JP2006322039A

JP2006322039A - Sputtering target

Info

Publication number: JP2006322039A
Application number: JP2005145789A
Authority: JP
Inventors: Toshio Morimoto; 敏夫森本; Masakazu Enboku; 正和遠北; Hiroyuki Watanabe; 宏幸渡辺
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-30
Also published as: CN1865490A; TW200700573A; KR20060119735A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering target which is free from Cr causing environmental pollution and can deposit a thin film reduced in the number of particles. <P>SOLUTION: The sputtering target has a composition containing, by mass, 5 to 30% W and at least one kind selected from Al and Ti by 0.1 to 10% in total, and in which the content of oxygen is regulated to ≤0.05%, and the balance substantially Ni. In the sputtering target, preferably, the dimensions of the average crystal grain sizes is ≤100 μm, and also, the surface roughness Ra is ≤10 μm. The sputtering is performed by using the sputtering target, then the number of particles of ≥3 μm in the obtained film is made <2 pieces/cm<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタリング法によって薄膜を形成する際に用いられるスパッタリングターゲットに関し、特にブラックマトリクスの成膜に適するスパッタリングターゲットに関する。 The present invention relates to a sputtering target used when forming a thin film by a sputtering method, and more particularly to a sputtering target suitable for forming a black matrix.

光学分野やマイクロエレクトロニクス分野では、スパッタリング等により基材上に薄膜を形成した各種の薄膜部材が使用されている。その一つに、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置に用いられるカラーフィルター用のブラックマトリクスがある。 In the optical field and the microelectronics field, various thin film members in which a thin film is formed on a substrate by sputtering or the like are used. One of them is a black matrix for a color filter used in a display device such as a liquid crystal display device or a plasma display.

液晶表示装置やプラズマディスプレイにおいては、光源からの光の透過によりカラー表示を可能とするカラーフィルターが使用されている。このカラーフィルターは、透明なガラス基板上に着色層や透明保護層等を形成してなるものであり、このカラーフィルターには、コントラストの向上や混色の防止を目的として、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光膜が設けられている。 In liquid crystal display devices and plasma displays, color filters that enable color display by transmitting light from a light source are used. This color filter is formed by forming a colored layer, a transparent protective layer, etc. on a transparent glass substrate. This color filter has a light shielding film called a black matrix for the purpose of improving contrast and preventing color mixing. Is provided.

このブラックマトリクスを製造する方法としては、フォトリソグラフィー法によって、所定のパターンを形成する方法が一般的である。フォトリソグラフィー法では、ガラス基板上に金属をスパッタリングして金属薄膜を形成させた後、その金属薄膜上にフォトレジストを塗布し、露光と現像を行い、金属薄膜をエッチングする。 As a method of manufacturing this black matrix, a method of forming a predetermined pattern by photolithography is common. In the photolithography method, after a metal is sputtered onto a glass substrate to form a metal thin film, a photoresist is applied onto the metal thin film, and exposure and development are performed to etch the metal thin film.

かかるブラックマトリクスには、光源からの光のうち必要のない部分を遮断する遮光性や、表示画像のコントラストを良好に保つために反射率が低いこと等が求められているとともに、ディスプレイ上の色欠陥につながる膜欠陥がないことも求められている。特に、近年、これらディスプレイの高精細化および高視野化が進んでおり、ブラックマトリクスにおいても狭ピッチ化並びに高開口化が進んでおり、このため、膜欠陥のないブラックマトリクス膜の形成が求められている。すなわち、ブラックマトリクスには、ピンホール等によって生じるブラックマトリクス線の断線および欠落がないことも求められている。さらに、近年では、ディスプレイの高性能化に伴い、ブラックマトリクスの高精細化と開口率の向上が必要となってきており、線幅の狭ピッチ化が進んできている。このため、ブラックマトリクスの製造においては、ますます膜の欠陥を小さく、かつ、少なくすることが求められてきている。 Such a black matrix is required to have a light shielding property for blocking unnecessary portions of light from the light source, a low reflectance in order to maintain a good contrast of the display image, etc. There is also a need for no film defects leading to defects. In particular, in recent years, these displays have been developed with higher definition and higher field of view, and the black matrix is also becoming narrower in pitch and higher in aperture. For this reason, it is required to form a black matrix film free from film defects. ing. That is, the black matrix is also required to be free of black matrix line disconnection and omission caused by pinholes or the like. Further, in recent years, with the improvement in performance of displays, it has become necessary to increase the definition of the black matrix and improve the aperture ratio, and the line width is becoming narrower. For this reason, in the manufacture of black matrix, it has been increasingly demanded to reduce and reduce film defects.

ブラックマトリクスにはこのような性能が要求されるため、従来からブラックマトリクスの薄膜としてはクロム（Ｃｒ）が使用されていた。 Since such a performance is required for the black matrix, chromium (Cr) has been conventionally used as the thin film of the black matrix.

クロムは、反射率が低く、かつ、遮光性に優れているなど、ブラックマトリクスとして良好な光学的特性を備えている。しかし、クロムの膜をスパッタリング法により成膜すると、膜欠陥が生じやすかった。 Chromium has good optical properties as a black matrix, such as low reflectance and excellent light shielding properties. However, when a chromium film is formed by sputtering, film defects are likely to occur.

また、ブラックマトリクスをはじめとする薄膜部材においてクロムを使用すると、パターニング工程でのエッチング処理時に六価クロムイオンが発生するため、環境汚染の原因となるという問題もあった。 Further, when chromium is used in a thin film member such as a black matrix, hexavalent chromium ions are generated during the etching process in the patterning process, which causes a problem of environmental pollution.

そのため、最近ではクロムの代替品として、ニッケル（Ｎｉ）系合金（例えば、特許文献１（特開２００１−３４２５６１号）参照）およびインジウム（Ｉｎ）系合金または亜鉛（Ｚｎ）系合金（例えば、特許文献２（特開２０００-１２１８２４号）参照）が提案されている。 Therefore, recently, as an alternative to chromium, nickel (Ni) alloys (for example, see Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-342561)) and indium (In) alloys or zinc (Zn) alloys (for example, patents) Document 2 (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-121824) has been proposed.

しかしながら、特許文献１のブラックマトリクス膜は、光学特性の面では優れているものの、スパッタリング法により製造すると膜欠陥が生じることがあった。 However, although the black matrix film of Patent Document 1 is excellent in terms of optical characteristics, film defects may occur when manufactured by the sputtering method.

また、特許文献２のブラックマトリクス膜を製造する際には、インジウムまたは亜鉛を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うが、Ａｒガスに酸素を入れるとターゲット表面にノジュールが発生し、異常放電が発生しやすいという問題がある。また、膜欠陥も生じやすかった。 Moreover, when manufacturing the black matrix film of Patent Document 2, sputtering is performed using a target containing indium or zinc. When oxygen is added to Ar gas, nodules are generated on the target surface, and abnormal discharge occurs. There is a problem that it is easy. Also, film defects were likely to occur.

