JP5472353B2 - 銀系円筒ターゲット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ素子の反射電極やタッチパネルの配線膜などの導電性膜を形成するための銀系円筒ターゲット及びその製造方法に関する。

円筒ターゲットを用いるスパッタリング装置は大面積の成膜に適しており、ターゲットの使用効率が非常に高いという特長がある。一般に平板ターゲットは十数％〜３０％程度の使用効率であるが、円筒ターゲットではそれを回転させながらスパッタすることにより約８０％の非常に高い使用効率が得られる。さらには、円筒ターゲットは、冷却効率が高いので、ターゲットに高い電力を印加して高い成膜速度で膜を形成することが可能である。このような円筒ターゲットは、従来では、主に、建材ガラスへの表面コーティング用の成膜装置として使用されてきたが、厳密な成膜雰囲気の管理が要求される電子部品の製造に適用されることはほとんどなかった。

近年、太陽電池やフラットパネルディスプレイなど、大型の電子部品の製造に向けた回転カソード型のスパッタリング装置が開発され、円筒ターゲットのニーズが高まっている。
そのフラットパネルディスプレイの一つとして有機ＥＬ素子を用いたディスプレイがあり、この有機ＥＬディスプレイの反射膜としては、アルミニウム系反射膜が用いられるほか、ディスプレイパネルの高輝度化や高効率化に有利な銀系反射膜も用いられている。
この有機ＥＬ素子用の反射膜には、非常に高い平坦性が必要であるが、スパッタ中にマイクロアーク放電が発生すると、ターゲット材が局所的に溶融し、溶融物が飛沫となってパーティクルを発生し基板に到達することによって膜の平坦性を著しく損ない、パネルの良品率を低下させる。特に大電力を投入する回転カソード型の円筒ターゲットにおいては、マイクロアークの発生が助長されるため、マイクロアークを発生しにくい円筒ターゲットが求められる。

特許文献１には、スパッタリングの間の消耗の際に生産歩留りを悪化させる粒子（パーティクル）をできる限り形成させないようにしたＴＦＴディスプレイ用ターゲットとして、少なくとも１つの相が結晶粒構造を有する、少なくとも２相又は少なくとも２成分を有する材料からなるスパッタターゲットにおいて、少なくとも１つの相の結晶粒構造は、最大直径対この最大直径に対して垂直方向の直径の直径比が２より大で、かつ理論密度の少なくとも９８％の密度を有するターゲットが開示されている。また、その材料として、Ｃｕ又はＡｇをベースとし、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉの難溶性の相が混在したものが記載されている。製造方法としては、第１の工程でターゲット材料から１つ又は複数の円柱又は円筒を製造し、第２の工程で前記材料から変形により少なくとも５０％の変形比でターゲット管を作成する方法が開示されている。

特表２００９−５１２７７９号公報 特開２０１１−１００７１９号公報 特開２０１１−１６２８７６号公報

有機ＥＬ用ディスプレイの反射膜は、有機ＥＬ層で発光した光を効率よく反射するために、高反射率で耐食性が高いものが望まれており、スパッタリング時におけるパーティクルの低減が液晶ディスプレイ以上に厳しく求められている。

本発明は、特に有機ＥＬ用ディスプレイの反射膜をスパッタリングにより形成するに際してのより一層のパーティクルの低減を図った銀系円筒ターゲット及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、スパッタリング時におけるパーティクルの低減について鋭意研究した結果、以下の知見を得た。
特許文献１記載の発明では、難溶性の相が存在するターゲット（Ａｇ−Ｃｒ，Ａｇ−Ｍｏ，Ａｇ−Ｗ，Ａｇ−Ｔｉなど）におけるパーティクルの低減を目的としており、難溶性の相と地の相（マトリックス）との結合を十分に行うことにより解決を図るものであるが、難溶性の相とマトリックス相とでは材料の比抵抗が異なっており、このような比抵抗の不均一性は、大電力が印加されるとマイクロアーク放電が起こり易くなる。
このマイクロアーク放電を一層低減するためには、結晶粒は再結晶化していることが必要であることがわかった。結晶化しているので、粒子形状は等方的になる。また、材料中に酸素及び非金属介在物が多く含有されると、マイクロアーク放電が発生し易いことがわかった。
本発明は、このような知見の下、以下の解決手段とした。

