專利名稱：Ag系濺射靶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對通過濺射法形成Ag系薄膜有用的Ag系濺射靶及其關(guān)聯(lián)技術(shù)。
背景技術(shù)：
純Ag或Ag合金等的Ag系薄膜，因為反射率和透過率高、消光系數(shù)低等的光學(xué)特性優(yōu)異，并且熱傳導(dǎo)率高，因此熱的特性也優(yōu)異，電阻率低，因此電特性也優(yōu)異，此外還具有優(yōu)異的表面平滑性，所以被廣泛適用于光信息記錄介質(zhì)的反射膜或半透過反射膜、熱擴(kuò)散膜、平板顯示器的反射電極膜和配線膜、紅外線反射/屏蔽窗玻璃的Low-E膜、電磁波密封的密封膜等。
這樣的Ag系薄膜，例如，通過對Ag系濺射靶進(jìn)行濺射制造而成。于是對于該Ag系濺射靶進(jìn)行了大量的進(jìn)行改善的討論(例如，特開平9-324264號以及特開2000-239835號公報)。即，特開平9-324264號中報告有若由含有0.1～2.5at％的金和0.3～3at％的銅的銀合金(或銀基復(fù)合金屬)構(gòu)成濺射靶，則能夠防止由濺射時的氧等氣體氣氛所產(chǎn)生的不好的影響。還有，特開2000-239835號公開了，在Ag濺射靶中若使((111)+(200))/(220)晶面配向比在2.20以上，則能夠提高濺射率，能夠提高薄膜的生產(chǎn)效率。
還有對于Ag系薄膜，不僅要求優(yōu)異的光·熱·電的特性和表面平滑性，還要求膜面方向上的膜厚和成分組成等的均勻性也優(yōu)異。例如，Ag系薄膜作為單面雙層構(gòu)造的讀取專用型DVD(Digital versatile disc)的半透過反射膜進(jìn)行使用時，因為膜厚為10～20nm左右非常地薄，所以膜厚和成分組成等的膜面內(nèi)均勻性，對反射率和透過率等的光學(xué)特性施與較大的影響，能夠較大地影響讀取專用型DVD的信號再生性能。還有，在追加型和可重復(fù)寫入型的DVD中，為了記錄信號，激光照射記錄膜時會產(chǎn)生熱量，此熱量較大地影響追加型DVD和可重復(fù)寫入型DVD的信號記錄性能，有必要使此熱量迅速地散發(fā)。因此，作為這些追加型和可重復(fù)寫入型的DVD的反射膜而使用Ag系薄膜時，要求反射率和熱傳導(dǎo)率高，而且在膜面方向均勻。還有，可以想象并不限于DVD，在下一代的光信息記錄介質(zhì)中，也會要求具有同樣的特性。
因此本發(fā)明者們，為了形成膜厚和成分組成在膜面方向均勻的薄膜而進(jìn)行了種種的討論，并對有用于形成具有如此特性的薄膜的濺射靶提出了專利申請(特愿2002-183462號，特愿2002-183463號)。在特愿2002-183462號發(fā)明中，通過控制Ag合金濺射靶的制造工序(鑄造時的冷卻速度、熱加工時的加工率、冷加工時的加工率、冷加工后的熱處理溫度等)，而控制Ag合金濺射靶的金屬組織。例如，控制平均結(jié)晶粒徑在100μm以下，最大結(jié)晶粒徑在200μm以下。確認(rèn)到若使Ag合金濺射靶的結(jié)晶粒徑變得細(xì)微，則能夠均勻地形成薄膜的膜厚和成分組成等。還有，在特愿2002-183463號發(fā)明中，通過控制Ag合金濺射靶的制造工序(冷加工時的加工率、冷加工后的熱處理溫度等)，利用該熱處理的再結(jié)晶化使結(jié)晶配向均勻，從而控制Ag合金濺射靶的結(jié)晶配向。具體地說，將X射線衍射峰值強(qiáng)度比的偏差控制在20％以下。于是確認(rèn)到，若控制X射線衍射峰值強(qiáng)度比的濺射面方向的偏差，則能夠均勻地形成薄膜的膜厚。
還有在這些特愿2002-183462號以及特愿2002-183463號的發(fā)明中，在對Ag合金鑄錠進(jìn)行軋制后，通過將該軋制板切成圓狀，而制造Ag合金濺射靶。
另外，對于濺射靶，從其使用開始到結(jié)束為止，希望一直都能夠形成高品質(zhì)的薄膜。即，如上所述，即使能夠得到在膜面方向能夠均勻地形成薄膜的膜厚和成分組成的濺射靶，還希望這種薄膜的優(yōu)異的特性能夠從濺射靶的使用開始一直維持到結(jié)束。而且還希望薄膜的膜厚和成分組成的膜面均勻性能夠更一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種關(guān)于能夠穩(wěn)定地形成膜厚的膜面方向均勻性從濺射靶的使用開始到結(jié)束持續(xù)優(yōu)異的薄膜的Ag系濺射靶的技術(shù)。
還有，本發(fā)明的目的在于，提供一種關(guān)于即使在形成Ag合金薄膜的情況下，也能夠穩(wěn)定地形成如下所述薄膜的Ag系濺射靶的技術(shù)，即，所述薄膜中成分組成的膜面方向均勻性從濺射靶的使用開始到結(jié)束持續(xù)優(yōu)異。
本發(fā)明的另外的目的在于，提供一種關(guān)于能夠得到膜厚和成分組成的膜面方向均勻性進(jìn)一步提高的薄膜的濺射靶的技術(shù)。
本發(fā)明者們，為了解決所述課題進(jìn)行了多次深入研究的結(jié)果，得出了如下認(rèn)識，從而完成了本發(fā)明，即發(fā)現(xiàn)了，在對Ag系圓柱體(鑄錠、熱加工體等)一邊維持該圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鍛伸后，使所得的鍛伸體一邊維持圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鐓鍛，對所得的圓柱狀冷加工體在熱處理后按圓片切斷，由此制造Ag系濺射靶，則能夠使結(jié)晶粒徑、結(jié)晶配向(X射線衍射峰值強(qiáng)度比)等在濺射靶的濺射面方向以及厚度方向雙方均勻地形成(即能夠抑制結(jié)晶粒徑的3維偏差以及X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差)，于是若使用這樣的Ag系濺射靶形成薄膜，則從濺射靶的使用開始到結(jié)束時為止，薄膜的膜厚在膜面方向上均勻，還有成分組成也在膜面方向上均勻，而且這些膜厚和成分組成的膜面均勻性顯著地得到提高。
