯ２相とＷ１８Ｏ４９相との２相以上からなる組織を有した焼結体からなる酸化タングステンスパッタリングターゲットが開示されている。
特開平１１−０６７４５９号公報 特開平１０−２５９０５４号公報 特開２０１３−０７６１６３号公報
ところで、上述の酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、ＤＣスパッタを実施した際に、スパッタが進行してエロージョン部の深さが深くなると、異常放電が多発し、安定してＤＣスパッタを実施することが困難であった。このため、酸化タングステンスパッタリングターゲットを長期間安定して使用することができず、使用寿命が短くなるといった問題があった。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、スパッタが進行しても異常放電の発生を抑制でき、長期間安定してスパッタ成膜を行うことができ、使用寿命の延長を図ることが可能な酸化タングステン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。
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、スパッタ面における結晶配向及びスパッタ面に直交する断面における結晶配向を所定の範囲内とすることにより、スパッタが進行してエロージョン部の深さが深くなっても、異常放電の発生を抑制でき、長期間安定してＤＣスパッタを実施可能であるとの知見を得た。
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明の酸化タングステンスパッタリングターゲットは、スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されるとともに、前記スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされ、前記断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされており、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされていることを特徴としている。
この構成の酸化タングステンスパッタリングターゲットによれば、スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されるとともに、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされているので、導電性を確保でき、安定してＤＣスパッタを実施することができる。また、酸化タングステンスパッタリングターゲットの強度を確保することができる。
そして、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされ、前記断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされており、スパッタ面に直交する断面においてＷ１８Ｏ４９の（１０３）面が強く配向しているので、スパッタが進行してエロージョン部が形成された場合でも、異常放電の発生を抑制することができ、長期間安定してＤＣスパッタを行うことができる。よって、使用寿命の延長を図ることが可能となる。
ここで、本発明の酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、ＷＯＸ（２．１≦Ｘ≦２．９）の組成であることが好ましい。
この場合、ＷＯＸ（２．１≦Ｘ≦２．９）の組成とされているので、ＷＯ２相やＷＯ３相が多く存在することが抑制されており、導電性に優れたＷ１８Ｏ４９相を十分に確保することができ、さらに安定してＤＣスパッタを実施することができる。また、酸化タングステンスパッタリングターゲットの強度を十分に確保することができる。
また、本発明の酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有し、金属成分として、前記添加金属の合計含有量をＭ（ｍａｓｓ％）とし、タングステンの含有量をＷ（ｍａｓｓ％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上０．６７以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有し、前記添加金属の合計含有量をＭ（ｍａｓｓ％）とし、タングステンの含有量をＷ（ｍａｓｓ％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上とされているので、成膜された酸化物膜のアルカリ耐性を向上させることが可能となる。また、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．６７以下とされているので、添加金属の酸化物に起因した異常放電の発生を抑制することができる。
本発明によれば、スパッタが進行しても異常放電の発生を抑制でき、長期間安定してスパッタ成膜を行うことができ、使用寿命の延長を図ることが可能な酸化タングステンスパッタリングターゲットを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットのスパッタ面及びスパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析結果を示す図である。 本発明の一実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットの製造方法において、焼結体からスパッタリングターゲットを得る機械加工工程の説明図である。