特開２００１−３４２５６１号JP 2001-342561 A 特開２０００−１２１８２４号JP 2000-121824

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、環境汚染の原因となるＣｒを含んでおらず、かつ、パーティクルが少ない薄膜を形成することができるスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a sputtering target that does not contain Cr that causes environmental pollution and can form a thin film with few particles. And

本発明に係るスパッタリングターゲットは、Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉであることを特徴とする。 The sputtering target according to the present invention contains 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, and the amount of oxygen contained is 0.05% by mass or less. And the balance is substantially Ni.

前記スパッタリングターゲットにおいて、平均結晶粒径の大きさが１００μｍ以下であり、かつ、表面粗さＲａが１０μｍ以下であることが好ましい。ここで、平均結晶粒径は、ＪＩＳＨ０５０１に示される求積法により測定した結晶粒径の平均値のことであり、表面粗さＲａとは、粗さ曲線の算術平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に準拠して測定）のことである。 In the sputtering target, it is preferable that the average crystal grain size is 100 μm or less and the surface roughness Ra is 10 μm or less. Here, the average crystal grain size is an average value of crystal grain sizes measured by the quadrature method shown in JIS H0501, and the surface roughness Ra is an arithmetic mean roughness (JIS B0601 ( 1994).

前記スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより得られる膜においては、膜中の３μｍ以上のパーティクル数は２個／ｃｍ²未満となる。 In a film obtained by performing sputtering using the sputtering target, the number of particles of 3 μm or more in the film is less than 2 / cm ² .

本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法は、Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉとなるように、原料金属を秤量し配合して、真空中または不活性雰囲気中で該原料金属を溶解し、鋳造して鋳造材を得る工程１と、工程１で得られた鋳造材を真空中または不活性雰囲気中で熱間鍛造および／または熱間圧延を行って鍛造材または圧延材を得る工程２と、工程２で得られた鍛造材または圧延材に機械加工を行って所定の形状に加工してスパッタリングターゲットを得る工程３と、を有することを特徴とする。前記工程２で、熱間鍛造および／または熱間圧延を行った後、熱処理を行うことが好ましい。また、前記工程２で、熱間鍛造および／または熱間圧延を行った後、冷間加工を行い、さらに熱処理を行うことも好ましい。 The sputtering target manufacturing method according to the present invention includes 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, and the amount of oxygen contained is 0.05% by mass. %, And the raw metal is weighed and blended so that the balance is substantially Ni, and the raw metal is dissolved in a vacuum or in an inert atmosphere and cast to obtain a cast material; The casting material obtained in step 1 is subjected to hot forging and / or hot rolling in a vacuum or in an inert atmosphere to obtain a forging material or rolling material, and the forging material obtained in step 2 or And a step 3 of machining the rolled material into a predetermined shape to obtain a sputtering target. In the step 2, it is preferable to perform heat treatment after hot forging and / or hot rolling. In Step 2, after hot forging and / or hot rolling, it is preferable to perform cold working and further heat treatment.

前記工程２により鍛造材または圧延材の平均結晶粒径の大きさを１００μｍ以下とすることが好ましい。 In the step 2, it is preferable that the average crystal grain size of the forged or rolled material is 100 μm or less.

また、前記工程３によりスパッタリングターゲットの表面粗さＲａを１０μｍ以下とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the surface roughness Ra of the sputtering target is 10 μm or less in the step 3.

本発明に係るスパッタリングターゲットは、Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉであるので、環境汚染の原因となるＣｒを含んでおらず、かつ、パーティクルによる膜欠陥が少ない薄膜を形成することができる。また、本発明に係るスパッタリングターゲットを用いると、スパッタリング時の異常放電が少なくなる。本発明に係るスパッタリングターゲットを用いることにより、膜欠陥の少ないブラックマトリクス用の薄膜を得ることができる。 The sputtering target according to the present invention contains 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, and the amount of oxygen contained is 0.05% by mass or less. In addition, since the balance is substantially Ni, it is possible to form a thin film that does not contain Cr that causes environmental pollution and has few film defects due to particles. Moreover, when the sputtering target according to the present invention is used, abnormal discharge during sputtering is reduced. By using the sputtering target according to the present invention, a thin film for black matrix with few film defects can be obtained.

本発明者は、ブラックマトリクス膜の欠陥の原因を突き止めるため、ブラックマトリクス膜の欠陥について鋭意調査・研究をした。その結果、スパッタリング中に付着したと考えられる３μｍから８０μｍのパーティクルが膜欠陥の部分に存在しており、該パーティクルがブラックマトリクス膜の欠陥の原因であることが判明した。該パーティクルを分析したところ、ターゲットと同じ金属元素を含むものの、酸素量がブラックマトリクス膜の酸素量より多くなっているものが存在していた。 In order to find out the cause of the defect of the black matrix film, the present inventor has intensively investigated and studied the defect of the black matrix film. As a result, it was found that particles of 3 μm to 80 μm considered to have adhered during sputtering existed in the film defect portion, and the particles were responsible for the defect of the black matrix film. When the particles were analyzed, there were particles containing the same metal element as the target but having an oxygen amount greater than that of the black matrix film.

また、該パーティクルの発生原因についても鋭意研究を行った結果、以下のような４つの知見を得た。 In addition, as a result of earnest research on the cause of the generation of the particles, the following four findings were obtained.

１つ目の知見は、次のようなものである。Ｎｉ系合金のスパッタリングターゲット中の酸素濃度が高いと、Ｎｉ系合金に添加された活性金属であるＡｌおよび／またはＴｉの一部が酸化物となり、介在物としてスパッタリングターゲット中に存在してしまう。該介在物は、その抵抗値が他の部分より著しく高いために、スパッタリング中の異常放電の基点となる。そして、該異常放電によって、該介在物が破壊して飛散することにより、または該介在物の周りの微小部分が溶融して飛散することによりパーティクルとなるという知見である。 The first finding is as follows. When the oxygen concentration in the sputtering target of the Ni-based alloy is high, a part of Al and / or Ti, which is an active metal added to the Ni-based alloy, becomes an oxide and exists as an inclusion in the sputtering target. Since the inclusion has a significantly higher resistance value than other portions, it becomes a base point for abnormal discharge during sputtering. And it is the knowledge that it becomes a particle when the inclusion breaks and scatters by the abnormal discharge, or a minute part around the inclusion melts and scatters.

