JP6627993B2 - Cu-Ni alloy sputtering target - Google Patents
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Description
本発明は、Ｎｉを含み、残部がＣｕと不可避不純物からなるＣｕ−Ｎｉ合金の薄膜を成膜する際に用いられるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットに関するものである。 The present invention relates to a Cu—Ni alloy sputtering target used when forming a thin film of a Cu—Ni alloy containing Ni and the balance consisting of Cu and unavoidable impurities.
上述のＣｕ−Ｎｉ合金は、例えば特許文献１に示すように、低反射、耐熱性、電気特性に優れていることから、ディスプレイ等の配線膜として用いられている。また、例えば特許文献２−４に記載されているように、銅配線の下地膜としても使用されている。
さらに、４０〜５０ｍａｓｓ％のＮｉを含む銅ニッケル合金においては、抵抗温度係数が小さいことから、例えば特許文献５に示すように、ひずみゲージ用薄膜抵抗体として使用されている。
また、この銅ニッケル合金は、起電力が大きいことから、例えば特許文献６−８に示すように、薄膜熱電対及び補償導線として使用されている。
さらに、２２ｍａｓｓ％以下のＮｉを含む銅ニッケル合金においても、一般電気抵抗体や低温発熱体等として利用されている。
The above-mentioned Cu-Ni alloy is used as a wiring film of a display or the like because it has excellent low reflection, heat resistance, and electrical characteristics as shown in Patent Document 1, for example. Further, as described in Patent Documents 2 to 4, for example, it is also used as a base film of a copper wiring.
Further, a copper-nickel alloy containing 40 to 50 mass% of Ni is used as a thin film resistor for a strain gauge, for example, as shown in Patent Document 5 because of its small temperature coefficient of resistance.
Further, since the copper-nickel alloy has a large electromotive force, it is used as a thin-film thermocouple and a compensating conductor, for example, as shown in Patent Documents 6-8.
Further, a copper-nickel alloy containing 22 mass% or less of Ni is also used as a general electric resistor, a low-temperature heating element, and the like.
上述のようなＣｕ−Ｎｉ合金からなる薄膜は、例えばスパッタ法によって成膜される。スパッタ法に使用されるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、従来、例えば特許文献９，１０に示すように、溶解鋳造法によって製造されている。
また、特許文献１１には、Ｃｕ−Ｎｉ合金の焼結体の製造方法が提案されている。
The thin film made of the Cu—Ni alloy as described above is formed by, for example, a sputtering method. Conventionally, a Cu—Ni alloy sputtering target used for a sputtering method has been manufactured by a melting casting method, for example, as shown in Patent Documents 9 and 10.
Patent Document 11 proposes a method of manufacturing a sintered body of a Cu—Ni alloy.
ところで、上述のＣｕ―Ｎｉ合金膜においては、膜厚や組成にばらつきが生じた際に、電気抵抗等の特性が膜内でばらついてしまう。このため、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を成膜することが求められている。
ここで、Ｃｕ―Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいて結晶粒が粗大化した場合には、スパッタが進行した際にスパッタ面に凹凸が生じ、膜厚や組成の均一な膜を成膜できなくなるおそれがあった。また、異常放電が発生しやすくなり、スパッタ成膜を安定して実施することができなくなるおそれがあった。
By the way, in the above-mentioned Cu—Ni alloy film, when the film thickness or the composition is varied, characteristics such as electric resistance vary within the film. Therefore, it is required to form a Cu—Ni alloy film having a uniform thickness and composition.
Here, when the crystal grains are coarsened in the Cu—Ni alloy sputtering target, irregularities are generated on the sputtered surface when the sputtering proceeds, and there is a possibility that a film having a uniform thickness and composition cannot be formed. . Further, abnormal discharge is likely to occur, and there is a possibility that the sputter deposition cannot be performed stably.
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、結晶粒の粗大化が抑制され、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を安定して成膜することが可能なＣｕ−Ｎｉ合金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。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to stably form a Cu—Ni alloy film in which coarsening of crystal grains is suppressed and film thickness and composition are uniformed. It is an object of the present invention to provide a simple Cu-Ni alloy sputtering target.
上記の課題を解決するために、本発明のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、Ｎｉを含み、残部がＣｕと不可避不純物からなるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットであって、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粒界にＮｉ酸化物相が存在しており、これらＮｉ酸化物相の面積率が０．１％以上５．０％以下の範囲内とされており、前記Ｎｉ酸化物相の最大粒径が１０μｍ未満とされ、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a Cu—Ni alloy sputtering target of the present invention is a Cu—Ni alloy sputtering target containing Ni, the balance being Cu and unavoidable impurities, and a solid solution of Cu and Ni. there exists a Ni oxide phase in the grain boundary phase, the area ratio of Ni oxide phase are in the range of 5.0% or less than 0.1%, the maximum particle of the Ni oxide phase It is characterized in that the diameter is less than 10 μm, and the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is in the range of 5 μm or more and 100 μm or less .