すなわち、本発明の銀系円筒ターゲットは、銀又は銀に添加成分が固溶した単相の銀合金からなる円筒ターゲットであり、結晶粒が円筒の中心軸を含む断面において前記中心軸に沿う方向の直径と前記中心軸に直交する方向の直径との比が０．８〜１．２であり、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下、非金属介在物の含有量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

純銀又は単相の銀合金からなるので、比抵抗が材料内で均一になり、マイクロアーク放電が起こりにくくなる。結晶粒は、その直径比が０．８〜１．２の範囲から外れて扁平化すると、スパッタの継続によって消耗するのに伴い、ターゲットのスパッタ面の凹凸が大きくなり、マイクロアーク放電が増大する。
また、酸素含有量が１００ｐｐｍを超える、あるいは、非金属介在物が２０ｐｐｍを超えると、スパッタ時のマイクロアーク放電が顕著に現れる。

本発明の銀系円筒ターゲットにおいて、前記結晶粒の平均粒径が３０μｍ以上４００μｍ以下であり、前記結晶粒の粒径のばらつきが前記平均粒径の２０％以内であるとよい。

本発明の銀系円筒ターゲットにおいて、銀合金からなり、その添加成分は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕのうちの少なくとも一つからなる。
これらＭｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕは、Ａｇに固溶して結晶粒成長を抑制する効果がある。これらのうちの少なくとも一つを添加することにより、スパッタにより形成された膜の耐食性および耐熱性をより一層向上させる。
これらのうちＡｕとＰｄはＡｇに全率で固溶する元素であり、他の元素のＡｇへの固溶量はそれぞれ、Ｍｇは２００℃で約５質量％、Ａｌは２００℃で約２．５質量％、Ｚｎは２００℃で約２５．６質量％、Ｇａは２００℃で約８．０質量％、Ｉｎは３００℃で約２０．１質量％、Ｓｂは３００℃で約６．２質量％、Ｓｎは２００℃で約１０．２質量％であるが、添加成分量が多くなりすぎると、反射率が低下したり、比抵抗が増加するため、銀系材料の本来の特長が発揮されなくなり、好ましくない。
また、上記の元素以外であっても銀に固溶する範囲内で少量添加することは、スパッタ成膜時のマイクロアーク放電を増大させるものではない。

本発明の銀系円筒ターゲットの製造方法は、銀又は銀に添加成分を固溶させた単相の銀合金からなる銀系円筒ターゲットの製造方法であって、銀又は銀と前記添加成分とを、真空または不活性ガス雰囲気、もしくは大気中溶解炉を用いて溶湯表面に不活性ガスを吹き付けるか、炭素系固体シール材により溶湯表面を覆いながら黒鉛るつぼ内で溶解し、その溶湯から鋳塊を得る鋳造工程と、前記鋳塊を押出比が４以上１５以下となり、押出直後の材料温度が５００℃以上８００℃以下となる条件で円筒状に押出加工する熱間押出工程と、該熱間押出工程後の円筒体を押出後１０分以内に２００℃以下の温度まで冷却する冷却工程とを有することを特徴とする。
熱間押出工程により、鋳造組織が破壊され、動的再結晶により微細化される。押出直後の材料温度が５００℃未満、あるいは押出比が４未満では、再結晶が進まない。押出直後の材料温度が８００℃を超えると、平均結晶粒径およびそのばらつきが増大する傾向が出るので好ましくなく、押出比が１５を超える押出加工は押出荷重が増大するため、押出コンテナの耐荷重の制限により現実的な条件ではない。
そして、その押出加工後１０分以内に２００℃以下の温度まで冷却することにより、結晶粒の成長を抑制し、微細化した結晶粒の円筒ターゲットを得ることができる。

