溅射靶材、溅射靶、溅射靶用铝板及其制造方法与流程

本发明涉及在通过溅射法在基板上形成薄膜时所使用的溅射靶用高纯度铝板及其制造方法、以及使用了该溅射靶用高纯度铝板的溅射靶材及溅射靶。

背景技术：

在玻璃基板上制作薄膜器件的液晶显示器或等离子体显示器、薄膜传感器等所使用的电布线膜、电极等一直以来主要使用作为高熔点金属的纯cr膜、纯ta膜、纯ti膜等纯金属膜或它们的合金膜(例如，专利文献1)。

近年来，随着显示器的大型化、高精细化，对于电布线膜或电极膜，为了防止信号的延迟，要求低电阻化、低应力化和这些特性的稳定化。因此，使用与上述的金属膜相比电阻更低的高纯度铝膜。

形成于上述基板的金属的薄膜通过如下方法即所谓的溅射法来形成：在基板与成为形成薄膜时的原料的材料即靶材之间形成等离子体放电，以离子化的氩碰撞靶材的能量击出构成靶材的原子，使该原子沉积于基板而形成薄膜的方法。

在用于实现溅射法的溅射装置中，在形成等离子体放电空间的腔室内的给定位置，配置具有靶材的溅射靶。例如，在专利文献1～6中记载了现有的靶材的例子。

已知在溅射靶材的晶粒直径大的情况下，通过溅射形成的膜厚的偏差变大。另外，若晶粒直径大，则在溅射的阶段，在靶材的表面容易产生因晶面的不同引起的凹凸。并且，若在靶材的表面产生凹凸，则电荷会集中于该凹凸，因此容易发生由于异常放电引起的飞溅。

所谓飞溅，是指溅射靶的一部分分离而成为数μm～数百μm大小的粒子并附着在基板上的溅射不良。飞溅的发生会导致膜厚分布的劣化、生产率的降低，因此不优选。在靶组织中存在裂纹或空孔等缺陷即存在空间的情况下，也容易发生飞溅。

另外，从提高生产效率的观点出发，要求靶材的长寿命化，并且倾向于进行比以往更长时间的溅射。若溅射长时间化则容易产生上述的晶面的不同所引起的凹凸，靶材的局部消耗由于该凹凸更容易进展，因此需要抑制凹凸的效果比以往更高的靶材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－81141号公报

专利文献2：日本特开平6－299342号公报

专利文献3：日本特开2014－47383号公报

专利文献4：日本特许第5328017号公报

专利文献5：日本特开平3－2369号公报

专利文献6：日本特开2004－107758号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

本发明鉴于上述的问题而作，其目的在于，提供一种溅射靶用铝板及其制造方法、以及使用了该溅射靶用高纯度铝板的溅射靶材及溅射靶，通过将晶粒直径及晶面形成为与以往不同的形态，从而能够抑制溅射时的局部消耗，并且通过还抑制飞溅，从而能够在抑制生产率的降低的同时，即使更长时间的溅射也能够使所形成的金属膜的厚度均匀且形成为低电阻。

用于解决问题的手段

本发明的发明人们进行了深入研究，结果发现，通过控制溅射靶材的组织，使得越接近板厚方向的中心部分，晶粒直径越大，能够解决上述现有的课题。

例如，在专利文献1～4中，从改善膜厚偏差的观点出发，对溅射靶材的晶粒直径及晶面进行了控制。但是，没有进行本发明的发明人们所发现的使溅射面的晶粒直径及晶面从板表面朝向板厚方向的中心部连续地变化的组织控制，其效果不充分。

在专利文献5中，虽然实施了在板厚方向上变化的组织控制，但是该组织形态与本发明所规定的组织形态不同。另外，存在将不同的材料彼此之间进行接合的包覆轧制的必要性，与用单体材料实现的本发明相比，从靶材料的生产效率、成本的观点出发，存在课题。

另外，在专利文献6中，虽然也实施了在板厚方向上变化的组织控制，但本来就是以晶体结构与本发明不同的钽为主，另外，制造方法也是基于旋转轴向锻造的制造方法。

在此，特别是织构控制的技术障碍较高。晶体结构的不同自不必说，例如还有轧制、压缩、挤出等塑性加工的方法的不同，或者即使在相同的铝合金中若合金系不同则所形成的织构也会发生变化，因此组织控制的方法本身也不同。本发明在纯度为99.999质量％以上的高纯度铝中，发现了合适的组织，另外，通过对适合于大量生产的单体材料进行轧制，实现了组织控制。

即，本发明的一个方式在于以下的《1》～《3》所涉及的溅射靶材。

《1》

一种溅射靶材，由纯度为99.999质量％以上的铝和不可避免的杂质构成，

在将板表面的平均晶粒直径设为ds[μm]，将板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径设为dq[μm]，并将板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径设为dc[μm]时，满足下述(1)式～(5)式，并且平均晶粒直径在板厚方向上连续地变化。

ds≤230…(1)

dq≤280…(2)

dc≤300…(3)

1.2≤dq/ds…(4)

1.3≤dc/ds…(5)

《2》

根据《1》所述的溅射靶材，其中，

还满足下述(6)式与(7)式的组合以及(8)式与(9)式的组合中的至少一个组合。

1.5≤a001q/a001s…(6)