本発明のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットによれば、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粒界にＮｉ酸化物相が存在しており、これらＮｉ酸化物相の面積率が０．１％以上とされているので、Ｎｉ酸化物相によって結晶粒の成長を抑制することができ、結晶粒の粗大化を抑制することが可能となる。また、上述のＮｉ酸化物相の面積率が５．０％以下とされているので、Ｎｉ酸化物相に起因した異常放電の発生を抑制することが可能となる。
よって、結晶粒の粗大化が抑制され、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を安定して成膜することが可能となる。
また、前記Ｎｉ酸化物相の最大粒径が１０μｍ未満に制限されているので、Ｎｉ酸化物相に起因した異常放電の発生をさらに抑制することができ、安定してスパッタ成膜することが可能となる。
さらに、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が１００μｍ以下とされているので、スパッタ成膜時における異常放電の発生を十分に抑制することができる。また、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が５μｍ以上とされているので、製造コストを低く抑えることができる。
According to the Cu—Ni alloy sputtering target of the present invention, the Ni oxide phase is present at the grain boundary of the matrix composed of the solid solution of Cu and Ni, and the area ratio of these Ni oxide phases is 0.1% or more. Therefore, the growth of the crystal grains can be suppressed by the Ni oxide phase, and the coarsening of the crystal grains can be suppressed. Further, since the area ratio of the Ni oxide phase is set to 5.0% or less, it is possible to suppress occurrence of abnormal discharge caused by the Ni oxide phase.
Accordingly, coarsening of crystal grains is suppressed, and a Cu—Ni alloy film having a uniform thickness and composition can be stably formed.
Further, since the maximum particle size of the Ni oxide phase is limited to less than 10 μm, it is possible to further suppress the occurrence of abnormal discharge due to the Ni oxide phase, and it is possible to stably form a film by sputtering. It becomes.
Further, since the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is 100 μm or less, occurrence of abnormal discharge during sputtering film formation can be sufficiently suppressed. Further, since the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is set to 5 μm or more, the production cost can be reduced.
ここで、本発明のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｎｉの含有量が１６ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成とされていることが好ましい。
この場合、Ｎｉの含有量が１６ｍａｓｓ％以上とされているので、耐食性に優れたＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜することができる。また、Ｎｉの含有量が５５ｍａｓｓ％以下とされているので、電気抵抗が低いＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜することができる。
よって、耐食性及び導電性が求められる用途に特に適したＣｕ−Ｎｉ合金膜を、安定して成膜することができる。
Here, in the Cu—Ni alloy sputtering target of the present invention, it is preferable that the Ni content be in the range of 16 mass% or more and 55 mass% or less, and the balance be Cu and an unavoidable impurity.
In this case, since the content of Ni is set to 16 mass% or more, a Cu—Ni alloy film having excellent corrosion resistance can be formed. Further, since the content of Ni is set to 55 mass% or less, a Cu—Ni alloy film having low electric resistance can be formed.
Therefore, a Cu—Ni alloy film particularly suitable for applications requiring corrosion resistance and conductivity can be stably formed.
本発明によれば、結晶粒の粗大化が抑制され、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を安定して成膜することが可能なＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a Cu—Ni alloy sputtering target capable of stably forming a Cu—Ni alloy film in which crystal grains are suppressed from being coarsened and having a uniform thickness and composition. Can be.
以下に、本発明の一実施形態に係るＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットについて説明する。
本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、配線膜、銅配線の下地膜、ひずみゲージ用薄膜抵抗体、薄膜熱電対及び補償導線、一般電気抵抗体や低温発熱体等として使用されるＣｕ−Ｎｉ合金薄膜を成膜する際に用いられるものである。
Hereinafter, a Cu—Ni alloy sputtering target according to an embodiment of the present invention will be described.
The Cu—Ni alloy sputtering target of the present embodiment is used as a wiring film, a base film of a copper wiring, a thin film resistor for a strain gauge, a thin film thermocouple and a compensating lead, a general electric resistor, a low-temperature heating element, and the like. -Used to form a Ni alloy thin film.
なお、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、スパッタ面が矩形状をなす矩形平板型スパッタリングターゲットであってもよいし、スパッタ面が円形状をなす円板型スパッタリングターゲットであってもよい。あるいは、スパッタ面が円筒面とされた円筒型スパッタリングターゲットであってもよい。 Incidentally, the Cu-Ni alloy sputtering target of the present embodiment may be a rectangular flat plate sputtering target having a rectangular sputtering surface or a disk sputtering target having a circular sputtering surface. Good. Alternatively, the sputtering target may be a cylindrical sputtering target having a cylindrical surface.
本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、Ｎｉを含み、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成とされている。なお、ＮｉとＣｕは図１の２元状態図に示すように全率固溶体を形成することから、Ｎｉの含有量は、要求される耐食性、電気抵抗等の特性に応じて、適宜、設定することが好ましい。
ここで、本実施形態のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｎｉの含有量が１６ｍａｓｓ％以上５５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成としている。
The Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment contains Ni, and the balance is made of Cu and unavoidable impurities. Since Ni and Cu form a solid solution as shown in the binary phase diagram of FIG. 1, the content of Ni is appropriately set according to required characteristics such as corrosion resistance and electric resistance. Is preferred.
Here, in the Cu—Ni alloy sputtering target of the present embodiment, the content of Ni is in the range of 16 mass% or more and 55 mass% or less, and the balance is made of Cu and inevitable impurities.
そして、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、図２に示すように、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粒界にＮｉ酸化物相が存在しており、これらＮｉ酸化物相の面積率が０．１％以上５．０％以下の範囲内とされている。 In the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a Ni oxide phase exists at a grain boundary of a parent phase composed of a solid solution of Cu and Ni. The area ratio of the phase is in the range of 0.1% or more and 5.0% or less.
また、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｎｉ酸化物相の最大粒径が１０μｍ未満とされている。
さらに、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とされている。
In the Cu-Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, the maximum particle size of the Ni oxide phase is less than 10 µm.
Furthermore, in the Cu-Ni alloy sputtering target of the present embodiment, the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is in the range of 5 μm or more and 100 μm or less.