本発明の銀系円筒ターゲットの製造方法において、銀又は銀に添加成分を固溶させた単相の銀合金からなる銀系円筒ターゲットの製造方法であって、銀又は銀と前記添加成分とを、真空または不活性ガス雰囲気、もしくは大気中溶解炉を用いて溶湯表面に不活性ガスを吹き付けるか、炭素系固体シール材により溶湯表面を覆いながら黒鉛るつぼ内で溶解し、その溶湯から鋳塊を得る鋳造工程と、前記鋳塊を押出比が４以上１５以下となり、押出直後の材料温度が５００℃以上８００℃以下となる条件で円筒状に押出加工する熱間押出工程と、該熱間押出工程後の円筒体を加工率２０％以上で引抜加工する冷間引抜工程と、該冷間引抜工程後の円筒体を４５０℃以上６５０℃以下の温度で保持する熱処理工程とを有してもよい。
冷間引抜工程により円筒ターゲットの寸法精度を高めることができ、その冷間加工により変形した結晶粒をその後の熱処理によって再結晶させて微細化することができ、この製造方法とすることにより、寸法精度の高い円筒ターゲットを得ることができる。
加工率が２０％未満の引抜加工では、熱処理後の結晶粒径のばらつきが大きくなり、スパッタ時のマイクロアーク放電が増大するので好ましくない。熱処理温度は４５０℃未満では結晶粒の等方性が低くなり、結晶粒径のばらつきも大きくなる。また、熱処理温度が６５０℃を超えると、平均結晶粒径が増大する。
所定時間としては、０．５時間以上２時間以下が好ましく、０．５時間未満では結晶粒の等方性が低くなり、結晶粒径のばらつきも大きくなり易い。また、２時間を超えると、平均結晶粒径が増大する傾向となる。

本発明によれば、スパッタ中に大電力を投入しても、パーティクルの発生をより一層抑制することができる円筒ターゲットが得られ、特に有機ＥＬ用ディスプレイの反射膜をこのターゲットをスパッタして形成することにより、反射率が高く、耐食性に優れたものを得ることができる。

以下、本発明の銀系円筒ターゲットおよびその製造方法の実施形態を説明する。なお、％は特に示さない限り、また数値固有の場合を除いて質量％である。

この銀系円筒ターゲットは、銀又は銀に添加成分が固溶した単相の銀合金からなり、結晶粒が円筒の中心軸を含む断面において中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径との比が０．８〜１．２であり、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下、非金属介在物の含有量が２０ｐｐｍ以下である。円筒ターゲットの大きさは限定されるものではないが、例えば、外径が１４５〜１６５ｍｍ、内径が１３５ｍｍ、長さが１〜３ｍとされる。
銀合金とする場合の添加成分は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕのうちの少なくとも一つから選択される。

銀は、スパッタにより形成された膜に高反射率と低抵抗を与える効果を有する。純銀又は単相の銀合金からなり、粒子形状が等方的であるため、極めて均質なターゲットとなっている。円筒の中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径との比が０．８未満、あるいは１．２を超える結晶粒の場合、扁平形状となり、スパッタの継続によって消耗するのに伴い、スパッタ面の凹凸が大きくなってマイクロアーク放電が増大する。

また、酸素含有量は１００ｐｐｍを超えると、スパッタ時のマイクロアーク放電が顕著に現れる。これは、スパッタの際に局所的なガス放出が起こり、そのガス放出がマイクロアーク放電の発生源となることによると考えられる。
また、非金属介在物も２０ｐｐｍを超えると、スパッタ時のマイクロアーク放電が顕著に現れる。非金属介在物は溶解鋳造の際に炉の耐火物や添加成分の酸化物を巻き込むことにより含有されるものと考えられ、導電物質中に局所的に絶縁物が存在するため、スパッタ時にマイクロアーク放電が発生すると考えられる。

