CN104233203A - 烧结装置、烧结体的制造方法和靶材 - Google Patents

烧结装置、烧结体的制造方法和靶材 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种能够维持高生产性并抑制模具的消耗的烧结装置、使用这种烧结装置的烧结体的制造方法和靶材，所述烧结装置包括：设置在大气中的非可动部；可动部，所述可动部具有能够收容处理物的模具并且相对于所述非可动部可拆卸地装载；覆盖部件，所述覆盖部件以大致密闭状态包围装载在所述非可动部上的所述可动部并且能够在以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。

Description

烧结装置、烧结体的制造方法和靶材
相关申请的交叉参考
本申请要求享有于2013年6月18日提交的日本在先专利申请JP2013-127684的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及一种优选用于制备溅射成膜用的靶材等的烧结装置、使用这种烧结装置的烧结体的制造方法和靶材。
背景技术
在使用溅射法的薄膜成膜工艺中，靶材的组成和密度显著决定这种工艺的性质和通过成膜制造的器件的特性。因此，要求具有高密度和高组成均匀性的靶材。
目前，在溅射用靶材的制造中，真空热压装置(例如，参照日本未审查专利申请公开No.H6-297198和No.H9-318273)的使用已成为主流。在真空热压装置中，通过在真空下或可控气氛下进行压力烧结来显著提高密度、结晶性和组成等的可控性和均匀性。
另一方面，在这种方法的情况下，加热和烧结部由能够耐高真空的坚固壳体构成，导致复杂和昂贵的装置构造。此外，容器的容积和热容量的增大使真空处理、气氛置换、加热和冷却花费许多时间，导致较长的节拍(takt)时间和生产性的下降。
与此相反，不具有壳体或只具有简单的外壳的在大气气氛下进行烧结的热压装置在气氛控制方面比不上真空热压装置，但是在简化结构和减少整体热容量方面有利。可以在烧结完成阶段将被烧结材料与模具(钢型)一起从热压装置取出，这确保了节拍时间的缩短和生产性的提高。
然而，当在大气气氛下进行烧结时，会出现以下问题：由碳石墨材料制成的模具在高温下可能与空气中的氧气反应，因而模具的外径每次进行烧结都会变得更小，即，会消耗。
发明内容
希望提供一种能够维持高生产性并抑制模具的消耗的烧结装置、使用这种烧结装置的烧结体的制造方法和靶材。
根据本公开的实施方案，提供了一种包括以下构成要素(A)～(C)的烧结装置：
(A)设置在大气中的非可动部；
(B)可动部，所述可动部具有能够收容处理物的模具并且相对于所述非可动部可拆卸地装载；和
(C)覆盖部件，所述覆盖部件以大致密闭状态包围装载在所述非可动部上的所述可动部并且能够在以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
这里，"非可动部"指的是固定到建筑物的地面、墙壁和天花板等上而可以适宜地移动或进行位置调节但是难以从建筑物拆卸并难以运送的任意部件(加压杆、高频感应线圈和台座等)。"大致密闭状态"指的是在覆盖部件的内部构成封闭空间以及使可能随着封闭空间中的内部气体的膨胀和收缩而产生的气体的流出/流入量最小的状态。
在根据本公开上述实施方案的烧结装置中，可动部被覆盖部件以大致密闭状态包围，这抑制了在烧结时的高温下模具与空气中的氧气的反应和模具的消耗。在烧结结束时，在可动部由覆盖部件以大致密闭状态包围的状态下使可动部与非可动部分离以移动到冷却用的另一个位置。这允许立即开始随后的烧结，从而提高生产性。
根据本公开的实施方案，提供了一种烧结体的制造方法，所述方法包括以下步骤(A)～(D)：
(A)在设置于大气中的非可动部上装载具有收容处理物的模具的可动部；
(B)利用覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部；
(C)在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热；以及
(D)在对所述模具内的处理物加压和加热后，在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
根据本公开的实施方案，提供了一种靶材，所述靶材通过以下方法来制造：在设置于大气中的非可动部上装载具有收容包含目标原料的处理物的模具的可动部，其后在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热。
根据本公开上述实施方案的烧结装置，设置了覆盖部件，该覆盖部件以大致密闭状态包围装载在非可动部上的可动部并可以在以大致密闭状态包围可动部的状态下使可动部与非可动部分离。此外，根据本公开上述实施方案的烧结体的制造方法，在由覆盖部件以大致密闭状态包围可动部的状态下对模具内的处理物加压和加热，其后在以大致密闭状态包围可动部的状态下使可动部与非可动部分离。这使得可以维持高生产性以及抑制模具的消耗。
根据本公开上述实施方案的靶材，该靶材通过以下方法来制造：在由覆盖部件以大致密闭状态包围可动部的状态下对模具内的处理物加压和加热，这确保了高生产性以及抑制模具消耗，从而实现成本降低。
