JP6507848B2 - スパッタリング用合金ターゲット、及びスパッタリング用合金ターゲットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、黒化層を備えるタッチパネル用の導電性基板等の製造に使用されるスパッタリング用合金ターゲット、及びスパッタリング用合金ターゲットの製造方法に関する。

高分子フィルム上に透明導電膜としてＩＴＯ（酸化インジウム−スズ）膜を形成したタッチパネル用の透明導電性フィルムが従来から用いられている（特許文献１参照）。近年、タッチパネルを備えたディスプレイの大画面化が進んでおり、これに対応してタッチパネル用の透明導電性フィルム等の導電性基板についても大面積化が求められている。しかしながら、ＩＴＯは、電気抵抗値が高いため、導電性基板の大面積化に対応できないという問題があった。

このため、例えば、特許文献２、３に開示されているように、ＩＴＯ膜に替えて、導電性が優れている銅等の金属箔を用いることが検討されている。しかしながら、例えば、配線層に銅を用いた場合、銅は、金属光沢を有しているため、反射によりディスプレイの視認性が低下するという問題がある。そこで、かかる導電性と視認性の両特性の改善を実現するために、銅等の金属箔により構成される配線層と共に、黒色の材料により構成される黒化層を備えるタッチパネル用の導電性基板が検討されている。かかる黒化層は、配線層の反射を軽減可能な光学特性を有する必要がある。

特開２００３−１５１３５８号公報 特開２０１１−０１８１９４号公報 特開２０１３−０６９２６１号公報

しかしながら、配線パターンを有する導電性基板とするためには、配線層と黒化層とを形成した後に、配線層と黒化層とをエッチングして所望のパターンを形成する必要があるが、エッチング液に対する反応性が配線層と黒化層とで大きく異なるという問題があった。すなわち、配線層と黒化層とを同時にエッチングしようとすると、いずれかの層が目的の形状にエッチングできないという問題であった。また、配線層のエッチングと黒化層のエッチングとを別の工程で実施する場合、工程数が増加するという問題があった。

この問題を解決する方法として、黒化層として銅、ニッケル、タングステンの酸化膜や酸窒化膜を使うことができる。かかる黒化層は、一般的にスパッタリング法で作製される。ここで、スパッタリング法で使用されるターゲットとしては、主として熔解合金と焼結体が使われるが、特に、熔解合金は、密度が高く均一であるため、スパッタリング用ターゲットとして有用である。

また、タッチパネル用の導電性基板に備わる黒化層の材質として、反射によるディスプレイの視認性の低下を抑制するために必要とされる光学特性を有して、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性を有することが好ましい。かかる光学特性とエッチング性の双方を有するために、黒化層を作製するスパッタリング用ターゲットの材質として、銅、ニッケル、及びタングステンを含むことが好ましい。しかしながら、銅とタングステンは、固溶しないため、黒化層形成に適した銅、ニッケル、及びタングステンを含む合金組成を有するスパッタリング用合金ターゲットを熔解法によって作製するには、至らなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性を有し、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性を有することの可能な、新規かつ改良されたスパッタリング用合金ターゲット、及びスパッタリング用合金ターゲットの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、熔解法により作製されるスパッタリング用合金ターゲットであって、銅と、ニッケルと、タングステンとを含む熔解合金からなり、前記熔解合金の組成は、前記タングステンが２．５原子％以上１３原子％以下であり、前記ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下であり、かつ、残部が前記銅によって構成され、前記タングステンと前記ニッケルの比が２：９８以上１６：８４以下であることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金とすることによって、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性を有し、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性を有することができるので、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が確実に図れる。

このとき、本発明の一態様では、前記熔解合金は、前記ニッケルに前記タングステンを固溶させて得られるニッケル−タングステン合金と、前記ニッケル−タングステン合金に熔解される前記銅と、を含むこととしてもよい。

このようにすれば、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金とすることができるので、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が確実に図れる。