添加成分として選択されるＭｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕは、いずれもＡｇに固溶して結晶粒成長を抑制する効果、およびターゲットの硬さを向上させるので、機械加工時の変形を抑制する効果がある。これらのうちの少なくとも一つを添加することにより、スパッタにより形成された膜の耐食性および耐熱性をより一層向上させる。
特に、Ｉｎ,Ｓｎの添加は、スパッタにより形成された有機ＥＬ素子の反射電極膜の耐食性および耐熱性を向上させる効果がある。これは、膜中の結晶粒を微細化すると共に膜の表面粗さを小さくし、また、Ａｇに固溶して結晶粒の強度を高め、熱による結晶粒の粗大化を抑制し、膜の表面粗さの増大を抑制したり、膜の硫化による反射率の低下を抑制したりする効果を有するためである。
これらの成分を添加する場合、添加量としては、その効果を有効に発揮させるために、合計で０．１質量％以上２．５質量％以下が好ましい。添加量が多過ぎると、膜の反射率や電気抵抗を低下させるおそれがある。

また、結晶粒の平均粒径は３０μｍ以上４００μｍ以下、結晶粒の粒径のばらつきが平均粒径の２０％以内であるとよい。
平均粒径が３０μｍ未満は現実的でなく製造コスト増を招き、また再結晶化も不十分となり、粒径のばらつきも大きくなってマイクロアーク放電を抑制することが難しい。一方、４００μｍを超えると、スパッタ時にターゲットの消耗に伴ってスパッタ表面の凹凸が大きくなり、マイクロアーク放電が増加する傾向がある。ばらつきが平均粒径の２０％を超えても、スパッタ時にターゲットの消耗に伴ってマイクロアーク放電が増加する傾向がある。より好ましい結晶粒径は、２５０μｍ以下である。

ここで、結晶粒における円筒ターゲットの中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径との比、および平均結晶粒径とそのばらつきは、以下のようにして測定する。
ターゲットのスパッタ面内で均等に１６カ所の地点から、一辺が１０ｍｍ程度の直方体の試料を採取する。具体的には、円筒ターゲットの中心軸に沿う長さ方向に均等に配分した４箇所の位置において幅１０ｍｍ程度のリング状の試料を切り出し、更に各々のリング状試料から円周方向に均等に４箇所の位置から一辺が１０ｍｍ程度の概略直方体の試料を採取する。
次に、各試料片の円筒ターゲットの中心軸を含む面で切断された切断面側を研磨する。この際、＃１８０〜＃４０００の耐水紙で研磨をした後、３μｍ〜１μｍの砥粒でバフ研磨をする。
さらに、光学顕微鏡で粒界が見える程度にエッチングする。ここで、エッチング液には、過酸化水素水とアンモニア水との混合液を用い、室温で１〜２分間浸漬し、粒界を現出させる。次に、各試料について、光学顕微鏡で倍率６０倍もしくは１２０倍の写真を撮影する。写真の倍率は結晶粒を計数し易い倍率を選択する。
各写真において、円筒ターゲットの中心軸に沿う方向に６０ｍｍの線分を２０ｍｍ間隔で２本引き、それぞれの直線で切断された結晶粒の数を数える。なお、線分の端の結晶粒は、０．５個とカウントする。平均切片長さ：Ｌ（μｍ）を、Ｌ＝６００００／（Ｍ・Ｎ）（ここで、Ｍは実倍率、Ｎは切断された結晶粒数の平均値である）で求める。
次に、求めた平均切片長さ：Ｌ（μｍ）から、試料の結晶粒における円筒ターゲットの中心軸に沿う方向の直径：ｄｐ（μｍ）を、ｄｐ＝（３／２）・Ｌで算出する。
このように１６カ所からサンプリングした試料の結晶粒における円筒ターゲットの中心軸に沿う方向の直径の平均値：ｄｐａ（μｍ）を求める。
更に、各写真において中心軸に直交する方向に６０ｍｍの線分を２本引き、同様の手順で各試料の結晶粒における中心軸に直交する方向の直径ｄｖ（μｍ）を算出し、その平均値ｄｖａを求める。
結晶粒における円筒ターゲットの中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径の比：Ｒは、Ｒ＝ｄｐａ／ｄｖａにより算出する。
各試料の平均結晶粒径：ｄ(μｍ)はｄｐａとｄｖａとの平均値ｄ＝（ｄｐａ＋ｄｖａ）／２により算出し、１６箇所のｄ値の平均値をターゲットの平均結晶粒径ｄａ（μｍ）とし、そのばらつき：Ｓ（％）は、１６箇所で求めた１６個の平均結晶粒径のうち、ターゲットの平均結晶粒径との偏差の絶対値（｜〔（ある１個の箇所の平均結晶粒径）−ｄａ〕｜）が最大となるものを特定し、その特定した平均結晶粒径（特定平均結晶粒径）を用いて下記の様に算出する。
Ｓ＝｜〔（特定平均結晶粒径）−ｄａ〕｜／ｄａ×１００