应当理解，不论上述概括说明还是以下详细说明都是示例性的，并且其目的是用来提供对所请求保护的技术的进一步解释。
附图说明
所包含的附图是为了提供对本公开的进一步理解，其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图与说明书一起示出实施方案并用来解释本技术的原理。
图1是示出根据本公开参考例1的烧结装置的构造的断面图。
图2是示出研究了图1所示的参考例1的模具的直径和使用次数之间的关系的实验结果的图表。
图3是示出研究了图1所示的参考例1的模具在经过一定时间后中心部的温度差和使用次数之间的关系的实验结果的图表。
图4是示出根据本公开第一实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图5是示出图4所示的烧结装置从上侧看时的构造的平面图。
图6是示出图4所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图7是示出使用图4所示的烧结装置的烧结体的制造方法的流程的流程图。
图8是示出研究了图4所示的模具的直径和使用次数之间的关系的实验结果的图表。
图9是示出研究了图4所示的模具在经过一定时间后中心部的温度差和使用次数之间的关系的实验结果的图表。
图10是示出通过图7所示的烧结体的制造方法制造的目标的例子的平面图。
图11是示出目标的另一个例子的平面图。
图12是示出根据本公开第二实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图13是示出图12所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图14是示出根据本公开第三实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图15是示出图14所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图16是示出根据本公开第四实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图17是示出图16所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图18是示出根据本公开第五实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图19是示出图18所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图20是示出根据本公开第六实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图21是示出图20所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图22是示出根据本公开第七实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图23是示出图22所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图24是示出使用图22所示的烧结装置的烧结体的制造方法的流程的流程图。
图25是总结图24所示的四种制造方法中的气体导入/停止的表格。
图26是示出根据本公开第八实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图27是示出图26所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图28是示出根据本公开第九实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图29是示出图28所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图30是示出根据本公开第十实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图31是示出图30所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图32是示出根据本公开第十一实施方案的烧结装置的构造的断面图。
图33是示出图32所示的可动部与固定部分开的状态的断面图。
图34是示出根据变形例1的烧结装置的构造的断面图。
图35是示出根据变形例2的烧结装置的构造的断面图。
图36是示出根据变形例3的烧结装置的构造的断面图。
图37是示出根据变形例4的烧结装置的构造的断面图。
图38是示出图37所示的烧结装置从上侧看时的构造的平面图。
图39是示出根据变形例5的烧结装置的构造的断面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本公开的一些实施方案。需要指出的是按以下顺序进行说明。
1.参考例1的实验结果
2.第一实施方案(其中覆盖部件通过与主体的顶面的面接触而悬吊支撑并且在覆盖部件和支撑台之间设置间隙的例子)
3.第二实施方案(其中在第一实施方案中，在主体的顶面上设置台阶以定位覆盖部件的例子)