また、本発明の他の態様は、熔解法により作製されるスパッタリング用合金ターゲットの製造方法であって、前記スパッタリング用合金ターゲットの構成成分となる銅と、ニッケルと、タングステンとを所定の組成となるように秤量する秤量工程と、真空熔解炉で１５８０℃まで加熱しながら秤量した前記ニッケルに前記タングステンを固溶させてニッケル−タングステン合金を作製するニッケル−タングステン合金作製工程と、前記ニッケル−タングステン合金に秤量した前記銅を熔解させて銅−ニッケル−タングステン熔解合金を作製する銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程と、を含み、前記秤量工程では、前記所定の組成として、前記タングステンが２．５原子％以上１３原子％以下、前記ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下、かつ、残部が前記銅となり、前記タングステンと前記ニッケルの比が２：９８以上１６：８４以下となるように、前記銅、前記ニッケル、及び前記タングステンが秤量されることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金を作製できるので、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性を有し、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が図れるスパッタリング用合金ターゲットを溶解法で効率的に作製できる。

また、本発明の他の態様では、前記銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程では、前記ニッケル−タングステン合金に対して前記銅を多段階で投入してから熔解させることとしてもよい。

このようにすれば、銅がより均一に分散された状態で含まれるスパッタリング用合金ターゲットを溶解法で確実に作製できる。

以上説明したように本発明によれば、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性を有し、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性を有するスパッタリング用合金ターゲットを溶解法で効率的に作製できる。

本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットを適用した導電性基板の概略を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの概略構成について、説明する。本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットは、黒化層を備えるタッチパネル用の導電性基板等の製造に使用され、銅と、ニッケルと、タングステンとを含み、熔解法によって作製されることを特徴とする。すなわち、本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットは、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金であり、黒化層を備えるタッチパネル用導電性基板に適用される。

本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金からなるスパッタリング用合金ターゲットを熔解法で作製する際に、各金属成分の組成及び熔解手順に留意することにより、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が確実に図れることを見出し、かかる知見に基づき更に研究を行った結果、本発明を完成するに至った。また、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金を作製する際に、ニッケルにタングステンを固溶させて作製された合金に銅を熔解させることにより、所望のスパッタリング用合金ターゲットを熔解法で作製できることを見出し、かかる知見に基づき更に研究を行った結果、本発明を完成するに至った。

本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットは、タングステンが２原子％以上１６原子％以下、かつニッケルが２０原子％以上９０原子％以下であり、残部が銅で構成されることを特徴とする。すなわち、本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットとなる熔解合金の組成は、タングステンが２原子％以上１６原子％以下であり、ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下であり、かつ、残部が銅によって構成される。また、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立を図るために、タングステンとニッケルの比が２：９８以上１６：８４以下であることが好ましい。

銅−ニッケル−タングステン熔解合金の組成としては、タングステンは２原子％以上１６原子％以下であることが必要であり、特に、黒化層として必要とされる光学特性と、Ｎｉ_４Ｗ相の析出による圧延効率の低下防止の観点から、タングステンは、２．５原子％以上１３原子％未満がより好ましい。

タングステンが２原子％未満では、タッチパネル用導電性基板を構成する黒化層として要求される光学特性を制御することができないため、好ましくない。一方、銅−ニッケル−タングステン熔解合金のタングステンを１６原子％より大きくすると、冷却中に金属化合物が析出したり、熔融した液相がＷリッチ相と銅リッチ相に分離し、均一な組成の合金ターゲットが得られないため、これを使用してスパッタ成膜して得られる黒化層が均一な組成の膜とならず、タッチパネル用黒化層として優れた光学特性とならないため、好ましくない。なお、タングステンを１６原子％以下とすることで、銅−ニッケル−タングステン熔解合金を１０００℃程度で熱間圧延を行っても化合物層が析出しないためより好ましい。