即，本發(fā)明的第一方式，是提供一種Ag系濺射靶，結(jié)晶粒徑的3維偏差在18％以下，所述結(jié)晶粒徑的3維偏差是按照如下方法測定，即，在相對于濺射開始面平行的面上，切斷所述濺射靶，使多個濺射面露出，在所述露出的每個濺射面上選擇多個位置，通過以下的從i)到iv)，對全部的所述露出的濺射面的全部的所述選擇位置的結(jié)晶粒徑D進(jìn)行測定，i)拍攝所述選擇位置的光學(xué)顯微鏡照片(倍率50～500倍)，ii)在所得的照片上劃出4根以上的多根直線形成格子狀，iii)調(diào)查這些直線上的晶界的數(shù)量n，根據(jù)下式，在每根直線，求出結(jié)晶粒徑d(單位μm)，d＝L/(n·m)L所述直線的長度n所述直線上的晶界的數(shù)量m所述光學(xué)顯微鏡照片的倍率iv)算出對于所述多根的直線所求得的所述結(jié)晶粒徑d的平均值、即該選擇位置上的結(jié)晶粒徑D，基于全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的所述結(jié)晶粒徑D的測定結(jié)果，根據(jù)下式求出值A(chǔ)1以及值B1，A1＝(Dmax-Dave)/Dave×100(％)B1＝(Dave-Dmin)/Dave×100(％)Dmax全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的最大值Dmin全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的最小值Dave全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的平均值并且，選擇這些值A(chǔ)1以及值B1中大的值作為所述結(jié)晶粒徑的3維偏差。
所述平均結(jié)晶粒徑Dave通常在100μm以下，所述最大結(jié)晶粒徑Dmax通常在120μm以下。
還有，本發(fā)明的第二方式，是提供一種Ag系濺射靶，X射線衍射峰值強(qiáng)度比(X2/X1)的3維偏差為35％以下，X射線衍射峰值強(qiáng)度比(X2/X1)的3維偏差是按照如下方法測定，即，在相對于濺射開始面平行的面上切斷所述濺射靶，使多個濺射面露出，在所述露出的每個濺射面上選擇多個位置，對全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度(counts per second)進(jìn)行測定，在各選擇位置中，計算出最大的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X1相對于第二大的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X2的比，即X射線衍射峰值強(qiáng)度比(X2/X2)，基于全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的所述X射線衍射峰值強(qiáng)度比(X2/X2)，根據(jù)下式計算值A(chǔ)2以及值B2，
A2＝(Rmax-Rave)/Rave×100(％)B2＝(Rave-Rmin)/Rave×100(％)Rmax全部選擇位置中的X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)的最大值Rmin全部選擇位置中的X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)的最小值Rave全部選擇位置中的X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)的平均值并且，選擇這些值A(chǔ)2以及值B2中大的值作為所述X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)的3維偏差。
本發(fā)明的Ag系濺射靶，優(yōu)選為圓板形狀，也可以由含有稀土類金屬的Ag合金形成。稀土類金屬的含量，例如在5原子％以下(不含O原子％)。
本發(fā)明的Ag系濺射靶，可以按照如下方法制造，即，進(jìn)行一次或多次的冷鍛造，其中所述的冷鍛造是由對Ag系圓柱體(鑄錠、熱加工體等，還有進(jìn)行多次冷鍛時也包含冷加工體)一邊維持圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鍛伸的工序、和對所得到的鍛伸體一邊維持圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鐓鍛的工序組成，然后對所得到的圓柱狀冷加工體進(jìn)行熱處理后，按圓片切斷。
本發(fā)明還包括濺射所述Ag系濺射靶的Ag系薄膜的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的Ag系濺射靶，因為能夠使結(jié)晶粒徑和結(jié)晶配向(X射線衍射峰強(qiáng)度比)在3維形成均勻，所以從濺射靶的使用開始到結(jié)束，能夠穩(wěn)定地形成膜厚的膜面方向均勻性持續(xù)優(yōu)異的薄膜。另外，還能夠從濺射靶的使用開始到結(jié)束，能夠持續(xù)地提高成分組成的膜面方向均勻性。