2.0≤a001c/a001s…(7)

0<a123q/a123s≤0.85…(8)

0<a123c/a123s≤0.65…(9)

其中，

a001s为板表面的{001}面的面积率，

a001q为板厚的1/4的深度处的{001}面的面积率，

a001c为板厚的1/2的深度处的{001}面的面积率，

a123s为板表面的{123}面的面积率，

a123q为板厚的1/4的深度处的{123}面的面积率，

a123c为板厚的1/2的深度处的{123}面的面积率。

《3》

根据《2》所述的溅射靶材，其中，

还满足下述(10)式～(13)式中的至少一个。

0<a011c/a011s≤0.9…(10)

0<a111c/a111s≤0.7…(11)

0<a112c/a112s≤0.9…(12)

0<a113c/a113s≤0.9…(13)

其中，

a011s为板表面的{011}面的面积率，

a011c为板厚的1/2的深度处的{011}面的面积率，

a111s为板表面的{111}面的面积率，

a111c为板厚的1/2的深度处的{111}面的面积率，

a112s为板表面的{112}面的面积率，

a112c为板厚的1/2的深度处的{112}面的面积率，

a113s为板表面的{113}面的面积率，

a113c为板厚的1/2的深度处的{113}面的面积率。

本发明的其他方式在于以下的《4》～《6》所涉及的溅射靶用铝板。

《4》

一种溅射靶材，由纯度为99.999质量％以上的铝和不可避免的杂质构成，

在将板表面的平均晶粒直径设为ds[μm]，将板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径设为dq[μm]，并将板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径设为dc[μm]时，满足下述(1’)式～(5’)式，并且平均晶粒直径在板厚方向上连续地变化。

ds<230…(1’)

dq≤280…(2’)

dc≤300…(3’)

1.2≤dq/ds…(4’)

1.3≤dc/ds…(5’)

《5》

根据《4》所述的溅射靶用铝板，其中，

还满足下述(6’)式与(7’)式的组合以及(8’)式与(9’)式的组合中的至少一个组合。

1.5≤b001q/b001s…(6’)

2.0≤b001c/b001s…(7’)

0<b123q/b123s≤0.85…(8’)

0<b123c/b123s≤0.65…(9’)

其中，

b001s为板表面的{001}面的面积率，

b001q为板厚的1/4的深度处的{001}面的面积率，

b001c为板厚的1/2的深度处的{001}面的面积率，

b123s为板表面的{123}面的面积率，

b123q为板厚的1/4的深度处的{123}面的面积率，

b123c为板厚的1/2的深度处的{123}面的面积率。

《6》

根据《5》所述的溅射靶用铝板，其中，

还满足下述(10’)式～(13’)式中的至少一个。

0<b011c/b011s≤0.9…(10’)

0<b111c/b111s≤0.7…(11’)

0<b112c/b112s≤0.9…(12’)

0<b113c/b113s≤0.9…(13’)

其中，

b011s为板表面的{011}面积的面积率，

b011c为板厚的1/2的深度处的{011}面的面积率，

b111s为板表面的{111}面的面积率，

b111c为板厚的1/2的深度处的{111}面的面积率，

b112s为板表面的{112}面的面积率，

b112c为板厚的1/2的深度处的{112}面的面积率，

b113s为板表面的{113}面的面积率，

b113c为板厚的1/2的深度处的{113}面的面积率。

本发明的又一方式在于以下的《7》～《8》所涉及的溅射靶用铝板的制造方法。

《7》

一种溅射靶用铝板的制造方法，其为对由纯度为99.999质量％以上的铝和不可避免的杂质构成的铸块进行一次或多次轧制，来制造《4》～《6》所述的溅射靶用铝板的方法，其中，

在将上述轧制的最终道次中的压下率设为r[％]，并将轧制结束温度设为t[℃]时，在满足下述(14)式～(15)式的条件下进行上述最终道次的轧制。

150≤t≤300…(14)

r≥8.8×10^-4×(t+273)²－0.9×(t+273)+281…(15)

《8》

根据《7》所述的溅射靶用铝板的制造方法，其中，在上述最终道次的轧制之后，进一步将上述铝板在200～350℃下进行加热并进行退火。

发明效果

根据本发明，能够抑制溅射中的飞溅的产生，同时能够抑制溅射时的局部消耗，因此能够抑制生产损失，并且即使在比以往更长时间的溅射中也能够形成均匀的膜厚的金属薄膜。另外，通过严格地控制轧制条件，能够高效且稳定地获得具备上述的优异特性的溅射靶用铝板材。

附图说明

图1中(a)是示出实施例中的铝板的平均晶粒直径及晶面的面积率的测定位置的剖视图，(b)是示出实施例中的溅射靶材的平均晶粒直径及晶面的面积率的测定位置的剖视图。

图2中(a)是示出实施例中的样品a1的溅射位置的剖视图，(b)是示出实施例中的样品a15的溅射位置的剖视图，(c)是示出实施例中的样品a16的溅射位置的剖视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行更具体的说明。

