KR102046732B1

KR102046732B1 - Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법, Ag 합금막 및 Ag 합금막의 제조 방법

Info

Publication number: KR102046732B1
Application number: KR1020187009760A
Authority: KR
Inventors: 유토 도시모리; 소헤이 노나카; 히데하루 마츠자키
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2019-11-19
Also published as: US10060025B2; JP2017128812A; TW201625803A; JP6278136B2; EP3196333A4; EP3196333A1; CN106574361B; CN106574361A; JP6172230B2; KR20170055969A; TWI631225B; US20170233863A1; KR20180038075A; EP3196333B1; JP2016065308A

Abstract

본 발명의 Ag 합금 스퍼터링 타겟은, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다. 또, 본 발명의 Ag 합금막은, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다.

Description

Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법, Ag 합금막 및 Ag 합금막의 제조 방법{Ag ALLOY SPUTTERING TARGET, MANUFACTURING METHOD FOR Ag ALLOY SPUTTERING TARGET, Ag ALLOY FILM, AND MANUFACTURING METHOD FOR ALLOY FILM}

본 발명은, 예를 들어 디스플레이 혹은 터치 패널용 투명 도전막이나 광학 기능성 필름의 금속 박막 등에 적용 가능한 Ag 합금막을 형성하기 위한 Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법, Ag 합금막 및 Ag 합금막의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2014년 9월 18일에 일본에 출원된 특허출원 2014-190278호, 및 2015년 9월 7일에 일본에 출원된 특허출원 2015-175725호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로 터치 패널이나 태양 전지, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스에는, 패터닝된 투명 도전막이 널리 사용되고 있다. Ag 나 Ag 에 원소를 첨가한 Ag 합금은, 우수한 전기 전도성을 갖는 재료이며, 또 얇게 성막한 경우에는 우수한 투과율을 얻을 수 있기 때문에, 이들 전자 디바이스의 투명 도전막에 대한 응용이 기대되고 있다 (특허문헌 1 참조).

또, 열선 컷이나 표시 장치 등의 분야에 있어서 광학 기능성 필름이 사용되는데, 이 종류의 광학 기능성 필름으로는, 투명 고분자 필름의 편면에 금속 산화물로 이루어지는 고굴절률 박막과 금속 박막을 교대로 적층한, 이른바 다층막 타입으로 불리는 투명 적층 필름이 알려져 있다. 이와 같은 광학 기능성 필름의 금속 박막의 재료로서도 Ag 나 Ag 합금이 이용되고 있다 (특허문헌 2 참조).

그러나, Ag 및 Ag 합금은, 제조 프로세스 및 사용 중인 환경의 습기, 황 등에 의한 부식에서 기인하는 특성 열화, 또 막 외관의 변화 (얼룩점 등) 가 발생하기 쉽다는 문제가 있었다. 반투과막에 사용되는 바와 같은 막두께 (15 ㎚ 이하) 이면 그것들이 특히 현저하게 나타나고, 막 표면에 파티클이 부착됨으로써 일어나는 막 응집에서 기인하는 얼룩점의 발생도 문제가 된다.

그래서, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 에는, 내환경성을 개선한 Ag 합금막이 제안되어 있다.

특허문헌 3 에 있어서는, Ag 에, 백금, 팔라듐, 금, 로듐, 루테늄, 이리듐 등의 귀금속을 첨가한 Ag 합금막이 제안되어 있다.

또, 특허문헌 4 에 있어서는, Bi 를 함유함과 함께 Zn, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn 으로부터 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 Ag 합금막이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 평07-114841호 일본 공개특허공보 2006-328353호 일본 재공표공보 WO2006/132413호 일본 공개특허공보 2005-332557호

그러나, 특허문헌 3 에 기재된 Ag 합금막에 있어서는, 첨가 원소에 귀금속을 사용하고 있기 때문에, 재료 비용이 높다는 난점이 있다.

또, 특허문헌 4 에 기재된 Ag 합금막에 있어서는, 흡수율이 비교적 높아, 광학 특성이 불충분하다.

특히, 최근에는 상기 서술한 투명 도전막 및 광학 기능성 필름의 금속 박막에는 추가적인 시감 투과율의 향상이 요구되고 있어, 종래의 Ag 합금막으로는 대응할 수 없게 되었다. 또, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스에 사용되는 투명 도전막에는 우수한 도전성 (전기 특성) 도 요구되고 있다.

이 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전기 특성, 광학 특성 및 내환경성이 우수한 Ag 합금막을 성막할 수 있는 Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법, Ag 합금막 및 Ag 합금막의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟은, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의하면, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖고 있으므로, Ag 의 응집을 억제할 수 있어, 내환경성을 대폭 개선한 Ag 합금막을 형성하는 것이 가능해진다. 또, Sn 을 함유함으로써, 열습 환경하에 있어서 Ag 합금막의 광학 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, Cu 를 함유함으로써, 열습 환경하에 있어서 Ag 합금막의 전기 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량이 100 질량ppm 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 불가피 불순물 중 Ag 에 대한 고용도가 작은 원소인 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량을 100 질량ppm 이하로 제한하고 있기 때문에, 이들 원소가 결정립계로 편석되는 것을 억제할 수 있어, 스퍼터시에 있어서의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.