4.第三实施方案(其中在第一实施方案中，覆盖部件接着在主体的顶面上的角部设置有台阶的例子)
5.第四实施方案(其中覆盖部件构造成两件式并且筒状下部覆盖部件用盖状上部覆盖部件覆盖的例子)
6.第五实施方案(其中覆盖部件构造成两件式并且圆盘状上部覆盖部件松动地装配到筒状下部覆盖部件的例子)
7.第六实施方案(其中覆盖部件通过与支撑台面接触而被支撑并且在覆盖部件和主体的侧面之间设置间隙的例子)
8.第七实施方案(其中在第一实施方案中，覆盖部件与气体导入管连接的例子)
9.第八实施方案(其中在第七实施方案中设置气体扩散室和气体吹出口的例子)
10.第九实施方案(其中在第五实施方案中，上部覆盖部件与气体导入管连接并且设置有气体扩散室和气体吹出口的例子)
11.第十实施方案(其中在第六实施方案中，覆盖部件与气体导入管连接并且设置有气体扩散室和气体吹出口的例子)
12.第十一实施方案(其中在第五实施方案中，下部覆盖部件的下侧与气体导入管连接并且设置有气体扩散室和气体吹出口的例子)
13.变形例1(其中在第一实施方案中，覆盖部件由陶瓷材料制成并且在侧面设置温度测量用开口部的例子)
14.变形例2(其中在第五实施方案中，上部覆盖部件和下部覆盖部件都由陶瓷材料制成并且在下部覆盖部件的侧面设置温度测量用开口部的例子)
15.变形例3(其中在第五实施方案中，上部覆盖部件由陶瓷材料制成并且下部覆盖部件由石英玻璃制成的例子)
16.变形例4(其中在第一实施方案中设置从模具的外表面朝向内部方向延伸的孔的例子)
17.变形例5(其中在变形例4中，孔在模具的高度方向上设置在与处理物的放置位置不同的位置处的例子)
首先，在对各个具体实施方案进行说明之前，作为构成这些实施方案共同的本公开基础的前提事项，基于实验结果对在大气气氛下烧结时模具的消耗进行说明。
(参考例1中的装置构造)
使用图1所示的烧结装置101。烧结装置101被构造成包括收容作为将被烧结材料的处理物110的模具120、在垂直方向上对处理物110施加单轴压力的冲压机130和加压杆102A以及具有高频感应线圈141的加热部102B。模具120安装在支撑台103B和台座102C上。模具120被构造成通过将嵌入钢型(内模具)嵌入钢型(外模具)121中来限定处理物110的平面形状。冲压机130被构造成从上下将处理物110插入下部冲压机131和上部冲压机132之间。
这里，在图1中，下部冲压机131和上部冲压机132的加压方向(垂直方向)被定义为Z方向，与Z方向垂直的平面被定义为XY平面。
在下部冲压机131和处理物110之间设置调节厚度用的下部衬垫133。在上部冲压机132和处理物110之间设置调节厚度用的上部衬垫134。
钢型121、嵌入钢型122、下部冲压机131、上部冲压机132、下部衬垫133和上部衬垫134都由碳材料(更具体地，碳石墨)构成。
此外，冲压机130从上下插入由陶瓷材料制成的下部绝热板151和上部绝热板152之间。在模具120和冲压机130的表面(侧面、顶面和底面)上缠绕由陶瓷纤维等制成的绝热材料153。
(实验和结果)
使用烧结装置101在约1200℃的温度下重复烧结过程，并研究了此时模具120的直径和使用次数之间的关系。结果如图2所示。
从图2可以看出，在参考例1中，每次进行烧结模具120都消耗约5mm，并且其一旦到达耐压的最小厚度，那么将超出其使用寿命。特别地，在陶瓷材料等的高温烧结的情况下，消耗度显著地增加，这可能会使模具120的消耗度和库存的管理等复杂化。此外，昂贵模具120的消耗成本可能使烧结体的制造成本升高，并因此使最终制品的制造成本升高。
此外，这个问题不是简单地仅涉及模具120的寿命。例如，当使用高频感应加热法加热模具120时，首先，加热模具120的外表面，然后加热朝向模具120的内部前进。由于模具120的消耗以及其厚度变得更薄，模具120的发热点(模具120的外表面)和处理物110之间的距离在每次使用模具120时都会有变化，并且在模具120的中心部的温度更快上升。因此，如图3所示，这引起到达目标温度所花费的时间和温度梯度的变化。即，烧结次数的温度历史不同，并且发生最终的烧结体的性质的品质变化。需要指出的是，对于模具120在经过一定时间后中心部附近的温度，图3绘制了当将模具120的使用次数中第一次时的温度用作基准时第二次以后的任意次的温度和第一次时的温度之间的差。
(结果的分析)
如上所述，发现在大气烧结型的烧结装置101中，模具120的消耗对制造成本的增加和烧结体的质量变化等具有严重影响。另一方面，在大气烧结型的烧结装置101中，可以在烧结完成阶段一起取出被烧结材料与模具120。因此，烧结装置101具有减少节拍时间以及提高生产性的优点。优选的是，在不折损这个优点的同时抑制模具120的消耗。
更具体地，如果安装在非可动部(加压杆102A和加热部102B等)上的包括模具120的可动部被覆盖部件以大致密闭状态包围，那么可以抑制在烧结时的高温下模具120与空气中的氧气的反应和模具的消耗。在烧结结束后，如果可以在使覆盖部件以大致密闭状态包围可动部的状态下使可动部与非可动部分离，那么就可以维持大气烧结型的高生产性。
以下，基于该实验结果及其分析来说明具体实施方案(第一至第十一实施方案)。
(第一实施方案)
(烧结装置)
图4示出了根据本公开第一实施方案的烧结装置的断面构造，图5示出了图4所示的烧结装置从上侧看时的平面构造。例如，烧结装置1可以是用于制造溅射成膜用的靶材的热压装置(加压加热炉)，例如，可以具有非可动部2和可动部3。