通過下面參照附圖進(jìn)行的對最佳實施方式的說明，將更加清楚本發(fā)明的其他的目的以及特征。
圖1是表示結(jié)晶粒徑的3維偏差和成分組成偏差以及膜厚變動量的關(guān)系的曲線圖。
圖2是表示X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差和成分組成偏差以及膜厚變動量的關(guān)系的曲線圖。
圖3是用于說明結(jié)晶粒徑的測定方法的一例的概念圖。
圖4A、圖4B是用于說明本發(fā)明的濺射靶制造方法的一例的概念圖。
圖5A、圖5B、圖5C是用于說明實施例3的濺射靶的制造方法的概念立體圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的Ag系濺射靶，具有結(jié)晶粒徑以及結(jié)晶配向的至少一方不僅在板面(濺射面)方向而且在板厚方向也均勻，即在3維上均勻的特征。這樣的濺射靶，能夠形成膜厚(以及Ag合金的情況下還有成分組成)在膜面方向均勻的Ag系薄膜，而且從濺射靶的使用開始到結(jié)束，能夠持續(xù)、穩(wěn)定地形成膜厚(和成分組成)在膜面方向上均勻的Ag系薄膜。還能進(jìn)一步顯著地提高膜厚和成分組成的均勻性。
若對這樣的本發(fā)明的特征進(jìn)行更定量的說明，則如下所述。即，本發(fā)明的Ag系濺射靶中，根據(jù)后述方法求得的“結(jié)晶粒徑的3維偏差”以及“X射線衍射峰值強(qiáng)度比的3維偏差(相當(dāng)于結(jié)晶配向的3維偏差)”的至少一方得到抑制。另外，在圖1中表示了濺射靶的結(jié)晶粒徑的3維偏差和所得到的薄膜的膜面均勻性(膜厚的膜面方向變動量、成分組成的膜面方向偏差)的關(guān)系，在圖2中表示了濺射靶的X射線衍射強(qiáng)度比的3維偏差和所得到的薄膜的膜面均勻性(膜厚的膜面方向變動量、成分組成的膜面方向偏差)的關(guān)系。還有在圖1以及圖2中，一并表示有繼續(xù)濺射靶的使用時，薄膜的膜面均勻性的變動情況，對從深度2mm的濺射面所得的薄膜的膜面均勻性用黑圓或白圓表示，對從深度5mm的濺射面所得的薄膜的膜面均勻性用黑三角或白三角表示，對從深度8mm的濺射面所得的薄膜的膜面均勻性用黑矩形或白矩形表示(黑表示成分組成的偏差，白表示膜厚的變動量)。
從圖1以及圖2可知，結(jié)晶粒徑的3維偏差大約在20％左右時，還有X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差大約在40％左右時，不論濺射面的深度有多少，薄膜的成分組成的偏差以及膜厚的變動量變大。具體地說，成分組成的偏差達(dá)到20％左右，膜厚的變動量也達(dá)到-14％左右。相對與此，若抑制結(jié)晶粒徑的3維偏差和X射線衍射強(qiáng)度比的3維偏差，則能夠不論濺射面的深度有多少，都能夠使薄膜的成分組成的偏差以及膜厚的變動量變小。
結(jié)晶粒徑以及X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差希望越小越好，可以根據(jù)薄膜的目標(biāo)特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定，例如將結(jié)晶粒徑的3維偏差設(shè)在18％以下左右，優(yōu)選為15％以下左右。進(jìn)一步優(yōu)選為10％以下左右(例如9％以下左右)、特別優(yōu)選為8％以下左右。還有，對下限沒有特別的限定，例如在3％左右。
還有，將X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差設(shè)在35％以下左右，優(yōu)選為30％以下左右、進(jìn)一步優(yōu)選為20％以下左右(例如17％以下左右)、特別優(yōu)選為15％以下左右。還有，對下限沒有特別的限定，例如在5％左右。
所述結(jié)晶粒徑的3維偏差是按照如下方法求出。首先，將所述濺射靶在和濺射面平行的面上切斷，使多個濺射面露出，在所述露出的每個濺射面上選擇多個位置，對全部的濺射面的全部的選擇位置的結(jié)晶粒徑進(jìn)行測定。還有濺射面露出越多將能夠得到越正確的3維偏差，通常，以厚度2～3mm間隔使濺射面露出。還有，各濺射面上的選擇位置越多將能夠得到越正確的3維偏差，通常每10000mm2濺射面選擇1.0～1.5個位置左右。
結(jié)晶粒徑，通過下述步驟1)～4)而測定。
步驟1)對選擇位置進(jìn)行光學(xué)顯微鏡照片的攝影。還有根據(jù)結(jié)晶粒徑適當(dāng)?shù)卦O(shè)定顯微鏡倍率即可。對于最佳顯微鏡倍率將在后面說明，通常顯微鏡倍率設(shè)定為50～500倍左右。
步驟2)在所得的照片21上，以4根以上的直線劃出井字形或格子狀(參照圖3)。詳細(xì)地說，在圖中劃出沿著水平方向延伸的相互平行的2根直線α1、α2，和沿著垂直方向劃出與直線α1、α2垂直的2根直線β1、β2。還有，直線的數(shù)量越多，能夠求出越正確的3維偏差。
步驟3)調(diào)查該直線上的晶界的數(shù)量n，對于各直線根據(jù)下式計算出結(jié)晶粒徑d(單位μm)。
d＝L/(n·m)(式中L表示照片21上的直線的長度，n表示直線上晶界的數(shù)量，m表示光學(xué)顯微鏡照片的倍率)步驟4)將由多根直線分別求出的結(jié)晶粒徑d的平均值設(shè)為該選擇位置的結(jié)晶粒徑D。若將對應(yīng)于直線α1、α2、β1、β2的結(jié)晶粒徑的平均值設(shè)為d1、d2、d3、d4，則選擇位置的結(jié)晶粒徑D由下式表示。