또, 성막된 Ag 합금막에 있어서도, 이들 원소가 결정립계로 편석되는 것이 억제되게 되어, Ag 합금막의 내환경성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량이 30 질량ppm 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, Ag 에 대한 고용도가 작은 원소인 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 원소의 함유량을 30 질량ppm 이하로 제한하고 있기 때문에, 스퍼터시에 있어서의 이상 방전의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 또, 성막된 Ag 합금막에 있어서도, 내환경성의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 되고, 또한 Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경이 1 ㎛ 미만으로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 되어 있으므로, 스퍼터에 의해 스퍼터면이 소비되었을 때에 결정 방위에 의한 스퍼터 레이트의 차이에 의해 생기는 요철을 작게 할 수 있어, 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.

또한, Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경이 1 ㎛ 미만으로 되어 있으므로, 장시간 스퍼터시의 스퍼터 레이트 및 성막한 Ag 합금막에 있어서의 성분 조성을 안정시킬 수 있다. 또한, 이 편석부는, 조직 중에 존재하지 않는 것이 더욱 바람직하다.

또, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 추가로 Ti 를 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하는 것이 바람직하다.

이 경우, Ti 가 0.1 원자％ 이상 첨가되어 있으므로, 성막된 Ag 합금막의 케미컬에 대한 내성을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다. 또, Ti 의 첨가량이 3.0 원자％ 이하로 제한되어 있으므로, 성막된 Ag 합금막의 광학 특성 및 전기 특성의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법은, 상기 서술한 Ag 합금 스퍼터링 타겟 (Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 되고, 또한 Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경이 1 ㎛ 미만으로 된 Ag 합금 스퍼터링 타겟) 의 제조 방법으로서, Ag 합금 잉곳을 제작하는 용해 주조 공정과, 얻어진 Ag 합금 잉곳에 압연을 실시하는 압연 공정과, 압연 후에 열처리를 실시하는 열처리 공정을 갖고, 상기 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도가 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법에 의하면, 상기 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도가 650 ℃ 이상으로 되어 있으므로, Cu, Sn 을 확산시켜 편석을 해소할 수 있어, Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부를 작게 할 수 있다. 또, 상기 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도가 750 ℃ 이하로 되어 있으므로, 결정립의 조대화를 억제할 수 있다.

본 발명의 제 ３ 양태에 관련된 Ag 합금막은, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 Ag 합금막에 의하면, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖고 있으므로, 전기 특성, 내환경성 및 광학 특성이 우수하게 되어, 투명 도전막이나 광학 기능성 필름의 금속 박막 등으로서 특히 적합하다.

본 발명의 제 ３ 양태에 관련된 Ag 합금막에 있어서는, 시감 투과율이 70 ％ 이상, 시감 흡수율이 10 ％ 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 시인성이 우수하게 되어, 각종 디스플레이나 터치 패널의 투명 도전막이나 광학 기능성 필름의 금속 박막으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 관련된 Ag 합금막에 있어서는, 시트 저항값이 40 Ω/□ 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 도전성이 우수한 투명 도전막으로서, 각종 디스플레이나 터치 패널의 전극막이나 배선막에 적용할 수 있다.

본 발명의 제 ３ 양태에 관련된 Ag 합금막에 있어서는, 막두께가 4 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 경우, Ag 합금막의 두께가 4 ㎚ 이상으로 되어 있으므로, 전기 저항을 확실하게 낮출 수 있어, 도전성을 확보할 수 있다. 또, Ag 합금막의 두께가 10 ㎚ 이하로 되어 있으므로, 시감 투과율을 확실하게 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 관련된 Ag 합금막의 제조 방법은, 상기 서술한 제 1 양태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의해 성막하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 Ag 합금막의 제조 방법에 의하면, Cu 및 Sn 을 함유하고, 전기 특성, 내환경성 및 광학 특성이 우수한 Ag 합금막을 성막할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전기 특성, 광학 특성 및 내환경성이 우수한 Ag 합금막을 성막할 수 있는 Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법, Ag 합금막 및 Ag 합금막의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1 은 실시예에 있어서의 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 조직 사진이다. (a) 가 본 발명예 1 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟, (b) 가 본 발명예 26 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟이다.
도 2 는 실시예에 있어서의 항온 항습 시험 후의 Ag 합금막의 외관 관찰 결과이다. (a) 가 「A」라고 판정된 것, (b) 가 「B」라고 판정된 것이다.

이하에, 본 발명의 일 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟, 및 Ag 합금막에 대하여 설명한다.

본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟은, Ag 합금막을 성막할 때에 사용된다. 여기서, 본 실시형태인 Ag 합금막은, 예를 들어 터치 패널이나 태양 전지, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스의 투명 도전막, 광학 기능성 필름의 금속 박막으로서 사용된다.

＜Ag 합금 스퍼터링 타겟＞

본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟은, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 된 조성의 Ag 합금으로 구성되어 있다.

