CN118234887A - 溅射靶及其制造方法、以及使用溅射靶的溅射膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溅射靶，其包含晶粒，非晶相的含有率为3体积％以下，且包含选自铬、钼和铬‑钼合金中的至少1种金属。

Description

溅射靶及其制造方法、以及使用溅射靶的溅射膜的制造方法

技术领域

本发明涉及溅射靶及其制造方法、以及使用溅射靶的溅射膜的制造方法。

背景技术

含有铬、钼等金属的溅射靶(以下，也称为“靶”)用于光刻掩模(lithographymask)用的遮光膜的成膜等。随着光刻技术的进展，对靶的要求特性也变高，目前，要求能够进一步减少溅射膜的成膜时的金属氧化物等杂质粒子(所谓的颗粒(particle)的产生的靶。

靶中的氧含量越多，颗粒产生量越增加。另外，靶的晶粒粒径也对颗粒的产生量有很大影响。具体而言，如果靶的晶粒粒径大，则形成成为电弧放电等的原因的靶表面的凹凸，其结果，颗粒的产生量增加。

以减少颗粒的产生量为目的，迄今为止，研究了靶的氧含量的减少、晶粒粒径的微细化。例如，在专利文献1中，公开了通过在塑性加工后对铬金属的锭进行再结晶来制作晶粒粒径微细的靶。另外，在专利文献2中公开了减少了氧含量的靶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-269700号公报

专利文献2：日本特开2015-196885号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1中，虽然得到了微细的晶粒粒径的靶，但没有得到氧含量低的靶。在专利文献2中，虽然靶的氧含量低，但没有公开靶的晶粒粒径。但是，氧含量低的靶的晶粒粒径容易变大。这样，没有兼顾微细的晶粒粒径和低氧含量的靶。

本发明的目的在于，提供一种即使氧含量低也能够使晶粒微细化的溅射靶及其制造方法、以及使用溅射靶的溅射膜的制造方法。

用于解决课题的技术方案

即，本发明如权利要求书所述；此外，本发明的主旨如下所述。

(1)一种溅射靶，其特征在于，包含晶粒，非晶相的含有率为3体积％以下，且包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属。

(2)根据(1)所述的溅射靶，其中，氧含量为100质量ppm以下，所述晶粒的平均晶粒粒径为150μm以下。

(3)根据(2)所述的溅射靶，其中，深度方向上的所述晶粒的平均晶粒粒径的最大偏差为30μm以下。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的溅射靶，其中，所述晶粒的晶体取向为随机取向。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的溅射靶，其中，溅射面的面积为200cm²以上。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的溅射靶，其中，平均KAM值为2°以下。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的溅射靶，其中，相对密度超过99.6％。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的溅射靶，其中，所述晶粒的平均纵横比为1以上且1.8以下。

(9)一种溅射膜的制造方法，其中，通过使用(1)至(8)中任一项所述的溅射靶进行溅射来制造溅射膜。

(10)一种溅射靶的制造方法，其为制造(1)至(8)中任一项所述的溅射靶的方法，其具有微细化工序，所述微细化工序包括以下工序：塑性加工工序，其中，对包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属的锭进行塑性加工处理而得到塑性加工体；以及热处理工序，其中，对所述塑性加工体进行加热处理。

(11)根据(10)所述的溅射靶的制造方法，其中，重复进行所述微细化工序。

发明效果

本发明的目的在于，提供即使氧含量低也能够使晶粒微细化的溅射靶及其制造方法、以及使用溅射靶的溅射膜的制造方法中的至少任一种。

附图说明

图1是用于说明观察区域A的靶的俯视示意图。

图2是用于说明测定部分B的靶的截面示意图。

图3是用于说明测定分区C和非测定部D的靶的截面示意图。

图4是表示通过本发明的溅射膜的制造方法的一个实施方式制造的带溅射膜的基板的截面图。

图5是表示实施例1的靶的截面的SEM观察图像(倍率：200倍)的图。

具体实施方式

关于本发明，示出一个实施方式进行详细说明，但本发明并不限定于以下实施方式。

＜溅射靶＞

本实施方式的靶是包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属的溅射靶。本实施方式的靶更优选为包含铬和钼中的至少任一种的溅射靶，进一步优选为包含铬的溅射靶。此外，本实施方式的靶为金属溅射靶，可以为包含铬、钼或铬-钼合金的金属溅射靶，进一步为包含铬或钼中的至少任一种的金属溅射靶，再进一步为包含铬的金属溅射靶。