例如，非可动部2可以具有对后述的模具20内的处理物10加压的金属加压杆(加压件)2A和加热模具20内的处理物10的加热部2B。此外，非可动部2也具有其上安装有可动部3的台座2C。非可动部2的构成部件，即，加压杆2A、加热部2B和台座2C都设置在大气中并在大气中操作。非可动部2的构成部件中的加压杆2A和加热部2B虽然不能从烧结装置1取出，但是能够在垂直方向上移动。因此，加压杆2A和加热部2B在烧结时放置在图4所示的操作位置，并且为了避免可动部3的安装/拆卸时的阻碍能够暂时向上移动到在操作位置上面的可缩回的位置(图中未示出)。
加热部2B具有对模具20的后述的钢型21的外表面20A进行感应加热的高频感应线圈41。换句话说，烧结装置1是采用大气烧制感应加热法的开放式热压装置。
可动部3具有能够收容作为被烧结材料的处理物10的模具20，并且相对于非可动部2可拆卸地装载。处理物10的例子可以包括作为陶瓷系材料的溅射目标的原料的粉末或其煅烧材料(烧结体)。
更具体地，可动部3具有主体3A和其上载置主体3A的金属支撑台3B。例如，主体3A可以具有模具20和用于对模具20内的处理物10加压的冲压机30。
例如，模具20在钢型(外模具)21内可以具有限定处理物10的平面形状的嵌入钢型(内模具)22。例如，钢型21可以是中空圆柱状的部件并具有用于封闭由冲压机30施加的压力的等压容器的功能。在许多情况下，钢型21的尺寸(外径)一般可以通过与感应加热用的感应线圈的距离以及与加热器加热用的加热器的距离来确定。因此，当需要形成直径小于钢型21的外径的烧结体时，或当需要形成矩形烧结体时，在钢型21内设置嵌入钢型22。当优选地处理物10或将要制作的烧结体的大小等于钢型21的内径时，可以仅使用钢型21，并且在某些情况下可以不使用嵌入钢型22。嵌入钢型22由以可拆卸的方式嵌入钢型21中的一个部件或多个部件的组合构成，并且为了应对处理物10的任意形状和尺寸可以获得各种不同的形状和尺寸。例如，当处理物10或将要制作的烧结体采取圆形时，嵌入钢型22可以由如图5所示的一个圆筒状部件构成。另一方面，当处理物10或将要制作的烧结体采取矩形时，嵌入钢型22可以由多个部件的组合(图中未示出)构成。嵌入钢型22设置在钢型21中以形成略大于将要制作的烧结体的外形尺寸的开口。
冲压机30具有嵌入模具20的嵌入钢型22内的下部冲压机31和上部冲压机32，并且在垂直方向(图4和图5中的Z方向)上对夹在下部冲压机31和上部冲压机32之间的处理物10单轴加压。
在下面的说明中，下部冲压机31和上部冲压机32的加压方向(图4中的垂直方向)被定义为Z方向，与Z方向垂直的平面被定义为XY平面。
在下部冲压机31和处理物10之间设置调节厚度用的下部衬垫33。在上部冲压机32和处理物10之间设置调节厚度用的上部衬垫34。需要指出的是，在某些情况下，可以在处理物10和下部衬垫33之间、处理物10和上部衬垫34之间、嵌入钢型22的内侧或任意其他位置插入碳制片材(图中未示出)。
至此所说明的构成部件(处理物10、钢型21、嵌入钢型22、下部冲压机31、上部冲压机32、下部衬垫33和上部衬垫34)可以优选在烧结时处于均匀地高温状态。因此，除了处理物10之外的构成部件都由碳材料(更具体地，碳石墨)构成。
此外，主体3A也具有下部绝热板51、上部绝热板52和绝热材料53。
下部绝热板51和上部绝热板52通过从上下夹持主体3A来抑制热量容易地从主体3A逸散到金属支撑台3B或加压杆2A以确保绝热性。下部绝热板51设置在下部冲压机31和支撑台3B之间。上部绝热板52设置在上部冲压机32上，使得加压杆2A与上部绝热板52的顶面接触。例如，下部绝热板51和上部绝热板52都可以由陶瓷材料制成。
绝热材料53用以抑制在钢型21的外表面上产生的热向外扩散，并且卷绕设置在下部绝热板51和上部绝热板52之间的部件(即，模具20和冲压机30)的表面(侧面、顶面和底面)上。例如，绝热材料53可以由陶瓷纤维材料构成。
此外，烧结装置1具有覆盖部件4。覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图6所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1中，这使得可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
更具体地，因为覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3，所以抑制了在烧结时的高温下模具20与空气中的氧气的反应，这可以抑制模具20的消耗。此外，在烧结结束时，可以在可动部3被覆盖部件4以大致密闭状态包围的状态下使可动部3与非可动部2分开以移动到冷却用的另一个位置。这使得可以立即开始随后的烧结，从而维持大气加压烧结模具的高生产性。
例如，覆盖部件4可以优选通过与主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。即使当在烧结进行过程中处理物10的厚度减小而引起上部冲压机32和上部绝热板52降低时，也可以通过覆盖部件4本身的重量维持气密性。
