JPH08134635A - ドライプロセス蒸着用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材 - Google Patents
ドライプロセス蒸着用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材Info
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- JPH08134635A JPH08134635A JP28086094A JP28086094A JPH08134635A JP H08134635 A JPH08134635 A JP H08134635A JP 28086094 A JP28086094 A JP 28086094A JP 28086094 A JP28086094 A JP 28086094A JP H08134635 A JPH08134635 A JP H08134635A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した放電特性が得られ、効率良く成膜で
き、且つ長寿命のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を提供す
る。 【構成】 ドライプロセス蒸着に用いられるＡｌ−Ｔｉ
合金ターゲット材であって、相対密度が９９．０〜１０
０％であり、且つ表面から底面まで連続する欠陥がない
ものである。
き、且つ長寿命のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を提供す
る。 【構成】 ドライプロセス蒸着に用いられるＡｌ−Ｔｉ
合金ターゲット材であって、相対密度が９９．０〜１０
０％であり、且つ表面から底面まで連続する欠陥がない
ものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空蒸着法、スパッタ
リング法またはイオンプレーティング法等のいわゆるド
ライプロセス蒸着によって、切削工具や摺動部品等の表
面に、耐摩耗性や耐酸化性等が優れたＡｌ−Ｔｉ合金系
薄膜をコーティングする際に蒸発源として使用されるＡ
ｌ−Ｔｉ合金ターゲット材に関するものである。
リング法またはイオンプレーティング法等のいわゆるド
ライプロセス蒸着によって、切削工具や摺動部品等の表
面に、耐摩耗性や耐酸化性等が優れたＡｌ−Ｔｉ合金系
薄膜をコーティングする際に蒸発源として使用されるＡ
ｌ−Ｔｉ合金ターゲット材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】切削工具や摺動部品等の表面に、耐摩耗
性や耐酸化性等が優れたＡｌ−Ｔｉ合金系薄膜（窒化膜
や炭窒化膜を含む）をコーティングするには、蒸発源と
してＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使用し、上記の各種
ドライプロセス蒸着を適用するのが、一般的である。
性や耐酸化性等が優れたＡｌ−Ｔｉ合金系薄膜（窒化膜
や炭窒化膜を含む）をコーティングするには、蒸発源と
してＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使用し、上記の各種
ドライプロセス蒸着を適用するのが、一般的である。
【０００３】そして、切削工具や摺動部品等に上記の様
な機能を効果的に付与するには、上記のＡｌ−Ｔｉ合金
ターゲット材には、成膜時に異常放電が発生せず、効率
良く成膜することができるという特性が要求される。し
かしながら、これまで提案されているＡｌ−Ｔｉ合金タ
ーゲット材は、上記の要求特性を十分に満足していると
は言い難いのが実情である。また安定した放電が得られ
ないことによって、その寿命も短いものであった。こう
したことから、従来のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使
用する際には、成膜時の異常放電の発生を防止するとい
う観点から、銅基盤（バッキングプレート）にボンディ
ングされて使用されることが余儀無くされていた。
な機能を効果的に付与するには、上記のＡｌ−Ｔｉ合金
ターゲット材には、成膜時に異常放電が発生せず、効率
良く成膜することができるという特性が要求される。し
かしながら、これまで提案されているＡｌ−Ｔｉ合金タ
ーゲット材は、上記の要求特性を十分に満足していると
は言い難いのが実情である。また安定した放電が得られ
ないことによって、その寿命も短いものであった。こう
したことから、従来のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使