２つ目の知見は、次のようなものである。一度スパッタリングリングされたスパッタ粒子の内、ある程度のスパッタ粒子はスパッタリング過程の粒子間の散乱によりターゲット方向に戻るが、ターゲット表面の凹凸が大きい場合には、このスパッタ粒子はこの窪みに堆積する。ブラックマトリクス膜を成膜する場合には、光学的透過率を下げるためにスパッタリングガスであるアルゴン中に酸素または窒素を投入した反応性スパッタリングを行う。このため、ターゲットに戻ってくる粒子は、抵抗の高い酸化物もしくは窒化物の粒子となっているため、堆積した粒子は再スパッタされずにターゲット上に残存する。一方、堆積物の周囲の通常の金属部はスパッタリングされて削られていく。そのため、戻ってきた粒子が堆積した部分はターゲット表面上で突起状となり、異常放電の起点となってパーティクルを発生させるという知見である。なお、平均結晶粒径および表面粗さＲａは、スパッタリングターゲットの表面の粒子がはじき飛ばされているスパッタリングの最中におけるターゲット表面の凹凸に影響を与える。 The second finding is as follows. Among the sputtered particles once sputtered, a certain amount of sputtered particles returns to the target direction due to scattering between the particles in the sputtering process, but when the unevenness of the target surface is large, the sputtered particles accumulate in this recess. In the case of forming a black matrix film, reactive sputtering is performed by introducing oxygen or nitrogen into argon, which is a sputtering gas, in order to reduce optical transmittance. For this reason, since the particles returning to the target are oxide or nitride particles having high resistance, the deposited particles remain on the target without being re-sputtered. On the other hand, the normal metal part around the deposit is sputtered away. Therefore, it is a knowledge that the part where the returned particles are deposited becomes a protrusion on the surface of the target and generates particles as a starting point of abnormal discharge. Note that the average crystal grain size and the surface roughness Ra affect the unevenness of the target surface during sputtering in which particles on the surface of the sputtering target are repelled.

３つ目の知見は、次のようなものである。クロムの膜をスパッタリング法により成膜すると膜応力が高くなるため、スパッタリング装置内の防着板等に付着したクロムの膜は膜応力により剥がれて飛散しやすい。この飛散した膜が基板上の膜に付着するとパーティクルとしての膜欠陥になりやすい。さらに、Ｃｒターゲットは粉末冶金法により製造するため、Ｃｒターゲット中には微細空隙が多くなるとともに、酸素量もどうしても多くなってしまう。このため、Ｃｒターゲットを用いると、スパッタリング中の異常放電によって基板上の膜中にパーティクルが発生しやすいという知見である。 The third finding is as follows. When a chromium film is formed by a sputtering method, the film stress increases, so that the chromium film attached to an adhesion-preventing plate or the like in the sputtering apparatus is easily peeled off due to the film stress. If the scattered film adheres to the film on the substrate, it tends to cause film defects as particles. Furthermore, since the Cr target is manufactured by a powder metallurgy method, the Cr target has a lot of fine voids and the amount of oxygen inevitably increases. For this reason, it is a finding that when a Cr target is used, particles are likely to be generated in the film on the substrate due to abnormal discharge during sputtering.

４つ目の知見は、次のようなものである。特許文献２に記載されているような融点の低い金属であるインジウムまたは亜鉛を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うと、異常放電が原因と推定される大きな溶融パーティクルが膜中に発生しやすいという知見である。 The fourth finding is as follows. A finding that when sputtering is performed using a target containing indium or zinc, which is a metal having a low melting point as described in Patent Document 2, large molten particles presumed to be caused by abnormal discharge are likely to be generated in the film. It is.

このような知見に基づき、本発明者は、Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、残部が実質的にＮｉであるＮｉ基合金からなり、含有される酸素量を０．０５質量％以下としたスパッタリングターゲットを用いることにより、スパッタリングにより得られる膜中のパーティクルを減少させることができるという発明に至った。さらに、該発明において、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径を１００μｍ以下と小さくすること、およびターゲットの表面粗さＲａを１０μｍ以下とすることで、得られる膜中のパーティクルをさらに減少させることができることも見出した。 Based on such knowledge, the present inventor has found that the Ni-based alloy containing 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, and the balance being substantially Ni. By using a sputtering target having an oxygen content of 0.05% by mass or less, particles in the film obtained by sputtering can be reduced. Furthermore, in the present invention, by reducing the average crystal grain size of the sputtering target to 100 μm or less and setting the target surface roughness Ra to 10 μm or less, it is possible to further reduce particles in the obtained film. I found it.

以下、本発明に係るスパッタリングターゲットについて、詳細に説明する。 Hereinafter, the sputtering target according to the present invention will be described in detail.

本発明に係るスパッタリングターゲットは、ニッケル（Ｎｉ）をベースとし、タングステン（Ｗ）とアルミニウム（Ａｌ）および／またはチタン（Ｔｉ）を含有するＮｉ基合金からなり、クロム（Ｃｒ）を全く含有しない。 The sputtering target according to the present invention is based on nickel (Ni), is made of a Ni-based alloy containing tungsten (W) and aluminum (Al) and / or titanium (Ti), and contains no chromium (Cr) at all.

本発明に係るスパッタリングターゲットの作製においては、原料となる上記金属を真空中で高温に加熱して溶解させ、金型に流し込んで鋳造し、さらに真空中で熱間鍛造および／または熱間圧延を行う。その後、所定の温度で真空中で熱処理するか、あるいは冷間加工した後に該熱処理を行ってもよい。その後、旋盤加工と表面研削を行って所定の形状に切り出し、バッキングプレートにメタルボンディングして、本発明に係るスパッタリングターゲットを得ることができる。 In the production of the sputtering target according to the present invention, the metal as a raw material is heated and melted at a high temperature in a vacuum, cast into a mold, and further subjected to hot forging and / or hot rolling in a vacuum. Do. Thereafter, heat treatment may be performed in a vacuum at a predetermined temperature, or the heat treatment may be performed after cold working. Thereafter, lathe processing and surface grinding are performed to cut out into a predetermined shape and metal bonded to a backing plate to obtain the sputtering target according to the present invention.

Ｎｉは、カラーフィルター用のブラックマトリクスに要求される光学的特性を得るために必要であるとともに、基本的な耐食性を確保するために必要な元素である。 Ni is an element necessary for obtaining optical characteristics required for a black matrix for a color filter and for ensuring basic corrosion resistance.

Ｗは、薄膜の耐食性を向上させる働きがある。本発明に係るスパッタリングターゲットにおいては、Ｗが５〜３０質量％含まれる必要がある。Ｗの含有量が５質量％を下回ると耐食性が不十分となり、３０質量％を上回ると合金としての加工性が悪くなる。 W has a function of improving the corrosion resistance of the thin film. In the sputtering target which concerns on this invention, W needs to be contained 5-30 mass%. When the W content is less than 5% by mass, the corrosion resistance becomes insufficient, and when it exceeds 30% by mass, the workability as an alloy is deteriorated.

ＡｌおよびＴｉは、得られる薄膜のレジスト濡れ性を改善する働きがある。本発明に係るスパッタリングターゲットにおいては、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種が合計で０．１〜１０質量％含まれる必要がある。ＡｌおよびＴｉの合計含有量が０．１質量％を下回ると、得られる薄膜のレジスト濡れ性が不十分となるため、フォトリソグラフィー法によって薄膜上に所定形状のパターンを形成することが難しくなる。１０質量％を上回ると、合金としての加工性が悪くなり、熱間鍛造や冷間圧延などの加工工程で割れが生じ、スパッタリングターゲットとしての加工が困難となる。 Al and Ti have a function of improving the resist wettability of the obtained thin film. In the sputtering target which concerns on this invention, at least 1 sort (s) of Al and Ti needs to be contained 0.1 to 10 mass% in total. When the total content of Al and Ti is less than 0.1% by mass, resist wettability of the obtained thin film becomes insufficient, and it becomes difficult to form a pattern with a predetermined shape on the thin film by photolithography. If it exceeds 10% by mass, the workability as an alloy is deteriorated, cracking occurs in a processing step such as hot forging or cold rolling, and processing as a sputtering target becomes difficult.