以下に、本発明の実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットについて、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されており、スパッタ面に平行な面における断面観察の結果、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされている。
そして、本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、図１に示すように、Ｘ線回折測定の結果、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされている。
また、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされている。
また、本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、ＷＯＸ（２．１≦Ｘ≦２．９）の組成であることが好ましい。
さらに、本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有し、金属成分として、前記添加金属の合計含有量をＭ（原子％）とし、タングステンの含有量をＷ（原子％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上０．６７以下の範囲内とされていることが好ましい。
ここで、本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいて、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率、組成を、上述のように規定した理由について説明する。
（スパッタ面における回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０））
スパッタ面において、Ｗ１８Ｏ４９の（０１０）面が強く配向することにより、スパッタレートが安定し、異常放電の発生が抑制される。
そこで、本実施形態においては、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）を０．３８以下に設定している。
なお、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）は、０．２９以下とすることが好ましく、０．２０以下とすることがさらに好ましい。また、ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）の下限に特に制限はないが、０．１４以上とすることが好ましい。
（スパッタ面に直交する断面における回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０））
スパッタが進行すると、スパッタ面にエロージョン部が形成されることになる。ここで、スパッタ面に直交する断面において、Ｗ１８Ｏ４９の（１０３）面の配向が高いと、スパッタが進行した場合であっても、スパッタ面においては（０１０）面が強く配向している状態が維持されることになり、スパッタが進行した後であっても、異常放電の発生を抑制することが可能となる。
そこで、本実施形態においては、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）を０．５５以上に設定している。
なお、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）は、１．１８以上とすることが好ましく、１．４１以上とすることがさらに好ましい。また、ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）の上限に特に制限はないが、２．５４以下とすることが好ましい。
（スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率）
酸化タングステンのうちＷ１８Ｏ４９相は、導電性が高いため、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率を確保することにより、導電性が向上し、ＤＣスパッタによって安定して酸化タングステン膜を成膜することが可能となる。
そこで、本実施形態においては、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率を３７％以上としている。なお、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率は、観察試料の観察面をＥＰＭＡ分析した画像から算出することができる。なお、酸化タングステンに加えて、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有する場合においても、これらの添加元素の酸化物も含めたスパッタ面に平行な面の全体に対して、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされていればよい。
ここで、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率は、５５％以上であることが好ましく、８５％以上であることがさらに好ましい。また、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率の上限に特に制限はないが、９４％以下とすることが好ましい。
（組成）
酸化タングステンにおいては、ＷＯ２相、ＷＯ３相、Ｗ１８Ｏ４９相等の各種相が混在するため、ＷＯＸとして、タングステンと酸素との比率を規定する。
ここで、Ｘを２．１以上とすることにより、ＷＯ２相の比率を抑制でき、導電性に優れたＷ１８Ｏ４９相を十分に確保することが可能となる。一方、Ｘを２．９以下とすることにより、ＷＯ３相の比率を抑制でき、導電性に優れたＷ１８Ｏ４９相を十分に確保することが可能となる。すなわち、Ｘを２．１以上２．９以下とすることにより、Ｗ１８Ｏ４９相が主相（マトリックス）となり、スパッタリングターゲットの導電性を確保することができる。