为了解决如前文所述的问题，本发明的发明人等反复进行各种实验、研究，结果，通过使用在纯度为99.999质量％以上的高纯度铝中具有使溅射面的晶粒直径及晶面从板表面朝向板厚方向的中心部连续地变化的组织的溅射靶用铝材来制作溅射靶材，能够抑制溅射时的局部消耗。而且，发现通过还抑制飞溅，能够在抑制生产损失的同时，即使更长时间的溅射也能够使所形成的金属膜的厚度均匀且形成为低电阻，以至于完成了本发明。

在本说明书中，“板表面”只要是平面状的面的表面，则可以是任意面。在本发明的溅射靶材中，通常将满足后述的(1)式～(5)式的板表面作为溅射面使用。在该溅射靶材具有例如两个满足后述的(1)式～(5)式的板表面的情况下，该板表面中的任一个都可以作为溅射面使用。

本发明所涉及的溅射靶材能够适合用作公知的溅射法中的靶材。另外，本发明所涉及的溅射靶材在用于增大了溅射效率的磁控溅射的情况下，也能够发挥上述的作用效果。

本发明所涉及的溅射靶用铝板及溅射靶材如上所述，由纯度为99.999质量％以上的高纯度铝构成。在铝板的纯度低于99.999质量％的情况下，所形成的金属膜的电阻值变高，因此难以获得目标品质。

另外，在上述铝板中的含氢量多的情况下，容易产生气孔。并且，已知在溅射的阶段该气孔部分会成为凹凸，容易发生飞溅。从避免该问题的观点出发，上述铝板的每100g铝的含氢量优选设为0.3cm³以下。

接着，对上述铝板的晶粒直径的规定理由进行说明。

在本发明的一个方式中，规定了上述溅射靶材中的溅射面的晶粒直径从作为靶材而使用的一侧的板表面朝向板厚方向的中心部连续地变化，并且板表面的平均晶粒直径ds[μm]、板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径dq[μm]、板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径dc[μm]满足下述(1)式～(5)式。

ds≤230…(1)

dq≤280…(2)

dc≤300…(3)

1.2≤dq/ds…(4)

1.3≤dc/ds…(5)

为了获得满足上述(1)～(5)式的溅射靶材，作为原始板的铝板的板表面的平均晶粒直径ds[μm]、板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径dq[μm]、板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径dc[μm]优选满足下述(1’)式～(5’)式。

ds<230…(1’)

dq≤280…(2’)

dc≤300…(3’)

1.2≤dq/ds…(4’)

1.3≤dc/ds…(5’)

在上述的方式中，作为针对在晶粒直径大时通过溅射形成的膜厚的偏差变大的问题、以及在晶粒直径大时容易产生飞溅的问题的对策，在上述(1)式～(3)式中限制了溅射靶材的平均晶粒直径的大小。另外，为了获得满足上述(1)式～(3)式的溅射靶材，在上述(1’)式～(3’)式中限制了成为原始板的铝板的平均晶粒直径的大小。

如上所述，由于晶粒直径的微细化对于膜厚偏差的改善以及飞溅的抑制有效，因此如上述(1)式～(3)式和上述(1’)式～(3’)式所示，对平均晶粒直径设置了上限。另一方面，从改善膜厚偏差及抑制飞溅的观点出发，晶粒直径的下限值并无特别必要，但是过度的晶粒微细化有可能招致生产率的降低。因此，考虑到特性和生产率的兼顾，通常，上述(1)式的平均晶粒直径ds和上述(1’)式的平均晶粒直径ds为30μm以上，上述(2)式的平均晶粒直径dq和上述(2’)式的平均晶粒直径dq为80μm以上，上述(3)式的平均晶粒直径dc和上述(3’)式的平均晶粒直径dc为100μm以上。

一般而言，在溅射初期，从放电开始的瞬间到靶表面熟悉、放电稳定为止的期间，不稳定的等离子体状态持续。该期间的放电的波动容易灵敏地影响等离子体的稳定性，即使在溅射中后期不会成为问题的程度的放电的波动，在溅射初期也会成为阻碍等离子体的稳定化的因子。

如上所述，在溅射初期的不稳定的等离子体状态下，容易发生异常放电，另外，异常放电的持续期间变长，从而达到正常的溅射会花费较长的时间。相反地，即使在溅射中后期的稳定的等离子体状态的期间发生异常放电，大多数情况下也会一次性终结。

换言之，由于溅射靶材从板表面朝向板厚方向的中心部依次使用，因此，在使用的早期阶段，即，在溅射靶材的靠近板表面的部位发生异常放电而产生了飞溅的情况下，除了膜厚偏差之外，直到等离子体状态正常化并达到正常的溅射为止会花费较长的时间，从而生产损失变得更多。因此，抑制在使用的早期阶段的凹凸的产生对于飞溅的抑制是特别重要的，即使在使用的后期开始产生凹凸，不良影响也有限。

因此，在上述(1)式～(3)式中，在接近板表面的部位，更严格地限制了晶粒直径。通过使晶粒直径满足上述(1)式～(3)式，能够抑制飞溅的产生，抑制生产损失且形成均匀的金属薄膜。

另外，在上述的方式中，作为针对在溅射时靶材局部消耗的问题的对策，由上述(4)式～(5)式规定了溅射靶材的平均晶粒直径从板表面朝向板厚方向的中心部逐渐增大。另外，为了获得满足上述(4)式～(5)式的溅射靶材，在上述(4’)式～(5’)式中，规定了作为原始板的铝板的平均晶粒直径从板表面朝向板厚方向的中心部逐渐增大。