또, 본 실시형태에서는, 상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량이 100 질량ppm 이하로 되어 있다. 또, 상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량이 30 질량ppm 이하로 되어 있다. 또한, 필요에 따라, Ti 를 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고 있어도 된다.

또, 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 되고, 또한 Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경이 1 ㎛ 미만으로 되어 있다.

이하에, 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 조성, 결정 조직을 상기 서술한 바와 같이 규정한 이유에 대하여 설명한다.

(Sn : 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하)

Sn 은, 성막한 Ag 합금막의 내환경성을 향상시키는 작용 효과를 갖는 원소이다. 특히, 열습 환경하에 있어서의 광학 특성의 저하를 효과적으로 억제하는 작용 효과를 갖는다.

여기서, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Sn 의 함유량이 0.1 원자％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 충분히 거두지 못할 우려가 있다. 한편, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Sn 의 함유량이 3.0 원자％ 를 초과하는 경우에는, 성막한 Ag 합금막의 전기 특성이 저하될 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Sn 의 함유량을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 거두기 위해서는, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Sn 의 함유량을 0.4 원자％ 이상, 2.0 원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(Cu : 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하)

Cu 는, 성막한 Ag 합금막의 내환경성을 향상시키는 작용 효과를 갖는 원소이다. 특히, 열습 환경하에 있어서의 전기 특성의 저하를 효과적으로 억제하는 작용 효과를 갖는다. 또, 열습 환경하에 있어서, 성막한 Ag 합금막에 있어서의 얼룩점 등의 발생을 억제하는 작용 효과를 갖는다.

여기서, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Cu 의 함유량이 1.0 원자％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 충분히 거두지 못할 우려가 있다. 한편, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Cu 의 함유량이 10.0 원자％ 를 초과하는 경우에는, 성막한 Ag 합금막의 전기 특성이 저하될 우려가 있다. 또, 성막한 Ag 합금막의 흡수율이 증가하여 광학 특성이 저하될 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Cu 의 함유량을 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 거두기 위해서는, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서의 Cu 의 함유량을 2.0 원자％ 이상, 8.0 원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(Na, Si, V, Cr, Fe, Co : 합계 함유량이 100 질량ppm 이하, 각각의 함유량이 30 질량ppm 이하)

불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 와 같은 원소는, Ag 에 대한 고용도가 작기 때문에, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 결정립계로 편석되고, 산소와 반응하여 산화물이 형성된다. Ag 합금 스퍼터링 타겟 중에 산화물이 존재함으로써, 스퍼터 중에 이상 방전 및 스플래쉬가 발생할 우려가 있다. 또, Na, Si, V, Cr, Fe, Co 와 같은 원소는, 성막한 Ag 합금막에 있어서도 결정립계로 편석되기 쉽고, 열습 환경하에 있어서, 이들 원소가 산화되어 Ag 합금막의 결정성이 저하되고, 내환경성이 저하될 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량을 100 질량ppm 이하로 제한하고 있다. 또, 한층 더 이상 방전 횟수를 억제하기 위해서, 본 실시형태에서는, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량을 30 질량ppm 이하로 제한하고 있다. 또한, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 와 같은 원소의 합계 함유량을 20 질량ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 와 같은 원소의 각각의 함유량은 10 질량ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

(Ti : 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하)

Ti 를 첨가함으로써, 케미컬에 대한 내성이 향상된다. 구체적으로는, 성막된 Ag 합금막의 내황화성 및 내염수성을 향상시키는 것이 가능해진다.

여기서, Ti 의 함유량이 0.1 원자％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 충분히 거두지 못할 우려가 있다. 한편, Ti 의 함유량이 3.0 원자％ 를 초과하는 경우에는, 성막된 Ag 합금막의 광학 특성 및 전기 특성이 열화될 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, Ti 를 첨가하는 경우에는 Ti 의 함유량을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 설정하고 있다.

(스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경 : 200 ㎛ 이하)

스퍼터 레이트는 결정 방위에 따라 상이하기 때문에, 스퍼터가 진행되면 스퍼터면에, 상기 서술한 스퍼터 레이트의 차이에서 기인하여 결정립에 따른 요철이 생긴다. 여기서, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 를 초과하면, 스퍼터면에 생기는 요철이 커져, 볼록부에 전하가 집중하여 이상 방전이 발생하기 쉬워진다.

이러한 이유에서, 본 실시형태의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경을 200 ㎛ 이하로 규정하고 있다.

또한, 스퍼터가 진행되었을 때의 스퍼터면의 요철을 억제하여 이상 방전을 확실하게 억제하기 위해서는, 스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경을 150 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 80 ㎛ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 평균 결정 입경의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 30 ㎛, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이다.

여기서, 본 실시형태에서는, 스퍼터면 내에서 균등하게 16 개소의 지점으로부터, 한 변이 10 ㎜ 정도인 직방체의 시료를 채취하여, 평균 결정 입경을 측정한다. 구체적으로는, 타겟을 세로 4 × 가로 4 의 16 개소로 구분하고, 각부의 중앙부로부터 채취한다. 또한, 본 실시형태에서는, 대형 타겟으로서 일반적으로 사용되는 사각형 타겟으로부터의 시료의 채취법을 기재했지만, 본 발명은 당연히 환형 타겟의 스플래쉬 발생의 억제에도 효과를 발휘한다. 이 때에는, 대형의 사각형 타겟에서의 시료의 채취법에 준하여, 타겟의 스퍼터면 내에서 균등하게 16 개소로 구분하고, 채취한다.

(Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경 : 1 ㎛ 미만)

Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부가 존재하는 경우가 있다. 여기서, 상기 서술한 편석부의 입경이 1 ㎛ 이상이면, 장시간 스퍼터시의 스퍼터 레이트가 불안정해지거나, 성막한 Ag 합금막의 조성 편차가 생기거나 할 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경을 1 ㎛ 미만으로 규정하고 있다.

또한, 장시간 스퍼터시의 스퍼터 레이트를 확실하게 안정시킴과 함께, 성막한 Ag 합금막의 조성 편차를 확실하게 억제하기 위해서는, Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부가 조직 중에 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다.

＜Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법＞

다음으로, 본 실시형태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법에 대하여 설명한다.

우선, 용해 원료로서 순도 99.9 질량％ 이상의 Ag 와 순도 99.9 질량％ 이상의 Cu 및 Sn 을 준비한다. 또한, Ti 를 첨가하는 경우에는, 순도 99.9 질량％ 이상의 Ti 를 준비한다.

여기서, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 함유량을 확실하게 저감시키기 위해서, Ag 원료에 포함되는 이들 원소를 ICP 분석 등에 의해 분석하고, 선별하여 사용한다. 또한, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 함유량을 확실하게 저감시키기 위해서는, Ag 원료를 질산 또는 황산 등으로 침출시킨 후, 소정의 Ag 농도의 전해액을 사용하여 전해 정련하는 것이 바람직하다.

선별된 Ag 원료와 Cu 원료 및 Sn 원료를 소정의 조성이 되도록 칭량한다. 다음으로, 용해로 중에 있어서, Ag 를 고진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 용해시켜, 얻어진 용탕에 소정의 함유량의 Cu 및 Sn, 필요에 따라 Ti 를 첨가한다. 그 후, 진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 용해시켜, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 필요에 따라 Ti 를 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 Ag 합금 잉곳을 제작한다 (용해 주조 공정).

다음으로, 얻어진 Ag 합금 잉곳에 대하여, 냉간 압연을 실시한다 (압연 공정). 이 압연 공정에 있어서의 압연율은 60 ％ 이상 80 ％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 압연 후에 열처리를 실시한다 (열처리 공정). 이 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도가 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하의 범위 내로 되어 있다. 또한, 이 열처리 온도에서의 유지 시간은, 60 min 이상 180 min 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

그 후, 기계 가공을 실시함으로써, 본 실시형태에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟이 제조된다. 또한, Ag 합금 스퍼터링 타겟의 형상에 특별히 한정은 없으며, 원판형, 각판형이어도 되고, 원통형이어도 된다.

＜Ag 합금막＞

본 실시형태인 Ag 합금막은, 상기 서술한 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 것으로, Ag 합금 스퍼터링 타겟과 동일한 성분 조성을 갖고 있다.

Ag 합금막의 광학 특성으로서, 가시광역에 있어서의 시감 투과율이 70 ％ 이상, 시감 흡수율이 10 ％ 이하로 되어 있다.

Ag 합금막의 전기 특성으로서, 시트 저항값이 40 Ω/□ 이하로 되어 있다.

또, 본 실시형태인 Ag 합금막에 있어서는, 그 막두께가 4 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하의 범위 내로 되어 있다.

여기서, Ag 합금막의 막두께가 4 ㎚ 미만인 경우에는, 전기 특성을 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 또, 막이 응집되기 쉬워지기 때문에, 내환경성이 저하될 우려가 있다. 한편, Ag 합금막의 막두께가 10 ㎚ 를 초과하는 경우에는, 흡수율 등의 광학 특성이 저하되어 버릴 우려가 있다.

이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, Ag 합금막의 막두께를 4 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, Ag 합금막의 막두께는 6 ㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하고, Ag 합금막의 막두께는 8 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관련된 Ag 합금막을 성막하는 경우, 마그네트론 스퍼터 방식을 적용하는 것이 바람직하고, 전원으로는, 직류 (DC) 전원, 고주파 (RF) 전원, 중주파 (MF) 전원, 교류 (AC) 전원 모두 선택 가능하다.

성막하는 기판으로는, 유리판 또는 박, 금속판 또는 박 (箔), 수지판 또는 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 또, 성막시의 기판의 배치에 대해서는, 정지 대향 방식이나 인 라인 방식 등을 채용할 수 있다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의하면, Sn 을 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하, Cu 를 1.0 원자％ 이상 10.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖고 있으므로, 내환경성을 대폭 개선한 Ag 합금막을 성막하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 열습 환경하에 있어서 Ag 합금막의 광학 특성 및 전기 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의하면, 불가피 불순물 중, Ag 에 대한 고용도가 작은 원소인 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량을 100 질량ppm 이하로 제한하고 있으므로, 이들 원소가 결정립계로 편석되어 산화물을 생성하는 것을 억제할 수 있어, 스퍼터시에 있어서의 이상 방전이나 스플래쉬의 발생을 억제할 수 있다.

