JP3079378B1 - Ｍｏスパッターリングターゲット材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 スパッター時の条件によリパーティクルが多
量に発生したり、アーキングが起きるという問題を解消
した品質の良いＭｏスパッターリングターゲット材とそ
の製造方法とを提供すること。 【解決手段】 Ｍｏスパッターリングターゲット材は、
Ｍｏ圧延材を熱処理する事により得られるランダムな結
晶方位を備えた再結晶Ｍｏ板であって、再結晶粒径の平
均が１００μｍ以下である。このＭｏスパッターリング
ターゲット材を製造するには、Ｍｏ素材から圧延加工率
７０％以上の圧延加工を施して相対密度が９９．５％の
Ｍｏ板を得、１１００℃〜１２００℃で熱処理し、再結
晶させて１００μｍ以下の均粒な組織を有するＭｏ板か
らなるスパッターリングターゲット材を得ることによ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
に代表されるフラットディスプレイの透明導電膜や半導
体装置の電極形成に用いられるモリブデン（Ｍｏ）から
実質的になるスパッターリングターゲット材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイに代表されるフ
ラットディスプレイの生産が急激に拡大している。これ
に伴って、例えば、ディスプレイに用いられる透明導電
膜や電界トランシスター類のゲート、ソース、及びドレ
インに供する金属配線膜などの需要も急激に増大してお
り、その特性上における高速化も要求されている。

【０００３】このようなフラットパネルディスプレイに
使用されるスパッターリングターゲット材として、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ：ＳｎＯ₂ ），Ａｌ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗ，
Ｍｏ等が挙げられる。

【０００４】これらのスパッターリングターゲット材の
中で、Ｍｏの需要が増加しつつある。

【０００５】現在、ターゲット用のＭｏ板は、一般的に
は、圧延材を使用している。Ｍｏ圧延材の組織は繊維状
になっており、スパッター面から見ると、球を一方向に
押しつぶして延ばしていったものが集まった様な状態
で、薄い層状のようになっている。そのため、Ｍｏ圧延
材は、組織的には，大きいものと小さいものが集まった
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のＭｏタ
ーゲット材を、高速で成膜するスパッター条件で行う
と、パーティクルが発生し、成膜上に異物が付着した
り、装置内のあるところに堆積したものがターゲット上
に付着し、それによりアーキングが生じ基板を損傷させ
たりして操業できなくなる。そのため、歩留低下や生産
コストがかさむことになる。

【０００７】また、圧延材は、焼結品に比べ結晶方位が
揃う傾向にある。結晶方位によりＭｏ粒子の飛ぶ方向が
異なるため膜厚分布がばらつき、その結果シー卜抵抗が
ばらついたりする可能性がある。

【０００８】一方，均一な粒子を有する板状のＭｏを得
るためには、Ｍｏ圧粉体を水素炉中で焼結したり、キャ
ンニングＨＩＰにより作る方法もあるが、パーテクルや
アーキングの発生にはターゲットの密度（鬆）も関係し
ており、密度は高ければ高いほどよい（鬆は少なくな
る）。

【０００９】しかし、上記の方法では相対密度は良くて
も９９．０％迄しか上がらないし、また、キャンニング
ＨＩＰにより造った物は、含有ガス量が多くなるため、
スパッター後のシート抵抗値が高くなる。それと圧延材
に比べ大きさに制限がある。

【００１０】そこで，本発明の技術的課題は、スパッタ
ー時の条件によリパーティクルが多量に発生したり、ア
ーキングが起きるという問題を解消した品質の良いＭｏ
スパッタリングターゲット材とその製造方法とを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、Ｍｏ材の圧延時の条件と再結晶させる
温度条件をコントロールして、含有ガス量１００ｐｐｍ
以下で、相対密度が９９．５％以上で、結晶粒子が１０
０μｍ以下の均−の粒子を有するＭｏ板を作製すること
ができ、本発明をなすに至ったものである。

【００１２】本発明によれば、水素中での焼結によって
得られたＭｏインゴットを１３００℃以下の温度で圧延
することで作製したＭｏ圧延材を熱処理する事により得
られるランダムな結晶方位を備えた再結晶Ｍｏ板であっ
て、再結晶粒径の平均が１００μｍ以下であることを特
徴とするＭｏスパッターリングターゲット材が得られ
る。そこで，本発明の技術的課題は、スパッター時の条
件によリパーティクルが多量に発生したり、アーキング
が起きるという問題を解消した品質の良いＭｏスパッタ
リングターゲット材とその製造方法とを提供することに
ある。

【００１３】また、本発明によれば、前記Ｍｏスパッタ
ーリングターゲット材において，９９．５％以上の相対
密度を備えていることを特徴とするＭｏスパッターリン
グターゲット材が得られる。

【００１４】また、本発明によれば，前記Ｍｏスパッタ
ーリングターゲット材において、含有ガス量が１００ｐ
ｐｍ以下であることを特徴とするＭｏスパッターリング
ターゲット材が得られる。

【００１５】さらに、本発明によれば、Ｍｏ素材から圧
延加工率７０％以上の圧延加工を施して相対密度が９
９．５％のＭｏ板を得、１１００℃〜１２００℃で熱処
理し、再結晶させて１００μｍ以下の均粒な組織を有す
るＭｏ板からなるスパッターリングターゲット材を得る
ことを特徴とするＭｏスパッターリングターゲット材の
製造方法が得られる。