以下に、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいて、上述のように、Ｎｉ酸化物相の面積率、Ｎｉ酸化物相の最大粒径、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径、成分組成を規定した理由について説明する。 Hereinafter, in the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, as described above, the area ratio of the Ni oxide phase, the maximum particle size of the Ni oxide phase, and the average particle size of the parent phase composed of a solid solution of Cu and Ni. The reason for defining the diameter and the component composition will be described.
（Ｎｉ酸化物相の面積率）
本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の結晶粒界に、Ｎｉ酸化物相が存在している。このＮｉ酸化物相により、母相の結晶粒の成長が抑制されることになり、結晶粒の粗大化が抑制される。
ここで、Ｎｉ酸化物相の面積率が０．１％未満の場合には、上述した結晶粒の成長を抑制する効果を十分に得ることができないおそれがある。一方、Ｎｉ酸化物相の面積率が５．０％を超える場合には、絶縁体であるＮｉ酸化物相を起因とした異常放電が発生するおそれがある。
このため、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、Ｎｉ酸化物相の面積率を０．１％以上５．０％以下の範囲内としている。
なお、結晶粒の成長を確実に抑制するためには、Ｎｉ酸化物相の面積率の下限を０．２％以上とすることが好ましく、０．３％以上とすることがさらに好ましい。一方、Ｎｉ酸化物相を起因とした異常放電の発生をさらに抑制するためには、Ｎｉ酸化物相の面積率の上限を４．５％以下とすることが好ましく、４．０％以下とすることがさらに好ましい。
(Area ratio of Ni oxide phase)
In the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, a Ni oxide phase exists at a crystal grain boundary of a parent phase composed of a solid solution of Cu and Ni. The Ni oxide phase suppresses the growth of the crystal grains of the mother phase, and suppresses the coarsening of the crystal grains.
Here, when the area ratio of the Ni oxide phase is less than 0.1%, the effect of suppressing the growth of crystal grains described above may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the area ratio of the Ni oxide phase exceeds 5.0%, abnormal discharge may occur due to the Ni oxide phase as an insulator.
For this reason, in the Cu—Ni alloy sputtering target of the present embodiment, the area ratio of the Ni oxide phase is in the range of 0.1% or more and 5.0% or less.
In order to surely suppress the growth of crystal grains, the lower limit of the area ratio of the Ni oxide phase is preferably set to 0.2% or more, more preferably 0.3% or more. On the other hand, in order to further suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the Ni oxide phase, the upper limit of the area ratio of the Ni oxide phase is preferably set to 4.5% or less, more preferably 4.0% or less. Is more preferable.
（Ｎｉ酸化物相の最大粒径）
上述のように、Ｎｉ酸化物相は絶縁体であることから、スパッタ成膜時に異常放電の発生の原因となる。
このため、本実施形態において、さらにＮｉ酸化物相に起因した異常放電の発生を抑制するためには、Ｎｉ酸化物相の最大粒径を１０μｍ未満とすることが好ましい。
なお、Ｎｉ酸化物相に起因した異常放電の発生をさらに抑制するためには、Ｎｉ酸化物相の最大粒径を８μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以下とすることがさらに好ましい。また、Ｎｉ酸化物相の最大粒径の下限は、０．１μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがさらに好ましい。
(Maximum particle size of Ni oxide phase)
As described above, since the Ni oxide phase is an insulator, it causes abnormal discharge during sputtering film formation.
For this reason, in the present embodiment, in order to further suppress the occurrence of abnormal discharge due to the Ni oxide phase, it is preferable that the maximum particle size of the Ni oxide phase be less than 10 μm.
In order to further suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the Ni oxide phase, the maximum particle size of the Ni oxide phase is preferably 8 μm or less, more preferably 5 μm or less. The lower limit of the maximum particle size of the Ni oxide phase is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more.
（母相の平均粒径）
Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいては、結晶粒径を微細化することにより、スパッタ面全体でスパッタレートを安定させることが可能となる。また、結晶粒が粗大化すると、スパッタ成膜時に異常放電が発生するおそれがある。
このため、本実施形態において、さらにスパッタ面全体でスパッタレートを安定させるとともにスパッタ成膜時の異常放電の発生を抑制するためには、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径を１００μｍ以下とすることが好ましい。一方、製造コストの増加をさらに抑制するためには、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径を５μｍ以上とすることが好ましい。
なお、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径の下限は８μｍ以上とすることが好ましく、１０μｍ以上とすることがさらに好ましい。また、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径の上限は９０μｍ以下とすることが好ましく、７０μｍ以下とすることがさらに好ましい。
(Average particle size of mother phase)
In a Cu-Ni alloy sputtering target, by reducing the crystal grain size, it is possible to stabilize the sputtering rate over the entire sputtering surface. In addition, when the crystal grains become coarse, abnormal discharge may occur during sputtering film formation.
For this reason, in the present embodiment, in order to further stabilize the sputter rate on the entire sputter surface and to suppress the occurrence of abnormal discharge during sputter film formation, the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is set to 100 μm. It is preferable to set the following. On the other hand, in order to further suppress the increase in the manufacturing cost, it is preferable that the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is 5 μm or more.
The lower limit of the average particle diameter of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is preferably 8 μm or more, more preferably 10 μm or more. The upper limit of the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is preferably 90 μm or less, more preferably 70 μm or less.