次に、本実施形態の銀系円筒ターゲットの製造方法について説明する。
［鋳造工程］
まず、鋳造により銀又は銀合金からなる円柱状のビレットを作製する。この場合、原料として純度：９９．９９質量％以上のＡｇを用い、このＡｇを高真空または不活性ガス雰囲気中で溶解する。銀合金を作製する場合は、得られたＡｇの溶湯にＭｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕから選択される添加成分を所定の含有量添加し、その後、真空または不活性ガス雰囲気中で溶解して、銀合金の溶解鋳造ビレットを作製する。
ここで、Ａｇの溶解は、雰囲気を一度真空にした後、アルゴンで置換した雰囲気で行い、溶解後アルゴン雰囲気の中でＡｇの溶湯に添加成分を添加することは、Ａｇと添加成分の組成比率を安定する観点から、好ましい。

また、以上の溶解・鋳造は、真空中または不活性ガス置換の雰囲気中で行うのが望ましいが、大気中溶解炉を用いることも可能であり、大気中溶解炉を用いる場合は、溶湯表面に不活性ガスを吹き付けるか、木炭等の炭素系固体シール材により溶湯表面を覆いながら溶解、鋳造する。これにより、ビレット中の酸素や非金属介在物の含有量を低減することができる。
溶解炉は成分を均一化するため誘導加熱炉が好ましい。

［熱間押出工程］
円柱状のビレットを押出装置のコンテナに装填できる寸法に機械加工する。この時、押出装置のマンドレルが挿入できる穴加工を行うことが、押出後の銀管の偏肉を低減する観点から、好ましい。
次に、得られたビレットを加熱炉で加熱し、押出装置のコンテナ内に装填して、ビレットを押出装置のダイスとマンドレルとの間に形成されるリング状開口から押し出して円筒状に形成する。このとき、加熱温度は、ダイスとマンドレルとの間から押し出された直後の温度が５００℃以上８００℃以下の温度となるように調整し、押出比が４以上１５以下となる条件で押出加工する。押出比は、（押出コンテナに充填された円筒状又は円柱状素材の押出加工前の断面積）÷（押出加工後の円筒状押出材の断面積）により求められる。