また、銅−ニッケル−タングステン熔解合金のニッケルは２０原子％以上９０原子％以下とすることが必要である。ニッケルは２０原子％未満では、これを使用してスパッタ成膜して得られる黒化層の耐湿性が悪いため、好ましくない。一方、ニッケルを９０原子％より大きくすると、エッチング性が悪くなるので好ましくない。なお、本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットとなる銅−ニッケル−タングステン熔解合金の残部は、銅で構成される。

このように、本実施形態では、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金からなるスパッタリング用合金ターゲットを熔解法で作製する際に、ニッケルにタングステンを固溶させて作製されたニッケル−タングステン合金に銅を熔解させて作製するので、かかる熔解合金を効率的に作製できる。このため、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が確実に図れるスパッタリング用合金ターゲットとすることができる。特に、配線層として銅層を適用した場合に、本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットは、黒化層として適用するための光学特性を有した上で、配線層と同時にエッチング処理が可能となるエッチング性を有する。

次に、本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの製造方法の概略について図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。

本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの製造方法は、熔解法により銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金からなるスパッタリング用合金ターゲットを効率的に作製する。本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットの製造方法は、図１に示すように、秤量工程Ｓ１１、ニッケル−タングステン合金作製工程Ｓ１２、真空度調整工程Ｓ１３、銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程Ｓ１４、脱ガス工程Ｓ１５、及び再加熱工程Ｓ１６を含む。

本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金からなるスパッタリング用合金ターゲットを熔解法で作製する際に、各金属成分の組成に留意することにより、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性と、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が確実に図れることを見出し、かかる知見に基づき更に研究を行った結果、本発明を完成するに至った。

また、本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、一般に銅とタングステンは、熔解することが難しく固溶しないため、ニッケルにタングステンを固溶させた合金を作製し、その合金と銅を熔解させることで銅−ニッケル−タングステン熔解合金を作製できることを見出して、本発明を完成するに至った。ここで、タングステンとニッケルの相図から、１５２５℃でタングステンが１６原子％までニッケルに固溶させることが可能であり、金属間化合物Ｎｉ₄ Ｗが析出する１００２℃では、タングステンが１３原子％まで、室温ではタングステンが１３原子％までニッケルにタングステンを固溶させることが可能である知見に基づいて、本発明を完成するに至った。

本実施形態では、まず、出発原料として、スパッタリング用合金ターゲットの構成成分である銅、ニッケル、タングステンを準備し、所定の組成となるように、それぞれ秤量する（秤量工程Ｓ１１）。本実施形態の秤量工程Ｓ１１では、所定の組成として、タングステンが２原子％以上１６原子％以下、ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下、かつ、残部が銅となるように、銅、ニッケル、及びタングステンが秤量される。例えば、８３Ｎｉ−１０Ｃｕ−７Ｗの熔解合金ターゲットを作製する場合には、まず、ニッケルを８３原子％（７１．７質量％）、銅を１０原子％（９．４質量％）とモリブデンを７原子％（１２．０質量％）になるように秤量する。

次に、秤量工程Ｓ１１で秤量したニッケルにタングステンを固溶させてニッケル−タングステン合金を作製する（ニッケル−タングステン合金作製工程Ｓ１２）。本実施形態では、秤量したニッケルとタングステン原料をアルミナ坩堝に入れて真空にして、真空熔解炉で１５８０℃まで加熱してニッケル−タングステン合金に熔解する。

ニッケル−タングステン合金作製工程Ｓ１２において、そのまま１５８０℃で１０分間保持して完全に溶解したことを確認した後に、Ａｒガスを入れて真空度が５００Ｐａになるように調整する（真空度調整工程Ｓ１３）。ニッケル−タングステン合金作製工程Ｓ１２において、ニッケルを溶解させるとガスが発生するので、炉内を減圧する必要がある。しかしながら、数Ｐａ程度の真空度では、溶湯からニッケルが蒸発して温度測定用のガラスに付着して温度測定ができなくなる問題がある。このため、本工程Ｓ１３では、かかる問題発生を防止するために、Ａｒガスを入れて炉内の真空度が５００Ｐａになるように調整している。