なお、Ｘの下限は２．４以上とすることが好ましい。また、Ｘの上限は２．８２以下とすることが好ましい。
（添加金属の酸化物）
成膜した酸化物膜においては、エッチング法でパターニングする際に、レジスト剥離液としてアルカリが用いられる。ここで、酸化タングステンに、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有させることにより、酸化タングステンのアルカリ耐性を向上させることが可能となる。一方、上述の添加金属の酸化物の含有量が多くなりすぎると、添加金属の酸化物に起因してスパッタ時に異常放電が発生するおそれがある。
そこで、本実施形態において、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有させる場合には、金属成分として、添加金属の合計含有量をＭ（原子％）とし、タングステンの含有量をＷ（原子％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上０．６７以下の範囲内となるように規定する。
なお、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）の下限は０．１５以上であることが好ましく、０．２以上であることがより好ましい。一方、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）の上限は０．５以下であることが好ましく、０．４以下であることがより好ましい。
次に、本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットの製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。
本実施形態に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットの製造方法においては、図２に示すように、原料粉末準備工程Ｓ０１と、原料粉末を焼結する焼結工程Ｓ０２と、得られた焼結体を機械加工する機械加工工程Ｓ０３と、を備えている。
（原料粉末準備工程Ｓ０１）
ＷＯ３粉末を還元処理することにより、ＷＯ２粉末及びＷ１８Ｏ４９粉末を含有するＷＯＸ粉末を得る。なお、このＷＯＸ粉末は、ＷＯ３粉末を含んでいてもよい。ここで、ＷＯＸ粉末の純度は９９．９ｍａｓｓ％以上とされている。還元処理の条件を調整することにより、ＷＯＸ粉末のＸを制御する。
上記還元処理としては、例えばＷＯ３粉末を水素雰囲気中で所定時間、所定温度で加熱して水素還元を行う。この水素還元ではＷＯ３からＷＯ２．９、ＷＯ２．７２、ＷＯ２、Ｗの順に還元が進行する。還元の進行状況をコントロールすることによって還元状態の異なった上記組成の混合状態の粉末を作製し、ＷＯＸ粉末のＸの値を細かく変動させることが可能である。
さらに、ＷＯＸ粉末のＸの値を制御及び微調整する方法として、上述のように還元処理した粉末に、ＷＯ３、ＷＯ２．９、ＷＯ２．７２、ＷＯ２、Ｗからなる粉末を適宜混合することも可能である。
ここで、ＷＯＸのＸの定量は、サンプリングしたＷＯＸを重量測定した後、大気中で８００℃×１時間の熱処理を行い、熱処理後に重量測定を行う。そして、全てがＷＯ３となっていることをＸ線回折分析によって確認し、Ｗ量を以下の式によって算出する。そして、求めたＷ量から酸素の割合をＸとして算出する。
Ｗの重量＝熱処理後の重量×ＭＷ／ＭＷＯ３
Ｗ（ｍａｓｓ％）＝（Ｗの重量／熱処理前のＷＯＸの重量）×１００
ＭＷ：Ｗの原子量（１８３．８５），ＭＷＯ３：ＷＯ３の原子量（２３１．８５）
得られたＷＯＸ粉末を混合することにより、原料粉末を得る。ここで、混合方法としては、例えばジルコニアボールを用いた乾式のボールミルを用いることができる。なお、混合方法は、限定されるものではなく、ミキサーやブレンダー、具体的には、ヘンシェル、ロッキング、レコン等を適用することができる。
ここで、原料粉末の平均粒径は、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
なお、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を添加する場合には、各種酸化物粉末を、上述のＷＯＸ粉末と混合する。混合方法としては、例えばジルコニアボールを用いた乾式のボールミルを用いることができる。なお、混合方法は、限定されるものではなく、ミキサーやブレンダー、具体的には、ヘンシェル、ロッキング、レコン等を適用することができる。
また、添加金属の酸化物粉末は、ＷＯＸ粉末同士の焼結を阻害しないように、ＷＯＸ粉末よりも粒径が大きいことが好ましい。
（焼結工程Ｓ０２）
次に、上述の原料粉末を、加圧及び加熱することで焼結し、焼結体を得る。本実施形態では、ホットプレス装置を用いて、真空中にて焼結を実施した。
この焼結工程Ｓ０２における焼結温度は８５０℃以上１４００℃以下の範囲内、焼結温度での保持時間は１時間以上４時間以下の範囲内、加圧圧力は１０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下の範囲内とした。
ここで、本実施形態においては、焼結工程Ｓ０２によって、以下のように温度制御することにより、焼結体における結晶配向を制御する。
まず、昇温を開始する前に、上述の加圧圧力で加圧を行い、５℃／ｍｉｎ以上２０℃／ｍｉｎ以下の範囲内の昇温速度で昇温する。そして、５８６℃以上７５０℃以下の範囲内の中間温度で１時間以上２時間以下の範囲内で保持する。その後、上述の焼結温度まで昇温して保持することで、焼結を行う。
これにより、加圧面（加圧方向に直交する面）において、Ｗ１８Ｏ４９の（１０３）面が強く配向し、加圧面に直交する面（加圧方向に沿った面）において、Ｗ１８Ｏ４９の（０１０）面が強く配向することになる。
