TW202033795A - 金屬膜，及濺鍍靶材 - Google Patents

金屬膜，及濺鍍靶材 Download PDF

Info

Publication number
TW202033795A
TW202033795A TW108144500A TW108144500A TW202033795A TW 202033795 A TW202033795 A TW 202033795A TW 108144500 A TW108144500 A TW 108144500A TW 108144500 A TW108144500 A TW 108144500A TW 202033795 A TW202033795 A TW 202033795A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
content
less
metal film
mass ppm
atomic
Prior art date
Application number
TW108144500A
Other languages
English (en)
Inventor
歳森悠人
野中荘平
小見山昌三
林雄二郎
Original Assignee
日商三菱綜合材料股份有限公司
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 日商三菱綜合材料股份有限公司 filed Critical 日商三菱綜合材料股份有限公司
Publication of TW202033795A publication Critical patent/TW202033795A/zh

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
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon
    • 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
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3426—Material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。

Description

金屬膜，及濺鍍靶材
本發明例如有關用作為反射膜、電極膜、配線膜之金屬膜，及將此金屬膜成膜時所使用之濺鍍靶材。 本申請案基於2018年12月5日於日本申請之特願2018-228366號而主張優先權，並將其內容援用於此。
例如，作為液晶顯示器或有機EL顯示器、觸控面板等顯示裝置的反射膜、電極膜、配線膜，例如有人提出如專利文獻1所示般使用由Ag或Ag合金所成之金屬膜。 此外，專利文獻2～4中，提出訂為透明導電氧化物膜與Ag或Ag合金所成的金屬膜之層積構造的層積膜。
上述的反射膜、電極膜、配線膜中，如上述的專利文獻1～4所示般，例如會藉由運用蝕刻液之濕蝕刻處理(以下稱蝕刻處理)來形成規定的圖樣形狀。 此處，一般而言當將由Ag或Ag合金所成的金屬膜做蝕刻處理的情形下，例如會使用PAN(磷酸+硝酸+醋酸)這類含硝酸的蝕刻液。
不過，當將由Ag或Ag合金所成的金屬膜以含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，Ag的溶解速度非常快，因此有時會變得難以精度良好地控制蝕刻狀態。 此外，當將透明導電氧化物膜與金屬膜之層積膜以含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，在透明導電氧化物膜及金屬膜的蝕刻速率差距大，而有導致金屬膜受到過蝕刻，無法精度良好地形成蝕刻後的圖樣形狀這類問題。
此處，專利文獻2中提出藉由使用草酸蝕刻液來抑制金屬膜的過蝕刻之方法。 此外，專利文獻3、4中提出將透明導電氧化物膜的組成加以規定，藉此減小透明導電氧化物膜與金屬膜之蝕刻速率差距，而抑制金屬膜的過蝕刻之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國特開2006-028641號公報(A) [專利文獻2]日本國特許第6020750號公報(B) [專利文獻3]日本國特開2017-179594號公報(A) [專利文獻4]日本國特開2017-183274號公報(A)
[發明所欲解決之問題]
不過，將由Ag或Ag合金所成的金屬膜做蝕刻處理之工程中，如上述般從以往便廣泛使用PAN等含硝酸的蝕刻液，因此可能會需要使用含硝酸的蝕刻液而精度良好地做蝕刻處理。 此外，根據對層積膜要求之特性而定，有時會無法適用專利文獻3、4中記載的透明導電氧化物膜。 因此，即使使用PAN等含硝酸的蝕刻液的情形下，仍需要可抑制蝕刻速率之金屬膜。
此外，Ag或Ag合金所成之金屬膜中，Ag容易和S(硫)反應而生成硫化物，因此例如恐會和蝕刻液中含有的S、或蝕刻加工後存在於環境中的S反應而硫化，導致金屬膜的電氣特性或光學特性劣化。