用する際には、成膜時の異常放電の発生を防止するとい
う観点から、銅基盤（バッキングプレート）にボンディ
ングされて使用されることが余儀無くされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
に着目してなされたものであって、その目的は、安定し
た放電特性が得られ、効率良く成膜することができ、且
つ長寿命のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を提供すること
にある。
に着目してなされたものであって、その目的は、安定し
た放電特性が得られ、効率良く成膜することができ、且
つ長寿命のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、ドライプロセス蒸着に用いられるＴｉ−Ａｌ
合金ターゲット材であって、相対密度が９９．０〜１０
０％であり、且つ表面から底面まで連続する欠陥がない
ものである点に要旨を有するものである。上記Ａｌ−Ｔ
ｉ合金ターゲット材において、Ａｌx Ｔｉ1-x （０．３
≦ｘ≦０．７５）で示されるものであることが好まし
い。
発明とは、ドライプロセス蒸着に用いられるＴｉ−Ａｌ
合金ターゲット材であって、相対密度が９９．０〜１０
０％であり、且つ表面から底面まで連続する欠陥がない
ものである点に要旨を有するものである。上記Ａｌ−Ｔ
ｉ合金ターゲット材において、Ａｌx Ｔｉ1-x （０．３
≦ｘ≦０．７５）で示されるものであることが好まし
い。
【０００６】また上記Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材にお
いて、化学成分的には、（ａ）不純物としての酸素、水
素および塩素の各含有量が、夫々０．３重量％以下、
０．０５重量％以下、０．２重量％以下であること、
（ｂ）不純物としての銅およびマグネシムの各含有量
が、夫々０．０５重量％以下、０．０３重量％以下であ
ること、（ｃ）不純物としての鉄およびマンガンの各含
有量が、いずれも０．５重量％以下であること、等の要
件を満足することが好ましい。
いて、化学成分的には、（ａ）不純物としての酸素、水
素および塩素の各含有量が、夫々０．３重量％以下、
０．０５重量％以下、０．２重量％以下であること、
（ｂ）不純物としての銅およびマグネシムの各含有量
が、夫々０．０５重量％以下、０．０３重量％以下であ
ること、（ｃ）不純物としての鉄およびマンガンの各含
有量が、いずれも０．５重量％以下であること、等の要
件を満足することが好ましい。
【０００７】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、
上記の如く相対密度が９９．０〜１００％（即ち、空孔
率が１．０〜０％）であり、且つ表面から底面まで連続
する欠陥がないことを基本的な構成とするものである
が、その要求特性を更に向上させるという観点からすれ
ば、半径０．３ｍｍ以上の空孔が存在しないものである
ことが好ましい。
上記の如く相対密度が９９．０〜１００％（即ち、空孔
率が１．０〜０％）であり、且つ表面から底面まで連続
する欠陥がないことを基本的な構成とするものである
が、その要求特性を更に向上させるという観点からすれ
ば、半径０．３ｍｍ以上の空孔が存在しないものである
ことが好ましい。
【０００８】一方、本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット
材は、真空蒸着法、スパッタリング法またはイオンプレ
ーティング法等の各種ドライプロセス蒸着に用いられる
のである。尚これらのうち、特にアークイオンプレーテ
ィング法に適用するのが最も効果的である。また本発明
のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、熱間静水圧加圧処理
によって製造することができる。
材は、真空蒸着法、スパッタリング法またはイオンプレ
ーティング法等の各種ドライプロセス蒸着に用いられる
のである。尚これらのうち、特にアークイオンプレーテ
ィング法に適用するのが最も効果的である。また本発明
のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、熱間静水圧加圧処理
によって製造することができる。
【０００９】
【作用】本発明者らは、上記の目的を達成すべく、様々
な角度から検討した。その結果、相対密度が９９％以上
（即ち、空孔率が１％以下）であり、且つ表面から底面
まで連続する欠陥がない様なＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット
材は、従来のターゲット材よりも、安定した放電特性が
得られ、効率良く成膜することができ、しかもターゲッ