（成分組成）
上述のように、ＮｉとＣｕは全率固溶体を形成することから、Ｎｉ含有量を調整することで、Ｃｕ−Ｎｉ合金膜の電気抵抗、耐食性等の特性を制御することが可能となる。このため、成膜したＣｕ−Ｎｉ合金膜への要求特性に応じて、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉ含有量を設定することになる。
ここで、耐食性に十分に優れたＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜する場合には、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉの含有量を１６ｍａｓｓ％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｕ−Ｎｉ合金膜の電気抵抗を低く抑えて導電性を確保する場合には、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉの含有量を５５ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。Ｎｉの含有量を５５ｍａｓｓ％以下としたＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットの比抵抗は、５×１０−５Ω・ｃｍ程度となる。
なお、さらに耐食性に優れたＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜する場合には、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉの含有量の下限を２０ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、２５ｍａｓｓ％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｕ−Ｎｉ合金膜の電気抵抗をさらに低く抑える場合には、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉの含有量の上限を５０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましく、４５ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
(Component composition)
As described above, since Ni and Cu form an all-solid solution, by adjusting the Ni content, it becomes possible to control characteristics such as electric resistance and corrosion resistance of the Cu—Ni alloy film. Therefore, the Ni content in the Cu—Ni alloy sputtering target is set according to the required characteristics of the formed Cu—Ni alloy film.
Here, in the case of forming a Cu—Ni alloy film having sufficiently excellent corrosion resistance, the content of Ni in the Cu—Ni alloy sputtering target is preferably set to 16 mass% or more. On the other hand, in the case where the electrical resistance of the Cu—Ni alloy film is kept low to ensure conductivity, the Ni content in the Cu—Ni alloy sputtering target is preferably set to 55 mass% or less. The specific resistance of the Cu—Ni alloy sputtering target having the Ni content of 55 mass% or less is about 5 × 10 −5 Ω · cm.
In addition, when forming a Cu-Ni alloy film having more excellent corrosion resistance, the lower limit of the content of Ni in the Cu-Ni alloy sputtering target is preferably set to 20 mass% or more, and more preferably 25 mass% or more. preferable. On the other hand, when the electric resistance of the Cu—Ni alloy film is further reduced, the upper limit of the Ni content in the Cu—Ni alloy sputtering target is preferably set to 50 mass% or less, and more preferably 45 mass% or less.
次に、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットの製造方法について、図３のフロー図を用いて説明する。
なお、本実施形態においては、粉末焼結法によって、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットを製造している。
Next, a method for manufacturing a Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
In this embodiment, a Cu—Ni alloy sputtering target is manufactured by the powder sintering method.
（焼結原料粉形成工程Ｓ０１）
まず、焼結原料粉を形成する。ここで、Ｃｕ粉とＮｉ粉との混合粉を用いてもよいし、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉を用いてもよい。
ここで、本実施形態では、以下のように製造したＣｕ−Ｎｉ合金粉を用いている。
まず、Ｃｕ原料とＮｉ原料を所定の配合比となるように秤量する。ここで、Ｃｕ原料は純度９９．９９ｍａｓｓ％以上のものを用いることが好ましい。また、Ｎｉ原料は純度９９．９ｍａｓｓ％以上のものを用いることが好ましい。具体的には、Ｃｕ原料として無酸素銅を用いることが好ましく、Ｎｉ原料として電解Ｎｉを用いることが好ましい。
(Sintering raw material powder forming step S01)
First, a sintering raw material powder is formed. Here, a mixed powder of Cu powder and Ni powder may be used, or a Cu-Ni alloy powder may be used.
Here, in the present embodiment, a Cu—Ni alloy powder manufactured as follows is used.
First, a Cu raw material and a Ni raw material are weighed so as to have a predetermined mixing ratio. Here, it is preferable to use a Cu raw material having a purity of 99.99 mass% or more. Further, it is preferable to use a Ni raw material having a purity of 99.9 mass% or more. Specifically, it is preferable to use oxygen-free copper as the Cu raw material, and it is preferable to use electrolytic Ni as the Ni raw material.
上述のように秤量したＣｕ原料及びＮｉ原料をるつぼに充填し、加熱して溶解する。ここで、るつぼの材料としては、アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルコニアなどのセラミック耐火物、あるいは、カーボンを用いることができる。
なお、Ｃｕ原料及びＮｉ原料を溶解した後のＣｕ−Ｎｉ合金溶湯を、３分以上１５分以下の範囲内で保持することが好ましい。保持時間が短いと、ＮｉとＣｕの組成が不均一となるおそれがある。また、Ｎｉの磁性が残るおそれがある。
The Cu raw material and the Ni raw material weighed as described above are filled in a crucible and heated to dissolve. Here, as a material of the crucible, a ceramic refractory such as alumina, mullite, magnesia, and zirconia, or carbon can be used.
In addition, it is preferable that the molten Cu—Ni alloy after the Cu raw material and the Ni raw material are melted is kept within a range of 3 minutes to 15 minutes. If the holding time is short, the composition of Ni and Cu may be non-uniform. In addition, the magnetism of Ni may be left.
ガスアトマイズ装置のノズルから上述のＣｕ−Ｎｉ合金溶湯を落下させながら、Ａｒガスを噴射させ、ガスアトマイズ粉を作製する。
なお、ノズルの孔径は０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。また、Ａｒガスの噴射ガス圧は１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、溶湯温度は１４００℃以上１７００℃以下の範囲内とすることが好ましい。
上述のようにして得られたガスアトマイズ粉を、冷却後にふるいで分級することにより、所定の粒径のＣｕ―Ｎｉ合金粉を得る。本実施形態では、Ｃｕ―Ｎｉ合金粉の平均粒径を１μｍ以上３００μｍ以下の範囲内としている。
While dropping the above-mentioned Cu—Ni alloy melt from the nozzle of the gas atomizing apparatus, Ar gas is injected to produce gas atomized powder.