その後、ニッケル−タングステン合金に秤量工程Ｓ１１で秤量した銅を熔解させて、銅−ニッケル−タングステン熔解合金を作製する（銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程Ｓ１４）。本実施形態の銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程Ｓ１４では、銅がより均一に分散された状態で含まれるスパッタリング用合金ターゲットを溶解法で確実に作製するために、ニッケル−タングステン合金に対して銅を多段階で投入してから熔解させるようにする。具体的には、本工程Ｓ１４では、銅原料を坩堝に数回に分けて投入して、所望の合金組成の銅−ニッケル−タングステン熔解合金を作製する。

銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程Ｓ１４で溶解時に、原料となる銅から酸素等のガスが発生し、そのままの状態だと、冷却時に合金の表面が酸化する可能性があるため、工程Ｓ１４で銅を熔解させた後に、真空引きを行って銅−ニッケル−タングステンの合金融体の脱ガスを行う（脱ガス工程Ｓ１５）。そして、溶湯中のニッケル−タングステンの融点が１５１０℃であることから、それ以上の温度に上げて、銅−ニッケル−タングステン合金が確実に融けるようにするために、脱ガス後に再度真空中で加熱して１５５０℃以上の温度にし、１０分間保持する（再加熱工程Ｓ１６）。このようにして、均一な銅−ニッケル−タングステン熔解合金を得ることができる。

なお、その後は、カーボン製の鋳型に流し込んでインゴットとして、これをターゲット加工して本発明の一実施形態に係る銅、ニッケル、及びタングステンを含むスパッタリング用合金ターゲットを得ることができる。また、得られたインゴットのＳＥＭ−ＥＤＳの測定により、タングステンがニッケル中に固溶している旨が確認できる。

このように、本実施形態では、銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金を作製できるので、導電性基板の黒化層として適用するための光学特性を有し、かつ、配線層と同時にエッチングできるエッチング性との両立が図れるスパッタリング用合金ターゲットを溶解法で効率的に作製できる。このため、本実施形態のスパッタリング用合金ターゲットをタッチパネル用の導電性基板に設けられる黒化層に適用することにより、当該黒化層としての光学特性を有した上で、銅等の金属箔により構成される配線層と同時にエッチング処理が可能となるので、配線層と黒化層を備えるタッチパネル用導電性基板を効率的に作製できるようになる。

次に、本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットを使用して製造される導電性基板について、図面を使用しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットを適用した導電性基板の概略を示す断面図である。

本発明の一実施形態に係るスパッタリング用合金ターゲットにより、同時にエッチング処理を行うことができる銅層１２と、黒化層１１とを備えたタッチパネル用の導電性基板１０を好適に作製することができる。タッチパネル用導電性基板１０は、図２に示すように、透明基材１３と、透明基材の少なくとも一方の面側に形成された銅層１２と、透明基材の少なくとも一方の面側に形成され、酸素、銅、ニッケル及びタングステンを含有し、酸素を５原子％以上５０原子％以下含有する黒化層１１とを備えた構成である。

これまで、タッチパネル用導電性基板として、種々の銅層と黒化層を備える導電性基板が検討されてきたが、銅層は、金属光沢を有するため、透明基材上に銅層をエッチングした配線を形成したのみでは、前述したように、銅が光を反射して、例えば、タッチパネル用の導電性基板として用いた場合に、ディスプレイの視認性が低下するという問題があった。そこで、黒化層を設ける方法が検討されてきたが、黒化層がエッチング液に対する反応性を十分に有していない場合があり、銅層と黒化層とを同時に所望の形状にエッチングすることが困難であった。