ト材の減耗速度も均一で小さく、長寿命を達成できるこ
とを見い出し、本発明を完成した。
な角度から検討した。その結果、相対密度が９９％以上
（即ち、空孔率が１％以下）であり、且つ表面から底面
まで連続する欠陥がない様なＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット
材は、従来のターゲット材よりも、安定した放電特性が
得られ、効率良く成膜することができ、しかもターゲッ
ト材の減耗速度も均一で小さく、長寿命を達成できるこ
とを見い出し、本発明を完成した。
【００１０】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材にお
いては、上記の如く相対密度が９９％以上で、表面から
底面まで連続する欠陥がないことが必要である。相対密
度が９９％未満になると、ターゲット材の中にミクロポ
ア等の粗な部分が現れ、ここが局部的に急速に減耗する
ので、蒸発成分に偏りが発生し、しかもターゲット材が
短寿命になる。また表面から底面まで連続する欠陥は、
同様に急速な局部的減耗の元になるのみならず、ターゲ
ット材の強度劣化を招き、割れや欠陥の原因となる。
いては、上記の如く相対密度が９９％以上で、表面から
底面まで連続する欠陥がないことが必要である。相対密
度が９９％未満になると、ターゲット材の中にミクロポ
ア等の粗な部分が現れ、ここが局部的に急速に減耗する
ので、蒸発成分に偏りが発生し、しかもターゲット材が
短寿命になる。また表面から底面まで連続する欠陥は、
同様に急速な局部的減耗の元になるのみならず、ターゲ
ット材の強度劣化を招き、割れや欠陥の原因となる。
【００１１】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、
Ａｌx Ｔｉ1-x （０．３≦ｘ≦０．７５）で示されるも
のであることが好ましい。即ち、本発明のＡｌ−Ｔｉ合
金ターゲット材を使用して、窒化膜や炭窒化膜を形成す
るに際して、上記の組成のターゲット材を使用したとき
に、膜の硬さがＴｉＮ膜よりも高くなって耐摩耗性が向
上し、Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使用する優位性が
明確となる。またこうした観点からして、Ａｌ−Ｔｉ合
金ターゲット材の組成（即ち、ｘの範囲）の更に好まし
い範囲は、０．４５≦ｘ≦０．６５である。
Ａｌx Ｔｉ1-x （０．３≦ｘ≦０．７５）で示されるも
のであることが好ましい。即ち、本発明のＡｌ−Ｔｉ合
金ターゲット材を使用して、窒化膜や炭窒化膜を形成す
るに際して、上記の組成のターゲット材を使用したとき
に、膜の硬さがＴｉＮ膜よりも高くなって耐摩耗性が向
上し、Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材を使用する優位性が
明確となる。またこうした観点からして、Ａｌ−Ｔｉ合
金ターゲット材の組成（即ち、ｘの範囲）の更に好まし
い範囲は、０．４５≦ｘ≦０．６５である。
【００１２】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材に
は、酸素、水素、塩素、銅、マグネシウム、鉄、マンガ
ン等の不純物が、製造時の雰囲気から或は原料から不可
避的に含まれてくる。このうち、酸素、水素および塩素
の各含有量は、夫々０．３重量％以下、０．０５重量％
以下、０．２重量％以下であることが好ましい。これら
の少なくともいずれかが、上記の値よりも多く含まれる
と、ガスとしてターゲット材から突発的に発生して放電
状態を不安定にし、最悪の場合にはターゲット材そのも
のを損傷させることになる。
は、酸素、水素、塩素、銅、マグネシウム、鉄、マンガ
ン等の不純物が、製造時の雰囲気から或は原料から不可
避的に含まれてくる。このうち、酸素、水素および塩素
の各含有量は、夫々０．３重量％以下、０．０５重量％
以下、０．２重量％以下であることが好ましい。これら
の少なくともいずれかが、上記の値よりも多く含まれる
と、ガスとしてターゲット材から突発的に発生して放電
状態を不安定にし、最悪の場合にはターゲット材そのも
のを損傷させることになる。
【００１３】また銅およびマグネシウムの各含有量は、
夫々０．０５重量％以下、０．０３重量％以下であるこ
とが好ましい。即ち、これらの金属元素は、Ｔｉよりも
蒸気圧が高く気化し易いので、上記の値よりも多く含ま
れると、ターゲット材製造時にターゲット材内部でガス
化して欠陥を形成し、放電特性を悪くする。
夫々０．０５重量％以下、０．０３重量％以下であるこ
とが好ましい。即ち、これらの金属元素は、Ｔｉよりも
蒸気圧が高く気化し易いので、上記の値よりも多く含ま
れると、ターゲット材製造時にターゲット材内部でガス