押出直後の温度が５００℃より低いと、再結晶化が不十分でマイクロアーク放電を抑制することが困難となり、押出直後の温度が８００℃より高いと、押出後の結晶粒が粗大化し、円筒ターゲットをスパッタし消耗するのに伴いスパッタ表面の凹凸が大きくなり、マイクロアーク放電が増大するようになるので好ましくない。
押出比は４未満では再結晶化が不十分でマイクロアーク放電を抑制することが困難となり、１５を超える押出比では加工が困難である。
［冷却工程］
そして、この熱間での押出加工後１０分以内に２００℃以下の温度まで急冷する。１０分以内に２００℃以下の温度まで冷却することにより、押出後の結晶粒の成長を抑制し、微細化した結晶粒の円筒ターゲットを得ることができる。冷却までの時間が１０分を超えると、結晶粒の粗大化を招く。
急冷の方法としては、１分間程度、水シャワーするとよい。
冷却後、必要に応じて、矯正加工、旋削加工等の機械加工で所望の寸法に仕上げる。最終的に得られるスパッタリングターゲットのスパッタ表面の算術平均面粗さ（Ｒａ）は０．２〜２μｍであることが好ましい。
機械加工後の円筒ターゲットは、バッキングチューブにボンディングされ、スパッタリングに供される。バッキングチューブにボンディングする際に、短い円筒ターゲットをつなげて長いターゲットを作製することもできるが、継ぎ目部分が異常放電の起点となるため、一体ものの円筒ターゲットをボンディングすることが好ましい。

このようにして製造された銀系円筒ターゲットは、銀又は銀に前述の添加成分が固溶した単相の銀合金からなり、その結晶粒は、円筒の中心軸を含む断面において中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径との比が０．８〜１．２という等方的な結晶粒であり、かつ、結晶粒の平均粒径が３０μｍ以上４００μｍ以下、粒径のばらつきが平均粒径の２０％以内の微細で均質なものとなっている。また、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下、非金属介在物の含有量が２０ｐｐｍ以下の不純物の少ない円筒ターゲットを得ることができる。
したがって、スパッタ中に大電力を投入しても、マイクロアーク放電を抑制し、特に有機ＥＬ用ディスプレイの反射膜を形成するに際して、より一層のパーティクルの低減を図ることができ、高反射率で耐食性の高い優れた品質の反射膜を得ることができる。

なお、円筒ターゲットの寸法精度をさらに向上させるために、熱間押出工程後の円筒体をさらに冷間で引抜加工し、その後熱処理を加えるようにしてもよい。
［冷間引抜工程］
円筒体を引抜加工する場合、例えば、拡管引抜を実施する場合、円筒体の内側にプラグを挿入した状態でダイスに通しながら引き抜くことにより行われる。この冷間引抜工程は、総加工率２０％以上で行うことにより、引抜工程後の熱処理工程を経て均一に再結晶させることができる。なお、引抜工程で材料が破断しないように複数回の引抜パスを行うことによって、総加工率２０％以上を達すればよい。総加工率２０％未満の引抜加工では熱処理後の結晶粒径のばらつきが大きくなり、スパッタ時のマイクロアーク放電が増大するので好ましくない。総加工率：Ｐ（％）は引抜前の円筒体の外径：Ｄ、厚み：Ｈ、最終引抜後の外径：ｄ、厚み：ｈとして、以下の式により求めた。
Ｐ＝[１−｛Ｄ^２−（Ｄ−ｈ）^２｝／｛ｄ^２−（ｄ−Ｈ）^２｝]×１００
［熱処理工程］
引抜加工後の円筒体を４５０℃以上６５０℃以下の温度で０．５時間以上２時間以下の時間保持する。冷間引抜工程を経て、結晶粒が変形しているので、これを熱処理によって再結晶させて微細化することにより、等方的な結晶粒を得ることができる。

（実施例１，２）
純度９９．９９質量％以上のＡｇを黒鉛るつぼで築炉した高周波誘導溶解炉に装填した。溶解時の総質量は約７００ｋｇとし、鋳鉄製の鋳型に鋳造した。
この鋳造により得られたインゴットの引け巣部分を切除し、鋳型に接していた表面を面削除去し、健全部として概略寸法、外径３５０ｍｍ、長さ４７０ｍｍの円筒体状のビレットを得た。実施例２については、この孔のないビレットを押出加工に供する。一方、実施例１については、中心部を除去して１４０ｍｍ孔をあけ、外径３５０ｍｍ、内径１４０ｍｍ、長さ４７０ｍｍの円筒体状のビレットとして押出加工に供する。