本实施方式的靶的氧含量优选为100质量ppm以下，更优选为30质量ppm以下，更进一步优选为20质量ppm以下，进一步优选为10质量ppm以下，特别优选为7质量ppm以下。通过使靶的氧含量为上述范围内，能够在成膜时减少氧在膜中的混入，抑制以氧的混入为原因的颗粒的产生。进而，本实施方式的靶能够得到结晶性更高的溅射膜。

靶的氧含量能够通过氧氮分析装置(装置名：ON736，LECO制造)进行测定。

本实施方式的靶的晶粒的平均晶粒粒径(平均粒径)优选为150μm以下，更优选为120μm以下、100μm以下、80μm以下、60μm以下或40μm以下。平均晶粒粒径可举出为1μm以上、10μm以上、20μm以上或25μm以上。通过将平均晶粒粒径设为该范围(即1μm以上且150μm以下)，成膜时的颗粒的产生减少，进而在抑制异常放电的基础上，还能够抑制再附着的溅射粒子的脱离。

平均晶粒粒径能够通过依据JIS G 0551:2013的附录C的切断法的方法求出，所述平均粒径是一边观察靶的组织，一边根据横切构成靶的晶粒的线段的每1晶粒的平均线段长度求出的值。作为靶的组织的观察方法，可举出使用光学显微镜或电子显微镜进行观察的方法等。

在图1和图2中示出靶的示意图。图1是用于说明观察区域A的靶的俯视示意图，图2是用于说明测定部分B的靶的截面示意图。靶的形状没有特别限定，在图1和图2中，靶作为圆板状进行说明。在图2中，溅射面11是在成膜时与基材等被成膜物对置的一侧的面，且是与等离子体化的气氛气体接触的一侧的面。与此相对，接合面12是与背板接合的面。如图2所示，溅射面11和接合面12均相当于圆板的平面(以下，为了方便，也将溅射面称为“表面”，将接合面称为“背面”)。

如图1所示，将靶1的圆形的溅射面11中的环状区域作为观察区域A。观察区域A是在将从圆的中心O到外周的距离(圆形的溅射面11的半径)设为R时，夹在以O为中心且半径为0.5R的圆与以O为中心且半径为0.75R的圆之间的区域。在靶的溅射面为矩形的情况下，是在将从对角线的交点P到矩形的外周上的点Q的距离设为PQ时，夹在以P为对角线的交点且到外周的距离为0.5PQ的矩形与以P为对角线的交点且到外周的距离为0.75PQ的矩形之间的区域。将观察区域A的截面13中的宽度2mm×总厚度t(mm)的区域作为测定部分B(参照图2)，对于测定部分B，通过扫描电子显微镜-电子背散射衍射(以下，也称为“SEM-EBSD(scanning electron microscope-electron back scattering diffraction)”)，可以测定平均晶粒粒径。SEM-EBSD的测定条件和使用程序如下所示。

(测定条件)

射束条件：加速电压20kV，照射电流100μA

工作距离：10mm

步长：5μm

(使用程序)

测定程序：Aztec

分析程序：AZtec Crystal

作为试样的靶的截面使用常规的切断方法(例如，可举出使用精密刀具(finecutter)和喷水器(waterjet)中的至少任一种的切断方法)切断靶而使其露出即可。在测定之前，试样(具体而言，作为试样的靶的截面)通过SiC研磨纸和抛光研磨进行抛光研磨后，利用5体积％硫酸水溶液进行电解蚀刻而进行预处理即可。

晶粒的平均纵横比没有特别限制，优选为1以上且1.8以下，更优选为1以上且1.6以下，特别优选为1以上且1.4以下。

通过使晶粒的平均纵横比为1以上，能够降低成膜时靶表面的凹凸，减少颗粒。另一方面，通过使晶粒的平均纵横比为1.8以下，结晶组织的面内方向的强度上升，能够抑制成膜时靶的破裂。