本發明有鑑於前述事態而完成，目的在於提供一種即使使用含硝酸的蝕刻液的情形下仍可抑制蝕刻速率，而可精度良好地做蝕刻處理，且耐硫化性優良之金屬膜、及當將此金屬膜成膜時所使用之濺鍍靶材。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述的待解問題，本發明團隊專注研討之結果，獲得了藉由對金屬膜適量添加In，便可使耐硫化性提升之見解。 此外，有關金屬膜的蝕刻速率，獲得了如下般的見解。 當使用含硝酸的蝕刻液將由Ag或Ag合金所成之金屬膜做蝕刻處理時，會進行Ag的溶解反應與硝酸的還原反應。此時，若硝酸的還原反應被促進，則Ag的溶解反應亦被促進，而蝕刻速率變快。鑑此，藉由限制硝酸的還原反應中作用成為觸媒的Pd、Pt、Au、Rh這類元素的含有量，則即使使用含硝酸的蝕刻液仍可抑制金屬膜的蝕刻速率。
本發明是基於上述的見解而完成，本發明之金屬膜，其特徵為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。
此構成之金屬膜中，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，故耐硫化性提升，能夠抑制金屬膜的硫化所造成之特性的劣化。 又，本發明之金屬膜中，是將硝酸的還原反應中作用成為觸媒的Pd、Pt、Au、Rh的含有量如上述般限制，故即使使用含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，仍能抑制Ag的溶解反應過度地進展，而能夠抑制蝕刻速率。 故，即使使用含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理，仍能穩定控制蝕刻狀態，而可精度良好地形成圖樣形狀。
此處，本發明之金屬膜中，亦可進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下。 Sb、Zn、Sn、Pb、Ti，作用成為抑制硝酸的還原反應之觸媒毒(catalyst poison)，因此藉由以上述的範圍含有該些添加元素，便能進一步抑制硝酸的還原反應，能夠進一步抑制金屬膜的蝕刻速率。
本發明是基於上述的見解而完成，本發明之金屬膜，其特徵為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。
此構成之濺鍍靶材中，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，故可將耐硫化性優良的金屬膜予以成膜。 又，本發明之濺鍍靶材中，是將硝酸的還原反應中作用成為觸媒的Pd、Pt、Au、Rh的含有量如上述般限制，故在成膜出的金屬膜中也能限制Pd、Pt、Au、Rh的含有量，即使使用含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理，仍能將可抑制蝕刻速率之金屬膜予以成膜。
此處，本發明之濺鍍靶材中，亦可進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下。 在此情形下，是含有作用成為抑制硝酸的還原反應的觸媒毒之Sb、Zn、Sn、Pb、Ti，故在成膜出的金屬膜中也會以上述範圍含有該些添加元素，而能進一步抑制硝酸的還原反應，即使使用含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理，仍能將可抑制蝕刻速率之金屬膜予以成膜。
此外，本發明之濺鍍靶材中，較佳是，從濺鍍面的複數個測定點中的Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 所算出之分布DT =(σT ／μT )×100(%) 為20%以下。 於含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti這類添加元素的情形下，從濺鍍面的複數個測定點中的添加元素的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 所算出之分布DT 被抑制在20%以下，故濺鍍面中添加元素會均一地存在，而可穩定地將該些添加元素均一地分散之金屬膜予以成膜。 [發明之功效]
按照本發明，可提供一種即使使用含硝酸的蝕刻液的情形下仍可抑制蝕刻速率，而可精度良好地做蝕刻處理，且耐硫化性優良之金屬膜、及當將此金屬膜成膜時所使用之濺鍍靶材。
以下說明本發明一實施形態之金屬膜，及濺鍍靶材。 本實施形態之金屬膜，係被使用作為液晶顯示器或有機EL顯示器、觸控面板等顯示裝置的反射膜、電極膜、配線膜。
＜金屬膜＞ 本發明實施形態之金屬膜中，其組成訂為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。 本實施形態之金屬膜中，亦可進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下。
此處，說明本實施形態之金屬膜中將成分組成如上述般加以規定之理由。
(In) In為具有使耐硫化性提升之作用效果的元素。 此處，當In的含有量為未滿0.05原子%的情形下，恐無法充分獲得上述之作用效果。另一方面，當In的含有量為超過5.00原子%的情形下，光學特性及電氣特性恐會劣化。 基於這樣的理由，本實施形態中將In的含有量設定在0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍內。