In addition, the hole diameter of the nozzle is preferably in the range of 0.5 mm or more and 5.0 mm or less. Further, the injection gas pressure of the Ar gas is preferably in the range of 1 MPa to 10 MPa. Further, the temperature of the molten metal is preferably in the range of 1400 ° C. or more and 1700 ° C. or less.
The gas atomized powder obtained as described above is classified by sieving after cooling to obtain a Cu-Ni alloy powder having a predetermined particle size. In the present embodiment, the average particle size of the Cu—Ni alloy powder is in the range of 1 μm or more and 300 μm or less.
そして、本実施形態では、上述のＣｕ−Ｎｉ合金粉に対して、さらにＮｉ酸化物粉を添加する。なお、Ｎｉ酸化物粉としては、安定なＮｉＯ粉を用いることが好ましい。
また、Ｎｉ酸化物粉としては、純度が９５ｍａｓｓ％以上、平均粒径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲内のものを用いることが好ましい。また、Ｎｉ酸化物粉の添加量は、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおけるＮｉ酸化物相の面積率が上述の範囲内となるように、適宜調整することが好ましい。
Ｃｕ−Ｎｉ合金粉とＮｉ酸化物粉を混合する際には、ミキサーやブレンダー、具体的には、ヘンシェルミキサー、ロッキングミキサー、Ｖ型混合機を用いることができる。
以上のようにして、Ｎｉ酸化物を含む焼結原料粉を得る。
And in this embodiment, Ni oxide powder is further added to the above-mentioned Cu-Ni alloy powder. It is preferable to use stable NiO powder as the Ni oxide powder.
In addition, it is preferable to use Ni oxide powder having a purity of 95 mass% or more and an average particle diameter of 0.1 μm or more and less than 10 μm. It is preferable that the amount of the Ni oxide powder is appropriately adjusted so that the area ratio of the Ni oxide phase in the Cu—Ni alloy sputtering target falls within the above range.
When mixing the Cu—Ni alloy powder and the Ni oxide powder, a mixer or a blender, specifically, a Henschel mixer, a rocking mixer, or a V-type mixer can be used.
As described above, a sintering raw material powder containing a Ni oxide is obtained.
（焼結工程Ｓ０２）
次に、得られたＣｕ−Ｎｉ合金粉及びＮｉ酸化物粉の混合紛からなる焼結原料粉を、加圧及び加熱して、所定形状の焼結体を得る。
なお、焼結工程Ｓ０２における焼結方法については、例えば熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）、ホットプレス法（ＨＰ）等を適用することができる。
本実施形態では、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）を適用している。また、焼結条件は、温度：８００℃以上１２００℃以下、圧力：１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、保持時間：１時間以上６時間以下、とすることが好ましい。
(Sintering step S02)
Next, the sintering raw material powder made of the mixed powder of the obtained Cu-Ni alloy powder and Ni oxide powder is pressed and heated to obtain a sintered body having a predetermined shape.
As the sintering method in the sintering step S02, for example, a hot isostatic pressing method (HIP), a hot press method (HP), or the like can be applied.
In the present embodiment, hot isostatic pressing (HIP) is applied. The sintering conditions are preferably as follows: temperature: 800 ° C. to 1200 ° C., pressure: 10 MPa to 200 MPa, and holding time: 1 hour to 6 hours.
（機械加工工程Ｓ０３）
焼結工程Ｓ０２で得られた焼結体に対して、機械加工を行うことにより、所定の形状及び寸法のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットを得る。
(Machining process S03)
By performing machining on the sintered body obtained in the sintering step S02, a Cu—Ni alloy sputtering target having a predetermined shape and dimensions is obtained.
以上のようにして、粉末焼結法によって、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットが製造される。 As described above, the Cu-Ni alloy sputtering target of the present embodiment is manufactured by the powder sintering method.
以上のような構成とされた本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットによれば、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粒界にＮｉ酸化物相が存在しており、このＮｉ酸化物相の面積率が０．１％以上とされているので、Ｎｉ酸化物相によって結晶粒の成長を抑制することができ、結晶粒の粗大化を抑制することが可能となる。また、上述のＮｉ酸化物相の面積率が５．０％以下とされているので、Ｎｉ酸化物相に起因した異常放電の発生を抑制することが可能となる。
よって、結晶粒の粗大化が抑制され、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を安定して成膜することが可能となる。
According to the Cu—Ni alloy sputtering target of the present embodiment having the above-described configuration, the Ni oxide phase exists at the grain boundary of the parent phase composed of a solid solution of Cu and Ni. Since the area ratio of the phase is 0.1% or more, the growth of the crystal grains can be suppressed by the Ni oxide phase, and the coarsening of the crystal grains can be suppressed. Further, since the area ratio of the Ni oxide phase is set to 5.0% or less, it is possible to suppress occurrence of abnormal discharge caused by the Ni oxide phase.
Accordingly, coarsening of crystal grains is suppressed, and a Cu—Ni alloy film having a uniform thickness and composition can be stably formed.
また、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいて、Ｎｉ酸化物相の最大粒径を１０μｍ未満に制限した場合には、絶縁体であるＮｉ酸化物相に起因した異常放電の発生をさらに抑制することができ、安定してスパッタ成膜することが可能となる。 In the case of the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, when the maximum particle size of the Ni oxide phase is limited to less than 10 μm, the occurrence of abnormal discharge due to the Ni oxide phase as an insulator is further reduced. It can be suppressed, and a stable sputter film can be formed.