そこで、本発明の発明者らが検討を行ったところ、酸素、銅、ニッケル及びタングステンを含有する層は、黒色であるため黒化層として使用でき、かつ、エッチング液に対して十分な反応性を示すため、銅層と同時にエッチング処理を行えることを見出した。すなわち、本発明の一実施形態に係る銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金スパッタリングターゲットを使用すれば、同時に配線層となる銅層と黒化層を同時にエッチングでき、安価に配線のパタンニングを可能とすることができることを見出した。このため、本発明の一実施形態に係る銅、ニッケル、及びタングステンを含む熔解合金であるスパッタリング用合金ターゲットを使用して、スパッタ成膜することで、エッチング性に優れ、かつタッチパネル用として要求される良好な光学特性（例えば反射率、明度（Ｌ＊）、色度（ａ＊、ｂ＊））を有する黒化層が得られることを確認することができた。

ここでまず、本実施形態の導電性基板１０に含まれる各部材について、以下に説明する。透明基材１３としては、特に限定されるものではなく、可視光を透過する絶縁体フィルムや、ガラス基板等を好ましく用いることができる。可視光を透過する絶縁体フィルムとしては、例えば、ポリアミド系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、シクロオレフィン系フィルム等の樹脂フィルム、ポリカーボネート系フィルム等を好ましく用いることができる。透明基材の厚さについては特に限定されず、導電性基板とした場合に要求される強度や静電容量、光の透過率等に応じて任意に選択することができる。

次に銅層１２について説明する。銅層１２についても特に限定されないが、光の透過率を低減させないため、銅層１２と透明基材１３との間、または、黒化層１１との間に接着剤を配置しないことが好ましい。すなわち、銅層１２は、他の部材の上面に直接形成されていることが好ましい。

本実施形態では、他の部材の上面に銅層１２を直接形成するため、銅層１２は、銅薄膜層を有することが好ましい。また、銅層１２は、銅薄膜層と銅めっき層とを有していてもよい。例えば、透明基材１３又は黒化層１１上に乾式めっき法により銅薄膜層を形成して、当該銅薄膜層を銅層１２とすることができる。これにより、透明基材１３又は黒化層１１上に接着剤を介さずに直接、銅層１２を形成できる。

また、銅層１２の膜厚が厚い場合には、当該銅薄膜層を給電層として、湿式めっき法で銅めっき層を形成することによって、銅薄膜層と銅めっき層とを有する銅層１２とすることもできる。銅層１２が銅薄膜層と銅めっき層とを有することにより、この場合も透明基材１３又は黒化層１１上に接着剤を介さずに直接銅層１２を形成できる。

銅層１２の厚さは、特に限定されるものではなく、銅層１２を配線として用いた場合に、当該配線に供給する電流の大きさや配線幅等に応じて任意に選択することができる。特に、十分に電流を供給できるように、銅層１２は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上とすることがより好ましい。銅層１２の厚さの上限値は、特に限定されないが、銅層１２が厚くなると、配線を形成するためにエッチングを行う際にエッチングに時間を要するため、サイドエッチが生じ、エッチングの途中でレジストが剥離する等の問題を生じ易くなる。このため、銅層１２の厚さは、３μｍ以下であることが好ましく、７００ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。なお、銅層１２が上述のように銅薄膜層と、銅めっき層を有する場合には、銅薄膜層の厚さと、銅めっき層の厚さとの合計が上記範囲であることが好ましい。

次に、酸素、銅、ニッケル及びタングステンを含有する黒化層１１について説明する。配線層となる銅層１２は、金属光沢を有するため、透明基材１３上に銅層１２をエッチングした配線を形成したのみでは、上述のように銅が光を反射し、例えば、タッチパネル用の導電性基板１０として用いた場合、ディスプレイの視認性が低下するという問題があった。そこで、黒化層１１を設ける方法が検討されてきたが、黒化層１１がエッチング液に対する反応性を十分に有していない場合があり、銅層１２と黒化層１１とを同時に所望の形状にエッチングすることは困難であった。そこで、本発明の発明者らが検討を行ったところ、酸素、銅、ニッケル及びタングステンを含有するスパッタリング用合金ターゲットから作製される層は、黒色であるため黒化層１１として使用でき、さらに、エッチング液に対して十分な反応性を示すため、銅層１２と同時にエッチング処理を行えることが分かった。