本实施方式的靶的非晶相的含有率(以下，也称为“非晶相率”)为3体积％以下，优选为1体积％以下，更优选为0.5体积％以下，特别优选为0.3体积％以下。通过使非晶相率为3体积％以下，能够抑制由成膜中的靶的表面粗糙度的增加引起的颗粒的产生。非晶相率可例示为0.01体积％以上或0.1体积％以上。

非晶相率可以通过以下方法测定。即，对于靶的观察区域A中的测定部分B，利用SEM-EBSD，在上述条件(测定条件)下进行靶的组织的观察后，测定全部测定点的KAM(Kernel Average Misorientation)值。

KAM值为1°以上的测定点数除以全部测定点数，由此算出非晶相率。即，非晶相率可以通过下式算出。

非晶相率(％)＝(KAM值为1°以上的测定点数/全部测定点数)×100

本实施方式的靶的平均KAM值优选为2°以下，更优选为1°以下，进一步优选为0.5°以下。由此，降低靶内部的应变，抑制机械加工时的破裂、翘曲，并且在成膜时容易抑制溅射膜的破裂、颗粒的产生，蚀刻速率稳定化。平均KAM值通过全部测定点的KAM值的相加平均而算出。

本实施方式的靶的深度方向上的平均晶粒粒径的最大偏差(以下，也简称为“最大偏差”。)优选为30μm以下，更优选为20μm以下、或15μm以下。通过使最大偏差为该值，溅射膜的成膜速度容易变得均匀。最大偏差可例示为1μm以上、2μm以上、或5μm以上。

在此，深度方向是指靶的厚度方向。最大偏差是指将靶的观察区域A中的测定部分B分为多个测定分区C(后述)，各测定分区C中的平均晶粒粒径间的最大偏差。

具体而言，最大偏差的值按照以下方式测定。即，将测定部分B从溅射面(表面)侧向接合面(背面)侧划分为宽度2mm×深度2mm的方形，分别作为测定分区C。此时，如图3所示，在被划分到最背面侧的测定部分B的区域的深度小于2mm的情况下，不对该区域(非测定部D)测定平均晶粒粒径。在图3中，虚线所示的方形的部分表示在假定非测定部D为测定分区C的情况下该测定分区C从背面12突出的部分。对于测定的各测定分区C，算出平均晶粒粒径，将其最大值与最小值之差作为最大偏差。

本实施方式的靶的晶体取向优选为随机取向。晶体取向为随机取向是指，晶体取向为未取向于特定的晶面的状态的晶体结构，进而为晶体取向未取向于{001}面、{111}面和{101}面中的任一者的晶体结构，特别是利用SEM-EBSD对测定部分B进行测定，相对于溅射面的法线方向，{001}面、{111}面和{101}面的法线在方位差15°以内取向的{001}、{111}、{101}各面的面积率相对于全部测定范围(测定部分B)的面积均为10％以上且20％以下。如果晶体取向为随机取向，则在成膜时不容易产生溅射膜的晶体取向的偏差。

本实施方式的靶的相对密度优选超过99.6％，更优选为99.7％以上，进一步优选为99.8％以上。通过提高相对密度，强度提高，容易施加高放电电力。由此，成膜速度提高，溅射膜的生产率容易变高。相对密度为100％以下。

靶的相对密度能够通过以下方法测定。即，依据JIS R 1634测定靶的实测密度，将其除以真密度，计算出相对密度。在本实施方式中，铬的真密度为7.19g/cm³，以及钼的真密度为10.22g/cm³即可。铬-钼合金的真密度按照以下方式求出。即，由靶的铬-钼合金的组成算出铬和钼各自的质量。将各元素的质量分别除以上述真密度，算出靶中的铬和钼的体积。通过合计铬和钼的体积，作为铬-钼合金的体积。将铬-钼合金整体的质量除以铬-钼合金的体积而算出的密度作为靶的铬-钼合金的组成中的真密度。