在晶粒直径大的情况下，为了使靶物质飞出，需要更大的能量，并且溅射速度下降。这意味着，在更靠近板的中心部的位置、即在对晶粒直径更大的区域进行溅射的局部消耗部中，与其他部位相比，由于晶粒直径的影响，溅射速度降低。因此，为了抑制溅射靶材的局部消耗，如上述(4)式～(5)式及上述(4’)式～(5’)式所示，对平均晶粒直径的比值设置了下限。另一方面，从抑制溅射靶材的局部消耗的观点出发，平均晶粒直径的比值并无上限，但是在对能够以量产规模实施的生产工艺加以考虑的情况下，上述(4)式～(5)式及上述(4’)式～(5’)式中的平均晶粒直径的比值的上限通常为4.0。

因此，通过满足上述(4)式～(5)式，能够抑制局部消耗，能够形成均匀的金属薄膜。与飞溅的抑制同样地，关于局部消耗的抑制，抑制在使用的早期阶段中的发生也是特别重要的，即使在使用的后期开始发生局部消耗，对膜厚偏差的影响也有限。

从抑制局部消耗的观点出发，从板表面到板厚方向的中心部的晶粒直径之差越大，越为优选。但是，由于从改善膜厚偏差及抑制飞溅的观点出发来确定最大晶粒直径，所以为了兼顾各特性，需要同时满足上述(1)式～(5)式。

为了更可靠地获得由晶粒直径的影响带来的膜厚偏差的改善、飞溅和局部消耗的抑制效果，溅射靶材的板表面的平均晶粒直径ds[μm]、板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径dq[μm]、板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径dc[μm]优选满足下述(16)式～(20)式。

ds≤210…(16)

dq≤275…(17)

dc≤300…(18)

1.3≤dq/ds…(19)

1.4≤dc/ds…(20)

为了获得满足上述(16)式～(20)式的溅射靶材，作为原始板的铝板的板表面的平均晶粒直径ds[μm]、板厚的1/4的深度处的平均晶粒直径dq[μm]、板厚的1/2的深度处的平均晶粒直径dc[μm]优选满足下述(16’)式～(20’)式。

ds<210…(16’)

dq≤275…(17’)

dc≤300…(18’)

1.3≤dq/ds…(19’)

1.4≤dc/ds…(20’)

另外，在由铝板制作溅射靶材时，通常通过切削加工、研磨加工等对板表面进行加工。关于该加工量，根据需要适当设定即可，但是从高效地使用材料的观点出发，优选加工所导致的板厚的减少量最大为3mm左右。

在上述的方式中规定的溅射靶材或溅射靶用铝板的平均晶粒直径d优选通过下述(21)式来计算。

【数式1】

其中，n表示存在于观察范围内的晶粒的总数，ai、di分别表示所关注的晶粒i的面积和晶粒直径。

在上述(21)式中，相对于以个数进行加权的一般计算方法，进行以面积的加权。设想在观察范围内存在有75个细粒和1个粗粒的情况，来更具体地说明一般计算方法与上述(21)式的不同。另外，设各细粒的晶粒直径di为100μm，面积ai为0.01mm²，粗粒的晶粒直径di为500μm，面积ai为0.25mm²。

在设想上述情况时，基于上述(21)式的平均晶粒直径d如下所示。

d＝(100[μm]×0.01[mm²]×75+500[μm]×0.25[mm²]×1)/(0.01[mm²]×75+0.25[mm²]×1)＝200μm

另一方面，在一般计算方法中，由于不进行基于面积的加权，所以平均晶粒直径d’计算如下。

d’＝(100[μm]×75+500[μm]×1)/(75+1)＝105μm

如此，根据上述(21)式，由于进行了以面积的加权，所以在产生了粗大的晶粒直径的情况下，会计算出比一般计算方法更大的值。因此，在规定了平均晶粒直径的最大值的本发明中，成为比一般的平均晶粒直径的计算方法更严格的方法。

关于平均晶粒直径的详细测定方法，结合晶面的测定方法在后面叙述。

下面，对本发明所涉及的溅射靶用铝板及溅射靶材的晶面的规定理由进行说明。

在本发明所涉及的溅射靶材的其他方式中，规定了溅射面的晶面从作为靶材而使用的一侧的板表面朝向板厚方向的中心部变化，并且满足下述(6)式与(7)式的组合以及下述(8)式与(9)式的组合当中的至少一个组合。

1.5≤a001q/a001s…(6)

2.0≤a001c/a001s…(7)

0<a123q/a123s≤0.85…(8)

0<a123c/a123s≤0.65…(9)

为了获得满足上述(6)式与(7)式的组合的溅射靶材，作为原始板的铝板的晶面优选满足下述(6’)式与(7’)式的组合。另外，为了获得满足上述(8)式与(9)式的组合的溅射靶材，作为原始板的铝板的晶面优选满足下述(8’)式与(9’)式的组合。

1.5≤b001q/b001s…(6’)

2.0≤b001c/b001s…(7’)

0<b123q/b123s≤0.85…(8’)

0<b123c/b123s≤0.65…(9’)