さらに、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいて、Ｎｉの含有量を１６ｍａｓｓ％以上とした場合には、耐食性に優れたＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜することができる。また、Ｎｉの含有量を５５ｍａｓｓ％以下とした場合には、電気抵抗が低いＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜することができる。よって、耐食性及び導電性が求められる用途に特に適したＣｕ−Ｎｉ合金膜を成膜することができる。 Furthermore, in the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, when the Ni content is 16 mass% or more, a Cu—Ni alloy film having excellent corrosion resistance can be formed. When the Ni content is 55 mass% or less, a Cu—Ni alloy film having low electric resistance can be formed. Therefore, it is possible to form a Cu—Ni alloy film particularly suitable for applications requiring corrosion resistance and conductivity.
また、本実施形態であるＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットにおいて、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径を１００μｍ以下とした場合には、スパッタ面全体でスパッタレートをさらに安定させることができるとともに、スパッタ成膜時における異常放電の発生をさらに抑制することが可能となる。一方、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径を５μｍ以上とした場合には、製造コストの増加を抑制することができる。 Further, in the Cu—Ni alloy sputtering target according to the present embodiment, when the average particle size of the parent phase formed of a solid solution of Cu and Ni is set to 100 μm or less, the sputtering rate can be further stabilized on the entire sputtering surface. At the same time, it is possible to further suppress the occurrence of abnormal discharge during sputtering film formation. On the other hand, when the average particle size of the matrix formed of a solid solution of Cu and Ni is 5 μm or more, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
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。
例えば、本実施形態では、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉にＮｉ酸化物粉を混合して焼結原料粉を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、アトマイズ時の原料にＮｉ酸化物を添加して、Ｎｉ酸化物を含むＣｕ−Ｎｉ合金粉を製造してもよい。また、アトマイズ中に酸素ガスを導入してＮｉを酸化させることで、Ｎｉ酸化物を含むＣｕ−Ｎｉ合金粉を製造してもよい。
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
For example, in the present embodiment, the description has been made assuming that the sintering raw material powder is formed by mixing the Ni-oxide powder with the Cu-Ni alloy powder. However, the present invention is not limited to this. May be added to produce a Cu-Ni alloy powder containing a Ni oxide. Alternatively, a Cu—Ni alloy powder containing a Ni oxide may be produced by introducing an oxygen gas into the atomized gas to oxidize Ni.
以下に、前述した本発明のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットについて評価した評価試験の結果について説明する。 Hereinafter, the results of the evaluation test for evaluating the above-described Cu—Ni alloy sputtering target of the present invention will be described.
まず、本発明例１〜３，５，６、参考例４，７及び比較例１〜４のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットは、以下のようにして粉末焼結法によって製造した。
Ｃｕ原料として純度９９．９９ｍａｓｓ％の無酸素銅を、Ｎｉ原料として純度９９．９％以上の電解Ｎｉを準備し、これをアルミナ製のるつぼに入れてガスアトマイズ装置にセットし、平均粒径５０μｍのＣｕ−Ｎｉ合金粉末を得た。なお、アトマイズ条件は、溶湯温度１５５０℃、保持時間８分、噴射圧５ＭＰａ、ノズル径２．０ｍｍとした。
また、Ｎｉ酸化物粉として、純度９９ｍａｓｓ％以上で、平均粒径１０μｍ未満のＮｉＯ粉を準備した。
First, the Cu-Ni alloy sputtering targets of Examples 1 to 3, 5, 6, Reference Examples 4, 7 and Comparative Examples 1 to 4 were manufactured by the powder sintering method as follows.
Oxygen-free copper having a purity of 99.99 mass% is prepared as a Cu raw material, and electrolytic Ni having a purity of 99.9% or more is prepared as a Ni raw material. This is placed in a crucible made of alumina and set in a gas atomizing apparatus. A Cu-Ni alloy powder was obtained. The atomizing conditions were a melt temperature of 1550 ° C., a holding time of 8 minutes, an injection pressure of 5 MPa, and a nozzle diameter of 2.0 mm.
In addition, NiO powder having a purity of 99 mass% or more and an average particle diameter of less than 10 μm was prepared as the Ni oxide powder.
上述のＣｕ−Ｎｉ合金粉に、表１に示す配合でＮｉ酸化物粉を混合して、焼結原料粉を得た。
なお、表１の配合組成のＮｉの欄においては、添加したＮｉ酸化物粉（ＮｉＯ粉）のＮｉも含むものである。すなわち、Ｎｉ酸化物紛に含まれるＮｉ量を考慮して、表１の配合組成となるように、Ｎｉ原料とＣｕ原料との配合比を決定し、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末を製造した。
Ni oxide powder was mixed with the above-mentioned Cu-Ni alloy powder in the composition shown in Table 1 to obtain a sintering raw material powder.
In the column of Ni in the composition of Table 1, Ni of the added Ni oxide powder (NiO powder) is also included. That is, in consideration of the amount of Ni contained in the Ni oxide powder, the mixing ratio between the Ni raw material and the Cu raw material was determined so as to obtain the composition shown in Table 1, and a Cu—Ni alloy powder was manufactured.
上述の焼結原料粉を、ＨＩＰ法にて、温度１０００℃、圧力１００ＭＰａ、保持時間２時間の条件で焼結を行い、焼結体を得た。
得られた焼結体を機械加工し、直径１５０．４ｍｍ×厚さ６ｍｍの円板形状のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットを得た。
The above-mentioned sintering raw material powder was sintered by the HIP method under the conditions of a temperature of 1000 ° C., a pressure of 100 MPa, and a holding time of 2 hours to obtain a sintered body.
The obtained sintered body was machined to obtain a disk-shaped Cu-Ni alloy sputtering target having a diameter of 150.4 mm and a thickness of 6 mm.