黒化層１１の成膜方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法により成膜することができる。ただし、比較的容易に黒化層１１を成膜できることから、スパッタリング法により成膜することが好ましい。

本実施形態では、黒化層１１は、銅−ニッケル−タングステンの熔解合金ターゲットを用いて、チャンバー内に酸素を供給しながら、スパッタリング法により成膜することができる。その際に、スパッタリング時にチャンバー内に供給するガス中の酸素の含有割合は、特に限定されないが、酸素の含有割合が５体積％以上４０体積％以下であるガスをチャンバーに供給しながら、黒化層を成膜することが好ましい。

また、チャンバー内へ供給するガス中の酸素の含有割合を４０体積％以下とすることにより、黒化層１１のエッチング液に対する反応性を特に高めることができる。このため、銅層１２と共に黒化層１１のエッチングを行う際、銅層１２と、黒化層１１とを容易に所望のパターンとすることができ好ましい。さらに、光学特性の反射率、明度（Ｌ＊）、色度（ａ＊、ｂ＊）の何れも黒化層１１として良好となり好ましい。

特に、色度（ａ＊、ｂ＊）を黒化層１１として特に良好とする観点からは、チャンバー内へ供給するガス中の酸素の供給割合は２５体積％以下とすることがより好ましい。なお、スパッタリングを行う際、チャンバー内に供給するガスは、酸素以外の残部については不活性ガスとすることが好ましい。酸素以外の残部については例えばアルゴン、キセノン、ネオン、ヘリウムから選択された１種類以上のガスを供給することができる。

スパッタリングの際に用いるターゲットの組成は、本発明の一実施形態に係る銅−ニッケル−タングステンの熔解合金ターゲットで特定した構成成分の組成範囲であれば、黒化膜として良好な特性が得られるので、成膜する黒化層１１の組成にあわせて、任意に選択することができる。なお、スパッタリング中のターゲットからの元素の飛び易さは、元素の種類により異なる。このため、目的とする黒化層１１の組成と、ターゲット中の元素の飛び易さに応じてターゲットの組成を選択することができる。

また、黒化層１１中に含まれる酸素は、５原子％以上５０原子％以下であることが好ましく、２０原子％以上４５原子％以下であることがより好ましい。これは、黒化層１１中に酸素が５原子％以上含まれていることにより、黒化層１１が半透明になることで光の干渉効果により十分な黒色とすることができ、光の反射を特に抑制できるためである。また、黒化層１１中の酸素の含有量が５０原子％より多くなると、黒化層１１のエッチング性が悪くなり、また、黒化層１１のシート抵抗が高くなるため、５０原子％以下であることが好ましい。

黒化層１１の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、２０ｎｍ以上であることが好ましく、２５ｎｍ以上とすることがより好ましい。黒化層１１は、上述のように、黒色をしており、銅層１２による光の反射を抑制する黒化層１１として機能するが、黒化層１１の厚さが薄い場合には、十分な黒色が得られず、銅層１２による光の反射を十分に抑制することができない場合がある。これに対して、黒化層１１の厚さを上記範囲とすることにより、銅層１２の反射をより抑制できるため好ましい。

黒化層１１の厚さの上限値は、特に限定されるものではないが、黒化層１１の厚さを厚くすると、光学特性の反射率、明度（Ｌ＊）、色度（ａ＊、ｂ＊）が黒化層としては、劣る特性となる場合があり、好ましくない。このため、黒化層１１の厚さは、４５ｎｍ以下とすることが好ましく、４０ｎｍ以下とすることがより好ましい。