また、ターゲット中の酸素量は０．０５質量％以下とすることが必要である。前述のように本発明に係るスパッタリングターゲットにおいては、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種が含まれるところ、ＡｌおよびＴｉは活性金属であるので、溶解、鋳造および熱間鍛造・圧延の段階で酸化されやすく、スパッタリングターゲット中において酸化物となって介在物となりやすいからである。これら介在物がターゲット中に残存すると、スパッタリング時の異常放電等によって発生するパーティクルの原因となる。したがって、本発明に係るスパッタリングターゲットにおいては、ターゲット中の酸素量は０．０５質量％以下とすることが必要となる。このため、本発明に係るスパッタリングターゲットの作製において、溶解、鋳造および熱間鍛造・圧延を行う際には、不活性雰囲気中または真空中で行うことが好ましい。 In addition, the amount of oxygen in the target must be 0.05% by mass or less. As described above, the sputtering target according to the present invention contains at least one of Al and Ti. Since Al and Ti are active metals, they are easily oxidized at the stage of melting, casting and hot forging / rolling. This is because the oxide tends to be an inclusion in the sputtering target. If these inclusions remain in the target, it may cause particles generated by abnormal discharge during sputtering. Therefore, in the sputtering target according to the present invention, the amount of oxygen in the target needs to be 0.05% by mass or less. For this reason, in the production of the sputtering target according to the present invention, the melting, casting, and hot forging / rolling are preferably performed in an inert atmosphere or in a vacuum.

なお、本発明に係るスパッタリングターゲットを、溶解および鋳造によらず、ホットプレス法、ＨＩＰ法等の粉末冶金による方法または溶融金属液滴を堆積させて焼結させる方法によって作製することもできるが、いずれの方法においても、酸素量の少ない原料を用いて、不活性雰囲気中または真空中で焼結させることが好ましい。 The sputtering target according to the present invention can be produced not by melting and casting, but also by a hot press method, a method by powder metallurgy such as the HIP method, or a method in which molten metal droplets are deposited and sintered, In any method, it is preferable to sinter in an inert atmosphere or in a vacuum using a raw material with a small amount of oxygen.

次に、本発明に係るスパッタリングターゲットにおいて、好ましい表面粗さＲａおよび平均結晶粒径について説明する。 Next, in the sputtering target according to the present invention, preferable surface roughness Ra and average crystal grain size will be described.

スパッタリングターゲットの表面に１０μｍを超える凹凸があると、一度スパッタされたスパッタ粒子がターゲット側に戻って来たときにターゲット表面の窪みに堆積しやすくなる。ブラックマトリクス用の薄膜を作製する場合は、光学的透過率を下げるために酸素もしくは窒素をスパッタガスであるアルゴン中に投入して反応性スパッタリングを行うため、ターゲット表面の窪みに堆積した膜は酸化膜もしくは窒化膜の高抵抗の膜となっている。このため、前述のように異常放電が生じやすくなっており、パーティクルの発生の増加が懸念されるので、スパッタリングターゲットの表面粗さＲａは１０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５μｍ以下である。しかし、表面粗さＲａを１μｍ以下とするためには研磨加工費用が高くなるため、表面粗さＲａを１μｍ以下とすることは工業的には困難である。 If the surface of the sputtering target has irregularities exceeding 10 μm, the sputtered particles once sputtered are likely to be deposited in the depressions on the target surface when returning to the target side. When producing a thin film for black matrix, oxygen or nitrogen is injected into the sputtering gas argon to reduce the optical transmittance, and reactive sputtering is performed. Therefore, the film deposited in the depression on the target surface is oxidized. It is a high resistance film such as a film or a nitride film. For this reason, abnormal discharge is likely to occur as described above, and there is a concern about an increase in generation of particles. Therefore, the surface roughness Ra of the sputtering target is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less. . However, in order to reduce the surface roughness Ra to 1 μm or less, the polishing cost increases, and it is industrially difficult to reduce the surface roughness Ra to 1 μm or less.

平均結晶粒径はスパッタリングによるエロージョンによって生じるスパッタリングターゲット表面の凹凸に影響を与える。平均結晶粒径が１００μｍより大きいとスパッタリングされたエロージョン面に大きな凹凸が生じる。この凹部には、もどってきたスパッタ粒子が堆積しやすく、異常放電の原因となりやすい。また、平均結晶粒径が大きいと粒界に介在物が偏在しやすくなり、かつ介在物の大きさも大きくなることにより異常放電が生じやすくなり、パーティクルが発生しやすくなる。したがって、本発明に係るスパッタリングターゲットの平均結晶粒径の大きさは１００μｍ以下とすることが好ましい。 The average crystal grain size affects the unevenness of the sputtering target surface caused by erosion by sputtering. When the average crystal grain size is larger than 100 μm, large irregularities are formed on the sputtered erosion surface. The sputtered particles that have returned easily accumulate in this recess, which can easily cause abnormal discharge. In addition, when the average crystal grain size is large, inclusions are likely to be unevenly distributed at the grain boundaries, and because the size of the inclusions is increased, abnormal discharge is likely to occur and particles are likely to be generated. Therefore, the average crystal grain size of the sputtering target according to the present invention is preferably 100 μm or less.

以上述べてきたように、本発明に係るスパッタリングターゲットは、Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉであるので、本発明に係るスパッタリングターゲットを用いることで、スパッタリング時における異常放電を少なくすることができ、膜中の３μｍ以上のパーティクル数が２個／ｃｍ²未満と少ないブラックマトリクス用の薄膜を形成することができる。膜中の３μｍ以上のパーティクル数が２個／ｃｍ²未満であれば、ブラックマトリクスに用いる膜としての欠陥は実用上問題のないレベルになると考えられる。 As described above, the sputtering target according to the present invention includes 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, and the amount of oxygen contained. Since 0.05 mass% or less and the balance is substantially Ni, by using the sputtering target according to the present invention, abnormal discharge during sputtering can be reduced, and the number of particles of 3 μm or more in the film Is less than 2 / cm ^2, and a thin film for black matrix can be formed. If the number of particles of 3 μm or more in the film is less than 2 / cm ² , defects as a film used for the black matrix are considered to be at a level having no practical problem.

さらに、本発明に係るスパッタリングターゲットにおいて、平均結晶粒径の大きさを１００μｍ以下とし、かつ、表面粗さＲａを１０μｍ以下とすることで、スパッタリング時における異常放電をより少なくすることができ、パーティクルのより少ないブラックマトリクス用の薄膜を形成することができる。 Furthermore, in the sputtering target according to the present invention, by setting the average crystal grain size to 100 μm or less and the surface roughness Ra to 10 μm or less, abnormal discharge during sputtering can be reduced, and the particles It is possible to form a thin film for a black matrix with less.