对于覆盖部件4和主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)之间的面接触的性质，为了使加热的内部气体从覆盖部件4和主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)之间的间隙G1的贯通最小化，可以优选使所产生的面接触尽可能是平面之间的接触并且接触面积很大。
此外，可以优选在覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间设置能够通气的间隙G2。这使得可以使覆盖部件4内的气体从间隙G2的流出/流入最小化，这可以抑制覆盖部件4的破坏。
间隙G2用以确保随着内部气体的膨胀和收缩使气体的流出/流入最小化，使得可以抑制覆盖部件4的破坏。例如，间隙G2的大小可以为约0.5mm。然而，间隙G2的大小不限于该值，并且取决于整个烧结装置1的直径和效果最佳值可以不同。
例如，覆盖部件4可以优选由石英玻璃构成。这是因为石英玻璃使来自用于测量模具20的温度的辐射温度计61的红外线从其透过，并且绝缘性和耐热性优异。另外，作为选择，覆盖部件4可以由通过使内部含有气泡来提高保温性能的石英材料构成。
图7示出了使用烧结装置1的烧结体的制造方法的流程。
首先，例如，通过混合和干燥主原料粉末和添加剂原料粉末来制备处理物10(步骤S101)。
接着，在模具20内安装下部冲压机31和下部衬垫33，向模具20中填充处理物10，然后在其上放置上部衬垫34和上部冲压机32。这样在模具20中收容处理物10(步骤S102)。主体3A形成为使得冲压机30从上下夹在下部绝热板51和上部绝热板52之间并且绕着模具20缠绕绝热材料53。通过将主体3A放置在支撑台3B上来形成可动部3。
之后，在设置于大气中的非可动部2上装载可动部3(步骤S103)。
随后，可动部3用覆盖部件4覆盖，如图4所示，由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3(步骤S104)。
在可动部3用覆盖部件4覆盖后，加压杆2A和高频感应线圈41的设定以及轴向(位置)调节同时进行以完成覆盖部件4的设定。
此后，通过向加压杆2A施加压力来进行初始加压(步骤S105)而开始加热。以这种方式，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对可动部3内的处理物10加压和加热以进行预期的烧结过程(步骤S106)。此时，模具20的温度用辐射温度计61测量。由于覆盖部件4由石英材料构成，所以这可以使来自辐射温度计61的红外线从其透过。
这里，因为装载在非可动部2上的可动部3被覆盖部件4以大致密闭状态包围，所以使覆盖部件4的内部和外部之间的通气最小化，这抑制了在烧结时的高温下模具20与大气中氧气的反应，从而抑制了模具20的消耗。
例如，覆盖部件4可以通过与主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。这使加热的内部气体从覆盖部件4和主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)之间的间隙G1的贯通最小化。此外，即使当在烧结进行过程中处理物10的厚度减小而引起上部冲压机32和上部绝热板52降低时，也可以通过覆盖部件4本身的重量维持覆盖部件4和主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)之间的面接触，从而维持气密性。
在覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间设置能够通气的间隙G2。这确保了使覆盖部件4内的气体从间隙G2的流出/流入最小化，这避免了覆盖部件4的破坏。
在烧结(这里定义的"烧结"指的是预期的加压加热。不包括当未进行加压时的冷却时间。)结束时，进行冷却(步骤S107)。当在真空下或在特定的气氛下进行烧结时，在温度降到至少上述碳制构成部件(模具20和冲压机30等)不被氧化的温度或气氛的变化对处理物10或烧结体没有影响的温度带之前，很难从真空容器取出处理物10或烧结体。
另一方面，在大气加压烧结的情况下，起初在大气气氛下进行烧结，因而在烧结后完成冷却之前可动部3不必放置在烧结装置1内。因此，在本公开的本实施方案中，一旦烧结完成，那么加压杆2A和高频感应线圈41就缩回到上方，如图6所示，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开以移动到冷却用的另一个位置。这可以在未使烧结已经结束的冷却中的可动部3占据烧结装置1的情况下立即开始随后的烧结，从而提高生产能力。
在冷却结束后，从模具20取出烧结体(步骤S108)。至此所说明的步骤完成了根据本公开本实施方案的烧结体的制造方法。
以与上述制造方法相同的方式，使用图4所示的烧结装置1在约1200℃的温度下重复烧结。图8示出研究了在这种情况下模具20的直径和使用次数之间的关系的实验结果。此外，图8还示出了上述参考例1的实验结果。如上所述，根据参考例1的烧结装置101除了没有设置覆盖部件4之外，具有与根据本公开本实施方案的烧结装置1相似的构造。