これらのビレットを７５０℃まで加熱してそれぞれ押出装置のコンテナ内に装填し、押出加工して、水シャワーにより冷却した。矯正を施した後、表面を数ｍｍ切削加工して銀円筒体を作製した。ステンレス製のバッキングチューブを用意し、Ｉｎはんだを用いて銀円筒体をボンディングして、円筒ターゲットとした。熱間押出工程時の押出比、押出直後の円筒体の温度、２００℃以下まで冷却するまでの時間は表１に示す通りとした。

（実施例３〜１２、比較例１，２）
純度９９．９９質量％以上のＡｇと各種添加原料を用意し、黒鉛るつぼで築炉した高周波誘導溶解炉に装填した。溶解時の総質量は約４００ｋｇとした。
溶解に際しては、まずＡｇを溶解し、Ａｇが溶け落ちた後、表１に示すターゲット組成となるように添加原料を投入し、合金溶湯を誘導加熱による攪拌効果により十分に攪拌した後、鋳鉄製の鋳型に鋳造した。
鋳造により得られたインゴットから外径２６５ｍｍ、内径１４０ｍｍ、長さ４９０ｍｍの円筒状のビレットを作製し、押出加工により円筒体を得た。この熱間押出工程時の押出比、押出直後の円筒体の温度は表１に示す通りとした。表１中、２００℃まで冷却するまでの時間を表記したものは水シャワーにより冷却したものであり、水冷無しは単に放冷したものである。実施例１と同様に矯正し、切断し、切削加工して銀合金円筒体を作製し、これをバッキングチューブにボンディングして円筒ターゲットとした。

（比較例３）
純度９９．９９質量％以上で、粒子径１００μｍ以下のＡｇ粉末と純度９９．９質量％以上で、粒子径１００μｍ以下のＣｒ粉末を表１に記載の比率で混合し、ステンレス缶に投入し、脱ガス、真空封入し、１５０ＭＰａ、６５０℃でＨＩＰ処理を行い、ＡｇＣｒ合金塊を作製した。以後、実施例３〜５及び比較例１〜３と同様にして、円筒ターゲットを作製した。

（実施例１３〜１９、比較例４，５）
実施例３〜１２及び比較例１，２と同様にして、溶解鋳造、押出加工により円筒体を作製した後、冷間で２パスの拡管引抜加工を施し、その後熱処理を施し、機械加工して円筒ターゲットを得た。
冷間引抜加工の加工率、熱処理の温度、時間は表１に示す通りとした。

（比較例６）
Ａｇ合金の溶解に大気中誘導溶解炉を用い、一連の溶解鋳造工程において不活性ガス、または木炭等による溶湯表面の被覆を行わなかった以外は、実施例３〜５及び比較例１〜３と同様にして、表１に示す条件で円筒ターゲットを作製した。

（比較例７）
Ａｇ合金溶解るつぼとして、アルミナ質のスタンプ材を焼成したるつぼを用いた以外は、実施例３〜５及び比較例１〜３と同様にして、表１に示す条件で円筒ターゲットを作製した。

得られた円筒ターゲットについて、結晶粒の等方性、平均粒径、そのばらつきを測定するとともに、酸素含有量、非金属介在物の含有量を測定し、スパッタ装置に取り付けてスパッタ時のマイクロアーク発生回数を測定した。
（１）結晶粒の等方性、平均粒径、そのばらつき
上記のように製造した円筒ターゲットから、発明を実施するための形態に記載したように、１６カ所の地点から均等に試料を採取して、円筒の中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径とを測定し、その等方性（直径比）、直径の平均値（平均粒径）、そのばらつきを計算した。