上述のようにして得られたＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットについて、成分組成、Ｎｉ酸化物相の面積率及び最大粒径、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径、酸素量のばらつき、異常放電の発生状況、を以下のようにして評価した。 For the Cu-Ni alloy sputtering target obtained as described above, the component composition, the area ratio and the maximum particle size of the Ni oxide phase, the average particle size of the parent phase composed of a solid solution of Cu and Ni, the variation in the amount of oxygen, The state of occurrence of abnormal discharge was evaluated as follows.
（成分組成）
得られたＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットから測定試料を採取し、これを酸で前処理した後、ＩＣＰ分析を実施した。
その結果、本発明例１〜３，５，６、参考例４，７及び比較例１〜４のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットのＣｕとＮｉの含有量については、配合組成と略同等であることを確認した。
(Component composition)
A measurement sample was collected from the obtained Cu—Ni alloy sputtering target, pretreated with an acid, and then subjected to ICP analysis.
As a result, the Cu and Ni contents of the Cu—Ni alloy sputtering targets of Examples 1 to 3, 5, 6, Reference Examples 4, 7 and Comparative Examples 1 to 4 were substantially equivalent to the composition. It was confirmed.
（Ｎｉ酸化物相）
図４に示すように、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面（円形面）の中心（１）、および、その中心で互いに直交する２本の直線のそれぞれの両端部（２）、（３）、（４）、（５）の合計５点からサンプルを採取した。採取した各サンプルをエポキシ樹脂に埋め込み、表面（スパッタ面に該当する面）を研磨加工した後、プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）装置（日本電子株式会社製）を用いて、倍率１５００倍、０．００５ｍｍ２の観察面積でＣｕ，Ｎｉ，Ｏの元素マッピング像を撮影し、得られたＣｕ，Ｎｉ，Ｏの元素マッピング像から、ＮｉとＯのみが共存している領域をＮｉ酸化物相と判断した。そして、画像全体に占めるＮｉ酸化物相の面積率を算出し、５点のサンプルの結果を平均した。
また、観察されたＮｉ酸化物相の円相当径を、画像解析ソフトＷｉｎｒｏｏｆを用いて求め、最も大きな円相当径を、Ｎｉ酸化物相の最大粒径として表１に示した。
(Ni oxide phase)
As shown in FIG. 4, the center (1) of the sputtering surface (circular surface) of the Cu—Ni alloy sputtering target and both ends (2) and (3) of two straight lines orthogonal to each other at the center. , (4), and (5), samples were collected from a total of five points. Each of the collected samples is embedded in an epoxy resin, and the surface (the surface corresponding to the sputtered surface) is polished. Then, using a probe microanalyzer (EPMA) apparatus (manufactured by JEOL Ltd.), the magnification is 1500 times and 0.005 mm. An element mapping image of Cu, Ni, O was taken in the observation area of No. 2 , and from the obtained element mapping images of Cu, Ni, O, a region where only Ni and O coexisted was determined to be a Ni oxide phase. . Then, the area ratio of the Ni oxide phase in the entire image was calculated, and the results of five samples were averaged.
Further, the observed circle equivalent diameter of the Ni oxide phase was determined using the image analysis software Winroof, and the largest circle equivalent diameter was shown in Table 1 as the maximum particle diameter of the Ni oxide phase.
（ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径）
図４に示すように、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面（円形面）の中心（１）、および、その中心で互いに直交する２本の直線のそれぞれの両端部（２）、（３）、（４）、（５）の合計５点からサンプルを採取した。採取した各サンプルの表面（スパッタ面に該当する面）を研磨加工した後、研磨された表面を、エッチング液を用いてエッチング処理した。
次に、光学顕微鏡を用いて研磨面を観察し、１４００倍の倍率、０．０４０ｍｍ２の観察面積にて組織写真を撮影した。そして、組織写真中の結晶粒径を、ＡＳＴＭ Ｅ １１２に記載の切断法によって計測した。
上述の５つのサンプルでそれぞれ結晶粒径を測定し、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径を算出した。評価結果を表１に示す。
(Average particle size of parent phase composed of solid solution of Cu and Ni)
As shown in FIG. 4, the center (1) of the sputtering surface (circular surface) of the Cu—Ni alloy sputtering target and both ends (2) and (3) of two straight lines orthogonal to each other at the center. , (4), and (5), samples were collected from a total of five points. After polishing the surface of each sample (the surface corresponding to the sputtered surface), the polished surface was etched using an etching solution.
Next, the polished surface was observed using an optical microscope, and a tissue photograph was taken at an observation area of 0.040 mm 2 at a magnification of 1400 times. Then, the crystal grain size in the structure photograph was measured by a cutting method described in ASTM E112.
The crystal grain size was measured for each of the five samples described above, and the average grain size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni was calculated. Table 1 shows the evaluation results.
（酸素量のばらつき）
図４に示すように、Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットのスパッタ面（円形面）の中心（１）、および、その中心で互いに直交する２本の直線のそれぞれの両端部（２）、（３）、（４）、（５）の合計５点からサンプルを採取した。これらのサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｚ ２６１３「金属材料の酸素定量方法通則」に記載された赤外線吸収法に準拠して，ＬＥＣＯ社製ＴＣ６００を用いて、酸素含有量を測定した。
そして、５つのサンプルの酸素含有量の平均値、最小値、最大値を用いて、以下の式によって酸素量のばらつきを求めた。
酸素量のばらつき（％）＝｛（最大値−最小値）／平均値｝×１００
その結果、本発明例１〜３，５，６、参考例４，７及び比較例１〜４のＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットの酸素量のばらつきは、いずれも３０％以下であることを確認した。
(Variation in oxygen content)
As shown in FIG. 4, the center (1) of the sputtering surface (circular surface) of the Cu—Ni alloy sputtering target and both ends (2) and (3) of two straight lines orthogonal to each other at the center. , (4), and (5), samples were collected from a total of five points. Using these samples, the oxygen content was measured using TC600 manufactured by LECO, based on the infrared absorption method described in JIS Z 2613 “General rules for the determination of oxygen in metallic materials”.