从图8可以看出，在使用覆盖部件4的本实施方案中，模具20的消耗度减少到参考例1的约十分之一以下。据推测，这是因为形成了减小环境空气容易流入或通过覆盖部件4的可能性或者接近在真空或可控气氛下进行加压烧结的情况下的封闭空间的伪密闭空间。
换句话说，已经发现，如果在烧结时可动部3被覆盖部件4以大致密闭状态包围，那么这使得可以抑制在烧结时的高温下模具20与大气中的氧气的反应，从而抑制模具20的消耗。
对于在上述烧结实验中模具20经过一定时间后中心部附近的温度，图9示出当将模具20的使用次数中第一次时的温度用作参考时研究了第二次以后的任意次的温度和第一次时的温度之间的差的结果。此外，图9还示出了上述参考例1的实验结果。
从图9可以看出，在使用覆盖部件4的本实施方案中，邻近模具20的中心部处的温度在进行若干次烧结后几乎没有变化。换句话说，已经发现，如果在烧结时可动部3被覆盖部件4以大致密闭状态包围，那么无论烧结次数如何都可以使温度历史大致彼此相同。因此，期望通过烧结模具20内的处理物10获得的烧结体的密度、结晶性和组成等的可控性和均匀性得到改善。
(目标)
图10示出了具有通过使用图4所示的烧结装置1制造的靶材的目标的平面构造的例子。目标71用于在半导体装置和平板显示单元的制造过程中的溅射成膜，并且具有其中靶材71A与衬板(背板)71B使用粘接材料(图中未示出)贴附在一起的构造。
靶材71A通过图7所示的烧结体的制造方法制造。更具体地，靶材71A制造为使得在设置于大气中的非可动部2上装载具有收容包含目标原料的处理物10的模具20的可动部3，其后在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对模具20中的处理物10加压和加热。这可以使靶材71A由于高生产性和抑制了模具20的消耗而降低成本。此外，由于靶材71A在由覆盖部件4形成的伪密闭空间内烧结，所以提高了密度、结晶性和组成等的可控性和均匀性。
例如，衬板71B可以由铜(Cu)构成。在衬板71B的周缘部周围设置安装螺丝孔71C。例如，粘接材料可以由铟(In)构成。
需要指出的是，靶材71A和目标71的形状不限于图10所示的圆形，也可以允许是诸如矩形等其他形状。图11示出了目标的平面构造的另一个例子。目标72具有其中多件(例如，四件)矩形靶材72A与衬板(背板)72B使用粘接材料(图中未示出)贴附在一起的构造。靶材72A以到吸收靶材72A的热膨胀的程度的微小间距(例如，小于约1mm)并排放置。除此之外，目标72与图10所示的目标71相似。
如上所述，在根据本实施方案的烧结装置1中，设置有覆盖部件4，并且覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，并且可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。此外，在根据本实施方案的烧结体的制造方法中，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对模具20中的处理物10加压和加热，其后在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。如上所述，通过以可动部3用覆盖部件4覆盖的方式覆盖可动部3，在可动部3的外周形成可移动和大致密闭的空间。这使得可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
本实施方案中的靶材71A和72A通过在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对模具20中的处理物10加压和加热来制造。这在保持生产性的同时抑制了模具20的消耗，从而可以实现成本的降低。此外，可以提高密度、结晶性和组成等的可控性和均匀性，从而获得高性能和高品质的靶材71A和72A。
(第二实施方案)
图12示出了根据本公开第二实施方案的烧结装置1A的断面构造。本实施方案表现为在上述第一实施方案中，在主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)上设置有台阶。除了这一点之外，烧结装置1A具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2以与第一实施方案相同的方式构成。
除了可动部3的上部绝热板52之外的构成部件以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1A具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图13所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1A中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4通过与主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。在覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间，与第一实施方案一样，设置能够通气的间隙G2。