なお、上述の中間温度の下限は６００℃以上とすることが好ましく、中間温度の上限は７００℃以下とすることが好ましい。
（機械加工工程Ｓ０３）
次に、得られた焼結体を所定の寸法となるように機械加工する。このとき、加圧面に直交する面がスパッタ面となるように、機械加工を実施することになる。
ここで、図３に示すように、例えば、板形状の酸化タングステンスパッタリングターゲットであれば、加圧面に直交するように焼結体を切断して、加圧面に直交する面をスパッタ面とする。また、円筒型の酸化タングステンスパッタリングターゲットであれば、円筒の軸線方向に沿って加圧して円筒形状の焼結体を得ることにより、加圧面に直交する円筒面がスパッタ面となる。
これにより、本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットが製造される。
以上のような構成とされた本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットによれば、スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されるとともに、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされているので、導電性を確保でき、安定してＤＣスパッタを実施することができる。また、酸化タングステンスパッタリングターゲットの強度を確保することができる。
そして、本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいては、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされ、前記スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされており、スパッタ面に直交する断面においてＷ１８Ｏ４９の（１０３）面が強く配向しているので、スパッタが進行してエロージョン部が形成された場合でも、スパッタ面における結晶配向が維持され、異常放電の発生を抑制することができる。よって、長期間安定してＤＣスパッタを行うことができ、使用寿命の延長を図ることが可能となる。
さらに、本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいて、ＷＯＸ（２．１≦Ｘ≦２．９）の組成とされている場合には、ＷＯ２相やＷＯ３相が多く存在することを抑制し、Ｗ１８Ｏ４９相を十分に確保することができ、さらに安定してＤＣスパッタを実施することができる。また、酸化タングステンスパッタリングターゲットの強度を十分に確保することができる。
また、本実施形態である酸化タングステンスパッタリングターゲットにおいて、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有し、前記添加金属の合計含有量をＭ（原子％）とし、タングステンの含有量をＷ（原子％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上０．６７以下とされている場合には、成膜された酸化物膜のアルカリ耐性を向上させることが可能となるとともに、添加金属の酸化物に起因した異常放電の発生を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以下に、本発明に係る酸化タングステンスパッタリングターゲットの作用効果について評価した評価試験の結果を説明する。
まず、上述のＷＯ３粉末を水素還元処理することによりＷＯＸ粉末を製造した。本実施例では、還元の度合いを調整することにより、異なるｘの値のＷＯＸ粉を作製した。なお、原料粉末の平均粒径を２．４μｍとした。
また、各種添加金属の酸化物粉末として、Ｎｂ２Ｏ５粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：４．６μｍ）、Ｔａ２Ｏ５粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：３．５μｍ）、ＴｉＯ２粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：２．６μｍ）、ＺｒＯ２粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：１１μｍ）、Ｙ２Ｏ３粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：２．３μｍ）、Ａｌ２Ｏ３粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：０．２μｍ）、ＳｉＯ２粉末（純度：９９．９ｍａｓｓ％、粒径Ｄ５０：１．９μｍ）を準備し、表１，２に示す配合で、ＷＯＸ粉末と混合した。
この原料粉末を用いて、表１，２に示す装置（方式）、及び、条件で焼結工程を実施し、焼結体を得た。なお、表１，２において、「ＨＰ」は真空雰囲気でのホットプレス、「ＨＩＰ」は熱間等方圧加圧法、「大気焼成」は、大気雰囲気での一軸成形を示す。
「ＨＰ」においては、以下に示す焼結条件Ａ〜Ｄによって焼結を実施した。
焼結条件Ａにおいては、表１，２に記載した加圧圧力で加圧した状態で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温を行い、６００℃（中間温度）で１時間保持した。その後、表１，２に示す焼結温度にまで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、焼結温度で２時間保持した。その後、圧力を抜いて放冷した。
焼結条件Ｂにおいては、表１，２に記載した加圧圧力で加圧した状態で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温を行い、７００℃（中間温度）で１時間保持した。その後、表１，２に示す焼結温度にまで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、焼結温度で２時間保持した。その後、圧力を抜いて放冷した。