次に、本発明の一実施形態に係る銅、ニッケル、及びタングステンを含むスパッタリング用合金ターゲットについて実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
８３Ｎｉ−１０Ｃｕ−７Ｗの熔解合金ターゲットを作製する場合について述べる。出発原料として、構成成分のニッケル、銅、タングステンをそれぞれ金属の原料（塊、棒、粒など）を準備した。

まず、ニッケルを８３原子%（２１５１．３ｇ、７１．７質量％）、銅を１０原子%（２８０．５ｇ、９．４質量％）とタングステンを７原子％（５６８．２ｇ、１２質量％）になるように秤量した。

次に、ニッケルとタングステン原料をアルミナ坩堝に入れて真空にして真空熔解炉（富士電波工業製）で１５８０℃まで加熱した。１５８０℃で１０分間保持して完全に熔解したことを確認した後に、Ａｒガスを入れて真空度が５００Ｐａになるように調整した。その後、銅原料５４９０ｇを坩堝に４回に分けて投入した。

そして、銅が熔解した後に、真空引きを行って合金融体の脱ガスを行った。脱ガス後、真空中で再度加熱して１５５０℃以上で１０分間保持した。その後カーボン製の鋳型（１５０×５０×１５０ｍｍ）に流し込んでインゴット（１５０×５０×１１０ｍｍ）を作製した。得られたインゴットをＩＣＰ法で定量分析を行って仕込み組成と同じ合金ができていることを確認した。

インゴットから１１０×６０×５０ｍｍの板を切り出して、熱間（１０００℃）で圧延を行って１１０×１５０×２２ｍｍに圧延した板を作製した。圧延パスは５回、加熱を繰り返して行った。そして、圧延した板から直径７５ｍｍ厚み６ｍｍの円盤を切り出した。円盤の表面を研削して平面を出して銅製のバッキングプレートにＩｎの蝋剤を用いてボンディングしてスパッタリング用合金ターゲットを作製した。

（性能確認試験）
（１）光学特性（反射率、透過率）
以下の各実験例において作製した導電性基板について、銅層及び黒化層の溶解試験を行う前に、光学特性（反射率、透過率）の測定を行った。測定は、紫外可視分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製 型式：Ｕ−４０００）に反射率測定ユニットを設置して行った。各実験例で作製した導電性基板の銅層及び黒化層を形成した側の最表面に対して、入射角１２°、受光角１２°として、波長３５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の光を照射した際の反射率および透過率を測定した。得た反射率を用いて色彩計算プログラムを用い、光源Ａ視野２度の条件でＣＩＥ１９７６（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）色空間上の座標を計算した。

（２）溶解性試験
以下の各実験例において作製した黒化膜をエッチング液に浸漬して銅層及び黒化層の溶解性試験を行った。エッチング液としては、塩化第二鉄１０質量％と、塩酸１０質量％と、残部が水からなる水溶液を用い、エッチング液の温度は、室温（２５℃）とした。

（黒化膜の作製）
黒化層を評価するため、ＰＥＴ基板上に銅−ニッケル−タングステンの酸化膜を形成した導電性基板の試料を作製した。まず、縦６ｃｍ、横６ｃｍ、厚さ０．０５ｍｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ、商品名「ルミラーＵ４８」、東レ株式会社製）製の透明基材を準備した。次に、直流スパッタリング法により銅層を３００ｎｍ製膜した。その上に黒化層を成膜した。黒化層の成膜は、スパッタリング装置（アルバック株式会社製 型式：ＳＩＨ−４５０）を用いて行った。

スパッタリングの具体的な条件について以下に説明する。スパッタリング用合金ターゲットとして、前記した８３Ｎｉ−１０Ｃｕ−７Ｗの熔解合金ターゲットを用いた。チャンバー内には、酸素とアルゴンガスとを合計で１０ｓｃｃｍになるように供給しながらスパッタリングを行った。また、スパッタリング前のチャンバー内の到達真空度は、１．５×１０^−４Ｐａとした。ＤＣパワー２００Ｗ、スパッタ時間を変えて、実験番号１から１０の２０〜４０ｎｍの黒化層を作製した。