本实施方式的靶的溅射面的面积优选为200cm²以上，更优选为350cm²以上，进一步优选为800cm²以上。通过使溅射面的面积为200cm²以上，能够提高溅射膜的成膜面积。由此，通常需要使用多片靶的成膜的具有大面积的膜也能够通过1片靶成膜。进而，能够抑制来自靶间的边界部的杂质的混入。溅射面的面积的上限没有特别限定，溅射面的面积例如为1500cm²以下、或1200cm²以下。溅射面的面积可以使用溅射面的直径作为圆的面积算出。溅射面的直径的测定可以使用游标卡尺或三维测定机来进行。

本实施方式的靶的纯度没有特别限制，优选超过99.6％，更优选为99.9％以上，进一步优选为99.99％以上，特别优选为99.995％。通过使纯度超过99.6％，更容易抑制以杂质为起点的颗粒的产生。

本实施方式的靶的杂质的含量的测定可以通过辉光放电质谱法(GDMS)来进行。例如，从靶切出10～25mm×10～25mm×0.5～15mm的试验片，作为测定试样。该测定试样使用SiC研磨纸(#800)研磨后，在纯水中进行10分钟的超声波清洗、利用醇的脱水和热风干燥，然后进行真空包装，由此进行预处理。对于预处理后的测定试样，通过依据ASTM F 1593的方法进行杂质的含量的测定即可。

＜溅射靶的制造方法＞

接着，说明本实施方式的靶的制造方法。

本实施方式的靶能够通过具有微细化工序的方法来制造，所述微细化工序包括：轧制工序(塑性加工工序)，其中，对包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属的锭进行轧制处理(塑性加工处理)而得到作为塑性加工体的轧制体；以及热处理工序，其中，对所述轧制体进行加热处理。

供于轧制工序的锭只要是包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属的锭即可。

另外，本实施方式的靶的制造方法可以在上述微细化工序之前具有锭制作工序，所述锭制作工序通过将选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属(以下，也称为“原料”或“原料金属”)烧结或熔融后冷却而得到锭。

锭制作工序中，通过烧结法或熔融法，由原料制作锭。

原料只要是通过将其烧结或熔融后冷却而得到锭的形态即可，作为这样的形态，例如可例示粉末状、颗粒状、或片状等形态。

原料金属的纯度优选为99.99％以上。在原料为铬-钼合金的情况下，铬-钼合金以外的成分的含量优选为0.02质量％以下、或0.01质量％以下。另外，原料的氧含量为100质量ppm以下，优选为30质量ppm以下，更优选为20质量ppm以下，进一步优选为10质量ppm以下，特别优选为7质量ppm以下。通过降低原料的氧含量，能够降低靶的氧含量。氧含量优选少，但作为氧含量，可例示超过0ppm，进一步为1ppm以上。

在烧结法中，通过烧结原料而得到锭。作为烧结方法的种类，例如可举出成型烧结法和加压烧结法中的至少任一种。可以使用任意的烧结方法，为了提高密度，优选利用加压烧结法。作为加压烧结法，可举出热压法、热等静压(Hot Isostatic Press)法(以下，也称为“HIP法”)等，优选使用加压能力更高的HIP法。烧成温度没有特别限定，优选为1300℃以上且1500℃以下，更优选为1350℃以上且1450℃以下。通过使烧成温度为上述温度范围，能够使轧制处理前的烧结体的密度以及平均结晶粒粒径为特定的密度和平均晶粒粒径。将得到的烧结体作为锭即可。

在熔融法中，将原料加热至熔点以上的温度使其熔融后，进行冷却，由此得到锭。在熔融的方法中，只要氧量为100质量ppm以下即可，其熔融法没有特别限定，例如，可举出选自凝壳熔融(skull melting)、电弧熔融和EB熔融(electron beam melting)中的1种以上，为了进一步减少靶的氧含量和杂质，优选EB熔融。

供于轧制工序的锭的相对密度优选为99％以上，更优选为99.5％以上。由此，由该锭得到的靶的强度提高。锭的相对密度可例示为100％以下。

锭的平均晶粒粒径优选为50μm以上且400μm以下。通过使平均晶粒粒径为50μm以上，得到的靶的密度提高，氧含量容易降低。如果锭的平均晶粒粒径为400μm以下，则得到的靶的平均晶粒粒径容易变小，另外后述的轧制处理的次数减少，生产率提高。