D＝(d1+d2+d3+d4)/4于是，基于全部位置的結(jié)晶粒徑(數(shù)值)算出下述值A(chǔ)1以及值B1，將這些值A(chǔ)1以及B1中大的值作為結(jié)晶粒徑的3維偏差。
A1＝(Dmax-Dave)/Dave×100(％)B1＝(Dave-Dmin)/Dave×100(％)(式中Dmax表示全選擇位置的結(jié)晶粒徑中的最大的，Dmin表示最小的，Dave表示平均值)還有，最佳的顯微鏡倍率m，滿足以下條件。即，在如上述步驟2)步驟3)在照片上劃直線對直線上的晶界的數(shù)量進(jìn)行調(diào)查時，最好對顯微鏡倍率m進(jìn)行設(shè)定，以使每直線長度L＝10mm的晶界的數(shù)量n大約為20個左右。例如，平均結(jié)晶粒徑Dave若大約為10μm左右，則最佳顯微鏡倍率m大約為200～500倍左右，平均結(jié)晶粒徑Dave若大約為20μm左右，則最佳顯微鏡倍率m大約為100～400倍左右，平均結(jié)晶粒徑Dave若大約為100μm左右，則最佳顯微鏡倍率m大約為50～100左右，平均結(jié)晶粒徑Dave若超過100μm，則顯微鏡倍率m為50倍左右即可。
還有，X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)的3維偏差，按照如下方法求出。
首先與所述結(jié)晶粒徑的情況相同，從多個的濺射面分別選擇多個的測定位置。此外，通過測定各位置上Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度(count persecond)，而計算出每個選擇位置上的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X1和第二大的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X2的比(X2/X1)。根據(jù)全部位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比(數(shù)值)，而算出與結(jié)晶粒徑的情況相同的值(具體地說算出下述值A(chǔ)2以及值B2)，將這些值A(chǔ)2以及B2中大的值作為X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差。
A2＝(Rmax-Rave)/Rave×100(％)B2＝(Rave-Rmin)/Rave×100(％)(式中Rmax表示全選擇位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)中的最大的，Rmin表示最小的，Rave表示平均值)本發(fā)明的Ag系濺射靶中，優(yōu)選所述平均結(jié)晶粒徑Dave和/或所述最大結(jié)晶粒徑Dmax越小越好。這些值越小，則能夠進(jìn)一步提高薄膜的膜厚、成分組成的均勻性(膜面方向的均勻性、以及膜形成過程中的持續(xù)的均勻性)。
平均結(jié)晶粒徑Dave，例如希望設(shè)為100μm以下，優(yōu)選為50μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30μm以下，特別優(yōu)選為20μm以下。最大結(jié)晶粒徑Dmax希望設(shè)為例如120μm以下，優(yōu)選為70μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40μm以下，特別優(yōu)選為25μm以下。
濺射靶的形狀沒有特別地限定，可以是公知的各種形狀，但是特別優(yōu)選為圓板形狀。這樣的圓板形狀的濺射靶，其結(jié)晶粒徑和/或結(jié)晶配向(X射線衍射峰強(qiáng)度比)在圓板面(濺射面)方向以及板厚方向的兩方上均勻。并且，若在圓板面方向上結(jié)晶粒徑和/或結(jié)晶配向一致，則被濺射的Ag的(以及Ag合金的情況下的合金元素)射出分布變得均勻，形成在基板上的Ag系薄膜的膜厚的(以及Ag合金的情況下的成分組成)膜面方向的均勻性變得良好。而且在板厚方向上因為結(jié)晶粒徑和/或結(jié)晶配向均勻，所以能夠穩(wěn)定地形成膜厚的(以及Ag合金的情況下的成分組成)膜面方向均勻性從Ag系濺射靶的使用開始到結(jié)束為止持續(xù)優(yōu)異的Ag系薄膜。
對于本發(fā)明的濺射靶，只要是Ag系就對其成分沒有特別的限定，可以是純Ag濺射靶，也可以是Ag合金濺射靶。特別是當(dāng)Ag合金是含有稀土類金屬的Ag合金的情況下，本發(fā)明還可以實現(xiàn)如下的作用效果。即Ag合金濺射靶，例如可以熔解鑄造配合有合金元素的Ag，對所得的鑄錠進(jìn)行軋制·鍛造而得。但是因為稀土類金屬具有容易氧化的特征，所以稀土類金屬的氧化物容易在鑄錠的表面生成。另外，軋制此鑄錠時，若不能在軋制前通過切削等完全除去該氧化物，則該氧化物被埋入軋制面(相當(dāng)于濺射靶的濺射面的面)。若使用該含有該氧化物的濺射靶形成薄膜，則薄膜中混入來自該氧化物的雜質(zhì)，會發(fā)生剝離或凝聚等的劣化。但是在本發(fā)明中，采用如后述的特別的加工方法，在利用該方法制造濺射靶的情況下，即使在加工前不能完全地除去稀土類金屬的氧化物，也能夠抑制氧化物埋入濺射面。
作為所述稀土類金屬，可以例舉出Sc、Y、鑭系元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Td、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)等。稀土類金屬的含量，例如在5原子％以下(不含0原子％)左右，優(yōu)選為3原子％以下左右，進(jìn)一步優(yōu)選為1原子％以下左右。
