專利名稱：：Ag系濺射靶及Ag系薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種有利于通過(guò)濺射法形成Ag系薄膜的Ag系濺射靶、及采用上述Ag系濺射靶得到的Ag系薄膜，具體涉及一種可形成面內(nèi)均勻性非常優(yōu)良的Ag系薄膜的Ag系濺射靶。
背景技術(shù)：
：由純Ag或Ag合金等形成的Ag系薄膜，因反射率或透射率高、消光系數(shù)低等而光學(xué)特性優(yōu)良，因?qū)崧矢叨鵁崽匦詢?yōu)良，因電阻率低而電特性優(yōu)良，并且還具有優(yōu)良的表面平滑性。因此，Ag系薄膜，例如，廣泛應(yīng)用于光信息記錄介質(zhì)(光盤)的反射膜、半透射反射膜、熱擴(kuò)散膜；平板顯示器的反射膜、反射電極膜、布線膜；熱線反射/遮斷窗玻璃等的Low—E(低放射率)膜；電磁波屏蔽的遮蔽膜；汽車前燈或照明器具的反射膜；光學(xué)部件或發(fā)光二極管的反射膜或反射電極膜等。尤其，由于Ag系薄膜對(duì)于下一代光盤所用的藍(lán)紫色激光也具有很高的反射率，并具有追記型/改寫型光盤所要求的高導(dǎo)熱率，所以也適用于這些用途。上述的Ag系薄膜，優(yōu)選通過(guò)濺射法對(duì)由純Ag或Ag合金構(gòu)成的濺射靶(Ag系濺射靶)進(jìn)行濺射而形成。所謂濺射法，是在抽真空后導(dǎo)入了氬氣(Ar)的濺射腔室內(nèi)，在襯底和濺射靶(以后有時(shí)稱為"靶")之間形成等離子放電，使通過(guò)該等離子放電被離子化的Ar沖撞靶，打出該靶的原子，使其堆積在襯底上，由此制作薄膜的方法。用濺射法形成的薄膜與用離子鍍法或真空蒸鍍法、電子束蒸鍍法形成的薄膜相比，膜面方向(膜面內(nèi))的成分組成、膜厚等的面內(nèi)均勻性優(yōu)良。此外，濺射法與真空蒸鍍法不同，具有能夠形成成分組成與靶相同的薄膜的優(yōu)點(diǎn)。為了形成如此高品質(zhì)的薄膜，要求靶的晶粒在濺射面方向(濺射面內(nèi))盡量均勻微細(xì)化。采用在濺射面內(nèi)存在粗大晶粒的靶得到的薄膜，由于膜面內(nèi)的成分組成、膜厚等的偏差大，而導(dǎo)致反射率等特性產(chǎn)生偏差，使作為反射膜等的特性顯著下降。作為謀求靶晶粒的微細(xì)化的技術(shù)，例如，可列舉出專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)5的Ag系濺射耙。這些Ag系濺射靶都用熔鑄法制造。此外，從這些專利的實(shí)施例可知，在專利文獻(xiàn)1中平均晶粒直徑最小為30pm、在專利文獻(xiàn)2中平均晶粒直徑最小為15pm、在專利文獻(xiàn)3中平均晶粒直徑最小為15.6|im、在專利文獻(xiàn)4中平均晶粒直徑最小為42pm、在專利文獻(xiàn)5中平均晶粒直徑最小為20|im。專利文獻(xiàn)1:日本特開2004—43868號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2004—84065號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2005—36291號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開2005—314717號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開2005—330549號(hào)公報(bào)如上所述，Ag系薄膜可用于多種用途，不過(guò)，在用于這一代或下一代的光盤的半透射反射膜、熱線反射/遮斷窗玻璃的Low—E膜、電磁波屏蔽的遮蔽膜那樣膜厚約為20A200A(二2nm20nm)的非常薄的極薄薄膜的用途的情況下，對(duì)膜面內(nèi)的成分組成或膜厚的面內(nèi)均勻性的要求更加苛刻。這是因?yàn)閷?duì)于膜厚的極微小的變化，反射率或透射率等光學(xué)特性(薄膜特性)會(huì)敏銳地變化。因此，為了也能適合用于上述極薄薄膜的用途，一直以來(lái)迫切希望提供面內(nèi)均勻性非常優(yōu)良的Ag系薄膜。作為具體的目標(biāo)基準(zhǔn)，相對(duì)于目標(biāo)膜厚200A，要求在土4A的范圍內(nèi)，也就是說(shuō)，要求膜厚分布的均勻性(膜厚的面內(nèi)均勻性)優(yōu)良，相對(duì)于目標(biāo)膜厚在±2%的范圍內(nèi)。但是，在所述專利文獻(xiàn)15所記載的濺射靶中，靶的平均晶粒直徑都超過(guò)15pm，無(wú)法滿足上述要求特性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于以上的事實(shí)而做出的，其目的在于提供一種有利于形成面內(nèi)均勻性非常優(yōu)良的薄膜的Ag系濺射靶及采用該Ag系濺射靶的Ag系薄膜。