微细化工序包括对锭进行轧制处理而得到轧制体的轧制工序、以及对所述轧制体进行加热处理的热处理工序。通过将锭供于微细化工序，锭中的晶粒被微细化，得到平均晶粒粒径为150nm以下的本实施方式的靶。

另外，本实施方式的靶的制造方法也可以在轧制工序之前，作为预处理还具有在对锭进行塑性加工之后进行热处理的塑性加工工序。换而言之，本实施方式的靶的制造方法在微细化工序之前，作为预处理还具有在对锭进行塑性加工之后进行热处理的预处理工序。前处理工序中的塑性加工的方法只要是能够破坏锭的结晶组织的方法即可，作为塑性加工的方法，例如可举出锻造、拉拔和挤压加工等。作为锻造的例子，可举出相对于锭长度方向垂直地进行锻造的紧固锻造(日语：締め鍛造)、相对于长度方向平行地进行锻造的镦锻(日语：据えこみ鍛造)、以及组合了镦锻和紧固锻造的揉捏锻造。塑性加工后，通过实施热处理使其再结晶，锭组织被改性，轧制时不易产生破裂。塑性加工及其后的热处理优选在比上述轧制工序和热处理工序高的温度下进行。作为该温度，在塑性加工中，例如可例示在900℃以上且1200℃以下的温度下进行，在热处理中，例如可例示在1000℃以上且1300℃以下的温度下进行。

在轧制工序中，对锭进行轧制处理而制作轧制体。通过将得到的轧制体进一步供于热处理工序，锭的晶粒被微细化，得到本实施方式的靶。应予说明，在进行轧制处理之前，可以将锭磨削加工成适于轧制的形状、大小。作为加工方法，例如可举出利用平面磨削机的磨削。

轧制处理的手段只要是能够破坏锭的结晶组织的方法就没有特别限定，轧制处理例如可以使用轧制辊来进行。在利用轧制辊的轧制中，使制作的锭通过宽度比锭的厚度小的一对轧制辊的间隙而进行压缩。由此，得到轧制体。也可以使得到的轧制体反复通过一对轧制辊的间隙。以下，将使锭或轧制体通过一对轧制辊的间隙的工序也称为“轧制道次”。

轧制处理优选将作为轧制对象的锭的温度(以下，也称为“轧制温度”)设为500℃以上且1000℃以下进行。通过使轧制温度为500℃以上，能够抑制破裂的产生，通过使轧制温度为1000℃以下，能够抑制晶粒因动态再结晶而粗大化。轧制温度更优选为600℃以上且900℃以下，进一步优选为600℃以上且700℃以下。通过将轧制温度设为上述的范围，能够使作为轧制体的轧制板整体残存压缩应变，因此在之后的热处理中晶粒容易微细化。

另外，每个轧制道次的锭或轧制体的压下率优选设定为相对于轧制道次前的锭或轧制体的厚度为6％以上且15％以下，更优选为8％以上且10％以下。如果压下率为6％以上，则轧制时的锭的表面与内部的变形量之差小，能够抑制再结晶后的深度方向的取向偏差。如果压下率为15％以下，则能够抑制材料的破裂。通过使压下率为6％以上且15％以下，轧制体不会破裂，能够整体均匀地导入应变，能够进行控制了非晶相率和取向偏差的轧制。

在进行多次轧制道次的情况下，锭的总压下率相对于第一次轧制道次前的锭的厚度优选为30％以上、40％以上、或50％以上。由此，能够在轧制体中充分地导入应变，在微细化工序后容易得到平均晶粒粒径小的靶。另外，更优选为90％以下、80％以下、或70％以下。由此，即使在制造溅射面的面积大的靶的情况下，也能够减小供于塑性加工工序的锭的厚度，无需使塑性加工设备过度大型化。

另外，轧制辊与锭的温度差优选为500℃以下，更优选为300℃以下。如果辊温度与锭温度之差为500℃以下，则能够抑制由锭内部的温度梯度引起的热应力导致的破裂的产生。