另，為了使耐硫化性確實提升，較佳是將In的含有量的下限訂為0.10原子%以上，更佳是訂為0.20原子%以上。 此外，為了確實抑制光學特性及電氣特性的劣化，較佳是將In的含有量的上限訂為4.00原子%以下，更佳是訂為3.00原子%以下。
(Pd、Pt、Au、Rh) 上述的Pd、Pt、Au、Rh這類元素，於硝酸的還原反應中作用成為觸媒，促進硝酸的還原反應。伴隨此，Ag的溶解反應也被促進，因此金屬膜的蝕刻速率會變快。 鑑此，藉由將Pd、Pt、Au、Rh的含有量如上述般限制，則即使使用含硝酸的蝕刻液仍可抑制金屬膜的蝕刻速率。
此處，Pd的含有量較佳是訂為10質量ppm以下，Pt的含有量較佳是訂為5質量ppm以下，Au的含有量較佳是訂為5質量ppm以下，Rh的含有量較佳是訂為2質量ppm以下。又，Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量較佳是訂為10質量ppm以下。 雖無特別限定，但金屬膜中的Pd、Pt、Au及Rh的各自的含有量的下限值，亦可設定在超過0.1質量ppm。此外，Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量的下限值，亦可設定在0.5質量ppm以上。
(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti) 上述的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)，於硝酸的還原反應中作用成為觸媒毒，而抑制硝酸的還原反應，因此亦可視必要適宜添加。 此處，藉由將Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量訂為0.05原子%以上，能夠充分抑制硝酸的還原反應，即使使用含硝酸的蝕刻液仍可進一步抑制金屬膜的蝕刻速率。另一方面，藉由將In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量訂為5.00原子%以下，能夠抑制金屬膜的特性大幅變化。 是故，本實施形態中，當添加上述的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的情形下，將添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量的下限訂為0.05原子%以上，並且將In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量訂為5.00原子%以下。
此處，另，上述的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量的下限較佳是訂為0.10原子%以上，更佳是訂為0.20原子%以上。此外，In及添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量的上限較佳是訂為4.00原子%以下，更佳是訂為3.00原子%以下。 另，當非意圖地添加上述的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的情形下，亦可合計以未滿0.05原子%含有上述的添加元素作為雜質。
＜濺鍍靶材＞ 接著，說明本實施形態之濺鍍靶材。此濺鍍靶材，用來將上述的本實施形態之金屬膜成膜。
本實施形態之濺鍍靶材中，其組成訂為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。 雖無特別限定，但濺鍍靶材中的In、Pd、Pt、Au及Rh的各自的下限值，亦可設定在0.1質量ppm以上。 本實施形態之濺鍍靶材，亦可進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下。
另，本實施形態之濺鍍靶材中，當合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素的情形下，較佳是，從濺鍍面的複數個測定點中的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 而藉由以下的式所算出之分布DT 為20%以下。 DT =(σT ／μT )×100(%) 雖無特別限定，但分布DT 的下限值亦可訂為超過0.2%。
此處，說明本實施形態之濺鍍靶材中將成分組成、添加元素的分布如上述般加以規定之理由。
(成分組成) 本實施形態之濺鍍靶材中，是將上述的金屬膜予以成膜，因此會因應上述的本實施形態之金屬膜的成分組成來設定。 故，本實施形態之濺鍍靶材中，為了將耐硫化性優良的金屬膜予以成膜，是訂為以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In。另，In會固溶於Ag而抑制晶粒的成長，並且具有藉由固溶使硬度提升之作用效果，因此藉由以上述的範圍含有，便可抑制濺鍍靶材中的翹曲的產生。