또, 성막한 Ag 합금막에 있어서도, 이들 원소가 결정립계로 편석되는 것이 억제되게 되어, Ag 합금막의 내환경성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량이 30 질량ppm 이하로 되어 있으므로, 스퍼터시에 있어서의 이상 방전 및 스플래쉬의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 또, 성막한 Ag 합금막에 있어서도, Ag 합금막의 내환경성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시형태인 Ag 합금막은, 상기 서술한 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의해 성막되어 있고, 본 실시형태인 Ag 합금 스퍼터링 타겟과 동일한 성분 조성을 갖고 있으므로, 전기 특성, 내환경성 및 광학 특성이 우수하게 되어, 투명 도전막이나 광학 기능성 필름의 금속 박막 등으로서 특히 적합하다.

구체적으로는, 광학 특성으로서 시감 투과율이 70 ％ 이상, 시감 흡수율이 10 ％ 이하로 되어 있으므로, 시인성이 우수한 투과막으로서 본 실시형태인 Ag 합금막을 사용할 수 있다.

또, 전기 특성으로서 시트 저항이 40 Ω/□ 이하로 되어 있으므로, 도전성이 우수한 도전막으로서 본 실시형태인 Ag 합금막을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태인 Ag 합금막에 있어서는, 그 막두께가 4 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하의 범위 내로 설정되어 있으므로, 막의 응집을 억제하여 내환경 성능을 확보할 수 있다. 또, 전기 특성 및 광학 특성을 확보할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

예를 들어, 본 실시형태에서는, 예를 들어 터치 패널이나 태양 전지, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스의 투명 도전막, 광학 기능성 필름의 금속 박막으로서 사용되는 것으로서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 그 밖의 용도에 사용해도 된다.

또, Ag 합금막의 막두께에 대해서는, 본 실시형태에 한정되지 않고, 사용 용도에 따라 적절히 변경해도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 유효성을 확인하기 위해서 실시한 확인 실험의 결과에 대하여 설명한다.

＜Ag 합금막 성형용 스퍼터링 타겟＞

우선, 용해 원료로서 순도 99.9 질량％ 이상의 Ag 와 순도 99.9 질량％ 이상의 Cu, Sn, Ti 를 준비하였다. 여기서, 각 불순물의 함유량을 저감시키기 위해서, Ag 원료를 질산 또는 황산으로 침출시킨 후, 소정의 Ag 농도의 전해액을 사용하여 전해 정제하는 방법을 채용하였다. 이 정제 방법으로 이들 불순물이 저감된 Ag 원료에 대하여, ICP 법에 의한 불순물 분석을 실시하여, Na, Si, V, Cr, Fe 및 Co 의 농도 (함유량) 의 합계량이 100 ppm 이하 또한 각각의 원소의 농도가 30 ppm 인 Ag 원료를, 스퍼터링 타겟의 제조 원료로 하였다.

선별한 Ag 원료와, 첨가하는 Cu, Sn 및 Ti 를, 소정의 조성이 되도록 칭량하였다. 다음으로, Ag 를 고진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 용해시켜, 얻어진 Ag 용탕에 Cu, Sn 및 Ti 를 첨가하여, 고진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 용해시켰다. 그 후, 주형에 주탕하여, Ag 합금 잉곳을 제조하였다. 여기서, Ag 의 용해시에는, 분위기를 한 번 진공 (5 × 10^-2 ㎩ 이하) 으로 한 후 Ar 가스로 치환한 분위기에서 실시하였다. 또, Cu, Sn 및 Ti 의 첨가는, Ar 가스 분위기 중에서 실시하였다.

이어서, 얻어진 Ag 합금 잉곳에 대하여, 압하율 70 ％ 로 냉간 압연을 실시하였다.

그 후, 대기 중에 있어서, 표 2 에 나타내는 온도로 1 시간 유지하는 열처리를 실시하였다. 그리고, 기계 가공을 실시함으로써, 직경 152.4 ㎜, 두께 6 ㎜ 치수를 갖는 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제작하였다.

또한, 본 발명예 8 ∼ 16 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 용해시에 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각 원소를 의도적으로 적량 첨가하였다. 또, 본 발명예 20 ∼ 23, 30, 31 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, Ag 합금의 전해 정제 및 선별을 실시하지 않은 Ag 원료를 사용하였다.

(조성 분석)

주조 후의 Ag 합금 잉곳으로부터 분석용 샘플을 채취하고, 그 샘플을 ICP 발광 분광 분석법에 의해 분석하였다. 분석 결과를 표 1 에 나타낸다.

(결정 입경)

얻어진 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 스퍼터면을 그 중심을 통과하는 선분으로 8 등분으로 구분하고, 각부의 중앙부로부터 시료편을 채취하였다. 각 시료편의 스퍼터면측을 연마한다. ＃180 ∼ ＃4000 의 내수지로 연마를 실시한 후, 3 ㎛ ∼ 1 ㎛ 의 지립으로 버프 연마를 실시한다.