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的Ag系濺射靶，其特征在于，在通過(guò)下述步驟(1)(3)測(cè)定由純Ag或Ag合金構(gòu)成的Ag系濺射靶的濺射面的平均晶粒直徑dave時(shí)，所述平均晶粒直徑d^在10pm以下，步驟(l):在與濺射面平行的面的面內(nèi)任意選擇多個(gè)部位，拍攝所選擇的各部位的顯微鏡照片(倍率402000倍)；步驟(2):算出在所有顯微鏡照片上觀察到的晶粒直徑d(單位,)。首先，對(duì)各顯微鏡照片，以井字狀或放射線狀畫4條以上的直線，調(diào)査所述直線上的晶界數(shù)量n。接著，對(duì)每個(gè)直線基于下式(1)算出晶粒直徑d，d=L/n/m............(1)式中，L表示直線的長(zhǎng)度，n表示直線上的晶界數(shù)量，m表示顯微鏡照片的倍率；步驟(3):將上述得到的所有選擇部位的晶粒直徑d的平均值作為濺射面的平均晶粒直徑d^。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在采用通過(guò)所述步驟(1)(3)得到的所有選擇部位的晶粒直徑d和平均晶粒直徑cUe，根據(jù)下式(2)及下式(3)算出下述值A(chǔ)及值B時(shí)，若將值A(chǔ)及值B中較大的一個(gè)值作為晶粒直徑的偏差，則所述晶粒直徑的偏差在10%以下，值A(chǔ)二((!■—dave)/daveX100(%)............(2)值B二(dave—dmin)/daveX100(%)............(3)式中，dmax表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最大值，d^表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最小值。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述Ag合金含有選自Nd、Bi、Au及Cu中的至少一種元素。在本發(fā)明還包括采用上述任意一種Ag系濺射靶得到的Ag系薄膜。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述Ag系薄膜的膜厚為2nm20nm。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明得到的Ag系濺射靶，存在于濺射面內(nèi)的平均晶粒直徑非常小在10(am以下，特別是上述晶粒直徑的偏差也非常小。采用本發(fā)明的Ag系濺射靶，能夠形成膜厚(在是Ag合金時(shí)也包括成分組成在內(nèi))在膜面方向上非常均勻的Ag系薄膜。因此，本發(fā)明的Ag系濺射靶，尤其適合用于膜厚約為20A200A(=2nm20nm)的非常薄成這一代或下一代的光盤的半透射反射膜、熱線反射/遮斷窗玻璃的Low—E膜、電磁波屏蔽的遮蔽膜等用途的Ag系薄膜。圖1是表示用于測(cè)定Ag系濺射靶的晶粒直徑的畫直線的方式(井字狀)的示意圖。圖2是表示用于測(cè)定Ag系濺射靶的晶粒直徑的畫直線的方式(放射線狀)的示意圖。圖3是表示實(shí)施例中的Ag系薄膜的膜厚的測(cè)定部位A、B、C、D、E的說(shuō)明圖。圖4是表示用于制造Ag系坯料(preform)的裝置的一個(gè)例子的局部剖視圖。圖5是圖4中X的主要部位放大圖。圖中l(wèi)一感應(yīng)熔煉爐，2—純Ag或Ag合金的熔液，3a、3b—?dú)怏w霧化器，4a、4b—線軸(bobbin)狀噴嘴的氣孔，5—收集器，6—噴嘴，6a、6b—?dú)怏w霧化噴嘴中心軸，A—噴霧軸，Al—噴嘴6的前端，A2—收集器5的中心，A3—收集器5的中心A2的水平線與噴霧軸A交叉的點(diǎn)，L一噴霧距離，a—?dú)怏w霧化出口角度，(3—收集器角度。具體實(shí)施例方式本發(fā)明人為了提供可充分適用于膜厚非常薄的用途且濺射面的平均晶粒直徑顯著微小化的Ag系濺射靶，反復(fù)進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，(a)在制造Ag系濺射靶時(shí)，如果不采用以上述專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)5為代表的熔鑄法，而采用以往不曾用過(guò)的噴霧成形法(SF法)，且為了得到所希望的Ag系濺射靶適當(dāng)?shù)乜刂芐F法，則能使靶的平均晶粒直徑顯著微小化，最好也能將晶粒直徑的偏差抑制在更小的范圍內(nèi)；(b)如果采用本發(fā)明的Ag系濺射靶，則Ag系薄膜的膜厚的面內(nèi)均勻性明顯提高，能夠達(dá)到所述的目標(biāo)基準(zhǔn)、即達(dá)到目標(biāo)膜厚200A士4A(相對(duì)于目標(biāo)膜厚達(dá)到±2%)，基于這些發(fā)現(xiàn)完成本發(fā)明。