又，本實施形態之濺鍍靶材，如上述般為了將抑制蝕刻速率之金屬膜予以成膜，是限制硝酸的還原反應中作用成為觸媒之元素亦即Pd、Pt、Au、Rh的含有量。 又，當含有硝酸的還原反應中作用成為觸媒毒之添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的情形下，以上述般規定該些添加元素的合計含有量。
(添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的分布) 本實施形態之濺鍍靶材中，當含有上述的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的情形下，在成膜出的金屬膜中也會含有上述的添加元素。 此處，藉由將從濺鍍面的複數個測定點中的添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 所算出之分布DT 訂為20%以下，濺鍍面中添加元素會均一地存在，能夠將該些添加元素均一地分散之金屬膜予以成膜，蝕刻速率在金屬膜全體各處穩定。 另，較佳是將從添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 所算出之分布DT 訂為15%以下，更佳是訂為10%以下。
另，如圖1所示，當濺鍍面為呈矩形狀之濺鍍靶材的情形下，較佳是於該濺鍍面，在至少包含對角線交叉之交點(1)、及各對角線上的角部(2)、(3)、(4)、(5)這5點的複數處來測定添加元素的含有量而算出。另，角部(2)、(3)、(4)、(5)訂為從角部朝向內側而對角線全長的10%以內的範圍內。
另，如圖2所示，當濺鍍面為呈圓形狀之濺鍍靶材的情形下，較佳是於該濺鍍面，在至少包含圓的中心(1)、及通過圓的中心並且相互正交的2條直線上的外周部分(2)、(3)、(4)、(5)這5點的複數處來測定添加元素的含有量。另，外周部分(2)、(3)、(4)、(5)訂為從外周緣朝向內側而直徑的10%以內的範圍內。
又，如圖3A及圖3B所示，在濺鍍面成為圓筒面之圓筒型濺鍍靶材中，較佳是在至少包含軸線方向的一端部、中央部、另一端部各自於周方向90°間隔的(1)、(2)、(3)、(4)這合計12點的複數處來測定添加元素的含有量。另，軸線方向的一端部及另一端部，訂為從軸線方向端部朝向內側而軸線方向的全長的10%以內的範圍內。
＜濺鍍靶材的製造方法＞ 接著，說明本實施形態之濺鍍靶材的製造方法。
首先，準備一減低Pd、Pt、Au、Rh的含有量之Ag原料。 本實施形態中，是對純度99.9質量%以上的Ag實施電解精煉而製作電析Ag，將得到的電析Ag再度作為電解的陽極而實施熔鑄再電解。將其反覆，藉此減低Ag內的雜質濃度。此外，每當實施電解精煉便藉由ICP發光光譜分析法實施成分分析。 藉此，得到限制成Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下之Ag原料。 此外，準備一純度為99.9質量%以上的In原料。 又，當含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti作為添加元素的情形下，各自準備純度99.9質量%以上的Sb原料、Zn原料、Sn原料、Pb原料、Ti原料。另，作為原料，亦可使用含有In及添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)之Ag母合金。
接著，使用熔解爐，將Ag原料在高真空下或惰性氣體環境下熔解，對得到的Ag熔湯添加In原料，並且視必要添加Sb原料、Zn原料、Sn原料、Pb原料、Ti原料。其後，在高真空下或惰性氣體環境下熔解。此處，為了使鑄錠中的添加元素濃度均一，較佳是藉由能夠以高頻攪拌熔湯之高頻感應加熱爐來熔解。
此外，Ag原料的熔解，較佳是將熔解爐內部暫且做成高真空後在置換成Ar之環境下進行，熔解後在Ar環境下投入副原料。 然後，將Ag熔湯澆入規定形狀的鑄模，作成Ag鑄錠。當熔鑄Ag熔湯時，為了盡可能消弭添加元素的偏析，較佳是藉由澆入水冷的鑄模來將Ag熔湯急冷。
接下來，將得到的Ag鑄錠鍛造、壓延。壓延，是藉由熱壓延或冷壓延來實施。 當使用熱壓延的情形下，作為壓延開始前的均質化熱處理工程，較佳是以600℃以上700℃以下的溫度進行保持1小時以上10小時以下的條件之熱處理。若未滿600℃則均質化恐變得不充分，若超過700℃則鑄錠中會出現液相，靶材恐會軟化、熔解。此外，熱處理時間若未滿1小時則均質化恐變得不充分，若超過10小時則恐發生內部氧化。 另，上述的均質化熱處理工程中的環境並無特別限制，例如亦可為大氣環境、惰性氣體環境。
均質化熱處理工程之後進行熱壓延，惟壓延結束時溫度較佳為400℃以上700℃以下，視情況插入中間燒鈍。 壓延時，累計壓下率較佳為70%以上，此外至少壓延的最後1道的壓下率較佳為20%以上。若壓下率未滿20%則結晶粒徑的微細化不充分，此外內部的結晶粒徑亦變得均一化不充分。另，由於壓延機的能力的關係，實質上每1道50%以上的壓下率並不實際。