また、本発明に係るスパッタリングターゲットはＣｒを含んでいないので、成膜した薄膜をパターニングするためのエッチング処理時に六価クロムイオンが発生せず、環境を汚染する心配がない。 Further, since the sputtering target according to the present invention does not contain Cr, hexavalent chromium ions are not generated during the etching process for patterning the formed thin film, and there is no fear of polluting the environment.

（実施例１）
金属Ｎｉ（電解ニッケル、純度９９．９９質量％）、金属Ｗ（純度９９．９９質量％）、金属Ａｌ（Ａｌ地金、純度９９％以上）を、総量が約３０ｋｇ、組成が１５質量％Ｗ−２質量％Ａｌ−残部Ｎｉとなるように秤量した。 Example 1
Metal Ni (electrolytic nickel, purity 99.99 mass%), metal W (purity 99.99 mass%), metal Al (Al ingot, purity 99% or more), total amount is about 30 kg, composition is 15 mass% W -2% by mass Al-balance Ni was weighed.

そして、上記組成となるように配合した各原料を、高周波真空溶解炉を用いて真空中で溶解し、金型を用いて鋳造した後、真空中にて１１００℃で熱間鍛造および熱間圧延して板厚８ｍｍまで圧加工し、さらに真空中にて７５０℃で熱処理を施した。その後、旋盤加工と平面研削を行ってそれぞれ直径１５２ｍｍ×厚さ５ｍｍの形状に切りだし、銅製のバッキングプレートにメタルボンディングして、前記組成を有するスパッタリングターゲットを得た。平面研削においては、砥石の砥粒を♯６０とし、切り込み量６〜８μｍ、砥石周速２５ｍ／ｍｉｎで平面研削を行った。 And each raw material mix | blended so that it may become the said composition is melt | dissolved in a vacuum using a high frequency vacuum melting furnace, after casting using a metal mold | die, hot forging and hot rolling at 1100 degreeC in a vacuum Then, the plate was pressed to a thickness of 8 mm, and further heat-treated at 750 ° C. in a vacuum. Thereafter, lathe processing and surface grinding were performed to cut each into a shape having a diameter of 152 mm × thickness of 5 mm, and metal-bonded to a copper backing plate to obtain a sputtering target having the above composition. In the surface grinding, the abrasive grains of the grindstone were set to # 60, and the surface grinding was performed with a cutting depth of 6 to 8 μm and a grindstone peripheral speed of 25 m / min.

得られたターゲットの酸素量は、高周波燃焼赤外線吸収法により測定した。得られたターゲットの平均結晶粒径は、ＪＩＳＨ０５０１に示される求積法により測定した。得られたターゲットの表面粗さＲａは、粗さ曲線の算術平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に準拠して測定）により測定した。測定したターゲットの酸素量、平均結晶粒径および表面粗さＲａを表１に示す。 The amount of oxygen in the obtained target was measured by a high frequency combustion infrared absorption method. The average crystal grain size of the obtained target was measured by the quadrature method shown in JIS H0501. The surface roughness Ra of the obtained target was measured by the arithmetic mean roughness (measured in accordance with JIS B0601 (1994)) of the roughness curve. Table 1 shows the measured target oxygen content, average crystal grain size, and surface roughness Ra.

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行い、１００ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍのガラス基板上に、厚さ０．１μｍの薄膜を形成した。 Next, sputtering was performed using the obtained sputtering target to form a thin film having a thickness of 0.1 μm on a 100 mm × 100 mm × 5 mm glass substrate.

スパッタリング条件は、スパッタリング装置内を高真空に排気した後、Ａｒガスを導入してプレスパッタを３０分行い、ターゲット表面の酸化の影響を排除した。その後、Ａｒガスに１５体積％の酸素を混合したガスを約３００Ｐａまで導入し、投入電力５１０Ｗでスパッタリングを行った。 Sputtering conditions were as follows: the inside of the sputtering apparatus was evacuated to high vacuum, Ar gas was introduced, and pre-sputtering was performed for 30 minutes to eliminate the influence of oxidation on the target surface. Thereafter, a gas in which 15% by volume of oxygen was mixed with Ar gas was introduced up to about 300 Pa, and sputtering was performed with an input power of 510 W.

得られた膜について、パーティクルカウンターを用いて、３μｍ以上のパーティクル数を１００ｍｍ×１００ｍｍの領域について２０箇所測定し、その平均値を算出した。その結果を表１に示す。 About the obtained film | membrane, the number of particles of 3 micrometers or more was measured 20 places about the area | region of 100 mm x 100 mm using the particle counter, and the average value was computed. The results are shown in Table 1.

また、得られた膜についてレジスト濡れ性を評価した。具体的には、試料表面にノボラック樹脂系フォトレジストを滴下し、協和科学株式会社製の協和接触角計ＣＡ−Ｐ型を用いて、投影法により得られた膜とレジストとの接触角を測定した。得られた膜とレジストとの接触角の測定結果を表１に示す。 Moreover, the resist wettability was evaluated about the obtained film | membrane. Specifically, a novolac resin-based photoresist is dropped on the sample surface, and the contact angle between the film obtained by the projection method and the resist is measured using the Kyowa Scientific Co., Ltd. Kyowa contact angle meter CA-P type. did. Table 1 shows the measurement results of the contact angle between the obtained film and the resist.

なお、スパッタリング後は、スパッタリング装置内に付着した膜の剥離および膜の割れによる破片の飛散は観察されなかった。 Note that, after sputtering, peeling of the film adhering in the sputtering apparatus and scattering of fragments due to cracking of the film were not observed.

（実施例２）
表面粗さの影響を調べるために、平面研削を行う際の砥石の砥粒を♯４０とし、切り込み量１５μｍで砥石周速２５ｍ／ｍｉｎで平面研削を行い、ターゲットの表面粗さＲａを１２μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして、スパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 2)
In order to investigate the influence of the surface roughness, the grindstone of the grindstone at the time of surface grinding is set to # 40, the surface grind is performed at a grinding wheel peripheral speed of 25 m / min with a cutting depth of 15 μm, and the surface roughness Ra of the target is 12 μm A sputtering target was produced in the same manner as in Example 1 except for the change. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

得られたターゲットの酸素量、平均結晶粒径、表面粗さＲａ、およびスパッタリングによって得られた膜における３μｍ以上のパーティクル数の測定結果を表１に示す。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定結果も併せて表１に示す。 Table 1 shows the measurement results of the oxygen amount, average crystal grain size, surface roughness Ra, and the number of particles of 3 μm or more in the film obtained by sputtering. Table 1 also shows the measurement results of the contact angle between the obtained film and the resist.