焼結条件Ｃにおいては、中間温度で保持することなく、焼結温度にまで昇温し、焼結温度で２時間保持した。その後、圧力を抜いて放冷した。
焼結条件Ｄにおいては、表１，２に記載した加圧圧力で加圧した状態で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温を行い、８００℃で１時間保持した。その後、表１，２に示す焼結温度にまで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、焼結温度で２時間保持した。その後、圧力を抜いて放冷した。
「ＨＩＰ」においては、原料粉末を充填して真空密封した金属缶を、熱間等方圧加圧法を実施する熱間静水圧プレス装置の圧力容器内に装入し、表１，２に示す圧力、焼結温度で２時間保持し、焼結を実施した。
「大気焼成」においては、金型に原料粉末を充填し、一軸成形によって圧縮成形を行って成形体を得た。この成形体を大気炉に装入し、表１，２に示す焼結温度で２０時間保持し、焼結を実施した。
そして、得られた焼結体を機械加工し、直径１５２．４ｍｍ×厚さ６ｍｍの円板状の酸化タングステンスパッタリングターゲット、又は、外径１５５ｍｍ、内径１３５ｍｍ、軸線方向長さ１５０ｍｍのものを４個用いて、長さ６００ｍｍとした円筒型の酸化タングステンスパッタリングターゲットを製造した。なお、「ＨＰ」によって製造した焼結体おいては、加圧面に直交する面がスパッタ面となるように機械加工を行った。
得られた酸化タングステンスパッタリングターゲットについて、以下の項目について評価を実施した。
（酸化タングステンスパッタリングターゲットの組成）
得られた酸化タングステンスパッタリングターゲットから測定サンプルを採取し、この測定サンプルを乳鉢で粉砕し、上述したＷＯＸのＸの定量方法にてＸを確認した。この結果、配合したＷＯＸ紛からのＸの変動がないことを確認した。評価結果を表１，２に示す。
なお、添加金属の酸化物を添加した本発明例１４−２１の酸化度の測定については、まず、得られた酸化タングステンスパッタリングターゲットから観察試料を採取し、スパッタ面に平行な断面が観察面になるように、これをエポキシ樹脂に埋め込み、研磨処理を行った後、ＥＰＭＡ（フィールドエミッション型電子線プローブマイクロアナライザ―）を用いて、元素の組成分布を示す元素分布像を観察した。また、ＥＰＭＡでの観察においては、０．００５ｍｍ２の観察視野の写真（倍率５００倍）を撮影した。得られたＷの元素マッピング像のＷが検出された領域の任意の５点において、ＷとＯの標準試料を用いた定量分析を実施し、Ｗの酸化度を測定した値の平均値を表１，２のＷＯＸの値の欄に記載した。
さらに、添加金属の酸化物を添加した本発明例１４−２１においては、得られた添加金属の酸化物を添加した酸化タングステンスパッタリングターゲットの破片をメノウ乳鉢ですり潰し、酸もしくはアルカリで粉末を溶解させた後、ＩＣＰ発光分析装置によって添加金属の含有量を測定した。
（スパッタ面及びスパッタ面に直交する断面のＸ線回折分析）
得られた酸化タングステンスパッタリングターゲットから、スパッタ面及びスパッタ面に直交する断面が測定面となるように測定試料を採取し、測定面をＳｉＣ−Ｐａｐｅｒ（ｇｒｉｔ１８０）で湿式研磨した。
そして、理学電気社製ＲＩＮＴ−ＵＬｔｉｍａ／ＰＣを用いて、以下の条件でＸ線回折分析を実施した。
管球：Ｃｕ
管電圧：４０ｋＶ
管電流：５０ｍＡ
走査範囲（２θ）：５°〜８０°
スリットサイズ：発散（ＤＳ）２／３度、散乱（ＳＳ）２／３度、受光（ＲＳ）０．８ｍｍ
測定ステップ幅：２θで０．０２度
スキャンスピード：毎分２度
試料台回転スピード：３０ｒｐｍ
得られたＸ線回折ピークについて、ＰＤＦカード番号：１−０８４−１５１６（Ｗ１８Ｏ４９）を用いて、面指数を確認した。
そして、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）を算出した。評価結果を表３，４に示す。
（密度）
測定試料の寸法と重量から室温における密度を測定した。測定結果を表３，４に示す。
（Ｗ１８Ｏ４９相の面積率）
得られた酸化タングステンスパッタリングターゲットから観察試料を採取し、スパッタ面に平行な断面が観察面になるように、これをエポキシ樹脂に埋め込み、研磨処理を行った後、ＥＰＭＡ（フィールドエミッション型電子線プローブマイクロアナライザ―）を用いて、元素の組成分布を示す元素分布像を観察した。また、ＥＰＭＡでの観察においては、０．００５ｍｍ２の観察視野の写真（倍率５００倍）を５枚撮影し、その中で観察されたＷ１８Ｏ４９相の面積を測定した。測定結果を表３，４に示す。
なお、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率は、以下の（ａ）~（ｅ）の手順によって測定することができる。
（ａ）上記の条件のＸ線回折分析により観察試料の観察面における生成相を確認する。
（ｂ）ＥＰＭＡの元素分析により観察視野内で（ａ）にてＷ１８Ｏ４９相と分析された相を同定する。
（ｃ）ＥＰＭＡにより倍率５００倍のＣＯＭＰＯ像（６０μｍ×８０μｍ）で観察視野の写真を５枚撮影する。
（ｄ）市販の画像解析ソフトにより、（ｂ）にて同定したＷ１８Ｏ４９相を抽出し、撮影した画像をモノクロ画像に変換するとともに、二値化処理する。画像解析ソフトとしては、例えば、ＷｉｎＲｏｏｆ Ｖｅｒ．５．６．２（三谷商事社製）等が利用できる。
（ｅ）二値化した画像全てから、全てのＷ１８Ｏ４９相の面積の合計値を算出し、二値化処置を行った全領域の面積で割って、観察領域全体に対するＷ１８Ｏ４９相の面積率を算出する。
（スパッタ試験における異常放電の発生状況）
ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、到達真空度：５×１０−５Ｐａ以下，スパッタＡｒガス圧：０．３Ｐａ、スパッタ出力：ＤＣ３００Ｗの条件で、１時間連続してスパッタを行った。このとき、ＤＣマグネトロンスパッタ装置の電源に付属するアークカウンタを用いて、スパッタ１時間当たりの異常放電の発生回数をカウントした。評価結果を表３，４に示す。
なお、表３，４において、「初期」は、プレスパッタを１時間実施した後に、スパッタ試験を行った結果である。「中期」は、エロージョン部の深さがターゲット厚さの１／２に到達した状態で、スパッタ試験を行った結果である。「終期」は、エロージョン部におけるターゲットの残存厚さが１ｍｍとなった状態で、スパッタ試験を行った結果である。
（アルカリ耐性）
ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、到達真空度：５×１０−５Ｐａ以下，スパッタＡｒガス圧：０．３Ｐａ，スパッタ出力３００Ｗ，Ａｒガス９０ｓｃｃｍ，酸素ガス１０ｓｃｃｍ，の条件でガラス基板に１００ｎｍ成膜した。得られた膜を水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８ｍａｓｓ％水溶液に浸し、膜がなくなるまでの時間を計測し、表３に記載した。６０ｓｅｃ以上であれば、配線工程（フォトレジスト工程の現像）に耐えうるアルカリ耐性を持つと判断した。
Figure 2020153014
Figure 2020153014
Figure 2020153014
Figure 2020153014
比較例１においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ｃで焼結を実施したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、異常放電の発生回数が、中期で２６７回、終期で４２２回となり、長期間安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例２においては、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）によって焼結を実施したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、異常放電の発生回数が、中期で１８３回、終期で３７８回となり、長期間安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例３においては、大気焼成した結果、Ｗ１８Ｏ４９相が確認されず、ＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例４においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ｃで焼結を実施したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、異常放電の発生回数が、初期で６回、中期で４７０回、終期で１９９１回となり、安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例５においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ｃで焼結を実施したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、異常放電の発生回数が、中期で１７３回、終期で１６３回となり、長期間安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例６においては、ＷＯＸ（Ｘ＝２．０６）であり、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が２８％と低くなった。スパッタ試験では、異常放電の発生回数が、初期で２５８回と多くなっており、安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。ＷＯ２相が多く存在したためと推測される。
比較例７においては、ＷＯＸ（Ｘ＝２．８６）であり、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が２３％と低く、ＤＣスパッタ時に異常放電が多発して放電が停止したため、スパッタを行うことができなかった。ＷＯ３相が多く存在したためと推測される。
比較例８においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ｄで焼結を実施したが、密度が低く、十分に焼結ができなかった。また、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、初期で１０３回、中期で６８２回、終期で１０３２回となり、安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例９においては、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）によって焼結を実施したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が本発明の範囲外となった。そして、スパッタ試験では、中期で２０３回、終期で２８６回となり、安定してＤＣスパッタを行うことができなかった。
比較例１０においては、ＴｉＯ２を７０ｍｏｌ％含有しており、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が２４％と低く、ＤＣスパッタ時に異常放電が多発して放電が停止したため、スパッタを行うことができなかった。