還有，所述Ag合金濺射靶，可以是2元系(例如，由Ag和稀土類金屬構(gòu)成的2元系)，也可以是3元系以上(例如，Ag和稀土類金屬和其他的金屬(例如Cu)構(gòu)成的3元系等)。
Ag系濺射靶的厚度沒有特別限定，例如為3～35mm左右，多為5～35mm左右。
接著，根據(jù)圖4對本發(fā)明的Ag系濺射靶的制造方法進(jìn)行說明。在該圖示例的方法中，對通過熔解和鑄造Ag(或Ag合金)而得到的圓柱狀的Ag系鑄錠1，進(jìn)行熱鍛伸10，使其在軸向延伸，所得的鍛伸體2維持圓柱狀形態(tài)。接著，對該鍛伸體2進(jìn)行熱鐓鍛11而在軸向收縮，所得的壓縮體3還保持圓柱形態(tài)。進(jìn)行一次或多次的由這種鍛伸操作10以及鐓鍛操作11構(gòu)成的熱鍛造操作12(圖4(a))后，再進(jìn)行一次或多次的冷的所述的鍛造操作12，進(jìn)行了熱處理后，如圖4(b)所示將圓柱狀冷加工體5按圓片切斷，而制造Ag系濺射靶6。
根據(jù)這種方法進(jìn)行制造，能夠減小結(jié)晶粒徑的3維偏差，X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差等，也能夠減小平均結(jié)晶粒徑Dave、最大結(jié)晶粒徑Dmax等。而且，因為按圓片切斷了圓柱體冷加工體，所以與從板狀加工體切出圓形的情況相比，能夠提高靶的成品率。還有若考慮到圓片式切斷的切斷量，則濺射靶的板厚具有一定厚度(例如10mm以上)時，成品率的提高效果良好。
在所述制造工序中，對于減小結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差特別有效的是，將由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的冷鍛造進(jìn)行一組以上后再進(jìn)行熱處理。通過由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的冷鍛造能夠?qū)A柱狀冷加工體均勻地導(dǎo)入加工應(yīng)變，通過熱處理，能夠使圓柱狀冷加工體均勻地再結(jié)晶化。
對于由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的冷鍛造而言，使由下式所定義的鍛造比越大，越有效。即鍛造比越大，則能夠減小結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差，能夠進(jìn)一步減小結(jié)晶粒徑自身(平均結(jié)晶粒徑Dave、最大結(jié)晶粒徑Dmax等)。下式中的符號，在圖4中表示。
鍛造比＝(鍛伸的鍛造比×鐓鍛的鍛造比)
鍛伸的鍛造比＝圓柱狀加工體的圓柱方向的鍛伸后的長度t2/鍛伸前的長度t1鐓鍛的鍛造比＝圓柱狀加工體的圓柱方向的鐓鍛前的長度t2/鐓鍛后的長度t3還有在進(jìn)行多組由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的鍛造的情況下，對每一組所求乘以求得的鍛造比，求出總的鍛造比。
所述鍛造比(在進(jìn)行多組由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的冷鍛造的情況下，是總的鍛造比)，例如能夠從以下范圍選擇，即1～10左右，優(yōu)選為2～9左右，進(jìn)一步優(yōu)選為3～8左右。
由鍛伸和鐓鍛構(gòu)成的冷鍛造的反復(fù)次數(shù)沒有特別限定，可以是一次也可以是多次，但是從提高所述鍛造比的觀點出發(fā)，優(yōu)選增加反復(fù)次數(shù)。
熱鍛造的加熱溫度，可以從通常進(jìn)行的范圍中選擇，例如希望在500～750℃左右進(jìn)行。熱處理溫度可以從以下范圍選擇，例如500～600℃左右，優(yōu)選為520～580℃左右。
本發(fā)明的Ag系濺射靶，可以適用于例如DC濺射法、RF濺射法、磁控濺射法、反應(yīng)性濺射法等的任意的濺射法，能夠有效地形成厚度大約2～500nm的Ag系薄膜。
對于所得的薄膜來講，膜厚、成分組成等在膜面方向上均勻。因此例如在作為DVD等光信息介質(zhì)的半透過反射膜和反射膜利用時，能夠提高信號的記錄/再生性能。
(實施例)以下，舉實施例更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受以下實施例的限制，在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)當(dāng)然可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?，其任意種方案均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
1)濺射靶由以下實驗例得到的濺射靶(厚度10mm)的物性，通過下述方法求出。
(結(jié)晶粒徑)拍攝濺射靶的濺射面的光學(xué)顯微鏡照片(實驗例1、4、7倍率為200倍，其他的實驗例倍率為50倍)，在所得的照片上，如圖3所示，劃出井字形的4根直線α1、α2、β1、β2。調(diào)查該直線上的晶界的數(shù)目n，根據(jù)下式算出各直線的結(jié)晶粒徑d(單位μm)。
d＝L/(n·m)(式中L表示直線的長度，n表示直線上晶界的數(shù)量，m表示光學(xué)顯微鏡照片的倍率)將對多根直線α1、α2、β1、β2分別求出的結(jié)晶粒徑d的平均值，設(shè)為該照片(測定位置)的結(jié)晶粒徑D。