通过使溅射靶材的晶面满足上述(6)式与(7)式的组合以及上述(8)式与(9)式的组合中的至少一个组合，能够抑制溅射靶材的局部消耗。如上述的专利文献1、2及专利文献4～6所记载的那样，已知在溅射中，溅射速度根据晶面而不同，一直以来以与本发明的方式不同的方式进行晶面的控制。关于各个晶面与溅射速度之间的严格关系存在各种说法，关于在本发明的方式中能够抑制局部消耗的理由，需要在今后弄清楚，但是目前，可推测为由于{001}面的增加及{123}面的减少而引起溅射速度的降低，结果，能够抑制局部消耗，并且形成均匀的金属薄膜。

因此，为了抑制溅射靶材的局部消耗，在上述(6)式～(7)式及上述(6’)式～(7’)式中，对晶面的比值设置了下限。另一方面，从抑制溅射靶材的局部消耗的观点出发，晶面的比值并无上限，但是在对能够以量产规模实施的生产工艺加以考虑的情况下，通常，上述(6)式和上述(6’)式中的晶面的比值的上限为40，同样地，上述(7)式和上述(7’)式中的晶面的比值的上限为50。

同样地，为了抑制溅射靶材的局部消耗，在上述(8)式～(9)式及上述(8’)式～(9’)式中，对晶面的比值设置了上限。另外，由于作为晶面的比值不取零及负值，因此如上述(8)式～(9)式及上述(8’)式～(9’)式所示那样，对比值设置了下限。

另外，通过满足下述(22)式与(23)式的组合以及下述(24)式与(25)式的组合中的至少一个组合，能够更可靠地抑制局部消耗。

2.0≤a001q/a001s…(22)

2.5≤a001c/a001s…(23)

0<a123q/a123s≤0.75…(24)

0<a123c/a123s≤0.50…(25)

为了获得满足上述(22)式与(23)式的组合的溅射靶材，优选作为原始板的铝板的晶面满足下述(22’)式与(23’)式的组合。另外，为了获得满足上述(24)式与(25)式的组合的溅射靶材，优选作为原始板的铝板的晶面满足下述(24’)式与(25’)式的组合。

2.0≤b001q/b001s…(22’)

2.5≤b001c/b001s…(23’)

0<b123q/b123s≤0.75…(24’)

0<b123c/b123s≤0.50…(25’)

另外，除了上述(6)式～(9)式所示的晶面的控制之外，通过还满足下述(10)式～(13)式中的至少一个，能够进一步抑制局部消耗，并且形成均匀的金属薄膜。

0<a011c/a011s≤0.9…(10)

0<a111c/a111s≤0.7…(11)

0<a112c/a112s≤0.9…(12)

0<a113c/a113s≤0.9…(13)

为了获得满足上述(10)式的溅射靶材，优选作为原始板的铝板的晶面满足下述(10’)式。同样地，为了获得满足上述(11)式、(12)式、(13)式的溅射靶材，优选作为原始板的铝板的晶面分别满足下述(11’)式、(12’)式、(13’)式。

0<b011c/b011s≤0.9…(10’)

0<b111c/b111s≤0.7…(11’)

0<b112c/b112s≤0.9…(12’)

0<b113c/b113s≤0.9…(13’)

与上述(6)式～(9)式同样地，关于各个晶面与溅射速度之间的严格关系，需要在今后进行详细的调查，但是可推测是由于{011}、{111}、{112}、{113}面朝向板厚方向的中心部减少，导致溅射速度的降低，其结果，使得局部消耗得到了抑制。因此，为了抑制溅射靶材的局部消耗，在上述(10)式～(13)式及上述(10’)式～(13’)式中，对晶面的比值设置了上限。另外，由于作为晶面的比值不取零及负值，因此如上述(10)式～(13)式及上述(10’)式～(13’)式所示那样，对比值设置了下限。

为了获得更进一步的局部消耗抑制效果，优选满足下述(26)式～(29)式中的至少一个。

0<a011c/a011s≤0.8…(26)

0<a111c/a111s≤0.5…(27)

0<a112c/a112s≤0.8…(28)

0<a113c/a113s≤0.8…(29)

为了获得满足上述(26)式的溅射靶材，作为原始板的铝板的晶面优选满足下述(26’)式。同样地，为了获得满足上述(27)式、(28)式、(29)式的溅射靶材，作为原始板的铝板的晶面优选分别满足下述(27’)式、(28’)式、(29’)式。

0<b011c/b011s≤0.8…(26’)

0<b111c/b111s≤0.5…(27’)

0<b112c/b112s≤0.8…(28’)

0<b113c/b113s≤0.8…(29’)

这里，对上述的平均晶粒直径和晶面的面积率的测定方法进行说明。在进行这些测定时，利用附属于扫描型电子显微镜的背散射电子衍射测定装置(sem－ebsd)测定与溅射面平行的面。

在溅射靶材的板表面的测定中，具体而言，对上述铝板的板表面进行上述的切削加工等加工，然后对该板表面依次进行抛光研磨、电解研磨而去除加工层。另外，对板表面的抛光研磨和电解研磨所导致的板厚的减少量为2μm以下。