壓延後，為了靶材的結晶組織的均一化及除去加工硬化，實施熱處理。熱處理溫度較佳是以500℃以上700℃以下的範圍以保持1小時以上5小時以下的條件實施。若未滿500℃則除去加工硬化的效果不充分，若超過700℃則晶粒恐會粗大化、或出現液相而靶材恐會熔解、軟化。此外，若熱處理時間未滿1小時則均一化變得不充分。熱處理後以空冷或水冷予以急冷。 另，上述的熱處理時中的環境並無特別限制，例如亦可為大氣環境、惰性氣體環境。
然後，實施切削加工等，使成為規定的形狀尺寸。 藉由上述的工程，便製造出本實施形態之濺鍍靶材。
＜金屬膜的製造方法＞ 接著，說明本實施形態之金屬膜的製造方法。 本實施形態之金屬膜，能夠藉由使用上述的本實施形態之濺鍍靶材做濺鍍而成膜。 將上述的濺鍍靶材例如銲接至無氧銅製的背板，安裝於濺鍍裝置，便會在基板的表面濺鍍成膜。 此處，使用的濺鍍裝置中，可為使成膜金屬膜的基板靜止而予以濺鍍之靜止對向式，亦可為一面搬送基板一面濺鍍之基板搬送式(聯機(in-line)式)。 此外，作為濺鍍裝置的電源，例如可使用直流(DC)電源、高頻(RF)電源、中頻(MF)電源或交流(AC)電源。
按照訂為如以上般的構成之本實施形態之金屬膜，是以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，故耐硫化性提升，能夠抑制金屬膜的硫化所造成之特性的劣化。
又，本實施形態之金屬膜中，其組成訂為，Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量訂為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成，故硝酸的還原反應中作用成為觸媒的Pd、Pt、Au、Rh這類元素的含有量會被限制，即使使用PAN等含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，仍能抑制Ag的溶解反應過度地進展，而可抑制蝕刻速率。故，能夠穩定控制蝕刻狀態，而可精度良好地形成圖樣形狀。
又，本實施形態之金屬膜中，當進一步合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量訂為5.00原子%以下的情形下，上述的添加元素會作用成為抑制硝酸的還原反應之觸媒毒，能夠進一步抑制硝酸的還原反應而抑制Ag的溶解反應過度地進展，而可進一步抑制蝕刻速率。
本實施形態之濺鍍靶材中，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，故可將耐硫化性優良的金屬膜予以成膜。
又，本實施形態之濺鍍靶材中，其組成訂為，Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量訂為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成，故如上述般即使使用PAN等含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，仍能將可抑制蝕刻速率之金屬膜予以成膜。
又，本實施形態之濺鍍靶材中，當進一步合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量訂為5.00原子%以下的情形下，即使使用PAN等含硝酸的蝕刻液做蝕刻處理的情形下，仍能將可進一步抑制蝕刻速率的金屬膜予以成膜。
又，本實施形態之濺鍍靶材中，當合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且將從濺鍍面的複數個測定點中的Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 所算出之分布DT 訂為20%以下的情形下，濺鍍面中添加元素會均一地存在，能夠將該些添加元素均一地分散之金屬膜，可使蝕刻速率在金屬膜全體各處穩定。
以上已說明本發明之實施形態，但本發明並不限定於此，在不脫離其發明技術思想之範圍內可適當變更。 本發明之金屬膜，可作為單膜來使用，亦可作為與導電氧化物膜等其他膜之層積膜來使用。
此外，本實施形態中，雖說明藉由將Ag鑄錠熱壓延及冷壓延來製造濺鍍靶材，但不限定於此，亦可適用熱鍛造等其他的加工方法。加工方法，較佳是根據製造出的濺鍍靶材的形狀來適宜選擇已知的方法。 [實施例]
以下說明為確認本發明的有效性而進行之確認實驗的結果。
藉由反覆實施電解精煉並且以ICP發光光譜分析法實施成分分析，得到限制成Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下之Ag原料。另，針對比較例3～8是使用上述的元素的含有量未被限制之Ag原料。
將此Ag原料在真空環境下熔解，置換成Ar氣體後，添加純度99.9質量%以上的In原料，並且視必要添加純度99.9質量%以上的Sb原料、Zn原料、Sn原料、Pb原料、Ti原料，熔製成規定的組成的Ag熔湯。然後，將此Ag熔湯鑄造而製造出Ag鑄錠。
(成分組成) 從得到的Ag鑄錠採取分析用樣本，藉由ICP發光光譜分析法測定成分組成。以此測定結果作為Ag濺鍍靶材的成分組成而示於表1。 另，表1中，於硝酸的還原反應中作用成為觸媒的Pd、Pt、Au、Rh這類元素(觸媒元素)的含有量以質量比表示，In及添加元素(Sb、Zn、Sn、Pb、Ti)的含有量以原子比表示。