これに対して、本発明例１−１０，１３においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ａで焼結を実施した結果、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が本発明の範囲内となり、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率も本発明の範囲内となった。そして、本発明例１−１０，１３では、スパッタ試験の初期、中期、終期にわたって異常放電の発生回数が少なく、長期間安定してＤＣスパッタが可能であった。
また、本発明例１１では、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ａで焼結を実施し、円筒型の酸化タングステンスパッタリングターゲットを製造したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が本発明の範囲内となり、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率も本発明の範囲内となり、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率も本発明の範囲内となった。そして、スパッタ試験の初期、中期、終期にわたって異常放電の発生回数が少なく、長期間安定してＤＣスパッタが可能であった。
さらに、本発明例１２においては、ホットプレス（ＨＰ）によって焼結条件Ｂで焼結を実施した結果、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が本発明の範囲内となり、スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率も本発明の範囲内となった。そして、スパッタ試験の初期、中期、終期にわたって異常放電の発生回数が少なく、長期間安定してＤＣスパッタが可能であった。
また、本発明例１４−２２においては、添加金属の酸化物を添加したが、スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）、及び、スパッタ面に直交する断面におけるＷ１８Ｏ４９の回折強度比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が本発明の範囲内となり、Ｗ１８Ｏ４９相の面積率も本発明の範囲内となり、スパッタ試験の初期、中期、終期にわたって異常放電の発生回数が少なく、長期間安定してＤＣスパッタが可能であった。そして、アルカリ耐性が、添加金属の酸化物を添加しなかった本発明例１−１３に比べて大きく改善された。
以上のことから、本発明例によれば、スパッタが進行しても異常放電の発生を抑制でき、長期間安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化タングステンスパッタリングターゲットを提供可能であることが確認された。

Claims (3)

  1. スパッタ面及び前記スパッタ面に直交する断面におけるＸ線回折分析により、Ｗ１８Ｏ４９のピークが確認されるとともに、
    前記スパッタ面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＳ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＳ（０１０）との比ＩＳ（１０３）／ＩＳ（０１０）が０．３８以下とされ、
    前記断面におけるＷ１８Ｏ４９の（１０３）面の回折強度ＩＣ（１０３）と（０１０）面の回折強度ＩＣ（０１０）との比ＩＣ（１０３）／ＩＣ（０１０）が０．５５以上とされており、
    スパッタ面に平行な面におけるＷ１８Ｏ４９相の面積率が３７％以上とされていることを特徴とする酸化タングステンスパッタリングターゲット。
  2. ＷＯＸ（２．１≦Ｘ≦２．９）の組成であることを特徴とする請求項１に記載の酸化タングステンスパッタリングターゲット。
  3. Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉのいずれか一種又は二種以上の添加金属の酸化物を含有し、
    金属成分として、前記添加金属の合計含有量をＭ（原子％）とし、タングステンの含有量をＷ（原子％）とした場合に、Ｍ／（Ｗ＋Ｍ）が０．１以上０．６７以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸化タングステンスパッタリングターゲット。
JP2020039006A 2019-03-15 2020-03-06 酸化タングステンスパッタリングターゲット Pending JP2020153014A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/435,120 US20220042166A1 (en) 2019-03-15 2020-03-11 Tungsten oxide sputtering target
CN202080018073.7A CN113508188A (zh) 2019-03-15 2020-03-11 氧化钨溅射靶
KR1020217020629A KR20210138564A (ko) 2019-03-15 2020-03-11 산화텅스텐 스퍼터링 타깃
PCT/JP2020/010423 WO2020189428A1 (ja) 2019-03-15 2020-03-11 酸化タングステンスパッタリングターゲット
EP20774627.2A EP3940109A4 (en) 2019-03-15 2020-03-11 TUNGSTEN OXIDE SPRAY TARGET
TW109108142A TW202045443A (zh) 2019-03-15 2020-03-12 氧化鎢濺鍍靶

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048659 2019-03-15
JP2019048659 2019-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020153014A true JP2020153014A (ja) 2020-09-24