（実施例３）
金属Ｎｉを高純度Ｎｉ（９９．９９５質量％、酸素量０．００１％以下）に、金属Ａｌを高純度Ａｌ（純度９９．９９９％、酸素量０．００２％以下）に変えて、含まれる酸素量が少ない原料に変えた以外は、実施例１と同様にして、スパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 3)
Metal Ni is changed to high purity Ni (99.995 mass%, oxygen amount 0.001% or less), and metal Al is changed to high purity Al (purity 99.999%, oxygen amount 0.002% or less). A sputtering target was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material had a small amount of oxygen. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

得られたターゲットの酸素量、平均結晶粒径、表面粗さＲａ、およびスパッタリングによって得られた膜における３μｍ以上のパーティクル数の測定結果を表１に示す。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定結果を表１に示す。 Table 1 shows the measurement results of the oxygen amount, average crystal grain size, surface roughness Ra, and the number of particles of 3 μm or more in the film obtained by sputtering. Table 1 shows the measurement results of the contact angle between the obtained film and the resist.

（実施例４）
ターゲットを構成する合金の平均結晶粒径を小さくするべく、実施例１と同じ方法で得られた熱間圧延した板材を、板厚８ｍｍから順次５．５ｍｍまで冷間圧延した後、真空中にて５５０℃という比較的低い温度で熱処理を行った。得られた板材について、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 Example 4
In order to reduce the average crystal grain size of the alloy constituting the target, the hot-rolled plate material obtained by the same method as in Example 1 was cold-rolled sequentially from a plate thickness of 8 mm to 5.5 mm, and then in vacuum. The heat treatment was performed at a relatively low temperature of 550 ° C. About the obtained board | plate material, it carried out similarly to Example 1, and produced the sputtering target. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（実施例５）
ターゲットを構成する合金の平均結晶粒径を大きくするべく、実施例１と同じ方法で得られた熱間圧延した板材を、板厚８ｍｍから順次５．５ｍｍまで冷間圧延した後、真空中にて９８０℃という比較的高い温度で熱処理を行った。得られた板材について、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 5)
In order to increase the average crystal grain size of the alloy constituting the target, the hot-rolled plate material obtained by the same method as in Example 1 was sequentially cold-rolled from a plate thickness of 8 mm to 5.5 mm, and then in a vacuum. The heat treatment was performed at a relatively high temperature of 980 ° C. About the obtained board | plate material, it carried out similarly to Example 1, and produced the sputtering target. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（実施例６）
平面研削用の砥石に砥粒の粗い砥石を用いてターゲットの表面粗さＲａを１２μｍに変えた以外は、実施例５と同様にして、スパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 6)
A sputtering target was produced in the same manner as in Example 5 except that a rough grinding stone was used for the surface grinding stone and the surface roughness Ra of the target was changed to 12 μm. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（実施例７）
実施例１と同様の金属原料を用いて、組成が１７質量％Ｗ−７質量％Ａｌ−残部Ｎｉとなるように秤量し、配合した以外は、実施例１と同様にして真空中で溶解し、金型を用いて鋳造した。得られた鋳造材をワイヤーカットで６ｍｍ板厚の板状に切り出し、同じくワイヤーカットで直径１５２ｍｍにくり貫き、実施例１と同じ条件で旋盤加工と平面研削の機械加工を行って、スパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 7)
Using the same metal raw material as in Example 1, the composition was weighed so as to be 17% by mass W-7% by mass Al-balance Ni, and dissolved in a vacuum in the same manner as in Example 1 except that it was blended. Then, it was cast using a mold. The obtained cast material was cut into a plate with a thickness of 6 mm by wire cutting, cut into a diameter of 152 mm by wire cutting, and lathe machining and surface grinding were performed under the same conditions as in Example 1 to obtain a sputtering target. Produced. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（実施例８）
金属Ｎｉ（電解ニッケル、純度９９．９９質量％）、金属Ｗ（純度９９．９９質量％）、金属Ａｌ（Ａｌ地金、純度９９％以上）、金属Ｔｉ（Ｔｉ地金ＪＩＳ１級）を、総量が約３０ｋｇ、組成が１５質量％Ｗ−３．５質量％Ａｌ−３．５質量％Ｔｉ−残部Ｎｉとなるように秤量し、配合した。その後は、実施例７と同様に鋳造および加工を行ってスパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Example 8)
Total amount of metal Ni (electrolytic nickel, purity 99.99 mass%), metal W (purity 99.99 mass%), metal Al (Al ingot, purity 99% or more), metal Ti (Ti ingot JIS grade 1) Is about 30 kg, and the composition is weighed and blended so that the composition becomes 15 mass% W-3.5 mass% Al-3.5 mass% Ti-balance Ni. Thereafter, casting and processing were performed in the same manner as in Example 7 to produce a sputtering target. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（実施例９）
金属Ｎｉ（電解ニッケル、純度９９．９９質量％）、金属Ｗ（純度９９．９９質量％）、金属Ｔｉ（Ｔｉ地金ＪＩＳ１級）を、総量が約３０ｋｇ、組成が１５質量％Ｗ−６質量％Ｔｉ−残部Ｎｉとなるように秤量し、配合した。それ以外は実施例７と同様に鋳造および加工を行ってスパッタリングターゲットを作製した。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 Example 9
Metal Ni (electrolytic nickel, purity 99.99 mass%), metal W (purity 99.99 mass%), metal Ti (Ti ingot JIS grade 1), total amount is about 30 kg, composition is 15 mass% W-6 mass It was weighed and blended so that it became% Ti-balance Ni. Other than that was cast and processed like Example 7, and produced the sputtering target. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（比較例１）
ターゲット中の酸素量の影響をみるため、実施例１と同じ金属原料を用いて、同じ組成となるように秤量し配合して、溶解させた後、ガスアトマイズを行って、Ｎｉ−Ｗ−Ａｌ合金粉末を製造し、１５０メッシュ以下２００メッシュ以上に篩い分けを行った。得られた合金粉末の酸素量は０．０８質量％であった。次に、この合金粉末を直径１５４ｍｍの黒鉛型に詰めてホットプレスを行い、焼結を行った。ホットプレスは、真空雰囲気中で、１０００℃まで加熱し、圧力２００ｋｇ／ｃｍ²をかけることで行った。得られた直径１６０ｍｍ×厚さ６ｍｍの焼結体について、実施例１と同じ条件で旋盤加工と平面研削を行い、直径１５２ｍｍ×厚さ５ｍｍのターゲットを作製した。得られたターゲットの酸素量は０．０８質量％であった。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Comparative Example 1)
In order to examine the influence of the oxygen amount in the target, the same metal raw material as in Example 1 was weighed and blended so as to have the same composition, dissolved, and then gas atomized to obtain a Ni-W-Al alloy. Powder was manufactured and sieved to 150 mesh or less and 200 mesh or more. The obtained alloy powder had an oxygen content of 0.08% by mass. Next, this alloy powder was packed in a graphite mold having a diameter of 154 mm, subjected to hot pressing, and sintered. Hot pressing was performed by heating to 1000 ° C. in a vacuum atmosphere and applying a pressure of 200 kg / cm ² . The obtained sintered body having a diameter of 160 mm and a thickness of 6 mm was subjected to lathe processing and surface grinding under the same conditions as in Example 1 to prepare a target having a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm. The amount of oxygen in the obtained target was 0.08% by mass. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（比較例２）
酸素量の影響をみるために、実施例１と同じ原料を同じ組成に秤量し配合して、溶解させた後、水アトマイズを行ってＮｉ−Ｗ−Ａｌ合金粉末を製造し、８０メッシュ以上１２０メッシュ以下に篩い分けを行った。得られた合金粉末の酸素量は０．１１質量％であった。次にこの合金粉末を直径１５４ｍｍの黒鉛型に詰めてホットプレスを行い、焼結を行った。ホットプレスは、真空雰囲気中で、１０００℃まで加熱し、圧力２００ｋｇ／ｃｍ²をかけることで行った。得られた直径１６０ｍｍ×厚さ６ｍｍの焼結体を旋盤加工のみを行い直径１５２ｍｍ×厚さ５ｍｍターゲットを作製した。得られたターゲットの酸素量は０．１１質量％であった。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Comparative Example 2)
In order to examine the influence of the amount of oxygen, the same raw materials as in Example 1 were weighed, blended and dissolved in the same composition, and then water atomized to produce a Ni—W—Al alloy powder. Sieving was performed below the mesh. The obtained alloy powder had an oxygen content of 0.11% by mass. Next, this alloy powder was packed in a graphite mold having a diameter of 154 mm, subjected to hot pressing, and sintered. Hot pressing was performed by heating to 1000 ° C. in a vacuum atmosphere and applying a pressure of 200 kg / cm ² . The obtained sintered body having a diameter of 160 mm and a thickness of 6 mm was subjected only to a lathe process to produce a target having a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm. The obtained target had an oxygen content of 0.11% by mass. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（比較例３）
実施例８と同じ組成になるように原料を秤量し、配合した以外は比較例１と同様にして、Ｎｉ−Ｗ−Ａｌ−Ｔｉ合金粉末を作製し、ホットプレスを行ってターゲットを作製した。得られたターゲットの酸素量は０．１０質量％であった。そして、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Comparative Example 3)
A Ni—W—Al—Ti alloy powder was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the raw materials were weighed and blended so as to have the same composition as in Example 8, and a target was produced by hot pressing. The amount of oxygen in the obtained target was 0.10% by mass. Then, sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured in the same manner as in Example 1. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