主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)在与覆盖部件4面接触的外周部52B和在更远离外周部52B的内侧的内周部52C之间具有台阶52D。覆盖部件4相对于主体3A的顶面的相对位置关系由台阶52D限定。外周部52B和内周部52C都采取同心圆状的平面形状。在烧结装置1A中，这有助于在主体3A的顶面上覆盖部件4的定位。因此，例如，在可动部3用覆盖部件4覆盖时，易于产生覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间的微小间隙G2。另外，例如，在烧结结束后移动覆盖有覆盖部件4的可动部3时，避免了覆盖部件4的位置偏移。
台阶52D的高度(外周部52B和内周部52C之间的高度差)不必很大，但是能够使覆盖部件4定位的任意厚度都可以接受，并且大约等于或大于覆盖部件4的厚度的高度可以是充分的。
(第三实施方案)
图14示出了根据本公开第三实施方案的烧结装置1B的断面构造。本实施方案表现为在上述第一实施方案中，覆盖部件4接着主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)的角部设置有台阶4A。除了这一点之外，烧结装置1B具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2和可动部3以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1B具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图15所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1B中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4通过与主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。在覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间，与第一实施方案一样，设置能够通气的间隙G2。
覆盖部件4接着在主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)上的角部具有台阶4A。覆盖部件4相对于主体3A的顶面的相对位置关系由台阶4A限定。在烧结装置1B中，这有助于在主体3A的顶面上覆盖部件4的定位。因此，例如，在可动部3用覆盖部件4覆盖时，易于产生覆盖部件4的下端部和支撑台3B的侧面之间的微小间隙G2。另外，例如，在烧结结束后移动覆盖有覆盖部件4的可动部3时，避免了覆盖部件4的位置偏移。特别当由于某种原因难以在上部绝热板52的顶面52A上设置台阶52D时，这是优选的。
台阶4A的高度不必很大，但是能够使覆盖部件4定位的任意厚度都可以接受，并且大约等于或大于覆盖部件4的厚度的高度可以是充分的。
(第四实施方案)
图16示出了根据本公开第四实施方案的烧结装置1C的断面构造。在本实施方案中，覆盖部件4构造成两件式，并且筒状下部覆盖部件4B覆盖有盖状上部覆盖部件4C。除了这一点之外，烧结装置1C具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2和可动部3以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1C具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图17所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1C中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
覆盖部件4具有分成下部覆盖部件4B和上部覆盖部件4C两部分的构造。下部覆盖部件4B通过与支撑台3B的面接触而被支撑。上部覆盖部件4C通过与主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。在下部覆盖部件4B和上部覆盖部件4C之间，设置能够通气的间隙G2。覆盖部件4的这种两件式构造使得可以减小覆盖部件4的大小并使覆盖部件4的制造容易。此外，与整个覆盖部件4通过与主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑的情况相比，可以在减小覆盖部件4的厚度的同时确保耐久性。
下部覆盖部件4B放置在支撑台3B上以形成圆筒形壁面。对于下部覆盖部件4B和支撑台3B之间的面接触的性质，为了使加热的内部气体从下部覆盖部件4B和支撑台3B之间的间隙G1的贯通最小化，可以优选使所产生的面接触尽可能是平面之间的接触并且接触面积很大。
上部覆盖部件4C具有使加压杆2A从其通过的作为中空圆盘状部件的中心部。上部覆盖部件4C的外周部在下部覆盖部件4B的外部折叠。
如上所述，上部覆盖部件4C可以通过与主体3A的顶面(即，上部绝热板52的顶面52A)的面接触而优选悬吊支撑。即使当在烧结进行过程中处理物10的厚度减小而引起上部冲压机32和上部绝热板52降低时，也可以通过上部覆盖部件4C本身的重量维持气密性。
上部覆盖部件4C和下部覆盖部件4B具有其中沿着主体3A的侧面彼此重叠的二重部分4D。间隙G2在二重部分4D处设置在上部覆盖部件4C和下部覆盖部件4B之间。