将通过轧制处理得到的轧制体进一步供于热处理工序，由此得到锭的晶粒微细化的热处理体。

热处理工序中的热处理温度在比之前的轧制工序中的轧制温度高的温度下进行。通过在轧制温度以上的温度下进行热处理，能够释放轧制应变，使晶粒再结晶化。

热处理温度优选为850℃以上且1300℃以下，优选为900℃以上且1100℃以下。由此，促进晶粒的再结晶化，靶的晶粒微细化。如果在大气炉中在1300℃以下进行加热，则存在难以引起大气中的氧与轧制体中包含的金属剧烈反应，难以引起大量生成表面氧化物而使成品率降低的趋势。另外，如果利用真空炉在1300℃以下进行加热，则存在能够抑制表面氧化且平均晶粒粒径不易变大的趋势，容易得到本实施方式的靶。在热处理温度为850℃以上的情况下，难以维持轧制后的组织，因此再结晶化容易进行。通过上述热处理工序，得到热处理体。

应予说明，微细化工序也可以重复进行。即，可以将通过在上述轧制工序后将轧制体供于热处理工序而得到的热处理体再次供于轧制工序和热处理工序。在重复进行微细化工序的情况下，第二次以后的微细化工序中的轧制体的轧制温度优选为500℃以上且小于850℃。通过使热处理温度小于850℃，能够在适度维持材料的应变分布的状态下进行追加轧制，因此能够对材料内部均匀地赋予应变。另外，第二次以后的微细化工序中的轧制体的温度优选比其上次的微细化工序中的锭或轧制体的轧制温度低。通过在比上次的微细化工序低的温度下进行轧制，能够在适度维持之前的微细化工序中在锭或轧制体中蓄积的应变的状态下进一步追加应变。

有时在微细化工序后的热处理体的表面生成氧化物，另外表面粗糙度大，因此优选进行表面研磨加工。加工方法没有特别限定。作为加工方法，可举出利用平面磨削机的磨削等。为了去除热处理体表面的氧化皮，优选切削距离热处理体的表面深度为0.5mm以上的部分。在重复进行微细化工序的情况下，至少对最后的热处理工序后的热处理体进行表面研磨加工即可。

通过这些处理，得到本实施方式的靶。

得到的靶可以与背板接合(bonding)来使用。作为接合方法，可举出扩散接合、焊料接合、摩擦搅拌接合等，接合方法没有特别限定。

应予说明，在上述实施方式中，对微细化工序包含的塑性加工工序为轧制工序的情况进行了说明，但塑性加工的方法不限于轧制，也可以是锻造、拉拔和挤压加工。

作为锻造的例子，可举出相对于锭长度方向垂直进行锻造的紧固锻造、相对于长度方向平行地进行锻造的镦锻、以及将镦锻和紧固锻造组合的揉捏锻造。

＜溅射膜的制造方法＞

本实施方式的溅射膜的制造方法包括通过使用本实施方式的靶进行溅射来制造溅射膜的工序。即，通过使用本实施方式的靶进行溅射，能够制造溅射膜。图4是表示通过本发明的溅射膜的制造方法的一个实施方式制造的带溅射膜的基板的截面图。如图4所示，带溅射膜的基板100具备基板10和形成于基板10上的溅射膜20。通过使用本实施方式的靶进行溅射，能够提供在成膜时抑制颗粒的产生、膜厚均匀性高的溅射膜。

基板10没有特别限制，例如可举出玻璃基板和石英基板等。

基板10的温度(成膜温度)没有特别限制，例如可以为室温(25℃)。

成膜时的工艺气体只要是通过放电而产生溅射的气体种类就没有特别限制，例如可以是氩。

成膜时的气体分压没有特别限制，例如可以为0.2Pa以上且2Pa以下。

成膜时的放电功率没有特别限制，例如可为2.5W/cm²以上且50W/cm²以下。

成膜时间没有特别限制，例如可以为10sec以上且100sec以下。

溅射可以使用常规的溅射装置来进行。溅射的条件没有特别限制，溅射例如可以在以下条件下进行。

极限真空度：1×10^-4Pa

工艺气体：Ar

气体分压：0.5Pa

成膜温度：室温

基板：玻璃基板

放电输出：10W/cm²

成膜时间：60sec

实施例

参照实施例和比较例对本发明的内容进行更详细的说明，但本发明并不限于下述实施例。应予说明，在以下说明中，φ是指圆的直径。

(实施例1)