（黒化層の評価）
上記のようにして得られた黒化層の光学特性を評価して、その評価結果を表１に示す。

表１の結果から、酸素とアルゴンのガス比、スパッタ時間を調整することで得られる黒化膜の光学特性を制御することが可能であり、特に、実験番号３の膜厚３５ｎｍの黒化層は、反射率は、極めて低く、明度（Ｌ＊）も低く、色度（ａ*、ｂ*）も共に負の青黒い膜であり、タッチパネル用の黒化層として十分使用可能であることが分かった。

（溶解性試験）
次に、黒化層の溶解性試験を行った。エッチング液として塩化第二鉄１０質量％と、塩酸１０質量％と、残部が水からなる水溶液を用いて、２０℃で溶解試験を行った。試料は、酸素とアルゴンのガス比を１：９、１．３：８．７の条件とし、スパッタ条件は、同じ条件とし、ＰＥＴフィルム（Ｕ‐４８）上に膜厚３００ｎｍの黒化層のみを成膜した。本溶解性試験において、エッチング液に浸漬後１分以内に黒化膜が全量溶解したものを○、３分以内に黒化膜が全量溶解したものを△、３分を超えても黒化膜の一部が残存したものを×と評価して、その評価結果を表２に示す。

溶解性試験の結果、黒化層は、何れも１分以内に全量溶解して、良好なエッチング性を有していることが分かった。すなわち、エッチング液に対して十分な反応性を示すため、配線層となる銅層と同時にエッチング処理を行えるので、配線層と同時にエッチング処理が可能な黒化層として適用できることが分かった。

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

１０ 導電性基板、１１ 黒化層、１２ 銅層（配線層）、１３ 透明基材、Ｓ１１ 秤量工程、Ｓ１２ ニッケル−タングステン合金作製工程、Ｓ１３ 真空度調整工程、Ｓ１４ 銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程、Ｓ１５ 脱ガス工程、Ｓ１６ 再加熱工程

Claims (4)

1. 熔解法により作製されるスパッタリング用合金ターゲットであって、
   銅と、ニッケルと、タングステンとを含む熔解合金からなり、前記熔解合金の組成は、前記タングステンが２．５原子％以上１３原子％以下であり、前記ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下であり、かつ、残部が前記銅によって構成され、
   前記タングステンと前記ニッケルの比が２：９８以上１６：８４以下であることを特徴とするスパッタリング用合金ターゲット。
2. 前記熔解合金は、
   前記ニッケルに前記タングステンを固溶させて得られるニッケル−タングステン合金と、
   前記ニッケル−タングステン合金に熔解される前記銅と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング用合金ターゲット。
3. 熔解法により作製されるスパッタリング用合金ターゲットの製造方法であって、
   前記スパッタリング用合金ターゲットの構成成分となる銅と、ニッケルと、タングステンとを所定の組成となるように秤量する秤量工程と、
   真空熔解炉で１５８０℃まで加熱しながら秤量した前記ニッケルに前記タングステンを固溶させてニッケル−タングステン合金を作製するニッケル−タングステン合金作製工程と、
   前記ニッケル−タングステン合金に秤量した前記銅を熔解させて銅−ニッケル−タングステン熔解合金を作製する銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程と、を含み、
   前記秤量工程では、前記所定の組成として、前記タングステンが２．５原子％以上１３原子％以下、前記ニッケルが２０原子％以上９０原子％以下、かつ、残部が前記銅となり、前記タングステンと前記ニッケルの比が２：９８以上１６：８４以下となるように、前記銅、前記ニッケル、及び前記タングステンが秤量されることを特徴とするスパッタリング用合金ターゲットの製造方法。
4. 前記銅−ニッケル−タングステン熔解合金作製工程では、前記ニッケル−タングステン合金に対して前記銅を多段階で投入してから熔解させることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング用合金ターゲットの製造方法。

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