對得到的Ag鑄錠實施熱壓延。將壓延開始溫度訂為650℃，壓延結束溫度訂為400℃，累計壓下率訂為80%。 熱壓延後，以600℃、1小時的條件進行熱處理。熱處理後以水冷予以急冷。 藉由以上，得到長度2000mm、寬度200mm、厚度8mm的板材。
(添加元素的分布) 於得到的濺鍍靶材中，依以下方式測定濺鍍面中的添加元素的合計含有量的平均值μT 與標準差σT 及分布DT 。 由圖1所示位置採取測定試料，使用各測定試料做ICP-MS分析，藉此測定添加元素的合計含有量。 從由各5處的測定試料得到的添加元素的合計含有量，算出濺鍍靶材全體而言的添加元素的合計含有量的平均值μT 與標準差σT 。然後，使用該些平均值μT 與標準差σT ，算出分布DT =(σT ／μT )×100(%)。此測定結果如表1所示。
接著，將上述的板材切斷做機械加工，藉此製作出規定尺寸(126mm×178mm×厚度6mm)的濺鍍靶材。
將依上述方式得到的濺鍍靶材銲接至無氧銅製的背板，將其安裝於濺鍍裝置。本實施形態中，使用磁控管DC濺鍍裝置。此外，本實施形態中，使用一面搬送基板一面濺鍍之基板搬送式的濺鍍裝置。
然後，依以下的條件進行濺鍍，在玻璃基板(康寧公司製EAGLE XG)之上將金屬膜成膜。 成膜開始真空度：1.0×10-4 Pa以下 濺鍍氣體：高純度氬 腔室內濺鍍氣體壓力：0.4Pa 直流電力：100W
(金屬膜的組成) 以上述條件，在玻璃基板上將金屬膜以厚度1000nm成膜，將其藉由ICP發光光譜分析法測定成分組成。其結果，和濺鍍靶材的組成為同等，針對本發明例1～25確認到In的含有量為0.05原子%以上5.00原子%以下、Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，及針對本發明例8～25確認到Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為0.05原子%以上、且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下。
(膜厚測定) 依上述條件，在玻璃基板上將厚度100nm的金屬膜予以成膜。當藉由濺鍍來成膜的情形下，藉由高低差測定計(DEKTAK-XT)來測定成膜一定時間時的膜厚，藉此測定濺鍍速率，基於該值來調整成膜時間，予以成膜以使成為目標厚度。 針對實際的金屬膜，藉由穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察金屬膜的截面來確認，確認是否以符合目標值的膜厚成膜。用於TEM觀察之試料製作，例如能夠使用截面拋光儀(Cross section Polisher；CP)、或聚焦離子束(FIB)。
然後，針對依上述方式成膜出的金屬膜，依以下方式評估電氣特性、耐硫化性、蝕刻特性。
(電氣特性評估) 藉由依三菱化學製電阻測定器Loresta GP之四探針法測定金屬膜的片電阻。
(耐硫化性評估) 使用氣體腐蝕試驗機作為金屬膜的耐硫化性評估。作為槽內條件，訂定硫化氫(H2 S)1ppm、溫度25℃、濕度75%，將金屬膜保持1小時。保持後取出金屬膜，評估光學特性(反射率)。膜的反射率是使用分光光度計(日立高新科技股份有限公司製U-4100)來測定。表中記載波長550nm下的試驗前後的反射率。
(蝕刻特性評估) 首先，對成膜於玻璃基板上的厚度100nm的金屬膜，藉由光微影形成配線圖樣。 藉由旋轉塗布機塗布光阻劑(東京應化工業股份有限公司製OFPR-8600)，以110℃預烤(pre-bake)後曝光，其後藉由顯影液(東京應化工業股份有限公司製NMD-W)將圖樣顯影，以150℃進行硬烤(post-bake)。藉此，在Ag合金膜上形成寬度100μm、間隔100μm的梳齒形配線圖樣。 對上述的膜進行濕蝕刻。作為蝕刻液，使用關東化學公司製SEA-2，以液溫40℃、浸漬時間30秒進行蝕刻。
針對依以上方式得到的配線膜，為了觀察配線截面而將基板劈開，使用SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察其截面。然後，將藉由SEM觀察到的Ag膜端部與光阻劑端部的平行的位置的差值予以測定作為Ag膜的過蝕刻量。
Figure 02_image001
Figure 02_image003
使用In的含有量為0.01原子%之比較例1的濺鍍靶材而成膜出的比較例101中，硫化試驗後反射率大幅降低，耐硫化性不佳。 使用In的含有量為6.50原子%之比較例2的濺鍍靶材而成膜出的比較例102中，片電阻變高，無法確保金屬膜的電氣特性。
使用Pd的含有量為48.0質量ppm之比較例3的濺鍍靶材而成膜出的比較例103、使用Pt的含有量為33.0質量ppm之比較例4的濺鍍靶材而成膜出的比較例104、使用Au的含有量為30.0質量ppm之比較例5的濺鍍靶材而成膜出的比較例105、使用Rh的含有量為18.0質量ppm之比較例6的濺鍍靶材而成膜出的比較例106中，過蝕刻量大到1.7～1.9μm，蝕刻特性不充分。