【００１６】要するに、本発明においては、スパッター
用ターゲットの粒子は均粒で微細な方がよいため、圧延
加工率７０％以上で作ったＭｏ板（相対密度≧９９．５
％）を１１００℃〜１２００℃で熱処理し、再結晶させ
１００μｍ以下の均粒な組織としたＭｏ板をスパッター
用のＭｏ板として用いるものであり、再結晶材の結晶方
位はランダムである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１８】まず、水素中で焼結したＭｏインゴットを
用い、１３００℃以下の加熱温度で加工中に再結晶しな
いように圧延しＭｏ板を得た。このときの板の加工率
（板厚減少率）は８２％で、相対密度は、９９．９％で
あった。この板を二分し、一方を１１００℃〜１２００
℃の炉中で３０分熱処理して再結晶させた。このときの
再結晶させたＭｏ板（本発明材）のＡ面、Ｂ面、及びＣ
面の金属組織を示す拡大顕微鏡写真を図１乃至図３に示
す。また、比較のために、再結晶させなかったもののＡ
面、Ｂ面、及びＣ面の金属組織を示す拡大顕微鏡写真を
図４乃至６に示す。

【００１９】図４乃至６に示すように、圧延だけもの
は、繊維組織になっている。これに対して、本発明の実
施の形態による再結晶処理したものは均一な粒径で平均
粒径が約７０μｍであつた。含有ガス量は両方とも酸素
３０ｐｐｍ、窒素＜１０ｐｐｍ、炭素２０ｐｐｍであ
り、合計１００ｐｐｍ以下であつた。

【００２０】上記の２種類のＭｏ板を用い、切削や研磨
などの２次加工を行いスパッター用のターゲットとし、
スパッターリング特性を比較し調べたところ、図７に示
すような結果となった。

【００２１】図７から、曲線１に示す本発明の実施の形
態による再結晶Ｍｏ材（本発明材）をスパッターリング
ターゲットに使用すれば、曲線２に示される従来のＭｏ
材（従来材）を用いた場合に比べ、その成膜に発生する
異物数（パーティクル）Ｎｐが処理枚数ＮＨの増加に拘
わらず格段に減少しており、パーティクルの発生頻度が
従来品に比べ低下した。

【００２２】さらに、前記と同様の方法で作った本発明
材及び従来材からなるターゲットを各々１０枚用い、ス
パッターリング特性を比較しアーキングの発生度合を調
べた。その結果、本発明材は、アーキング発生度合は、
１０枚中０枚であった。これに対して、従来材は、１０
枚中３枚であった。このことから、本発明材がより品質
の良いことが分かる。

【００２３】尚、上記アーキングの発生度合数の評価
は、加工材が高価なものであるために、１０枚のみの評
価を行ったが、本発明の目的を達成するには、十分な結
果が得られた。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常のＭｏ板製造工程や設備を用いてＭｏ板の圧延条件
と再結晶温度を選定することで、均−な粒径のＭｏター
ゲットが得られ、それによりスパッター時のパーティク
ルやアーキングの発生が減少し、フラットディスプレイ
の製品歩留を顕著に向上し得るＭｏスパッターリングタ
ーゲット材とその製造方法とを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるＭｏスパッターリン
グターゲット材のＡ面の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。

【図２】図１で示されたＭｏスパッターリングターゲッ
ト材のＢ面の金属組織を示す顕微鏡写真である。

【図３】図１及び図２に示されたＭｏスパッターリング
ターゲット材のＣ面の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。

【図４】従来技術によるＭｏスパッターリングターゲッ
ト材のＡ面の金属組織を示す顕微鏡写真である。

【図５】図４に示されたＭｏスパッターリングターゲッ
ト材のＢ面の金属組織を示す顕微鏡写真である。

【図６】図４及び図５に示されたＭｏスパッターリング
ターゲット材のＣ面の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。

【図７】本発明の実施の形態によるスパッターリングタ
ーゲット材のスパッターリング特性を示す図であり、併
せて従来例の特性も記載されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９４ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９４Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C22F 1/18 C22F 1/00 C22C 1/04 C22C 27/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素中での焼結によって得られたＭｏイ
   ンゴットを１３００℃以下の温度で圧延することで作製
   したＭｏ圧延材を熱処理する事により得られるランダム
   な結晶方位を備えた再結晶Ｍｏ板であって、再結晶粒径
   の平均が１００μｍ以下であることを特徴とするＭｏス
   パッターリングターゲット材。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＭｏスパッターリングタ
   ーゲット材において，９９．５％以上の相対密度を備え
   ていることを特徴とするＭｏスパッターリングターゲッ
   ト材。
3. 【請求項３】 請求項２記載のＭｏスパッターリングタ
   ーゲット材において、含有ガス量が１００ｐｐｍ以下で
   あることを特徴とするＭｏスパッターリングターゲット
   材。
4. 【請求項４】 Ｍｏ素材から圧延加工率７０％以上の圧
   延加工を施して相対密度が９９．５％のＭｏ板を得、１
   １００℃〜１２００℃で熱処理し、再結晶させて１００
   μｍ以下の均粒な組織を有するＭｏ板からなるスパッタ
   ーリングターゲット材を得ることを特徴とするＭｏスパ
   ッターリングターゲット材の製造方法。