Family

ID=72558014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020039006A Pending JP2020153014A (ja) 2019-03-15 2020-03-06 酸化タングステンスパッタリングターゲット

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2020153014A (ja)
KR (1) KR20210138564A (ja)
CN (1) CN113508188A (ja)
TW (1) TW202045443A (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3731100B2 (ja) 1997-03-14 2006-01-05 株式会社高純度化学研究所 タングステン酸化物焼結体とその製造方法及び焼結用粉末組成物
JP2004353044A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリングターゲットの製造方法
JP2013076163A (ja) * 2011-09-15 2013-04-25 Mitsubishi Materials Corp スパッタリングターゲットおよびその製造方法
KR20150023674A (ko) * 2012-11-02 2015-03-05 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 텅스텐 소결체 스퍼터링 타깃 및 그 타깃을 사용하여 성막한 텅스텐막
JP2017025348A (ja) * 2015-07-15 2017-02-02 三菱マテリアル株式会社 Ｍｏ−Ｗ酸化物スパッタリングターゲット、及び、Ｍｏ−Ｗ酸化物スパッタリングターゲットの製造方法
JP6308191B2 (ja) * 2015-09-16 2018-04-11 住友電気工業株式会社 酸化物焼結体およびその製造方法、スパッタターゲット、ならびに半導体デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210138564A (ko) 2021-11-19
CN113508188A (zh) 2021-10-15
TW202045443A (zh) 2020-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hammer et al. Sintering model for mixed‐oxide‐derived lead zirconate titanate ceramics
JP5228293B2 (ja) イットリア焼結体ならびに耐食性部材、その製造方法
WO2020189480A1 (ja) 酸化タングステンスパッタリングターゲット
EP1201622A2 (en) A material with a low volume resistivity, aluminium nitride sintered body and article for manufacturing semiconductors
EP3560904B1 (en) Oriented aln sintered body, and production method therefor
KR20200135436A (ko) 텅스텐 실리사이드 타깃 및 그 제조 방법, 그리고 텅스텐 실리사이드막의 제조 방법
WO2020189428A1 (ja) 酸化タングステンスパッタリングターゲット
JP5687350B2 (ja) アルミン酸マグネシウム質焼結体および半導体製造装置用部材
JP2020153014A (ja) 酸化タングステンスパッタリングターゲット
JP2020153015A (ja) 酸化タングステンスパッタリングターゲット
KR101268870B1 (ko) 내플라즈마 특성을 갖는 희토류 산화물-알루미나계 세라믹 및 그 제조방법
JP2023075924A (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
JP6489467B2 (ja) 複合酸化物セラミックスおよび半導体製造装置の構成部材
JP2007277067A (ja) 導電性耐食部材及びその製造方法
JP6459830B2 (ja) 酸化物焼結体及びその製造方法、並びに酸化物膜の製造方法
JPWO2020053973A1 (ja) 強磁性材スパッタリングターゲット
WO2023090249A1 (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
WO2024048225A1 (ja) スパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲット材の製造方法
JP4443187B2 (ja) アルミナ磁器及びその製造方法
JP2023075686A (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
JP2023075689A (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
JP2023075688A (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
JP2023075687A (ja) スパッタリングターゲット材およびスパッタリングターゲット
TW202404925A (zh) 用於燒結實質上不含未反應的氧化釔及富含釔相之大直徑yag層之程序
JP2017190487A (ja) ＢｉＦｅＯ３系焼結体からなるスパッタリングターゲット及びその製造方法