（比較例４）
高純度Ｃｒ（純度９９．９質量％、酸素量０．１質量％）のターゲットを用いて、実施例１と同様にスパッタリングを行って成膜を行い、得られた膜におけるパーティクル数の測定を実施例１と同様にして行った。また、得られた膜とレジストとの接触角の測定を実施例１と同様にして行った。 (Comparative Example 4)
Using a target of high purity Cr (purity 99.9 mass%, oxygen content 0.1 mass%), sputtering was performed in the same manner as in Example 1, and the number of particles in the obtained film was measured. The same operation as in Example 1 was performed. The contact angle between the obtained film and the resist was measured in the same manner as in Example 1.

なお、スパッタリング試験をした後、スパッタリング装置内に付着したＣｒ膜は、一部剥離して粉末状に飛散していた。 In addition, after performing the sputtering test, the Cr film adhering to the inside of the sputtering apparatus was partially peeled and scattered in a powder form.

得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数の合否は、ブラックマトリクス用の膜として使用する際に問題のない欠陥レベルであるかどうかという観点から、２個／ｃｍ²未満であるかどうかで判断することとした。 The acceptance / rejection of the number of particles of 3 μm or more in the obtained film is judged by whether it is less than 2 / cm ² from the viewpoint of whether it is a defect level that does not cause a problem when used as a film for a black matrix. It was decided to.

表１からわかるように、本発明の範囲内の実施例１〜９では、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が２個／ｃｍ²未満であり、パーティクルの少ない良好な膜が得られた。その中でも、ターゲット中の酸素量が０．００２質量％と少ない実施例３は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が０．７個／ｃｍ²であり、パーティクルの極めて少ない良好な膜が得られた。また、ターゲット中の酸素量が０．０１質量％と少ない実施例７、９で得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数はそれぞれ１．４個／ｃｍ²、１．１個／ｃｍ²であり、ターゲット中の酸素量が０．０５質量％である実施例１、２、５、６、８よりも得られた膜中のパーティクル数が少なくなっている。したがって、ターゲット中の酸素量は少ない方が好ましい。 As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 9 within the scope of the present invention, the number of particles of 3 μm or more in the obtained film was less than 2 / cm ² , and a good film with few particles was obtained. It was. Among them, in Example 3, where the amount of oxygen in the target is as low as 0.002% by mass, the number of particles of 3 μm or more in the obtained film is 0.7 / cm ² , and a good film with very few particles was gotten. In addition, the number of particles of 3 μm or more in the films obtained in Examples 7 and 9 where the oxygen content in the target is as small as 0.01% by mass is 1.4 / cm ² and 1.1 / cm ² , respectively. Yes, the number of particles in the film obtained is smaller than in Examples 1, 2, 5, 6, and 8 where the oxygen content in the target is 0.05 mass%. Therefore, it is preferable that the amount of oxygen in the target is small.

また、スパッタリングターゲット中の平均結晶粒径の大きさが１００μｍ以下であり、かつ、表面粗さＲａが１０μｍ以下である実施例１、３、４、７〜９は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が０．７〜１．５個／ｃｍ²であるのに対し、表面粗さＲａが１２μｍと１０μｍを上回っている実施例２は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が１．７個／ｃｍ²であり、平均結晶粒径が１０６μｍと１００μｍを上回っている実施例５は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が１．７個／ｃｍ²であり、平均結晶粒径が１０６μｍと１００μｍを上回っており、かつ、表面粗さＲａが１２μｍと１０μｍを上回っている実施例６は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が１．９個／ｃｍ²であった。このように、平均結晶粒径が１００μｍを上回っているか、または表面粗さＲａが１０μｍを上回っている実施例２、５、６は、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数が２．０個／ｃｍ²を下回っているものの、２．０個／ｃｍ²に近い数値であった。したがって、本発明に係るスパッタリングターゲットにおいては、平均結晶粒径が１００μｍ以下であり、かつ、表面粗さＲａが１０μｍ以下であることが好ましい。 Further, Examples 1, 3, 4, and 7 to 9 in which the average crystal grain size in the sputtering target is 100 μm or less and the surface roughness Ra is 10 μm or less are 3 μm in the obtained film. While the above number of particles is 0.7 to 1.5 particles / cm ² , Example ² in which the surface roughness Ra exceeds 12 μm and 10 μm is the number of particles of 3 μm or more in the obtained film. There was 1.7 / cm ^2, example 5 having an average crystal grain size is above 106μm and 100 [mu] m, the number of particles 3μm or more in the resulting film is 1.7 / cm ^2, In Example 6 in which the average crystal grain size exceeds 106 μm and 100 μm and the surface roughness Ra exceeds 12 μm and 10 μm, the number of particles of 3 μm or more in the obtained film is 1.9 / cm. ² . Thus, in Examples 2, 5, and 6, in which the average crystal grain size exceeds 100 μm or the surface roughness Ra exceeds 10 μm, the number of particles of 3 μm or more in the obtained film is 2.0. although lower than the number / cm ^2, and value close to 2.0 pieces / cm ^2. Therefore, in the sputtering target according to the present invention, it is preferable that the average crystal grain size is 100 μm or less and the surface roughness Ra is 10 μm or less.