在上述铝板的板表面的测定中，对板表面依次实施抛光研磨、电解研磨。

在溅射靶材及上述铝板中的具有板厚的1/4的深度、1/2的深度的面的测定中，通过机械研磨、抛光研磨将各材料切削到给定的板厚后，通过电解研磨去除加工层。

对通过上述得到的各材料的电解研磨面在12mm×6mm的范围内进行测定。由于在统计学上优选在测定范围内包含5000个左右的晶粒直径，因此在测定时间允许的情况下实施更广范围的测定为宜。另外，在一个视野无法进行12mm×6mm的测定的情况下，在测定多个视野之后，使用后述的ebsd分析测定软件，将各视野的方位信息进行结合并作为一个数据即可。测定的步长优选为晶粒直径的1/10左右。在本发明中，以5μm进行测定，另外，在与相邻的方位之间的角度差为5°以上的情况下，将该相邻方位彼此之间的边界线视为晶粒边界。

根据所得到的信息，使用ebsd分析软件来求出平均晶粒直径和各方位面的面积率。作为分析软件，例如可以使用tsl公司制的“oimanalysis”。关于平均晶粒直径，通过进行上述以面积的加权的方法来计算出，关于晶面的面积率，将允许角度设为从理想方位偏离±10°来求出。实施例所记载的晶粒直径、晶面的测定方法的一览如下所示。

装置：tsl公司制造的背散射电子衍射成像装置

测量软件：oimdatacollectionver.5.31

分析软件：oimanalysisver.5.31

测定区域：面积12mm×6mm

步长：5μm

晶粒边界：相邻测量点的方位差为5°以上

晶面的分析中的允许范围：理想方位±10°

此外，当然，通过满足上述的晶粒直径的规定和晶面的规定这两者，还能够获得由晶粒直径的影响带来的膜厚偏差的改善、由抑制溅射中的异常放电的发生及溅射中的靶材的局部消耗带来的膜厚偏差的改善效果。另外，在进行溅射的面侧及其相反侧双方均满足上述的晶粒直径的规定及晶面的规定时，具有能够无溅射靶用铝板的表背关系地制造溅射靶材的优点。

接着，对本发明所涉及的溅射靶用铝板的制造方法进行说明。

在本发明所涉及的溅射靶用铝板的制造方法中，如上所述，通过对由纯度为99.999质量％以上的高纯度铝构成的铸块进行一次或多次轧制，从而得到具有最终板厚的板。在上述铸块的纯度小于99.999质量％的情况下，使用所得到的溅射靶材形成的薄膜的电阻值变高，使用铝作为靶的优点减少。

在上述轧制中，至少最终道次中的压下率r[％]、轧制结束温度t[℃]需要满足上述(14)式～(15)式。

150≤t≤300…(14)

r≥8.8×10^-4×(t+273)²－0.9×(t+273)+281…(15)

通过在上述条件下实施轧制的最终道次，能够根据板厚方向的位置导入不同的应变能。而且，由于轧制结束温度、即轧制结束时的铝板的温度足以作为再结晶温度，因此能够无需另外进行退火而在板厚方向上使晶粒直径和晶面变化。其结果，能够获得满足上述规定的溅射靶用铝板。

为了进行上述的组织控制，一个道次中的大压下是不可缺少的。另外，在轧制结束温度低的情况下，需要更大的应变能以引起再结晶。因此，在轧制温度低的情况下，需要更大的压下量。另一方面，在轧制温度高的情况下，容易发生应变能的恢复。因此，为了通过轧制来蓄积充分的应变能，需要更大的压下量。如上所述，在横轴取轧制结束温度t、且纵轴取最终道次中的压下率r时，最终道次中的轧制结束温度t、压下率r的优选范围的边界描绘出如由上述(15)式规定的向下突出的抛物线。另一方面，当最终道次中的压下率r过大时，有可能招致所得到的轧制板的表面不良或形状不良。为了避免这些问题，优选将最终道次中的压下率r设为80％以下。

另外，在轧制结束温度低于150℃的情况下，在轧制后不发生再结晶，成为飞溅的产生的原因的残留应变增大。另一方面，在轧制结束温度超过300℃时，晶粒直径会因晶粒生长而粗大化，因此有可能无法满足晶粒直径的规定。另外，在最终道次的压下率不满足上述(15)式的情况下，板厚方向上的应变能的差变小，难以如上述各式所规定的那样控制板厚方向上的晶粒直径和晶面。例如，在轧制结束温度t为200℃、300℃的情况下，分别需要52.2％以上、54.2％以上的压下率r。

另外，通过满足下述(30)式来代替上述(15)式，能够更可靠地抑制异常放电和局部消耗。

r≥8.8×10^-4×(t+273)²－0.9×(t+273)+286…(30)

如上所述，作为用于控制组织的主要因素，基于轧制的最终道次的应变能的引入和再结晶是支配性的。因此，对于最终道次以外的道次中的轧制条件，不特别规定压下率、温度等，可以根据需要适当设定条件。在考虑到量产规模的制造时，最终道次以外的道次中的轧制开始温度例如可以设为150℃以上且500℃以下。由于在轧制开始温度低于150℃时变形阻力变大，所以轧制道次数增加，有可能引起生产效率的降低。另一方面，在轧制开始温度超过500℃的情况下，不仅加热所需的燃油费用增加，而且有时需要用于使最终道次中的轧制结束温度进入上述范围的冷却工序。