7本說(shuō)明書中，所謂Ag系濺射靶，指的是純Ag或Ag合金的靶。本發(fā)明中所用的Ag合金，例如后述的實(shí)施例所示，可列舉出Nd、Bi、Au或Cu。這些元素可以單獨(dú)含有、也可以并用2種以上。這些合金元素的合計(jì)量，一般優(yōu)選在0.05原子％以上10原子％以下，更優(yōu)選在0.1原子％以上8原子％以下。此外，在本說(shuō)明書中，所謂"Ag系薄膜面內(nèi)均勻性優(yōu)良"，表示膜厚(在為Ag合金時(shí)也包括成分組成在內(nèi))在膜面方向均勻。也就是說(shuō)，表示在膜面內(nèi)膜厚分布均勻以及在為Ag合金時(shí)成分組成也均勻。具體地講，在用后述的實(shí)施例中所示的方法測(cè)定膜厚時(shí)，將滿足200A土4A(相對(duì)于目標(biāo)膜厚滿足±2%)的膜厚評(píng)價(jià)為"面內(nèi)均勻性優(yōu)良"。以下，對(duì)本發(fā)明的Ag系濺射靶進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。如上所述，本發(fā)明的Ag系濺射靶的特征在于，其濺射面的平均晶粒直徑cUe在l(^m以下。這樣，由濺射氣體的Ar離子濺射的Ag及合金元素的原子的射出均勻，形成于襯底上的Ag系薄膜的膜厚在面內(nèi)被均勻化。平均晶粒直徑cUe越小越好，這樣能夠進(jìn)一步提高薄膜的膜厚或成分組成分布的均勻性(面內(nèi)均勻性)。具體地講，平均晶粒直徑4ve，例如，優(yōu)選在8[im以下，更優(yōu)選在6pm以下。在本發(fā)明中，通過(guò)下述步驟(1)(3)測(cè)定平均晶粒直徑4ve。(步驟l)首先，準(zhǔn)備成為測(cè)定對(duì)象的濺射面。此處，為了便于測(cè)定平均晶粒直徑dave，也可以根據(jù)需要在與濺射面平行的面切斷Ag系濺射靶，使成為測(cè)定對(duì)象的濺射面露出。將靶表面附近、優(yōu)選將靶最表面的切斷面作為測(cè)定對(duì)象。但是，根據(jù)本發(fā)明的制造方法(詳見(jiàn)后述。)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了靶的晶粒直徑不僅在板面(靶的平面)方向而且在板厚(靶的厚度)方向也均勻一致，也可將靶的任意厚度的濺射面作為測(cè)定對(duì)象。顯微鏡觀察上述濺射面的面內(nèi)所含的晶粒。關(guān)于顯微鏡觀察，例如，可釆用光學(xué)顯微鏡、掃描型電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscopy:SEM)、掃描型離子顯微鏡(ScanningIonMicroscopy:SIM)進(jìn)行。在利用光學(xué)顯微鏡觀察或掃描型電子顯微鏡觀察測(cè)定晶粒時(shí)，為了得到清楚的晶粒，優(yōu)選對(duì)靶面實(shí)施適當(dāng)?shù)奈g刻。另一方面，在利用掃描型離子顯微鏡8觀察測(cè)定晶粒時(shí)，通常不進(jìn)行蝕刻，但也可以根據(jù)需要進(jìn)行蝕刻。關(guān)于濺射面的選擇部位，可任意選擇多個(gè)部位，但選擇盡量多的部位能夠更準(zhǔn)確地求出平均晶粒直徑。在本發(fā)明中，例如，優(yōu)選每10000mm2的濺射面選擇59個(gè)部位的范圍。接著，對(duì)所選擇的多個(gè)部位分別拍攝顯微鏡照片。顯微鏡觀察的倍率只要與晶粒直徑相符地適當(dāng)設(shè)定就可以。關(guān)于最佳的倍率如后述，但倍率通常設(shè)定在402000倍的范圍。此外，關(guān)于顯微鏡觀察，如前所述，也可以采用光學(xué)顯微鏡觀察、SEM觀察、SIM觀察中的任一種。另外，在拍攝光學(xué)顯微鏡照片時(shí)，為了得到清楚的晶粒，也可以在觀察和照片拍攝時(shí)進(jìn)行施加偏光等處理。(步驟2)如上所述那樣對(duì)所有選擇部位拍攝顯微鏡照片，算出在各個(gè)顯微鏡照片上觀察到的晶粒直徑d(單位pm)。具體地講，首先，對(duì)各顯微鏡照片，以井字狀(參照?qǐng)D1)或放射線狀(參照?qǐng)D2)，從各顯微鏡照片的一端到另一端畫4條以上的直線，調(diào)查各直線上的晶界數(shù)量n。畫直線的方式可以采用井字狀及放射線狀中任意一種。此外，直線的條數(shù)最好盡量多，這樣可算出更準(zhǔn)確的平均晶粒直徑。接著，按每條直線，基于下式(1)算出晶粒直徑d。d二L/n/m............