化して欠陥を形成し、放電特性を悪くする。
【００１４】更に、鉄およびマンガンの各含有量は、い
ずれも０．５重量％以下であることが好ましい。鉄やマ
ンガンの含有量が０．５重量％を超えると、いずれかま
たは双方の化合物量が増加してしまい、この化合物はマ
トリックスであるアルミ・チタンと電気伝導性・融点等
が異なるので放電状態を不安定にする。
ずれも０．５重量％以下であることが好ましい。鉄やマ
ンガンの含有量が０．５重量％を超えると、いずれかま
たは双方の化合物量が増加してしまい、この化合物はマ
トリックスであるアルミ・チタンと電気伝導性・融点等
が異なるので放電状態を不安定にする。
【００１５】上記各不純物をできるだけ低減して、上記
で規定する範囲内とする為の具体的手段としては、例え
ば原料粉の真空溶解や、清浄雰囲気での原料粉の配合・
混合等の手段が挙げられる。
で規定する範囲内とする為の具体的手段としては、例え
ば原料粉の真空溶解や、清浄雰囲気での原料粉の配合・
混合等の手段が挙げられる。
【００１６】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、
上記の如く相対密度が９９．０〜１００％（即ち、空孔
率が１．０〜０％）であり、且つ表面から底面まで連続
する欠陥がないことを基本的な構成とするものである
が、その要求特性を更に向上させるという観点からすれ
ば、半径０．３ｍｍ以上の空孔が存在しないものである
ことが好ましい。即ち、半径０．５ｍｍ以上の空孔はた
とえ１個でも放電を停止させることが知られているが、
本発明者らが検討したところによると、半径０．３ｍｍ
以上の空孔が存在すると、放電が停止するに至らずとも
不安定になることが分かった。
上記の如く相対密度が９９．０〜１００％（即ち、空孔
率が１．０〜０％）であり、且つ表面から底面まで連続
する欠陥がないことを基本的な構成とするものである
が、その要求特性を更に向上させるという観点からすれ
ば、半径０．３ｍｍ以上の空孔が存在しないものである
ことが好ましい。即ち、半径０．５ｍｍ以上の空孔はた
とえ１個でも放電を停止させることが知られているが、
本発明者らが検討したところによると、半径０．３ｍｍ
以上の空孔が存在すると、放電が停止するに至らずとも
不安定になることが分かった。
【００１７】尚本発明のターゲット材においては、組成
ができるだけ均一であることが好ましく、こうした観点
からして組成上のばらつきも０．５原子％以内にあるこ
とが望ましい。この組成のばらつきは、マトリックスの
均一性と関連し、不均一組成の部分は上記と同様に電気
伝導性や融点等が異なり、放電状態を不安定にする。
ができるだけ均一であることが好ましく、こうした観点
からして組成上のばらつきも０．５原子％以内にあるこ
とが望ましい。この組成のばらつきは、マトリックスの
均一性と関連し、不均一組成の部分は上記と同様に電気
伝導性や融点等が異なり、放電状態を不安定にする。
【００１８】本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材は、
前述の如く真空蒸着法、スパッタリング法またはイオン
プレーティング法等の各種のドライプロセス蒸着法に適
用できるが、このうち特にアークイオンプレーティング
用として最適である。即ち、高電流密度が用いられるア
ークイオンプレーティングでは、先に述べた様な不均一
部分がターゲットに存在すると、ターゲット寿命が大き
くばらつき、これがコストアップの原因になるが、本発
明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材では、アークイオンプ
レーティング法に用いても長寿命で寿命のばらつきも小
さいものとなる。尚上記スパッタリング法としては、タ
ーゲット物質とスパッタガス（反応性ガス）とを反応さ
せて、ターゲット物質とスパッタガス成分との化合物を
形成するいわゆる反応性スパッタリング法も含む趣旨で
ある。従って、本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲットを用
いて形成される皮膜は、後記実施例にも示す様に、スパ
ッタガスとして窒素（Ｎ2 ）やメタン（ＣＨ4 ）等を用
いて形成される窒化膜や炭窒化膜も含む趣旨である。
前述の如く真空蒸着法、スパッタリング法またはイオン
プレーティング法等の各種のドライプロセス蒸着法に適
用できるが、このうち特にアークイオンプレーティング
用として最適である。即ち、高電流密度が用いられるア
ークイオンプレーティングでは、先に述べた様な不均一
部分がターゲットに存在すると、ターゲット寿命が大き
くばらつき、これがコストアップの原因になるが、本発