다음으로, 광학 현미경으로 입계가 보일 정도로 에칭한다. 여기서, 에칭액에는, 과산화수소수와 암모니아수의 혼합액을 이용하고, 실온에서 1 ∼ 2 초간 침지시켜, 입계를 출현시킨다. 다음으로, 각 시료에 대하여, 광학 현미경으로 배율 30 배의 사진을 촬영하였다.

각 사진에 있어서, 60 ㎜ 의 선분을 격자상으로 20 ㎜ 간격으로 종횡으로 합계 4 개 긋고, 각각의 직선으로 절단된 결정립의 수를 세었다. 선분의 단 (端) 의 결정립은, 0.5 개로 카운트하였다. 평균 절편 길이 : L (㎛) 을, L = 60000/(M·N) (여기서, M 은 실배율, N 은 절단된 결정립수의 평균값이다) 으로 구하였다. 구한 평균 절편 길이 : L (㎛) 로부터, 시료의 평균 입경 : d (㎛) 를, d = (3/2)·L 로 산출하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

(입경 1 ㎛ 이상의 편석부의 유무)

결정 입경의 측정시와 동일한 방법으로 시료편을 준비하고, 광학 현미경을 사용하여, 배율 1500 배로 사진 촬영하여, 입경 1 ㎛ 이상의 편석부의 유무를 확인하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

또한, 도 1 에 편석부의 관찰 결과의 일례를 나타낸다. 도 1(a) 가 본 발명예 1 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟, (b) 가 본 발명예 26 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 관찰 결과이다. 본 발명예 1 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 편석부가 흑점으로서 관찰된다.

(사용 초기의 이상 방전 횟수)

상기 서술한 본 발명예 및 비교예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을, 무산소 구리제의 백킹 플레이트에 인듐 솔더를 사용하여 솔더링하여 타겟 복합체를 제작하였다.

통상적인 마그네트론 스퍼터 장치에, 상기 서술한 타겟 복합체를 장착하여, 5 × 10^-5 ㎩ 까지 배기시킨 후, Ar 가스압 : 0.5 ㎩, 투입 전력 : 직류 1000 W, 타겟 기판간 거리 : 70 ㎜ 의 조건으로 스퍼터를 실시하였다. 스퍼터시의 이상 방전 횟수는, MKS 인스트루먼트사 제조 DC 전원 (RPDG-50A) 의 아크 카운트 기능에 의해, 방전 개시부터 1 시간의 이상 방전 횟수로서 계측하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

(장시간 스퍼터 후의 이상 방전 횟수)

4 시간의 공 (空) 스퍼터와 방착판의 교환을 반복하고, 단속적으로 20 시간 스퍼터함으로써 타겟을 소모시켰다. 그 후에 추가로, 상기 서술한 조건으로 스퍼터를 실시하여, 소모 (20 시간의 스퍼터) 후의 1 시간에 생긴 이상 방전의 횟수를 측정하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

(장시간 스퍼터 전후의 스퍼터 레이트의 변화비)

사용 초기에 있어서 스퍼터 레이트를 측정 후, 상기와 동일하게 4 시간의 공스퍼터와 방착판의 교환을 반복하고, 단속적으로 20 시간 스퍼터함으로써 타겟을 소모시켰다. 그 후에 추가로 스퍼터를 실시하고, 스퍼터 레이트의 측정을 실시하여, 하기의 식으로 스퍼터 레이트의 변화비를 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

스퍼터 레이트의 변화비 = 장시간 스퍼터 후의 레이트/사용 초기의 레이트

(장시간 스퍼터 전후의 막 조성의 변화율)

사용 초기에 있어서 성막된 Ag 합금막의 조성을 측정하였다. 막 조성의 측정 방법으로는, Ag 합금막을 3000 ㎚ 성막하고, 그 막을 ICP 분광 분석법으로 측정하였다. 그 후, 상기와 동일하게 4 시간의 공스퍼터와 방착판의 교환을 반복하고, 단속적으로 20 시간 스퍼터함으로써 타겟을 소모시켰다. 그 후에 추가로 스퍼터를 실시하고, 성막된 Ag 합금막의 조성의 측정을 실시하여, 하기의 식으로 막 조성의 변화율을 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

막 조성의 변화율 (％) = (장시간 스퍼터 후의 첨가 원소 A 의 조성/사용 초기의 첨가 원소 A 의 조성) × 100

또한, 첨가 원소 A 는, 각 첨가 원소 중 가장 변화율이 큰 것으로 하였다.

＜Ag 합금막＞

상기 서술한 본 발명예 및 비교예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 스퍼터 장치에 장착하고, 하기의 조건으로 Ag 합금막을 성막하였다.