(1)式中，L表示直線的長(zhǎng)度(單位pm)，n表示直線上的晶界數(shù)量，m表示顯微鏡照片的倍率。另外，最佳的顯微鏡倍率應(yīng)滿足以下的條件。即，最好將顯微鏡倍率設(shè)定成在如上述步驟(2)那樣在顯微鏡照片上畫直線，調(diào)查該直線上的晶界數(shù)量n時(shí)，每直線長(zhǎng)度L=100mm內(nèi)的晶界數(shù)量n約為20個(gè)左右。例如如果平均晶粒直徑cUe約在10pm左右，則最佳的顯微鏡倍率約在200800倍左右，如果平均晶粒直徑dave約在20^im左右，則最佳的顯微鏡倍率約在100500倍左右，如果平均晶粒直徑dave約在100pm左右，則最佳的顯微鏡倍率約在50100倍左右。在平均晶粒直徑dave超過(guò)100^im左右的情況下，只要將顯微鏡倍率設(shè)定為50倍左右就可以。(步驟3)晶粒直徑d，將它們的平均值作為濺射面的平均晶粒直徑(Ue。另外，在本發(fā)明中，在采用通過(guò)上述步驟(1)(3)得到的所有選擇部位的晶粒直徑d和平均晶粒直徑d^，基于下式(2)及下式(3)算出下述值A(chǔ)及值B時(shí)，如果將值A(chǔ)及值B中較大的一個(gè)值作為晶粒直徑的偏差，優(yōu)選晶粒直徑的偏差在10%以下。值A(chǔ)^(d匪一dave)/davexl00(%)............(2)值B二(dave_dmin)/davexl00(%)............(3)式中，dmax表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最大值，dmi。表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最小值。如上所述，通過(guò)將晶粒直徑的偏差抑制在10%以下，可使被濺射的Ag及合金元素的原子的射出均勻化，Ag系薄膜的膜面內(nèi)的膜厚分布可更加均勻化。晶粒直徑的偏差越小越好，這樣，可更加提高薄膜的膜厚或成分組成分布的均勻性(面內(nèi)均勻性)。具體地講，晶粒直徑的偏差，例如，優(yōu)選在8%以下，更優(yōu)選在6%以下。本發(fā)明的Ag系濺射靶的厚度不特別限定，例如，為lmm50mm左右，多為5mm40mm左右。此外，Ag系濺射靶的形狀不特別限定，可加工成公知的多種形狀，但尤其優(yōu)選圓板形狀。如此的圓板形狀的濺射靶，晶粒直徑在圓板面(濺射面)方向上均勻一致。如果晶粒直徑在圓板面方向一致，則被濺射的Ag(在是Ag合金時(shí)包括合金元素在內(nèi))的射出分布均勻，形成于襯底上的Ag系薄膜的膜厚(在是Ag合金時(shí)也包括成分組成在內(nèi))在膜面方向上的均勻性良好。而且，如果釆用本發(fā)明的制造方法，由于即使在板厚方向上晶粒直徑也均勻一致，所以從Ag系濺射靶的使用開始直到結(jié)束，都能連續(xù)穩(wěn)定地形成膜厚(在是Ag合金時(shí)也包括成分組成在內(nèi))在膜面方向上均勻性優(yōu)良的Ag系薄膜。接著，對(duì)本發(fā)明的Ag系濺射耙的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，本發(fā)明的制造方法，其特征在于，在制造Ag系濺射靶時(shí)，采用至今未采用的SF法，這樣，可得到平均晶粒直徑比以往更微小化的靶。-10下面，對(duì)SF法進(jìn)行說(shuō)明。SF法是通過(guò)氣體使各種熔融金屬霧化，將驟冷成熔融狀態(tài)'半凝固狀態(tài)，凝固狀態(tài)的粒子進(jìn)行堆積，得到規(guī)定形狀的原形體(得到最終的致密體前的中間體，以下稱為"坯料"。)的方法。根據(jù)此方法，具有可用單一工序得到用熔鑄法或粉末燒結(jié)法等難得到的大型的坯料等優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)SF法，能夠使結(jié)晶粒微細(xì)化，從而能夠大幅度改善其均勻性。以前，公開了多個(gè)采用SF法制造A1系合金濺射靶的例子(例如，JP特開平9一248665號(hào)公報(bào)、JP特開平11—315373號(hào)公報(bào)、JP特開2005—82855號(hào)公報(bào)、JP特開2000—225412號(hào)公報(bào)等)。但是，采用SF法制造Ag系濺射靶的試驗(yàn)至今完全沒(méi)有進(jìn)行過(guò)。那是因?yàn)樵跒锳l系濺射靶時(shí)，濺射時(shí)發(fā)生微細(xì)的熔融粒子(濺沫)等，需要采用SF法來(lái)防止濺沫的發(fā)生，而如果采用Ag系濺射耙，上述那樣問(wèn)題尤其不存在，即使如以往采用熔鑄法制造，也無(wú)特別的不良情形。