明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材では、アークイオンプ
レーティング法に用いても長寿命で寿命のばらつきも小
さいものとなる。尚上記スパッタリング法としては、タ
ーゲット物質とスパッタガス（反応性ガス）とを反応さ
せて、ターゲット物質とスパッタガス成分との化合物を
形成するいわゆる反応性スパッタリング法も含む趣旨で
ある。従って、本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲットを用
いて形成される皮膜は、後記実施例にも示す様に、スパ
ッタガスとして窒素（Ｎ2 ）やメタン（ＣＨ4 ）等を用
いて形成される窒化膜や炭窒化膜も含む趣旨である。
【００１９】ところで本発明のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲッ
ト材を製造するに当たっては、Ａｌ粉末とＴｉ粉末を量
比や粒径等を適切に調整し、例えばＶ型ミキサーによっ
て均一に混合して混合粉末とし、これに熱間静水圧加圧
処理（ＨＩＰ処理）を施すことによって製造することが
できる。従来では、粉末冶金法によってターゲット材を
製造するには、上記の様に混合粉末を用い、冷間静水圧
加圧処理（ＣＩＰ処理）した後ホットプレス処理（ＨＰ
処理）するか、或はＣＩＰ処理した後ＨＩＰ処理するの
が一般的であるが、こうした方法では組成が不均一にな
り且つ高密度のターゲット材を得ることはできなかっ
た。しかしながら、ＨＩＰによる上記の様な方法を採用
することによって、希望する特性のターゲット材が得ら
れるのである。この様な方法としては、例えば同一出願
人によって先に出願した方法が挙げられる（平成６年１
０月１７日付特許出願：「Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲット材
の製造方法」）。この方法は、１００メッシュ以下のＴ
ｉ粉末と２４０メッシュ以下のＡｌ粉末を混合したもの
を原料として用い、これを蛇腹カプセルに充填し、温度
が５００〜６００℃、圧力が７００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の条件でＨＩＰ処理するものである。但し、本発明にお
いては、ターゲット材を製造する方法について上記の方
法に限定されるものではなく、例えば超高圧ホットプレ
ス法等の他の方法であっても、本発明で規定する要件を
満足するターゲット材を製造することができる。尚Ａｌ
−Ｔｉ合金ターゲット材を製造する方法としては、混合
粉末を用いる上記の粉末冶金法の他、予め合金化した粉
末を原料として用いる粉末冶金法や溶解法等が知られて
いるが、前者の方法では、組成の均一性は優れるものの
難焼結性であるので高密度ターゲットが得られにくく、
後者の方法では、組成が比較的均一なターゲット材が得
られるという利点があるものの、凝固時に割れや引け巣
が発生し易く、いずれも本発明で規定する要件を満足す
るターゲット材を得ることはできない。
ト材を製造するに当たっては、Ａｌ粉末とＴｉ粉末を量
比や粒径等を適切に調整し、例えばＶ型ミキサーによっ
て均一に混合して混合粉末とし、これに熱間静水圧加圧
処理（ＨＩＰ処理）を施すことによって製造することが
できる。従来では、粉末冶金法によってターゲット材を
製造するには、上記の様に混合粉末を用い、冷間静水圧
加圧処理（ＣＩＰ処理）した後ホットプレス処理（ＨＰ
処理）するか、或はＣＩＰ処理した後ＨＩＰ処理するの
が一般的であるが、こうした方法では組成が不均一にな
り且つ高密度のターゲット材を得ることはできなかっ
た。しかしながら、ＨＩＰによる上記の様な方法を採用
することによって、希望する特性のターゲット材が得ら
れるのである。この様な方法としては、例えば同一出願
人によって先に出願した方法が挙げられる（平成６年１
０月１７日付特許出願：「Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲット材
の製造方法」）。この方法は、１００メッシュ以下のＴ
ｉ粉末と２４０メッシュ以下のＡｌ粉末を混合したもの
を原料として用い、これを蛇腹カプセルに充填し、温度
が５００〜６００℃、圧力が７００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の条件でＨＩＰ処理するものである。但し、本発明にお
いては、ターゲット材を製造する方法について上記の方
法に限定されるものではなく、例えば超高圧ホットプレ
ス法等の他の方法であっても、本発明で規定する要件を
満足するターゲット材を製造することができる。尚Ａｌ
−Ｔｉ合金ターゲット材を製造する方法としては、混合
粉末を用いる上記の粉末冶金法の他、予め合金化した粉