(X射線衍射峰強(qiáng)度比)按下述所示條件通過X射線衍射法對濺射靶的濺射面進(jìn)行分析，測定Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度((111)面、(200)面、(220)面、(311)面、(222)面、(444)面等的X射線衍射峰強(qiáng)度。單位counts per second)。
將這些X射線衍射峰中的最大的強(qiáng)度X1和第二大的強(qiáng)度X2的比(X2/X1)，作為X射線衍射峰強(qiáng)度比。
X射線衍射條件a)試驗片的前處理本實驗例中因為試驗片的表面平滑所以沒有進(jìn)行前處理(但是，想除去試驗片表面的切削應(yīng)變的影響時，優(yōu)選對表面進(jìn)行濕式研磨后，通過稀硝酸進(jìn)行腐蝕)。
b)分析裝置理學(xué)電機(jī)(株)制“RINT1500”c)分析條件靶Cu單色化使用單色器產(chǎn)生的CuKα線靶輸出50kV-200mA狹縫發(fā)散1°、散射1°、受光0.15mm掃描速度4°/min脈沖調(diào)質(zhì)(sampling)寬度0.02°測定范圍(2θ)10～130°(結(jié)晶粒徑的3維偏差)將圓板形狀的板厚10mm的濺射靶，在距表面的深度2mm、5mm以及8mm的位置按圓片切斷。通過選擇從各切斷面不偏移均勻地分布的4個位置，合計選擇12個位置，如上所述求出各位置的結(jié)晶粒徑。并且在所得的值中最大的設(shè)為Dmax，最小的設(shè)為Dmin，平均值設(shè)為Dave，計算下述值A(chǔ)1以及值B1，將這些值A(chǔ)1以及值B1中大的作為結(jié)晶粒徑的3維偏差。
A1＝(Dmax-Dave)/Dave×100(％)B1＝(Dave-Dmin)/Dave×100(％)(X射線衍射峰強(qiáng)度的3維偏差)與所述結(jié)晶粒徑的3維偏差的情況相同地選擇12個位置，如上所述分別求出各位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比(X2/X1)。并且在所得的值中最大的設(shè)為Rmax，最小的設(shè)為Rmin，平均值設(shè)為Rave，計算下述值A(chǔ)2以及值B2，將這些值A(chǔ)2以及值B2中大的作為X射線衍射峰強(qiáng)度的3維偏差。
A2＝(Rmax-Rave)/Rave×100(％)B2＝(Rave-Rmin)/Rave×100(％)2)薄膜還有，使用由實驗例所得的濺射靶，通過DC磁控濺射法(到達(dá)真空度2.0×10-6Torr以下(2.7×10-4pa以下)，Ar氣體壓力2.0mTorr(0.27Pa)、濺射功率1000W、電極間距離55mm，薄膜形成用基板玻璃基板(直徑120mm、厚度1mm)，基板溫度室溫)形成薄膜(膜厚100nm)。還有，如上所述，因為以調(diào)查結(jié)晶粒徑以及X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差為目的，對濺射靶在規(guī)定深度(實驗例中2mm、5mm、以及8mm)處切斷，所以準(zhǔn)備了該規(guī)定深度的位置成為最表面的3個濺射靶，分別用其形成薄膜，如下評價所得薄膜的特性。
(成分組成的膜面方向偏差)(I)對于從離濺射靶的濺射開始面的深度為2mm、5mm、以及8mm處所得的3個薄膜(直徑120mm)，在如下條件下進(jìn)行了X射線微量分析，調(diào)查了合金元素(Nd等)的含量的膜面分布。
X射線微量分析條件a)試驗片的處理將試驗片埋入樹脂中，對分析面進(jìn)行濕式研磨。
b)分析裝置日本電子(株)制“EPMA(WD/ED聯(lián)合微量分析儀)JXA-8900RL”c)分析條件形式分段掃描加速電壓15kV照射電流0.2μA電子束徑1μm時間100ms點數(shù)400×400間隔X1.5μm、Y1.5μm(II)對于各薄膜中成分組成的膜面方向偏差，按如下方法進(jìn)行了評價。即從薄膜不偏移選擇5個位置(在實驗例中，在直徑120mm的圓板狀薄膜中，選擇直徑上的、離一端10mm、30mm、60mm、90mm、以及110mm的位置)，求出各位置的合金元素(Nd等)的含量。并且在所得的值中最大的設(shè)為Cmax，最小的設(shè)為Cmin，平均值設(shè)為Cave，計算下述值A(chǔ)3以及值B3，將這些值A(chǔ)3以及值B3中大的值作為成分組成的膜面方向的偏差。
A3＝(Cmax-Cave)/Cave×100(％)B3＝(Cave-Cmin)/Cave×100(％)(膜厚的膜面方向偏差)對于從離濺射開始面的深度為2mm、5mm、以及8mm處所得的3個薄膜(直徑120mm)，分別測定膜厚，如下求出各薄膜的膜面方向偏差。
即從薄膜不偏移地選擇5個位置(在實驗例中，在直徑120mm的圓板狀薄膜中，選擇直徑上的、離一端10mm、30mm、60mm、90mm、以及110mm的位置)，通過段差式膜厚計測定了各位置的膜厚。設(shè)中央(離一端60mm的位置)的測定值為Tcenter、設(shè)另一位置n的測定值為Tn，根據(jù)下式算出該另一位置n的變動量(ΔTn)。
ΔTn＝(Tn-Tcenter)/Tcenter×100(％)實驗例1將配合有Nd的Ag在Ar氣氛下感應(yīng)溶解，使用鑄型鑄造(冷卻速度0.1～1℃/秒)成圓柱狀，由此制造成Ag-0.5原子％Nd合金鑄錠。將此圓柱狀鑄錠，如圖4所示進(jìn)行一次撞錘熱鍛伸10(溫度700℃、鍛造比1.4)和熱鐓鍛11(溫度700℃、鍛造比1.4)組合的熱鍛造12(鍛造比1.4×1.4＝2.0)，并進(jìn)行了熱處理(溫度550℃，時間1.5hr)。此外，進(jìn)行了3次撞錘冷鍛伸10(鍛造比1.4)以及冷鐓鍛11(鍛造比1.4)組合的冷鍛造12(鍛造比(1.4×1.4)3＝7.5)，并進(jìn)行了熱處理(溫度550℃，時間1.5hr)。如圖4(b)所示將所得的圓柱狀冷加工體5按圓片切斷后，進(jìn)行精機(jī)械加工，由此順序進(jìn)行處理，從而制造成圓板形狀(直徑200mm、厚度10mm)的Ag-0.5原子％Nd合金濺射靶。