但是，尤其在提供可適用于約2nm20nm的非常薄的極薄薄膜的用途的Ag系薄膜時(shí)，例如，即使如上述的專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)5所示那樣用以往的熔鑄法制造Ag系靶，也不能得到所希望的面內(nèi)均勻性非常優(yōu)良的Ag系薄膜，不能達(dá)到目標(biāo)基準(zhǔn)(參照后述的實(shí)施例)。另一方面，如果不用以往的熔鑄法而采用SF法，且采用為了制造Ag系靶而做了改進(jìn)的SF法，則能提供如本發(fā)明中規(guī)定一樣將Ag系靶的平均晶粒直徑減小到以往不曾有過(guò)的程度，很好地將晶粒直徑的偏差控制在非常小的范圍的Ag系耙(參照后述的實(shí)施例)。本發(fā)明的Ag系靶的制造方法，可大致分為采用SF法得到Ag系坯料的工序、通過(guò)熱靜水壓機(jī)(HotIsostaticPress:HIP)等致密化機(jī)構(gòu)使該Ag系坯料致密化的工序、對(duì)得到的Ag系致密體進(jìn)行鍛造或軋制的塑性加工的工序、和將其機(jī)械加工成規(guī)定形狀，制成Ag系靶的工序。此處，對(duì)于靶的晶粒直徑的微小化或晶粒直徑的偏差抑制特別有效的是，Ag系熔液調(diào)制時(shí)的純Ag或Ag合金的熔化溫度、噴嘴直徑、霧化的氣體種類、霧化的氣壓、氣體/金屬比(=氣體流出量[Nm3]/熔液流出量[kg])。具體如以下詳述，優(yōu)選將純Ag或Ag合金的熔化溫度設(shè)定在約1050°C1100°C、將噴嘴直徑設(shè)定在約5.0mm5.5mm、將霧化的氣體種類設(shè)定為氮(N2)氣體、將霧化的氣壓設(shè)定為約6.09.0kgf/cm2、將氣體/金屬比設(shè)定為約0.4Nm3/kg以上。(Ag系合金坯料的制造)下面參照?qǐng)D4及圖5，對(duì)純Ag或Ag合金坯料的制造工序進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖4是表示用于制造本發(fā)明中所用的坯料的裝置的一個(gè)例子的局部剖視圖。圖5是圖4中X的主要部位放大圖。圖4所示的裝置，具備用于熔煉純Ag或Ag合金的感應(yīng)熔煉爐l、設(shè)置在感應(yīng)熔煉爐1下方的氣體霧化器3a、3b、和用于堆積坯料的收集器5。感應(yīng)熔煉爐1具有使純Ag或Ag合金的熔液2下落的噴嘴6。此外，氣體霧化器3a、3b分別具有用于霧化氣體的線軸狀噴嘴(該噴嘴橫向看其軸部分為中間細(xì)二端粗的形狀，大體上像線軸形狀)的氣孔4a、4b。收集器5具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)，其可隨著坯料制造的進(jìn)行使收集器5下降，以使坯料堆積面的高度保持一定。另外，圖5表示相對(duì)于氣體霧化器3a、3b分別設(shè)置1個(gè)線軸狀噴嘴的氣孔4a、4b的例子，但也不限定于此。通常，與所希望的氣體量相符地設(shè)置多個(gè)線軸狀噴嘴的孔。首先，在將純Ag或Ag合金投入感應(yīng)熔煉爐1中后，優(yōu)選在真空中、惰性氣體環(huán)境中、或氮?dú)猸h(huán)境中熔煉純Ag或Ag合金，得到純Ag或Ag合金的熔液2(Ag系合金的熔液調(diào)制工序)。在上述工序中，尤其優(yōu)選將純Ag或Ag合金的熔化溫度控制在約1050"C110(TC的范圍內(nèi)。因?yàn)榧傾g或Ag合金的熔化溫度是對(duì)通過(guò)氣體霧化得到的微粒(液滴)的溫度及尺寸有較大影響的要素之一，最終會(huì)影響到致密體的組織的微細(xì)化。此處，在純Ag或Ag合金的熔化溫度低于1050'C時(shí)，熔液2在通過(guò)噴嘴時(shí)凝固，有可能堵塞噴嘴。另一方面，如果純Ag或Ag合金的熔化溫度超過(guò)110(TC，從坯料得到的致密體的組織粗大化，成品率下降。除上此之外，如果綜合考慮熔液的氧化、耐火物的壽命、能量損耗等，純Ag或Ag合金的熔化溫度，一般優(yōu)選在1065匸1085"C的范圍內(nèi)。另外，純Ag或Ag合金的熔煉，優(yōu)選如上所述在真空中、惰性氣體環(huán)境中或氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行，這樣可抑制雜質(zhì)向上述純Ag或Ag合金的熔液中的混入。作為惰性氣體，例如，可列舉氬氣等。接著，使上述那樣得到的純Ag或Ag合金的熔液2，經(jīng)由噴嘴6落到氮?dú)饣蚨栊詺怏w環(huán)境的腔室內(nèi)(未圖示)(氣體霧化工序)。在腔室內(nèi)從設(shè)置在氣體霧化器3a、3b上的線軸狀噴嘴的氣孔4a、4b，向純Ag或Ag合金的熔液2噴射高壓的氣流，這樣，可使純Ag或Ag合金的熔液微?；?。關(guān)于氣體霧化，優(yōu)選如上所述采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w進(jìn)行，這樣可抑制雜質(zhì)向熔液中的混入。