另外，在上述制造方法中，虽然可以根据需要进行均质化处理、冷轧或热处理等，但是从满足晶粒直径和晶面的规定来看并非必须，由于工序增加，所以生产效率降低。

进一步而言，本发明所涉及的溅射靶用铝板也可以通过仅对铸块进行一个道次的轧制来制造。

另外，在上述制造方法中，也可以在上述轧制后，进一步在200℃以上且350℃以下的温度下加热上述铝板并进行退火处理。在这种情况下，能够去除容易成为异常放电的主要因素的铝板的残留应变。

在以小于200℃进行退火处理的情况下，无法得到该效果，在以超过350℃的温度进行退火处理的情况下，有可能在退火处理过程中晶粒因二次再结晶而粗大化，变得无法满足晶粒直径的规定。另外，对热处理的保持时间没有特别规定，但是从生产效率、经济性的观点出发，优选设为10小时以内。对于保持时间的下限无需特别规定。

另外，在使用通过本发明所得到的溅射靶用铝板来制作溅射靶材时，采用现有已知的方法即可。

【实施例】

以下，将本发明的实施例与比较例一起进行记载。另外，以下的实施例用于说明本发明的效果，本发明的技术范围不受实施例记载的工艺和条件所限制。

首先，准备由纯度为99.999质量％以上的工业用高纯度铝构成的铸块，按照表1所示的条件进行轧制，得到厚度为10～26mm的铝板(样品a1～a25、b1～b10)。另外，对一部分样品在进行轧制的最终道次后，在表1所示的条件下进行最终退火。另外，样品a1～a25满足本发明所涉及的规定，样品b1～b10不满足本发明所涉及的规定。

就样品a10、a14、a20、a22、b6而言，作为轧制工序仅进行了一个道次。a6、a11、a18、a21、a22、b2～b4、b10没有实施最终退火。另外，在表1中的“(15)式”这一栏记载了通过将轧制的最终道次中的轧制结束温度t代入上述(15)式的右边而计算出的值，在“(30)式”这一栏记载了通过将轧制结束温度t代入上述(30)式的右边而计算出的值。

轧制工序通过辊直径为450mm的可逆式两级辊轧机进行。关于压下率大的条件，通过预先将轧制材料的前端加工成楔形、即加工成板厚越接近前端越薄的形状，从而防止咬入不良。另外，关于表1所示的压下率、温度，为在不是加工成楔形的部位的恒定部处的值，之后所示的表2和表3的各种测定结果也是在恒定部处的值。

对按照表1的条件制作出的铝板(以下，称为“原始板”)分别测定板表面、板厚的1/4的深度、板厚的1/2的深度的各位置处的平均晶粒直径d和晶面的面积率b。各测定位置处的平均晶粒直径d、平均晶粒直径d之比、晶面的面积率b之比的测定结果如表2所示。另外，由于样品b3的轧制结束温度低，所以成为未再结晶组织。

接着，如图1所示，对原始板1的一个板表面11及另一个板表面14实施切削加工，制作溅射靶材2。对于该溅射靶材2，测定图1的(b)所示的表侧面21、板厚的1/4的深度22、板厚的1/2的深度23的各位置处的平均晶粒直径d及晶面的面积率a。各测定位置处的平均晶粒直径d、各测定位置处的平均晶粒直径d之比、各测定位置处的晶面的面积率a之比的测定结果如表3所示。另外，以下，为了方便起见，有时将原始板1的一个板表面11称为“表侧面11”，将另一个板表面14称为“背侧面14”。

而且，使用这些溅射靶材进行了溅射所引起的膜厚偏差、溅射所引起的异常放电的发生的评价，并将其评价结果示于表3。

另外，溅射靶材2如上所述，通过对原始板1的表侧面11及背侧面14实施切削加工而制作出。因此，溅射靶材2的板厚与原始板1不同。另外，如图1所示，溅射靶材2的表侧面21、具有板厚的1/4的深度的位置22、具有板厚的1/2的深度的位置23与原始板1的表侧面11、具有板厚的1/4的深度的位置12、具有板厚的1/2的深度的位置13不同。

平均晶粒直径d及d、晶面的面积率a及b的测定方法如上所述。另外，溅射所引起的膜厚偏差、异常放电的评价条件如下所述。

首先，对原始板1进行切割加工及切削加工，得到溅射靶材2。具体而言，对于板厚为26mm的原始板(样品a15)，在切削加工中将原始板1的表侧面11切削2mm，将背侧面14mm切削4.3mm。另外，对于板厚为13mm的原始板1(样品a1～a14、a17～a25、b1～b10)及板厚为10mm的原始板1(样品a16)，在切削加工中将原始板1的表侧面11切削1mm，将背侧面14切削0.3mm。进行这些切削加工后，以从表侧面21开始进行溅射的方式将各靶材2安装于背板，制作出溅射靶。

使用该溅射靶交替进行对虚设基板的溅射和对评价用基板的溅射。并且，制作了在靶材的使用量少的使用初期成膜了铝膜的评价用基板和在靶材的使用量多的使用后期成膜了铝膜的评价用基板这两种评价用基板。