此外，使用Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為69.0質量ppm之比較例7的濺鍍靶材而成膜出的比較例107、及使用Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為217.0質量ppm之比較例8的濺鍍靶材而成膜出的比較例108中，過蝕刻量更大到2.2～3.5μm，蝕刻特性不充分。
又，使用In與添加元素亦即Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為超過5.00原子%之比較例9～13的濺鍍靶材而成膜出的比較例109～113中，任一者皆片電阻變高，無法確保金屬膜的電氣特性。
相對於此，使用組成訂為以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成之本發明例1～7的濺鍍靶材而成膜出的本發明例101～107中，過蝕刻量被抑制得較低，蝕刻特性優良。此外，片電阻亦充分低，能夠確保金屬膜的電氣特性。又，硫化試驗後反射率也未大幅降低，耐硫化性優良。
此外，使用組成訂為以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，又合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量為5.00原子%以下之本發明例8～25的濺鍍靶材而成膜出的本發明例108～125中，過蝕刻量被抑制得更低，蝕刻特性優良。片電阻亦充分低，能夠確保金屬膜的電氣特性。此外，耐硫化性亦優良。
由以上確認到，按照本發明例，可提供一種即使使用含硝酸的蝕刻液的情形下仍可抑制蝕刻速率，而可精度良好地做蝕刻處理，且耐硫化性優良之金屬膜、及當將此金屬膜成膜時所使用之濺鍍靶材。 [產業利用性]
按照本發明，可提供一種即使使用含硝酸的蝕刻液的情形下仍可抑制蝕刻速率，而可精度良好地做蝕刻處理，且耐硫化性優良之金屬膜、及當將此金屬膜成膜時所使用之濺鍍靶材。
[圖1]矩形平板型的濺鍍靶材中的濺鍍面的添加元素的含有量的測定位置示意說明圖。 [圖2]圓板型濺鍍靶材中的濺鍍面的添加元素的含有量的測定位置示意說明圖。 [圖3A]圓筒型濺鍍靶材中的濺鍍面的添加元素的含有量的測定位置示意說明圖，為和軸線正交之截面圖。 [圖3B]圓筒型濺鍍靶材中的濺鍍面的添加元素的含有量的測定位置示意說明圖，為沿著軸線之截面圖。

Claims (5)

  1. 一種金屬膜，其特徵為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。
  2. 如請求項1記載之金屬膜，其中，進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量5.00原子%以下。
  3. 一種濺鍍靶材，其特徵為，以0.05原子%以上5.00原子%以下的範圍含有In，並且訂為Pd的含有量為40質量ppm以下、Pt的含有量為20質量ppm以下、Au的含有量為20質量ppm以下、Rh的含有量為10質量ppm以下、且Pd與Pt與Au與Rh的合計含有量為50質量ppm以下，剩餘部分由Ag與不可避免雜質所成。
  4. 如請求項3記載之濺鍍靶材，其中，進一步訂為合計以0.05原子%以上含有Sb、Zn、Sn、Pb、Ti當中至少1種或2種以上作為添加元素，並且In及Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量5.00原子%以下。
  5. 如請求項4記載之濺鍍靶材，其中，從濺鍍面的複數個測定點中的Sb、Zn、Sn、Pb、Ti的合計含有量值的平均值μT 與標準差σT 依以下式子所算出之分布DT 為20%以下， DT =(σT ／μT )×100(%)。
TW108144500A 2018-12-05 2019-12-05 金屬膜，及濺鍍靶材 TW202033795A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-228366 2018-12-05
JP2018228366A JP2020090707A (ja) 2018-12-05 2018-12-05 金属膜、及び、スパッタリングターゲット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202033795A true TW202033795A (zh) 2020-09-16

Family

ID=70974738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108144500A TW202033795A (zh) 2018-12-05 2019-12-05 金屬膜，及濺鍍靶材

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3892751A4 (zh)
JP (1) JP2020090707A (zh)
KR (1) KR20210096089A (zh)
CN (1) CN113166921A (zh)
TW (1) TW202033795A (zh)
WO (1) WO2020116545A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6020750B2 (ja) 1977-02-28 1985-05-23 富士ゼロツクス株式会社 トナ−濃度検知装置