作為惰性氣體，例如，可列舉氬氣等。此外，優(yōu)選將噴嘴直徑控制在約5.0mm5.5mm、將霧化的氣壓控制在約6.09.0kgf/cm2的范圍內(nèi)。此外，關(guān)于氣體/金屬比，為了提高冷卻速度，一般優(yōu)選設(shè)定在0.4Nm3/kg以上，更優(yōu)選設(shè)定在0.5NmS/kg以上。氣體/金屬比可用氣體流出量/熔液流出量的比表示。在本說(shuō)明書中，所謂氣體流出量，指的是為了對(duì)純Ag或Ag合金的熔液進(jìn)行氣體霧化，從線軸狀噴嘴的氣孔4a、4b流出的氣體的總量(最終使用的總量)。在本說(shuō)明書中，所謂烙液流出量，指的是從裝入純Ag或Ag合金的熔液的容器(感應(yīng)熔煉爐1)的熔液流出口(噴嘴6)流出的熔液的總量(最終流出的總量)。氣體/金屬比可根據(jù)噴嘴直徑、霧化的氣壓及霧化器的種類(具體是，噴射氣體的孔的總面積)適當(dāng)調(diào)節(jié)。上述的噴嘴直徑、氣體霧化的氣體種類或氣壓、氣體/金屬比，也與所述的純Ag或Ag合金的熔化溫度相同，這些是影響液滴尺寸的要素之一，對(duì)液滴的冷卻速度也有較大的影響。例如，如果將氣體/金屬比控制在0.4NmVkg以上，則液滴尺寸的變化減小，可接近恒定值。然而，在氣體/金屬比低于0.4Nr^/kg時(shí)，液滴尺寸增大，坯料的成品率下降。如果從上述觀點(diǎn)考慮，氣體/金屬比越大越好，如上所述，例如，更優(yōu)選在0.5NmVkg以上。另外，其上限不特別限定。接著，將按如上所述微?；募傾g或Ag合金的微粒(液滴)堆積在收集器5中，得到坯料。上述坯料的形狀例如為圓柱狀。(Ag系合金致密體的制造)接著，通過(guò)對(duì)上述坯料實(shí)施致密化加工制成Ag系致密體。之所以制成致密體，是因?yàn)槿缟纤龅玫降呐髁蠟槎嗫踪|(zhì)狀。-所謂致密化加工，指的是用于提高坯料的密度(平均相對(duì)密度為5065%)的加工。此處，優(yōu)選采用大致各向同性地加壓坯料的方法，尤其優(yōu)選采用熱加壓的HIP。具體是，優(yōu)選在80MPa以上的壓力下、400'C60(TC的溫度進(jìn)行HIP，這樣能夠以85%以上的高成品率得到所希望的致密體。如果在上述的條件進(jìn)行HIP，可將致密體的變形抑制在最小限度，并可將通過(guò)機(jī)械加工消除變形部分時(shí)產(chǎn)生的重量損失抑制在最低限度。如果HIP的溫度低于40(TC、及HIP的壓力低于80MPa，則不能充分提高致密體的密度，會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生欠陥等。另一方面，如果HIP的溫度超過(guò)600°C，則致密體的組織粗大化。優(yōu)選在100MPa以上的壓力下、500T55(TC的溫度下進(jìn)行HIP。HIP的時(shí)間，一般優(yōu)選在1小時(shí)10小時(shí)的范圍內(nèi)。(濺射靶的制造)接著，采用上述的Ag系致密體制成Ag系濺射靶。濺射靶的制造條件不特別限定，可采用一般的方法。在進(jìn)行了鍛造及/或軋制的塑性加工(例如，在鍛造上述的致密體得到扁坯后進(jìn)行軋制)后，實(shí)施用于除去塑性加工時(shí)的應(yīng)力的熱處理，接著機(jī)械加工成規(guī)定的形狀，由此可制成濺射靶。在上述的例子中，在HIP后進(jìn)行的致密體的塑性加工不是必需工序，也可以不進(jìn)行塑性加工而進(jìn)行機(jī)械加工。如此在不進(jìn)行塑性加工時(shí)，不需要用于除去上述應(yīng)力的熱處理。作為這樣的制造方法的一個(gè)例子，例如，可列舉出相對(duì)于濺射靶的直徑，將致密體的直徑控制在大致為+10+30mm，將HIP后的致密體直接機(jī)械加工成濺射靶的規(guī)定形狀的方法等。此外，塑性加工后的熱處理，如前所述，是為了除去塑性加工時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力而實(shí)施的，優(yōu)選在比以往的熱處理溫度(一般為500'C60(TC，優(yōu)選為520°C580°C)低的溫度下進(jìn)行。因?yàn)槿绻麩崽幚頊囟冗^(guò)高，則有可能導(dǎo)致晶粒粗大化，相反，如果熱處理溫度過(guò)低，則有殘留應(yīng)力，機(jī)械加工時(shí)有可能產(chǎn)生變形。熱處理溫度優(yōu)選為約45(TC55(TC，更優(yōu)選為約470。C530。C。上述的濺射靶的制造工序，具體地講，優(yōu)選根據(jù)濺射靶的形狀選擇適當(dāng)?shù)闹圃旆椒ā＠?