實驗例2除反復(fù)進(jìn)行2次的撞錘冷鍛伸和冷鐓鍛構(gòu)成的鍛造(鍛造比(1.4×1.4)2＝3.8)之外，與實驗例1相同。
實驗例3根據(jù)圖5說明實驗例3的步驟。即將配合有Nd的Ag在Ar氣氛下感應(yīng)溶解，使用鑄型鑄造(冷卻速度0.5～1℃/秒)成棱柱體，由此制造成Ag-0.5原子％Nd合金鑄錠31(參照圖5(a))。對此棱柱體鑄錠31進(jìn)行熱軋(溫度650℃，壓下率40％)，冷扎(壓下率50％)，熱處理(溫度550℃，時間1.5hr)，從而制造成軋制板32(參照圖5(b))。從該軋制板切成圓形而切取圓板(參照圖5(c))，進(jìn)行精機(jī)械加工，從而制造出圓板形狀(直徑200mm，厚度10mm)的Ag-0.5原子％Nd合金濺射靶6。
在實驗例1～3中所得到的濺射靶的物性的測定結(jié)果以及該使用改濺射靶形成的薄膜的評價結(jié)果，示于下述表1～3以及圖1～圖2中。實驗例1、2是本發(fā)明的實施方式，實驗例3是比較例。
表1

表2

表3

從表3可知，實驗例3(比較例)的濺射靶因為制造方法不合適，結(jié)晶粒徑的3維偏差大，為20％，還有X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差大，為39％，因此所得的薄膜中膜厚的變動量(ΔTn)變大，最大為-12.7％(深度＝2mm)、-13.6％(深度＝5mm)、-12.4％(深度＝8mm)，成分組成的偏差也變大，為17.5％(深度＝2mm)、15.7％(深度＝5mm)、19.8％(深度＝8mm)。
相對與此，實驗例1以及2(本發(fā)明的實施例)的濺射靶通過用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ圃?，因為結(jié)晶粒徑的3維偏差小，還有X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差小，所以在所得到的薄膜中，不論離濺射開始面的深度，膜厚的膜面方向變動量小，成分組成的膜面方向偏差小。因此從濺射靶的使用開始到結(jié)束為止，能夠持續(xù)穩(wěn)定地得到膜厚以及成分組成在膜面方向均勻的薄膜。此外，膜厚的膜面方向變動量以及成分組成的膜面方向偏差，與實驗例3相比也顯著變小。
特別是在實驗例1中，因為將冷鍛造時的鍛造比設(shè)定在更適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，所以結(jié)晶粒徑的值及其3維偏差能夠進(jìn)一步減小，還有X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差也能夠進(jìn)一步減小，能夠進(jìn)一步抑制離濺射開始面的深度不同所致的膜厚以及成分組成的偏差的變動(參照圖1、2)。
實驗例4～6除了用Ag-0.7原子％Nd-0.9原子％Cu合金鑄錠替代Ag-0.5原子％Nd合金鑄錠外，與上述實驗例1～3相同。實驗例4是實驗例1的變更例，實驗例5是實驗例2的變更例，實驗例6是實驗例3的變更例。因此，實驗例4、5是本發(fā)明的實施例，實驗例6是比較例。
測定以及評價結(jié)果示于表4中。
表4

實驗例6(比較例)的濺射靶，因為結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差大，所以在所得到的薄膜中，膜厚的膜面方向變動量和成分組成的膜面方向偏差變大。
相對與此，實驗例4和實驗例5(本發(fā)明的實施例)的濺射靶，因為結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差小，所以在所得到的薄膜中，膜厚的膜面方向變動量和成分組成的膜面方向偏差變小，此外從濺射靶的使用開始到結(jié)束為止，能夠持續(xù)穩(wěn)定地得到膜厚和成分組成在膜面方向上均勻的薄膜。
實驗例7～9除了用純Ag鑄錠代替Ag-0.5原子％Nd合金鑄錠外，與上述實驗例1～3相同。實驗例7是實驗例1的變更例，實驗例8是實驗例2的變更例，實驗例9是實驗例3的變更例。
測定以及評價結(jié)果示于表5中。
表5

實驗例9(比較例)的濺射靶因為結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差大，所以在所得到的薄膜中，膜厚的膜面方向變動量變大。
相對與此，實驗例7和實驗例8(本發(fā)明的實施例)的濺射靶因為結(jié)晶粒徑和X射線衍射峰強(qiáng)度比的3維偏差小，所以在所得到的薄膜中，膜厚的膜面方向變動量變小，此外從濺射靶的使用開始到結(jié)束為止，能夠持續(xù)穩(wěn)定地得到膜厚和成分組成在膜面方向均勻的薄膜。