JP4918231B2 (ja) 2004-06-16 2012-04-18 株式会社アルバック Ａｇ合金膜の製造方法
DE102012006718B3 (de) * 2012-04-04 2013-07-18 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Planares oder rohrförmiges Sputtertarget sowie Verfahren zur Herstellung desselben
JP5522599B1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-18 三菱マテリアル株式会社 Ａｇ合金スパッタリングターゲット
JP2014196562A (ja) * 2012-12-21 2014-10-16 三菱マテリアル株式会社 Ａｇ合金スパッタリングターゲット
JP5975186B1 (ja) * 2015-02-27 2016-08-23 三菱マテリアル株式会社 Ａｇ合金スパッタリングターゲット及びＡｇ合金膜の製造方法
JP6801264B2 (ja) * 2015-07-28 2020-12-16 三菱マテリアル株式会社 Ａｇ合金膜とその製造方法、Ａｇ合金スパッタリングターゲットおよび積層膜
JP2017088984A (ja) * 2015-11-16 2017-05-25 三菱マテリアル株式会社 Ａｇ合金膜、Ａｇ合金膜の製造方法及びＡｇ合金スパッタリングターゲット
JP6776931B2 (ja) 2016-03-23 2020-10-28 三菱マテリアル株式会社 積層反射電極膜、積層反射電極パターン、積層反射電極パターンの製造方法
JP6888318B2 (ja) 2016-03-23 2021-06-16 三菱マテリアル株式会社 積層透明導電膜、積層配線膜及び積層配線膜の製造方法
JP6308278B2 (ja) * 2016-10-07 2018-04-11 三菱マテリアル株式会社 円筒型スパッタリングターゲット用熱間押出素材、及び、円筒型スパッタリングターゲットの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020116545A1 (ja) 2020-06-11
KR20210096089A (ko) 2021-08-04
CN113166921A (zh) 2021-07-23
EP3892751A1 (en) 2021-10-13
JP2020090707A (ja) 2020-06-11
EP3892751A4 (en) 2022-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI429762B (zh) 導電膜形成用銀合金濺鍍靶及其製造方法
KR101854009B1 (ko) 도전성 막 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법
WO2012137461A1 (ja) 導電性膜形成用銀合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
WO2019221257A1 (ja) 積層膜、及び、Ａｇ合金スパッタリングターゲット
TW202011420A (zh) 層合膜，及Ａｇ合金濺鍍靶
CN111587300A (zh) Ag合金溅射靶及Ag合金溅射靶的制造方法
KR20140097070A (ko) 인듐 타깃 및 그 제조 방법
JP2019502029A (ja) 銀合金系スパッタリングターゲット
CN104471102A (zh) Cu合金薄膜形成用溅射靶及其制造方法
TWI673374B (zh) 濺鍍靶及層合膜
JP5830907B2 (ja) 導電性膜形成用銀合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
WO2022158231A1 (ja) Ａｇ合金膜、および、Ａｇ合金スパッタリングターゲット
TW202033795A (zh) 金屬膜，及濺鍍靶材
TW202037728A (zh) 金屬膜，及濺鍍靶材
CN110205591B (zh) 铝合金溅射靶材
TW202033796A (zh) 金屬膜，及濺鍍靶材
JP2019131850A (ja) 積層膜、及び、Ａｇ合金スパッタリングターゲット
WO2021112004A1 (ja) Ａｇ合金スパッタリングターゲット
WO2021111974A1 (ja) Ａｇ合金膜、Ａｇ合金スパッタリングターゲット
WO2021240839A1 (ja) Ａｇ合金スパッタリングターゲット
JPWO2008117706A1 (ja) Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ系合金スパッタリングターゲット
JP2023067697A (ja) Ａｇ合金膜、および、Ａｇ合金スパッタリングターゲット