末を原料として用いる粉末冶金法や溶解法等が知られて
いるが、前者の方法では、組成の均一性は優れるものの
難焼結性であるので高密度ターゲットが得られにくく、
後者の方法では、組成が比較的均一なターゲット材が得
られるという利点があるものの、凝固時に割れや引け巣
が発生し易く、いずれも本発明で規定する要件を満足す
るターゲット材を得ることはできない。
【００２０】
【実施例】次に実施例を示すが、本発明はもとより下記
実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣
旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施すること
も勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範
囲に含まれる。
実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣
旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施すること
も勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範
囲に含まれる。
【００２１】実施例１ ２４０メッシュ以下のＡｌ粉と１００メッシュ以下のＴ
ｉ粉を所定量混合し、５５０℃、８００ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力でＨＩＰ処理して組成の異なるＡｌ−Ｔｉ合金タ
ーゲット材を作成した。得られたターゲット材の放電特
性を調べるため、外径：２５４ｍｍ×厚さ：５ｍｍのタ
ーゲット材に成形し、反応性スパッタリング装置に装着
した。このとき装置内に基板としてシリコンウエハーを
入れ、１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空引きし、Ａｒガスを
導入して１×１０-3Ｔｏｒｒの雰囲気とし、下記表１に
示す種々のターゲットを８００Ｗにてスパッタリングさ
せると共に、反応ガスとしてＮ2 ガスを導入し、５×１
０-3Ｔｏｒｒの雰囲気とし、表１に示す組成の皮膜を３
μｍ製作した。尚皮膜の組成は電子プルーブＸ線マイク
ロアナリシスおよびオージェ電子分光法により求めた。
各ターゲット材を用いたときの放電状態を、ターゲット
材の組成、相対密度、皮膜組成、成膜速度および皮膜の
耐摩耗性等と共に表１に示す。
ｉ粉を所定量混合し、５５０℃、８００ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力でＨＩＰ処理して組成の異なるＡｌ−Ｔｉ合金タ
ーゲット材を作成した。得られたターゲット材の放電特
性を調べるため、外径：２５４ｍｍ×厚さ：５ｍｍのタ
ーゲット材に成形し、反応性スパッタリング装置に装着
した。このとき装置内に基板としてシリコンウエハーを
入れ、１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空引きし、Ａｒガスを
導入して１×１０-3Ｔｏｒｒの雰囲気とし、下記表１に
示す種々のターゲットを８００Ｗにてスパッタリングさ
せると共に、反応ガスとしてＮ2 ガスを導入し、５×１
０-3Ｔｏｒｒの雰囲気とし、表１に示す組成の皮膜を３
μｍ製作した。尚皮膜の組成は電子プルーブＸ線マイク
ロアナリシスおよびオージェ電子分光法により求めた。
各ターゲット材を用いたときの放電状態を、ターゲット
材の組成、相対密度、皮膜組成、成膜速度および皮膜の
耐摩耗性等と共に表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１から明らかな様に、相対密度が９９．
０％未満のターゲット材（Ｎｏ．９〜１１）を用いた場
合は、放電が不均一であったり継続不可であり、また組
成のずれも大きいのに対し、本発明で規定する要件を満
足するターゲット材（Ｎｏ．１〜８）を用いた場合は、
放電特性が良好で組成ずれも２０％以内と小さいことが
分かる。
０％未満のターゲット材（Ｎｏ．９〜１１）を用いた場
合は、放電が不均一であったり継続不可であり、また組
成のずれも大きいのに対し、本発明で規定する要件を満
足するターゲット材（Ｎｏ．１〜８）を用いた場合は、
放電特性が良好で組成ずれも２０％以内と小さいことが
分かる。
【００２４】実施例２ 実施例１と同様の方法でターゲット材を作成し、得られ
たターゲット材の放電特性を調べるため、外径：６０ｍ
ｍ×厚さ：２０ｍｍで、底面に外径：７０ｍｍ×厚さ：
２ｍｍの固定用つばを、ターゲット材の削り出しによっ
て或は銅製バッキングプレートのろう付によって設けた
ターゲット材を製作し、アーク放電方式イオンプレーテ