具体而言，在对虚设基板的初次溅射中，将溅射时间设为0.1小时。在对评价用基板的初次溅射中，将溅射时间设为55秒。

在对虚设基板的第二次溅射中，根据原始板的厚度改变了溅射时间。即，对于原始板的板厚为13mm的样品a1～a14、a17～a25、b1～b10，将溅射时间设为了65小时。对于原始板的板厚为26mm的样品a15，将溅射时间设为了115小时。对于原始板的板厚为10mm的样品a16，将溅射时间设为了45小时。

在对评价用基板的第二次溅射中，将溅射时间设为了55秒。

图2示出了各样品的相对于原始板的溅射靶材部位和溅射评价部位。图2中的符号11、符号14分别为原始板1的表侧面、背侧面。另外，符号21、符号24分别为溅射靶材2的表侧面(即，进行溅射的面)、实施了切削加工后的背侧面。

符号25是对评价用基板的第二次溅射完成的时间点的溅射面的位置。对于原始板的板厚为13mm的样品a1～a14、a17～a25、b1～b10，溅射量的合计为10mm。对于原始板的板厚为26mm的样品a15，溅射量的合计为17.8mm。对于原始板的板厚为10mm的样品a16，溅射量的合计为7.2mm。

另外，溅射评价装置及溅射时间以外的溅射条件如下所述。

·溅射装置：endura5500pvd(amat公司制)

·溅射功率：10kw

·氩气流量：21sccm

·基板温度：无加热

·评价用基板：si晶片

在对评价用基板的初次溅射中，再现了溅射靶材2的使用量少的初期状态，在对评价用基板的第二次溅射中，再现了使用进展后的后期状态。

另外，在进行溅射的期间，使用微弧监控器(landmarktechnology公司制)对异常放电的次数进行计数。并且，在从开始对虚设基板的初次溅射起到对评价用基板的第二次溅射结束为止的期间中发生的异常放电的次数的合计为3次以下的情况下，在表3的“异常放电次数”这一栏记载记号“a”，在为4～5次的情况下，记载记号“b”，在为6次以上的情况下，记载记号“c”。在异常放电的评价中，对于异常放电次数的合计为5次以下的记号a、b的情况，由于异常放电被充分抑制，因此判定为合格，对于为6次以上的记号c的情况，由于容易引起异常放电，因此判定为不合格。

另外，基于根据通过四端子法的电阻的测定换算出的膜厚的值，对通过各次溅射所形成的铝膜的膜厚分布进行了评价。膜厚的测定是在基板内的49个点进行的。并且，根据这些值中的最大值xmax[μm]和最小值xmin[μm]，根据下述(31)式来计算出膜厚偏差sx[％]。

sx＝{(xmax－xmin)/(xmax+xmin)}×100…(31)

在膜厚偏差sx的值为5％以下的情况下，在表3的“膜厚偏差”这一栏记载记号“a”，在大于5％且为5.5％以下的情况下，记载记号“b+”，在大于5.5％且为6.5％以下的情况下，记载记号“b”，在大于6.5％的情况下，记载记号“c”。在膜厚偏差的评价中，对于膜厚偏差的值为6.5％以下的记号a、b+、b的情况，由于膜厚偏差足够小，因此判定为合格，对于大于6.5％的记号c的情况，由于膜厚偏差大，因此判定为不合格。

【表1】

【表2】

【表3】

在由满足本发明所涉及的平均晶粒直径的规定的样品a1～a25构成的溅射靶材中，从溅射初期到末期，异常放电的发生次数为5次以下，能够充分地抑制异常放电的发生。另外，在由这些样品中的平均晶粒直径满足上述(16)式～(20)式的规定的样品a9～a25构成的溅射靶材中，异常放电的发生次数为3次以下，能够更有效地抑制异常放电的发生。另一方面，在由不满足本发明所涉及的平均晶粒直径的规定的样品b1～b10构成的溅射靶材中，异常放电的发生次数超过5次，异常放电发生较多。

另外，关于膜厚偏差，在由样品a1～a25构成的溅射靶材中，从溅射初期到末期在6.5％以内，能够充分地降低膜厚偏差。另外，这些样品中的除了满足平均晶粒直径的规定之外还满足晶面的规定的样品a12、a18、a23～a24在5.5％以内，样品a9～a11、a13～a17、a19～a22、a25在5％以内，能够进一步降低膜厚偏差。另一方面，在由样品b1～b10构成的溅射靶材中，膜厚偏差较大，超过6.5％。

另外，在由满足更适当的轧制条件的样品a9～a25构成的溅射靶材中，对于异常放电及膜厚偏差的抑制，能够确认更进一步的效果。

由以上的结果可以理解，通过本发明所获得的溅射靶用铝板及溅射靶材通过将晶粒直径及晶面控制为与以往不同的形态，能够抑制溅射时的局部消耗。此外，通过还抑制异常放电，能够抑制生产损失，并且即使在长时间的使用中，所形成的金属膜的厚度也均匀，从而能够形成为低电阻。另外，通过严格地规定轧制条件，能够稳定且高效地获得具有上述的优异特性的溅射靶用铝板。

符号说明

1铝板

11板表面

12具有板厚的1/4的深度的位置

13具有板厚的1/2的深度的位置

2靶材

21板表面

22具有板厚的1/4的深度的位置

23具有板厚的1/2的深度的位置。