기판 : 세정이 끝난 유리 기판 (코닝사 제조 이글 XG 두께 0.7 ㎜)

도달 진공도 : 5 × 10^-5 ㎩ 이하

사용 가스 : Ar

가스압 : 0.5 ㎩

스퍼터링 전력 : 직류 200 W

타겟/기판간 거리 : 70 ㎜

(막두께의 측정)

크로스 섹션 폴리셔 (CP) 에 의해 관찰 시료를 제작하고, 투과 전자 현미경 (TEM) 에 의해 Ag 합금막의 단면을 관찰하여, Ag 합금막의 막두께를 산출하였다. 막 구조를 표 3 에 나타낸다.

(항온 항습 시험)

성막한 Ag 합금막에 대하여, 온도 85 ℃, 습도 85 ％ 의 항온 항습조 중에 250 시간 방치하였다.

(시트 저항값)

성막 후의 Ag 합금막의 시트 저항값 R_S0 및 항온 항습 시험 후의 Ag 합금막의 시트 저항값 R_S1 을, 미츠비시 화학 제조 저항 측정기 로레스타 GP 에 의한 4 탐침법에 의해 측정하였다. 또, 항온 항습 시험 전후의 변화율 (％) 을 이하의 식으로 산출하였다. 측정 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다.

변화율 (％) = (R_S1- R_S0)/R_S0 × 100

(시감 투과율)

Ag 합금막의 시감 투과율의 측정은, 분광 광도계 (주식회사 히타치 하이테크놀로지스 제조 U-4100) 를 사용하여 실시하고, 박막을 형성하고 있지 않는 기판의 투과율을 100 으로 하여 막의 투과율의 상대 효과를 실시하였다. 투과율 스펙트럼 ％T 를 파장 780 ∼ 380 ㎚ 의 범위에서 측정하고, 이 스펙트럼으로부터 색채 계산 프로그램 (JIS Z 8722 에 준거) 을 사용하여, 광원 D65 및 시야 2°에 있어서의 XYZ 표색계의 Y 값을 산출하고, 계산된 값을 시감 투과율로 하였다.

성막 후의 Ag 합금막의 시감 투과율 T₀ 및 항온 항습 시험 후의 Ag 합금막의 시감 투과율 T₁ 을 상기 서술한 바와 같이 측정하였다. 또, 항온 항습 시험 전후의 변화량 T₁- T₀ 을 산출하였다. 측정 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다.

(시감 흡수율)

Ag 합금막의 시감 흡수율은, 상기 분광 광도로 측정한 투과율 스펙트럼 ％T 와, 반사율 스펙트럼 ％R 을 파장 780 ∼ 380 ㎚ 의 범위에서 측정하고, 이들 스펙트럼으로부터 흡수율 스펙트럼 ％A 를 이하의 식으로 산출하였다.

％A = 100 - (％T ＋％R)

이 스펙트럼으로부터 색채 계산 프로그램 (JIS Z 8722 에 준거) 을 사용하여, 광원 D65 및 시야 2°에 있어서의 XYZ 표색계의 Y 값을 산출하고, 계산된 값을 시감 흡수율로 하였다.

성막 후의 Ag 합금막의 시감 흡수율 A₀ 및 항온 항습 시험 후의 Ag 합금막의 시감 흡수율 A₁ 을 상기 서술한 바와 같이 측정하였다. 또, 항온 항습 시험 전후의 변화량 A₁- A₀ 을 산출하였다. 측정 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다.

(항온 항습 시험 후의 외관 관찰)

온도 85 ℃, 습도 85 ％ 의 항온 항습층 중에 250 시간 방치한 Ag 합금막의 외관을 육안으로 관찰하였다. 도 2 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 막의 표면에 얼룩점상의 변색이 관찰되지 않은 Ag 합금막을 「A」, 도 2 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 막의 표면에 얼룩점상의 변색이 관찰된 Ag 합금막을 「B」라고 평가하였다. 평가 결과를 표 4 에 나타낸다.

(내황화성 시험)

성막 샘플에 대하여, 실온에서 0.01 mass％ 의 황화나트륨 수용액 중에 30 분 침지시키고, 수용액으로부터 취출하여 순수로 충분히 세정한 후, 건조 공기를 분사하여 수분을 제거하였다. 이들 시료에 대하여, 상기 서술과 동일하게 시트 저항, 투과율을 측정하여, 투과율의 변화분 및 시트 저항의 변화율에 의해 내황화성의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 5 에 나타낸다.

(내염수성 시험)

성막 샘플에 대하여, 실온에서, 5 ％ NaCl 수용액 중에 24 시간 침지시키고, 수용액으로부터 취출하여 순수로 충분히 세정한 후, 건조 공기를 분사하여 수분을 제거하였다. 이들 시료에 대하여, 상기 서술과 동일하게 시트 저항, 투과율을 측정하여, 투과율 변화분 및 시트 저항의 변화율에 의해 내염수성의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 5 에 나타낸다. 또한, 표 5 에 있어서는, 5 ％ NaCl 수용액에 침지 후에 막이 소실된 것에 대해서는 「측정 불가」라고 표기하였다.

Sn 의 함유량이 본 발명의 범위보다 적은 비교예 1 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 비교예 101 의 Ag 합금막에 있어서는, 항온 항습 시험 후에 시감 투과율 및 시감 흡수율이 크게 열화되고 있어, 내환경 특성이 불충분하였다.