ィング装置の水冷カソードに装着した。このとき装置内
に基板としてシリコンウエハーを入れ、５×１０-7Ｔｏ
ｒｒまで真空引きし、４００℃に加熱した後、下記表２
に示す種々のターゲットをアーク電流：１５０Ａにて蒸
発させると共に、反応ガスとしてＮ2 ガスまたはＮ2 ／
ＣＨ4 混合ガスを導入し、７×１０-3Ｔｏｒｒの雰囲気
とし、且つ基板に−１５０Ｖの電位を印加して成膜し
た。尚皮膜の組成を電子プルーブＸ線マイクロアナリシ
スおよびオージェ電子分光法により求めたところ、いず
れもターゲット材の組成と±１原子％の範囲内にあっ
た。各ターゲット材を用いたときの放電状態を、ターゲ
ット材の組成、相対密度、バッキングプレートの有無、
反応性ガスの種類、成膜速度および皮膜の耐摩耗性等と
共に表２に示す。
たターゲット材の放電特性を調べるため、外径：６０ｍ
ｍ×厚さ：２０ｍｍで、底面に外径：７０ｍｍ×厚さ：
２ｍｍの固定用つばを、ターゲット材の削り出しによっ
て或は銅製バッキングプレートのろう付によって設けた
ターゲット材を製作し、アーク放電方式イオンプレーテ
ィング装置の水冷カソードに装着した。このとき装置内
に基板としてシリコンウエハーを入れ、５×１０-7Ｔｏ
ｒｒまで真空引きし、４００℃に加熱した後、下記表２
に示す種々のターゲットをアーク電流：１５０Ａにて蒸
発させると共に、反応ガスとしてＮ2 ガスまたはＮ2 ／
ＣＨ4 混合ガスを導入し、７×１０-3Ｔｏｒｒの雰囲気
とし、且つ基板に−１５０Ｖの電位を印加して成膜し
た。尚皮膜の組成を電子プルーブＸ線マイクロアナリシ
スおよびオージェ電子分光法により求めたところ、いず
れもターゲット材の組成と±１原子％の範囲内にあっ
た。各ターゲット材を用いたときの放電状態を、ターゲ
ット材の組成、相対密度、バッキングプレートの有無、
反応性ガスの種類、成膜速度および皮膜の耐摩耗性等と
共に表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２から明らかな様に、相対密度が９９．
０％未満のターゲット材（Ｎｏ．７〜９）を用いた場合
は、放電が不均一であったり使用不可であるのに対し、
本発明で規定する要件を満足するターゲット材（Ｎｏ．
１〜６）を用いた場合は、放電特性が良好で成膜速度も
２０Å／ｓｅｃ以上と高いことが分かる。
０％未満のターゲット材（Ｎｏ．７〜９）を用いた場合
は、放電が不均一であったり使用不可であるのに対し、
本発明で規定する要件を満足するターゲット材（Ｎｏ．
１〜６）を用いた場合は、放電特性が良好で成膜速度も
２０Å／ｓｅｃ以上と高いことが分かる。
【００２７】実施例３ 各種不純物の影響を調査するため、各不純物の量を変え
たターゲット材を実施例１と同様の方法で作成し、得ら
れたターゲット材の放電特性を調べた。このときる反応
ガスとしてＮ2 ガスだけを導入する以外は、実施例２と
同様の条件で、アーク放電方式イオンプレーティングを
実施した。各ターゲット材を用いたときの放電状態を、
ターゲット材の組成と共に下記表３〜５に示す。尚下記
表３は酸素、水素および塩素の量を、表４は銅とアグネ
シウムを、表５は鉄とマンガンを、夫々調整したときの
結果を示したものである。またこのとき用いた各ターゲ
ット材は、いずれも相対密度が９９％以上のものであ
る。
たターゲット材を実施例１と同様の方法で作成し、得ら
れたターゲット材の放電特性を調べた。このときる反応
ガスとしてＮ2 ガスだけを導入する以外は、実施例２と
同様の条件で、アーク放電方式イオンプレーティングを
実施した。各ターゲット材を用いたときの放電状態を、
ターゲット材の組成と共に下記表３〜５に示す。尚下記
表３は酸素、水素および塩素の量を、表４は銅とアグネ
シウムを、表５は鉄とマンガンを、夫々調整したときの
結果を示したものである。またこのとき用いた各ターゲ
ット材は、いずれも相対密度が９９％以上のものであ
る。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】これらの結果から明らかな様に、上記の各
種不純物を適切に低減することは、ターゲット材の放電
特性を良好にする上で極めて有効であることが分かる。
種不純物を適切に低減することは、ターゲット材の放電
特性を良好にする上で極めて有効であることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、安
定した放電特性が得られ、効率良く成膜することができ
るＡｌ−Ｔｉ合金ターゲットが実現できた。またこのタ
ーゲット材は、上記特性によってその寿命も長いものと
なる。
定した放電特性が得られ、効率良く成膜することができ
るＡｌ−Ｔｉ合金ターゲットが実現できた。またこのタ
ーゲット材は、上記特性によってその寿命も長いものと