，在濺射靶的形狀是圓板形狀、其直徑較小例如在14180mm以下時(shí)，從成品率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在HIP后通過(guò)鍛造使直徑一致。另一方面，在板形狀的濺射靶中，優(yōu)選在通過(guò)鍛造加工成棱柱狀后，通過(guò)軋制加工成接近濺射靶的規(guī)定形狀的尺寸，最后進(jìn)行機(jī)械加工。再有，在上述濺射靶的制造工序中，采用ECAP(等通道轉(zhuǎn)角擠壓Equal-ChannelAngularPressing)法也有效。ECAP法是通過(guò)不改變截面積而改變材料的角度的方式擠出材料來(lái)實(shí)施強(qiáng)剪切加工，然后使其再結(jié)晶的方法。由于只要采用ECAP法，就能不改變材料的尺寸地提供大的應(yīng)力，因而能夠容易實(shí)現(xiàn)晶粒的超微細(xì)化。因此，ECAP法非常適合用于本發(fā)明的平均晶粒直徑被顯著微細(xì)化的Ag系濺射靶的制造。ECAP法以前曾用于Al系濺射靶的制造，但在本發(fā)明那樣的Ag系濺射靶的制造中應(yīng)用的實(shí)例還沒(méi)有。關(guān)于ECAP法，例如，可在如上所述進(jìn)行了HIP后，根據(jù)需要實(shí)施。如此得到的濺射靶，例如可用釬料焊接在襯板上使用。本發(fā)明的Ag系濺射靶，例如可用于DC濺射法、RF濺射法、磁控濺射法、反應(yīng)性濺射法等任意的濺射法，有效用于形成厚度約為2nm500nm的Ag系薄膜。實(shí)施例以下，列舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明，本發(fā)明根本上并不局限于下述實(shí)施例，當(dāng)然也可在符合前后所述思想的范圍內(nèi)適當(dāng)加以變更地實(shí)施本發(fā)明，這些變更理所當(dāng)然都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。(1)濺射靶的制造基于本發(fā)明的制造條件，制造了表2所示的試樣No.l5的Ag合金濺射靶(本發(fā)明例)。詳細(xì)情況是，在采用表1所示的各種組成的Ag合金(名稱af)，進(jìn)行了表2所示的SF工序及HIP工序、以及表3所示的塑性加工工序(塑性加工的加工溫度一欄表示的是加工開始時(shí)的溫度)及熱處理工序后，實(shí)施機(jī)械加工，制成本發(fā)明例的Ag合金濺射靶。其中，試樣No.5是進(jìn)行了鍛造軋制的塑性加工的例子。如此制成的濺射靶試樣No.l5的形狀為圓板形狀，直徑為101.6mm，厚度為5mm。15<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>此外，為了比較，基于以往的制造方法，制造了表4所示的試樣No.6、7的Ag合金濺射靶(比較例)。詳細(xì)地講，采用表l所示組成的Ag合金(名稱a、f)，如表4所示，在進(jìn)行了熔鑄工序、熱塑性加工工序(軋制或鍛造、熱塑性加工的加工溫度一欄表示的是加工開始時(shí)的溫度)、冷塑性加工工序(軋制)、及熱處理工序后，實(shí)施機(jī)械加工，制成比較例的Ag合金濺射靶。如此制成的濺射靶試樣No.67的形狀為圓板形狀，直徑為101.6mm，厚度為5mm。(2)濺射靶的評(píng)價(jià)接著，根據(jù)前述的方法測(cè)定了按上述那樣制成的本發(fā)明例的Ag合金濺射靶(試樣No.15)、和比較例的Ag合金濺射靶(試樣No.6、7)的平均晶粒直徑及晶粒直徑的偏差。具體地講，采用光學(xué)顯微鏡照片(倍率1000倍)，以井字狀畫4條直線，算出晶粒直徑d。表5中列出了它們的結(jié)果。在表5中作為參考一并列出了各試樣No.中所用的合金的種類(表1中的名稱)。(3)Ag合金薄膜的形成及評(píng)價(jià)另外，采用上述的本發(fā)明例及比較例的Ag合金濺射靶，用DC磁控濺射法在玻璃襯底(圓板形狀、直徑為50.8mm、厚度為0.7mm)上分別形成了Ag合金薄膜(目標(biāo)膜厚為200A)。此處，DC磁控濺射的條件為，極限真空度0.27X10_3Pa以下、Ar氣壓0.27Pa、濺射功率200W、極間距離55mm、襯底溫度室溫。按圖3所示的測(cè)定部位A、B、C、D、E(合計(jì)5個(gè)部位)，分別測(cè)定了如此制成的各Ag合金薄膜的膜厚。詳細(xì)情況是，如圖3所示，將任意的直徑上的中心作為測(cè)定部位C，將從測(cè)定部位C朝左側(cè)離開10mm的直線上的測(cè)定部位作為B，將從測(cè)定部位B再朝左側(cè)離幵10mm的直線上的測(cè)定部位作為A。此外，將從上述的測(cè)定部位C朝右側(cè)離開10mm的直線上的測(cè)定部位作為D，將從測(cè)定部位D再朝右側(cè)離開10mm的直線上的測(cè)定部位作為E。