Then, using the average value, the minimum value, and the maximum value of the oxygen content of the five samples, the variation of the oxygen content was determined by the following equation.
Variation (%) of oxygen amount = {(maximum value−minimum value) / average value} × 100
As a result, it was confirmed that the variation of the oxygen amount of the Cu—Ni alloy sputtering targets of Examples 1 to 3, 5, 6, Reference Examples 4, 7 and Comparative Examples 1 to 4 was all 30% or less. .
（異常放電）
Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これをマグネトロン式のＤＣスパッタ装置に装着した。
次いで、以下のスパッタ条件にて、６０分間連続して、スパッタ法による成膜を実施した。このスパッタ成膜の間、ＤＣスパッタ装置の電源に付属されたアークカウンターを用いて、異常放電の発生回数をカウントした。評価結果を表１に示す。
到達真空度：５×１０−５Ｐａ
Ａｒガス圧：０．３Ｐａ
スパッタ出力：直流１０００Ｗ
(Abnormal discharge)
A Cu-Ni alloy sputtering target was soldered to a backing plate made of oxygen-free copper, and this was mounted on a magnetron type DC sputtering device.
Next, film formation by a sputtering method was performed continuously for 60 minutes under the following sputtering conditions. During this sputter deposition, the number of abnormal discharges was counted using an arc counter attached to the power supply of the DC sputtering apparatus. Table 1 shows the evaluation results.
Ultimate vacuum: 5 × 10 −5 Pa
Ar gas pressure: 0.3 Pa
Sputter output: DC 1000W
Ｎｉ酸化物相が確認されなかった比較例１においては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が１６３μｍと粗大化し、異常放電の発生回数が多くなった。また、Ｎｉ酸化物相の面積率が０．１％未満とされた比較例２においては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が１２１μｍと粗大化し、異常放電の発生回数が多くなった。Ｎｉ酸化物相による結晶成長の抑制効果を得ることができなかったためと推測される。
Ｎｉ酸化物相の面積率が５．０％を超える比較例３，４においては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径は小さくなったが、異常放電の発生回数が多くなった。Ｎｉ酸化物相を起因とした異常放電が発生したためと推測される。
In Comparative Example 1 in which the Ni oxide phase was not confirmed, the average particle size of the mother phase made of a solid solution of Cu and Ni was coarsened to 163 μm, and the number of abnormal discharges increased. In Comparative Example 2 in which the area ratio of the Ni oxide phase was less than 0.1%, the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni was as large as 121 μm, and the number of abnormal discharges was large. became. It is presumed that the effect of suppressing crystal growth by the Ni oxide phase could not be obtained.
In Comparative Examples 3 and 4 in which the area ratio of the Ni oxide phase exceeded 5.0%, the average particle size of the matrix composed of a solid solution of Cu and Ni was small, but the number of times of abnormal discharge was increased. . It is presumed that abnormal discharge occurred due to the Ni oxide phase.
これに対して、Ｎｉ酸化物相の面積率が０．１％以上５．０％以下の範囲内とされた本発明例１〜３，５，６においては、ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粗大化が抑制されており、異常放電の発生が抑制された。
また、Ｎｉ酸化物相の最大粒径が１０μｍ未満とされた本発明例１〜３，５，６においては、さらに異常放電の発生が抑制された。
On the other hand, in Examples 1 to 3 , 5, and 6 of the present invention in which the area ratio of the Ni oxide phase was in the range of 0.1% or more and 5.0% or less, the mother material composed of a solid solution of Cu and Ni was used. The coarsening of the phase was suppressed, and the occurrence of abnormal discharge was suppressed.
Further, in Examples 1 to 3 , 5, and 6 of the present invention in which the maximum particle size of the Ni oxide phase was less than 10 µm, the occurrence of abnormal discharge was further suppressed.
以上のことから、本発明例によれば、結晶粒の粗大化が抑制され、膜厚や組成が均一化されたＣｕ―Ｎｉ合金膜を安定して成膜することが可能なＣｕ−Ｎｉ合金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。 From the above, according to the example of the present invention, the Cu—Ni alloy in which the coarsening of the crystal grains is suppressed and the Cu—Ni alloy film having a uniform thickness and composition can be stably formed. It was confirmed that a sputtering target could be provided.
Claims (2)
ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の粒界にＮｉ酸化物相が存在しており、これらＮｉ酸化物相の面積率が０．１％以上５．０％以下の範囲内とされており、
前記Ｎｉ酸化物相の最大粒径が１０μｍ未満とされ、
ＣｕとＮｉの固溶体からなる母相の平均粒径が５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴とするＣｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲット。 A Cu-Ni alloy sputtering target containing Ni and the balance consisting of Cu and unavoidable impurities,
Ni oxide phases are present at the grain boundaries of a matrix composed of a solid solution of Cu and Ni, and the area ratio of these Ni oxide phases is in the range of 0.1% or more and 5.0% or less ;
The maximum particle size of the Ni oxide phase is less than 10 μm,
A Cu-Ni alloy sputtering target, wherein the average particle size of a matrix composed of a solid solution of Cu and Ni is in the range of 5 m to 100 m .
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