なる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 恭典 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番１ 株式会社神戸製鋼所明石工場内 (72)発明者 吉川 一男 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 内田 博幸 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 古賀 保行 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 大西 泰司 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番１ 株式会社神戸製鋼所明石工場内
Claims (8)
- 【請求項１】 ドライプロセス蒸着に用いられるＡｌ−
Ｔｉ合金ターゲット材であって、相対密度が９９．０〜
１００％であり、且つ表面から底面まで連続する欠陥が
ないものであることを特徴とするドライプロセス蒸着用
Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材。 - 【請求項２】 Ａｌx Ｔｉ1-x （０．３≦ｘ≦０．７
５）で示される請求項１に記載のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲ
ット材。 - 【請求項３】 不純物としての酸素、水素および塩素の
各含有量が、夫々０．３重量％以下、０．０５重量％以
下、０．２重量％以下である請求項１または２に記載の
Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材。 - 【請求項４】 不純物としての銅およびマグネシムの各
含有量が、夫々０．０５重量％以下、０．０３重量％以
下である請求項１〜３のいずれかに記載のＡｌ−Ｔｉ合
金ターゲット材。 - 【請求項５】 不純物としての鉄およびマンガンの各含
有量が、いずれも０．５重量％以下である請求項１〜４
のいずれかに記載のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材。 - 【請求項６】 半径０．３ｍｍ以上の空孔が存在しない
ものである請求項１〜５のいずれかに記載のＡｌ−Ｔｉ
合金ターゲット材。 - 【請求項７】 真空蒸着法、スパッタリング法またはイ
オンプレーティング法に用いられるものである請求項１
〜６のいずれかに記載のＡｌ−Ｔｉ合金ターゲット材。 - 【請求項８】 熱間静水圧加圧処理によって製造された
ものである請求項１〜７のいずれかに記載のＡｌ−Ｔｉ
合金ターゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28086094A JP2901049B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | アークイオンプレーティング用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28086094A JP2901049B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | アークイオンプレーティング用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134635A true JPH08134635A (ja) | 1996-05-28 |
| JP2901049B2 JP2901049B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=17630985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28086094A Expired - Lifetime JP2901049B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | アークイオンプレーティング用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901049B2 (ja) |
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-
1994
- 1994-11-15 JP JP28086094A patent/JP2901049B2/ja not_active Expired - Lifetime
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