（２）スパッタ時のマイクロアーク発生回数
上記のように製造した円筒ターゲットを銅製バッキングプレートにはんだ付けし、スパッタ中のマイクロアーク発生回数の測定を行った。
この場合、はんだ付けしたターゲットをスパッタ装置に取り付け、３×１０^−４Ｐａまで排気した後、Ａｒガス圧：０．５Ｐａ、投入電力：ＤＣ１５ｋＷ、ターゲット基板間距離：２００ｍｍの条件で、スパッタを行った。使用初期の３０分間についてのマイクロアーク発生回数と、４時間の空スパッタと防着板の交換とを繰り返して、断続的に２０時間スパッタすることによりターゲットを消耗させ、その後の３０分間についてのマイクロアーク発生回数を測定した。これらマイクロアーク発生回数は、ＤＣ電源のアークカウント機能により計測した。
（３）スパッタ膜の反射率、比抵抗
上記のスパッタ条件で、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板に銀スパッタ膜、および銀合金スパッタ膜を成膜し、膜の絶対反射率を分光光度計によって測定し、膜の比抵抗値を四探針法により測定した。波長５５０ｎｍにおける反射率と膜の比抵抗値を表２に示す。 これらの結果を表２に示す。

実施例の円筒ターゲットにおいては、円筒の中心軸を含む断面において中心軸に沿う方向の直径と中心軸に直交する方向の直径との比が０．８〜１．２という等方的な結晶粒であり、かつ、結晶粒の平均粒径が３０μｍ以上４００μｍ以下、粒径のばらつきが平均粒径の２０％以内であった。また、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下、非金属介在物の含有量が２０ｐｐｍ以下の不純物の少ないものであった。このため、スパッタ時のマイクロアーク発生回数も使用初期だけでなく消耗後においても少ないものであった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

Claims (5)

1. 銀又は銀に添加成分が固溶した単相の銀合金からなる円筒ターゲットであり、結晶粒が円筒の中心軸を含む断面において前記中心軸に沿う方向の直径と前記中心軸に直交する方向の直径との比が０．８〜１．２であり、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下、非金属介在物の含有量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする銀系円筒ターゲット。
2. 前記結晶粒の平均粒径が３０μｍ以上４００μｍ以下であり、前記結晶粒の粒径のばらつきが前記平均粒径の２０％以内であることを特徴とする請求項１記載の銀系円筒ターゲット。
3. 銀合金からなり、その添加成分は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ａｕのうちの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１記載の銀系円筒ターゲット。
4. 銀又は銀に添加成分を固溶させた単相の銀合金からなる銀系円筒ターゲットの製造方法であって、銀又は銀と前記添加成分とを、真空または不活性ガス雰囲気、もしくは大気中溶解炉を用いて溶湯表面に不活性ガスを吹き付けるか、炭素系固体シール材により溶湯表面を覆いながら黒鉛るつぼ内で溶解し、その溶湯から鋳塊を得る鋳造工程と、前記鋳塊を押出比が４以上１５以下となり、押出直後の材料温度が５００℃以上８００℃以下となる条件で円筒状に押出加工する熱間押出工程と、該熱間押出工程後の円筒体を押出後１０分以内に２００℃以下の温度まで冷却する冷却工程とを有することを特徴とする銀系円筒ターゲットの製造方法。
5. 銀又は銀に添加成分を固溶させた単相の銀合金からなる銀系円筒ターゲットの製造方法であって、銀又は銀と前記添加成分とを、真空または不活性ガス雰囲気、もしくは大気中溶解炉を用いて溶湯表面に不活性ガスを吹き付けるか、炭素系固体シール材により溶湯表面を覆いながら黒鉛るつぼ内で溶解し、その溶湯から鋳塊を得る鋳造工程と、前記鋳塊を押出比が４以上１５以下となり、押出直後の材料温度が５００℃以上８００℃以下となる条件で円筒状に押出加工する熱間押出工程と、該熱間押出工程後の円筒体を加工率２０％以上で引抜加工する冷間引抜工程と、該冷間引抜工程後の円筒体を４５０℃以上６５０℃以下の温度で保持する熱処理工程とを有することを特徴とする銀系円筒ターゲットの製造方法。