比較例１は、スパッタリングターゲット中の酸素量が０．０８質量％であり、本発明に係るスパッタリングターゲットにおける含有酸素量の上限値である０．０５質量％を超えている。このため、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径が８０μｍと１００μｍを下回り、かつ、表面粗さＲａが５μｍと１０μｍを下回っているものの、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数は３．０個／ｃｍ²であり、２．０個／ｃｍ²を上回った。 In Comparative Example 1, the amount of oxygen in the sputtering target is 0.08% by mass and exceeds the upper limit of 0.05% by mass of the oxygen content in the sputtering target according to the present invention. Therefore, although the average crystal grain size of the sputtering target is less than 80 μm and 100 μm and the surface roughness Ra is less than 5 μm and 10 μm, the number of particles of 3 μm or more in the obtained film is 3.0 / cm ² , exceeding 2.0 pieces / cm ² .

比較例２は、スパッタリングターゲット中の酸素量が０．１１質量％であり、比較例１の酸素量よりも多くなっており、かつ、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径も１５０μｍと１００μｍを上回っている。このため、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数は４．２個／ｃｍ²となり、２．０個／ｃｍ²を大きく上回った。 In Comparative Example 2, the amount of oxygen in the sputtering target is 0.11% by mass, which is larger than the amount of oxygen in Comparative Example 1, and the average crystal grain size of the sputtering target exceeds 150 μm and 100 μm. . Therefore, the resulting 3μm or more number of particles in the film is 4.2 pieces / cm ^2, and the far exceeding the 2.0 pieces / cm ^2.

比較例３は、スパッタリングターゲット中の酸素量が０．１０質量％であり、比較例１の酸素量よりも多くなっており、かつ、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径も１１０μｍと１００μｍを上回っている。このため、得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数は３．２個／ｃｍ²となり、２．０個／ｃｍ²を上回った。 In Comparative Example 3, the amount of oxygen in the sputtering target is 0.10% by mass, which is larger than the amount of oxygen in Comparative Example 1, and the average crystal grain size of the sputtering target also exceeds 110 μm and 100 μm. . Therefore, the resulting 3μm or more number of particles in the film is 3.2 pieces / cm ^2, and the exceeded 2.0 pieces / cm ^2.

比較例４は、スパッタリングターゲットの組成が９９．９質量％のＣｒと０．１０質量％の酸素からなっており、従来から用いられているブラックマトリクス用のターゲットである。得られた膜中の３μｍ以上のパーティクル数は３．８個／ｃｍ²であり、２．０個／ｃｍ²を大きく上回った。 In Comparative Example 4, the composition of the sputtering target is 99.9% by mass of Cr and 0.10% by mass of oxygen, which is a conventionally used target for black matrix. The resulting 3μm or more number of particles in the film is 3.8 pieces / cm ^2, exceeding 2.0 or larger / cm ^2.

なお、得られた膜とレジストとの接触角については、本発明の範囲から外れる比較例１〜４では１８．５°〜２５．５°であるのに対し、本発明の範囲内の実施例１〜９では１１．５°〜１４．４°と小さくなっており、本発明に係るスパッタリングターゲットを用いて作製した膜はレジストとの濡れ性も良好になっている。 The contact angle between the obtained film and the resist is 18.5 ° to 25.5 ° in Comparative Examples 1 to 4 that are out of the scope of the present invention, while the examples within the scope of the present invention. 1 to 9 are as small as 11.5 ° to 14.4 °, and the film produced using the sputtering target according to the present invention has good wettability with the resist.

Claims

Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉであることを特徴とするスパッタリングターゲット。 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, the amount of oxygen contained is 0.05% by mass or less, and the balance is substantially Ni The sputtering target characterized by being.

平均結晶粒径の大きさが１００μｍ以下であり、かつ、表面粗さＲａが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。 2. The sputtering target according to claim 1, wherein the average crystal grain size is 100 μm or less and the surface roughness Ra is 10 μm or less.

スパッタリング法により得られる膜中の３μｍ以上のパーティクル数が２個／ｃｍ²未満となることを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。 3. The sputtering target according to claim 1, wherein the number of particles of 3 μm or more in the film obtained by the sputtering method is less than 2 / cm ² .

Ｗを５〜３０質量％、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種を合計で０．１〜１０質量％含み、かつ、含有される酸素量が０．０５質量％以下であり、残部が実質的にＮｉとなるように、原料金属を秤量し配合して、真空中または不活性雰囲気中で該原料金属を溶解し、鋳造して鋳造材を得る工程１と、工程１で得られた鋳造材を真空中または不活性雰囲気中で熱間鍛造および／または熱間圧延を行って鍛造材または圧延材を得る工程２と、工程２で得られた鍛造材または圧延材に機械加工を行って所定の形状に加工してスパッタリングターゲットを得る工程３と、を有することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 5 to 30% by mass of W, 0.1 to 10% by mass in total of at least one of Al and Ti, the amount of oxygen contained is 0.05% by mass or less, and the balance is substantially Ni The raw metal is weighed and blended so that the raw metal is melted in a vacuum or in an inert atmosphere and cast to obtain a cast material, and the cast material obtained in step 1 is vacuumed. Step 2 for obtaining a forged material or rolled material by performing hot forging and / or hot rolling in a medium or inert atmosphere, and machining the forged material or rolled material obtained in Step 2 to a predetermined shape And a step 3 of obtaining a sputtering target by processing into a sputtering target.

前記工程２で、熱間鍛造および／または熱間圧延を行った後、熱処理を行うことを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 5. The method of manufacturing a sputtering target according to claim 4, wherein heat treatment is performed after performing hot forging and / or hot rolling in Step 2.

前記工程２で、熱間鍛造および／または熱間圧延を行った後、冷間加工を行い、さらに熱処理を行うことを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 5. The method of manufacturing a sputtering target according to claim 4, wherein in step 2, after hot forging and / or hot rolling, cold working is performed, and further heat treatment is performed.

前記工程２により鍛造材または圧延材の平均結晶粒径の大きさを１００μｍ以下とすることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 The method for producing a sputtering target according to any one of claims 4 to 6, wherein the average crystal grain size of the forged material or rolled material is set to 100 µm or less in the step 2.

前記工程３によりスパッタリングターゲットの表面粗さＲａを１０μｍ以下とすることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 The method of manufacturing a sputtering target according to claim 4, wherein the surface roughness Ra of the sputtering target is set to 10 μm or less by the step 3.