作为原料，利用纯度99.99％、氧含量80质量ppm的铬粉末，封入350mm×350mm×350mm的软铁制的罐中，然后在氩气气氛下、1150℃、100MPa、2小时的条件下进行HIP处理。然后，从罐中取出并进行切削和磨削加工，由此得到圆板状锭(φ180mm×50mm厚度)。

进而，利用下述规格的轧制装置，在电炉中事先将锭加热至轧制温度后进行轧制处理(以下，也称为“一次轧制处理”。另外，也将此时的轧制温度称为“一次轧制温度”)。

(轧制装置规格)

辊材质：SUJ-2

辊直径：φ350mm

轧制时加压能力：250ton

轧制温度：600℃

辊速度：15m/min

道次次数(通过轧制处理的次数)：16次

每1次轧制道次的辊间距离的最大变化量：0.5mm

加热气氛：大气中

轧制处理后，在大气中以热处理温度900℃加热1小时进行热处理(以下，也称为“一次热处理”。另外，将此时的热处理温度也称为“一次热处理温度”)，得到圆板状的轧制体(以下，也称为“一次轧制体”)，将其作为本实施例的靶。

(实施例2)

使原料中的氧含量为表1所示的值，在表1所示的制造工序的条件下进行处理，除此以外，与实施例1相同，制作圆板状的一次轧制体。

对于得到的一次轧制体，通过在表1所示的条件下进行轧制处理(以下，也称为“二次轧制处理”。另外，也将此时的轧制温度称为“二次轧制温度”)之后，进行热处理(以下，也称为“二次热处理”。另外，也将此时的热处理温度称为“二次热处理温度”)，由此得到圆板状的二次轧制体，将其作为本实施例的靶。

(实施例3～10)

使原料中的氧含量为表1所示的值，在表1所示的条件下进行微细化工序(第一次和第二次)，除此以外，与实施例2相同，制作实施例3～10的靶。

(比较例1～2)

使原料中的氧含量为表1所示的值，在表1所示的条件下进行微细化工序(第一次)，除此以外，与实施例1相同，制作比较例1～2的靶。

＜靶的评价＞

(扫描电子显微镜-电子背散射衍射)

扫描电子显微镜-电子背散射衍射(SEM-EBSD)按照以下方式进行：将圆板状的靶的圆形的溅射面的半径R(cm)的值设为表2所示的值，从与圆的中心的距离为0.7R的位置起向径向内侧取宽度2mm，观察宽度2mm×靶总厚度t(mm)的、与溅射面垂直的方向的截面部分。将SEM-EBSD的测定预处理、相当于图3的测定部分B的测定区域(以下，也称为“SEM-EBSD观察范围”)、测定条件和使用程序示于以下。另外，图5表示实施例1的靶的截面的测定部分B中的最表面侧的测定分区C内的SEM观察图像。

·测定预处理

通过SiC研磨纸和抛光研磨进行抛光研磨后，利用5体积％硫酸水溶液进行电解蚀刻

·测定区域(测定部分B)

与溅射面平行的方向的长度(宽度)：2mm

与溅射面垂直的方向的长度(厚度)：总厚度t＝9mm

·测定条件

装置名：JSM-IT 800(日本电子株式会社制造)

射束条件：加速电压20kV，照射电流100μA

工作距离：10mm

步长：5μm

·使用程序

测定程序：Aztec

分析程序：AZtec Crystal

(非晶相率的测定)

在上述观察范围内的全部测定点中，测定KAM(Kernel Average Misorientation)值，将KAM值为1°以上的测定点数除以全部测定点数，由此算出非晶相率(非晶相的含有率)。将结果示于表2。

非晶相率(％)＝KAM值为1°以上的测定点数/全部测定点

(氧含量)

靶的氧含量通过氧氮分析装置(装置名：ON736，LECO制造)进行测定。此时，使用通过切削从靶切出的4mm×4mm×5mm的棱柱状的试样(0.58g)作为测定对象。将结果示于表2。

(平均晶粒粒径的测定)