Sn 의 함유량이 본 발명의 범위보다 많은 비교예 2 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 비교예 102 의 Ag 합금막에 있어서는, 성막 후의 시트 저항, 및 시감 흡수율이 높아, 전기 특성, 광학 특성이 불충분하였다.

Cu 의 함유량이 본 발명의 범위보다 적은 비교예 3 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 비교예 103 의 Ag 합금막에 있어서는, 항온 항습 시험 후에 시트 저항이 현저하게 상승하고, 막 표면에 얼룩점이 생겨, 내환경 특성이 불충분하였다.

Cu 의 함유량이 본 발명의 범위보다 많은 비교예 4 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 비교예 104 의 Ag 합금막에 있어서는, 성막 후의 시트 저항이 높아, 전기 특성이 불충분하였다.

Ti 의 함유량이 본 발명의 범위보다 많은 비교예 5 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 비교예 105 의 Ag 합금막에 있어서는, 성막 후의 시트 저항이 높고, 또한 시감 투과율이 낮아, 전기 특성, 광학 특성이 불충분하였다.

이에 비하여, 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 성막된 Ag 합금막에 있어서는, 전기 특성, 광학 특성 및 내환경 특성 모두 우수하였다.

다음으로, 본 발명예 20 ∼ 23, 30, 31 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 불순물 원소 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량이 100 질량ppm 을 초과하여, 이상 방전 횟수가 많았다.

또, 본 발명예 11 ∼ 16 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 불순물 원소 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 어느 함유량이 30 질량ppm 을 초과하여, 약간 이상 방전 횟수가 많았다.

이에 비하여, 불순물 원소 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량이 100 질량ppm 이하이고, Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량도 30 질량ppm 이하로 된 다른 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 이상 방전 횟수가 적었다.

또, 스퍼터면의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 를 초과하는 본 발명예 28, 29 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 장시간 스퍼터 후의 이상 방전 횟수가 많아졌다.

이에 비하여, 스퍼터면의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 된 다른 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 장시간 스퍼터 후에 있어서도 이상 방전 횟수가 적었다.

또한, 입경 1 ㎛ 이상의 편석부가 관찰된 본 발명예 1 ∼ 23 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 장시간 스퍼터 후의 스퍼터 레이트의 변화비, 막 조성의 변화율이 비교적 컸다.

이에 비하여, 입경 1 ㎛ 이상의 편석부가 관찰되지 않은 다른 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 장시간 스퍼터 후의 스퍼터 레이트의 변화비, 막 조성의 변화율이 억제되었다.

또, Ti 를 함유하는 본 발명예 17 ∼ 19, 25, 27, 29, 31 의 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서는, 내황화성, 내염수성이 우수한 것이 확인된다.

이상의 확인 실험의 결과로부터, 본 발명예에 의하면, 전기 특성, 광학 특성 및 내환경성이 우수한 Ag 합금막을 성막할 수 있는 Ag 합금 스퍼터링 타겟 및 Ag 합금막을 제공 가능한 것이 확인되었다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의하면, 전기 특성, 광학 특성 및 내환경성이 우수한 Ag 합금막을 성막할 수 있음과 함께, 성막시의 이상 방전 등의 발생을 억제할 수 있다. 또, 본 발명에 관련된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의해 형성된 Ag 합금막은, 우수한 도전성 (전기 특성) 을 구비하므로, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스에 바람직하다.

Claims

Sn 을 0.1 원자％ 이상 0.55 원자％ 이하, Cu 를 3.8 원자％ 이상 5.3 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟.
제 1 항에 있어서,
상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 합계 함유량이 100 질량ppm 이하인 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟.
제 1 항에 있어서,
상기 불가피 불순물 중 Na, Si, V, Cr, Fe, Co 의 각각의 함유량이 30 질량ppm 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟.
제 1 항에 있어서,
스퍼터면에 있어서의 평균 결정 입경이 200 ㎛ 이하로 되고, 또한 Cu, Sn 또는 이들의 금속간 화합물로 이루어지는 편석부의 입경이 1 ㎛ 미만으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟.
제 1 항에 있어서,
추가로 Ti 를 0.1 원자％ 이상 3.0 원자％ 이하의 범위 내로 함유하는 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟.
제 4 항에 기재된 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법으로서,
Ag 합금 잉곳을 제작하는 용해 주조 공정과, 얻어진 Ag 합금 잉곳에 압연을 실시하는 압연 공정과, 압연 후에 열처리를 실시하는 열처리 공정을 갖고,
상기 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도가 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
Sn 을 0.1 원자％ 이상 0.55 원자％ 이하, Cu 를 3.8 원자％ 이상 5.3 원자％ 이하의 범위 내로 함유하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 Ag 합금막.
제 7 항에 있어서,
시감 투과율이 70 ％ 이상, 시감 흡수율이 10 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 Ag 합금막.
제 7 항에 있어서,
시트 저항값이 40 Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 Ag 합금막.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
막두께가 4 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 Ag 합금막.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 의해 성막하는 것을 특징으로 하는 Ag 합금막의 제조 방법.