然后，用觸針式膜厚計(jì)測(cè)定了A、B、C、D、E這些合計(jì)5個(gè)部位的膜厚。接著，采用如此得到的各測(cè)定部位的膜厚，按照下述基準(zhǔn)評(píng)價(jià)了Ag合金薄膜的膜厚的面內(nèi)均勻性。膜厚的面內(nèi)均勻性優(yōu)良(〇)即所有的測(cè)定部位都在200A士4A的范圍內(nèi)(相對(duì)于目標(biāo)膜厚控制在±2%的范圍內(nèi))膜厚的面內(nèi)均勻性差(X)即至少一個(gè)部位超出200A士4A的范圍(相對(duì)于目標(biāo)膜厚超出±2%的范圍)表5中一并列出了它們的測(cè)定結(jié)果及評(píng)價(jià)結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>從表5可知，按本發(fā)明的條件制造的試樣No.l5的Ag合金濺射靶(本發(fā)明例)，其平均晶粒直徑都被顯著地微細(xì)化，且晶粒直徑的偏差也被抑制在小的范圍，因此采用這些濺射靶得到的Ag合金薄膜，膜厚的面內(nèi)均勻性優(yōu)良。相反，按以往的條件制造的試樣No.6、7的Ag合金濺射靶(比較例)，其平均晶粒直徑及晶粒直徑的偏差二項(xiàng)都超出本發(fā)明的范圍，采用這些濺射靶得到的Ag合金薄膜，其膜厚的面內(nèi)均勻性差。權(quán)利要求1.一種Ag系濺射靶，其特征在于，在通過(guò)下述步驟1～3測(cè)定由純Ag或Ag合金構(gòu)成的Ag系濺射靶的濺射面的平均晶粒直徑dave時(shí)，所述平均晶粒直徑dave在10μm以下，步驟1在濺射面的面內(nèi)任意選擇多個(gè)部位，以40～2000倍的倍率拍攝所選擇的各部位的顯微鏡照片；步驟2算出在所有顯微鏡照片上觀察到的晶粒直徑d，首先，對(duì)各顯微鏡照片，以井字狀或放射線狀畫4條以上的直線，調(diào)查所述直線上的晶界數(shù)量n，接著，對(duì)每條直線根據(jù)下式(1)算出晶粒直徑d，d＝L/n/m…………(1)式中，d表示晶粒直徑，單位為μm，L表示直線的長(zhǎng)度，單位為μm，n表示直線上的晶界數(shù)量，m表示顯微鏡照片的倍率；步驟3將上述那樣得到的所有選擇部位的晶粒直徑d的平均值作為濺射面的平均晶粒直徑dave。2.如權(quán)利要求1所述的Ag系濺射靶，其中，所述Ag合金含有選自Nd、Bi、Au及Cu中的至少一種元素。3.—種采用權(quán)利要求1所述的Ag系濺射靶得到Ag系薄膜。4.如權(quán)利要求3所述的Ag系薄膜，其中，膜厚為2nm20nm。5.如權(quán)利要求1所述的Ag系濺射靶，其中，在采用通過(guò)所述步驟l3得到的所有選擇部位的晶粒直徑d和平均晶粒直徑dave，根據(jù)下式(2)及下式(3)算出下述值A(chǔ)及值B的情況下，當(dāng)將值A(chǔ)及值B中的較大的一個(gè)值作為晶粒直徑的偏差時(shí)，所述晶粒直徑的偏差在10%以下，值A(chǔ)二(dmax—dave)/daveX100(%)............(2)值B二(dave—dmin)/daveX100(%)............(3)式中，dmax表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最大值，dmin表示所有選擇部位的晶粒直徑d的最小值。6.如權(quán)利要求5所述的Ag系濺射靶，其中，所述Ag合金含有選自Nd、Bi、Au及Cu中的至少一種元素。7.—種采用權(quán)利要求5所述的Ag系濺射靶得到的Ag系薄膜。8.如權(quán)利要求7所述的Ag系薄膜，其中，膜厚為2nm20nm。全文摘要本發(fā)明提供一種可用于形成面內(nèi)均勻性非常優(yōu)良的Ag系薄膜的Ag系濺射靶及Ag系薄膜。Ag系薄膜的Ag系濺射靶，在通過(guò)下述步驟(1)～(3)測(cè)定Ag系濺射靶的濺射面的平均晶粒直徑d_ave時(shí)，平均晶粒直徑d_ave在10μm以下，步驟(1)在濺射面的面內(nèi)任意選擇多個(gè)部位，以40～2000倍的倍率拍攝所選擇的各部位的顯微鏡照片；步驟(2)對(duì)各顯微鏡照片，以井字狀或放射線狀畫4條以上的直線，調(diào)查直線上的晶界數(shù)量n，對(duì)每條直線基于式d＝L/n/m算出晶粒直徑d，式中，L表示直線的長(zhǎng)度，n表示直線上的晶界數(shù)量，m表示顯微鏡照片的倍率；步驟(3)將所有選擇部位的晶粒直徑d的平均值作為濺射面的平均晶粒直徑d_ave。文檔編號(hào)C23C14/34GK101445913SQ20081016107公開日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日發(fā)明者松崎均申請(qǐng)人:株式會(huì)社鋼臂功科研