依据JIS G 0551:2013的切断法，由将锭组织内的晶粒横切的线段的每1晶粒的平均线段长度算出靶的晶粒的平均晶粒粒径。对于上述观察范围内的所有晶粒，算出平均晶粒粒径(μm)。将结果示于表2。

(平均晶粒粒径偏差的测定)

将上述方形的SEM-EBSD观察范围从溅射面(表面)侧到接合面(背面)侧划分为连续的多个宽度2mm×深度2mm的方形区域，对各区域分别算出平均晶粒粒径。此时，在位于最靠背面侧的区域(非测定部D)中，从相邻的测定分区C的背面侧的边到背面的测定部分B的长度不足2mm，在测定部分B上无法进一步确保宽度2mm×深度2mm的方形的测定分区C，因此对于位于最靠背面侧的区域(非测定部D)未测定平均晶粒粒径。求出这些最大值与最小值之差作为最大偏差(μm)，评价为平均晶粒粒径的偏差。将结果示于表2。

(密度的测定)

依据JIS R 1634(精细陶瓷的烧结体密度、开孔孔隙率的测定方法)测定靶的密度，将铬的真密度设为7.19g/cm³后，算出其相对密度(％)。将结果示于表2。

(取向性)

取向性基于取向面积率进行评价，所述取向面积率是作为所述观察范围的全部面积中的、法线相对于溅射面的法线方向取向于方位差15°以内取向的{001}、{111}、{101}各面的面积的比例而算出的。取向性的评价基准如下所示。将结果示于表2。

“〇”···{001}、{111}、{101}各面的取向面积率均为10％以上且20％以下(即，取向为随机取向)

“×”···{001}、{111}、{101}各面中的任一面的取向面积率均小于10％或超过20％(即，取向为非随机取向)

(平均KAM值)

算出上述非晶相率的测定中的、全部测定点的KAM值的相加平均值，将该相加平均值作为各实施例或各比较例的靶的平均KAM值。将结果示于表2。

(平均纵横比)

平均纵横按照以下方式算出。即，在上述观察范围中，对于能够观察的全部晶粒，算出分别进行了椭圆近似时的长径/短径的数值，求出这些数值的平均值作为平均纵横比。将结果示于表2。

(溅射面的面积)

溅射面的面积使用游标卡尺测定溅射面的直径2R，算出半径R，通过下述式求出。将结果示于表2。

溅射面的面积＝π×R²

[表1]

[表2]

在表1中，“-”表示未进行处理。能够确认到在表1所示的条件下实施了锭的微细化工序的各实施例的靶的非晶相率为3体积％以下。另外，如图5所示，能够确认到靶的晶粒为带有圆角的微细形状。应予说明，在图5中，线状部分为晶界，被线状部分包围的部分为晶粒。

符号说明

1…溅射靶

11…溅射面

12…接合面

13…截面

20…溅射膜

A…观察区域

B…测定部分

C…测定分区

D…非测定部。

Claims (11)

1.一种溅射靶，其特征在于，包含晶粒，非晶相的含有率为3体积％以下，且包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属。

2.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，氧含量为100质量ppm以下，所述晶粒的平均晶粒粒径为150μm以下。

3.根据权利要求2所述的溅射靶，其中，深度方向上的所述晶粒的所述平均晶粒粒径的最大偏差为30μm以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅射靶，其中，所述晶粒的晶体取向为随机取向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其中，所述溅射靶的溅射面的面积为200cm²以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的溅射靶，其中，所述溅射靶的平均KAM值为2°以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的溅射靶，其中，所述溅射靶的相对密度超过99.6％。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的溅射靶，其中，所述晶粒的平均纵横比为1以上且1.8以下。

9.一种溅射膜的制造方法，其特征在于，通过使用权利要求1至8中任一项所述的溅射靶进行溅射来制造溅射膜。

10.权利要求1至8中任一项所述的溅射靶的制造方法，其特征在于，

所述溅射靶的制造方法具有微细化工序，

所述微细化工序包括以下工序：

塑性加工工序，其中，对包含选自铬、钼和铬-钼合金中的至少1种金属的锭进行塑性加工处理而得到塑性加工体；以及

热处理工序，其中，对所述塑性加工体进行加热处理。

11.根据权利要求10所述的溅射靶的制造方法，其中，重复进行所述微细化工序。