參照附圖對本發(fā)明全面進(jìn)行了說明，但是對于技術(shù)人員能夠進(jìn)行各種的變更以及變形。因此，這樣的變更以及變形在不超出本發(fā)明的構(gòu)思以及范圍外，不需解釋均包含于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種Ag系濺射靶，其特征在于，結(jié)晶粒徑的3維偏差在18％以下；所述結(jié)晶粒徑的3維偏差是按照如下方法測定，即，在相對于濺射開始面平行的面上，切斷所述濺射靶，使多個濺射面露出，在所述露出的每個濺射面上選擇多個位置，通過以下的從i)到iv)，對全部的所述露出的濺射面的全部的所述選擇位置的結(jié)晶粒徑D進(jìn)行測定，i)拍攝所述選擇位置的光學(xué)顯微鏡照片，ii)在所得的照片上劃出4根以上的多根直線形成格子狀，iii)調(diào)查這些直線上的晶界的數(shù)量n，根據(jù)下式，對每根直線算出結(jié)晶粒徑d(單位μm)，d＝L/(n·m)L所述直線的長度n所述直線上的晶界的數(shù)量m所述光學(xué)顯微鏡照片的倍率iv)算出對于所述多根的直線所求得的所述結(jié)晶粒徑d的平均值、即該選擇位置上的結(jié)晶粒徑D，基于全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的所述結(jié)晶粒徑D的測定結(jié)果，根據(jù)下式求出值A(chǔ)1以及值B1，A1＝(Dmax-Dave)/Dave×100(％)B1＝(Dave-Dmin)/Dave×100(％)Dmax全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的最大值Dmin全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的最小值Dave全部選擇位置中的結(jié)晶粒徑D的平均值并且，選擇這些值A(chǔ)1以及值B1中大的值作為所述結(jié)晶粒徑的3維偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ag系濺射靶，其特征在于，所述平均結(jié)晶粒徑Dave在100μm以下，所述最大結(jié)晶粒徑Dmax在120μm以下。
3.一種Ag系濺射靶，其特征在于，X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的3維偏差在35％以下；所述X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的3維偏差是按照如下方法測定，即，在相對于濺射開始面平行的面上，切斷所述濺射靶，使多個濺射面露出，在所述露出的每個濺射面上選擇多個位置，對全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度進(jìn)行測定，在各選擇位置中，計算出作為最大的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X1相對于第二大的Ag的X射線衍射峰強(qiáng)度X2的比，即X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X2，基于全部所述露出的濺射面的全部所述選擇位置上的所述X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X2，根據(jù)下式計算值A(chǔ)2以及值B2，A2＝(Rmax-Rave)/Rave×100(％)B2＝(Rave-Rmin)/Rave×100(％)Rmax全部選擇位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的最大值Rmin全部選擇位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的最小值Rave全部選擇位置的X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的平均值并且，選擇這些值A(chǔ)2以及值B2中大的值作為所述X射線衍射峰強(qiáng)度比X2/X1的3維偏差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的Ag系濺射靶，其特征在于，是圓板形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項所述的Ag系濺射靶，其特征在于，由含有稀土類金屬的Ag合金形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的Ag系濺射靶，其特征在于，稀土類金屬的含量為5原子％以下，且不含0原子％。
7.一種Ag系濺射靶的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1～權(quán)利要求6中的任意一項所述的Ag系濺射靶的制造方法，其中進(jìn)行一次或多次的冷鍛造，其中所述的冷鍛造是由對Ag系圓柱體一邊維持圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鍛伸、和對所得到的鍛伸體一邊維持圓柱形態(tài)一邊在軸向進(jìn)行冷鐓鍛的工序組成，對所得到的圓柱狀冷加工體進(jìn)行熱處理后，按圓片切斷。
8.一種Ag系薄膜的制造方法，其特征在于，通過使用權(quán)利要求1～權(quán)利要求6中任意一項所述的Ag系濺射靶進(jìn)行的濺射，在基板上形成薄膜。
全文摘要
一種Ag系濺射靶(6)，在和濺射面平行的面上切斷該濺射靶而使多個濺射面露出，在每個露出的濺射面上選擇多個位置，通過下式基于全部的選擇位置的結(jié)晶粒徑而算出值A(chǔ)1以及值B1，當(dāng)這些值A(chǔ)1以及值B1中的大的值被稱為結(jié)晶粒徑的3維偏差時，該結(jié)晶粒徑的3維偏差為18％以下。A1＝(D
文檔編號C22C5/06GK1823179SQ20048002039
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者高木勝壽, 中井淳一, 田內(nèi)?；? 松崎均, 藤井秀夫 申請人:株式會社神戶制鋼所, 株式會社鋼臂功科研