间隙G2用以确保随着内部气体的膨胀和收缩使气体的流出/流入最小化，使得可以抑制覆盖部件4的破坏。例如，间隙G2的大小可以为约0.5mm。然而，间隙G2的大小不限于该值，并且取决于整个烧结装置1C的直径和效果最佳值可以不同。
(第五实施方案)
图18示出了根据本公开第五实施方案的烧结装置1D的断面构造。在本实施方案中，覆盖部件4构造成两件式，并且圆盘状上部覆盖部件4E松动地装配到筒状下部覆盖部件4B上。除了这一点之外，烧结装置1D具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2和可动部3以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1D具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图19所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1D中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
与第四实施方案一样，覆盖部件4具有分成下部覆盖部件4B和上部覆盖部件4E两部分的构造。下部覆盖部件4B通过与支撑台3B面接触而被支撑。上部覆盖部件4E通过与主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)的面接触而悬吊支撑。在下部覆盖部件4B和上部覆盖部件4E之间，设置能够通气的间隙G2。覆盖部件4的这种两件式构造使得可以减小覆盖部件4的大小并使覆盖部件4的制造容易。此外，与整个覆盖部件4通过与主体3A的顶面的面接触而悬吊支撑的情况相比，可以在减小覆盖部件4的厚度的同时确保耐久性。
下部覆盖部件4B以与第一实施方案相同的方式构成。
上部覆盖部件4E具有与主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)面接触的圆盘部4F和在圆盘部4F的外端相对于圆盘部4F垂直设置的凸缘部4G。间隙G2设置在凸缘部4G和下部覆盖部件4B之间。因此，当在烧结进行过程中处理物10的厚度减小时，可以放缓处理物10的收缩量和下部覆盖部件4B的大小之间的关系的限制。
更具体地，处理物10的收缩量取决于处理物10的材料种类、填充量或件数，并且随着处理物10的材料种类、填充量或件数的增多收缩量将更可能变得更大。因此，取决于处理物10的件数是少还是多，下部覆盖部件4B的大小可以优选改变。此外，担心存在以下可能性：上部覆盖部件4E的凸缘部4G和下部覆盖部件4B在Z方向上的重叠量(即，间隙G2的长度L2)将随着处理物10的收缩量的变化而变化，导致调节气体的流出/流入的电导发生变化。
在本实施方案中，间隙G2设置在下部覆盖部件4B的内壁侧，即，凸缘部4G和下部覆盖部件4B之间，这使得可以独立于处理物10的量或件数减少间隙G2的电导变化。
(第六实施方案)
图20示出了根据本公开第六实施方案的烧结装置1E的断面构造。在本实施方案中，覆盖部件4通过与支撑台3B面接触而被支撑，并且在覆盖部件4和主体3A的侧面(上部绝热板52的侧面52F)之间设置间隙G2。除了这一点之外，烧结装置1E具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2以与第一实施方案相同的方式构成。
除了可动部3的上部绝热板52之外的构成部件以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1E具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图21所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1E中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
覆盖部件4通过与支撑台3B面接触而被支撑。在覆盖部件4B和主体3A的侧面(上部绝热板52的侧面52F)之间，设置能够通气的间隙G2。因此，虽然覆盖部件4与在第一实施方案中的情况一样采用一件式构造，但是与覆盖部件4在主体3A的顶面(上部绝热板52的顶面52A)上悬吊支撑的情况相比可以减轻覆盖部件4的支撑的负担。
为了形成间隙G2，上部绝热板52可以优选与第一实施方案的情况相比制得更厚。可选择地，如图20和图21所示，上部绝热板52可以优选形成堆叠第一上部绝热板52G和第二上部绝热板52H的两件以上的层叠构造。
(第七实施方案)
图22示出了根据本公开第七实施方案的烧结装置1F的断面构造。本实施方案表现为在上述第一实施方案中，覆盖部件4与气体导入管5连接。除了这一点之外，烧结装置1F具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第一实施方案的烧结装置1基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
非可动部2和可动部3以与第一实施方案相同的方式构成。
与第一实施方案一样，烧结装置1F具有覆盖部件4。与在第一实施方案中的情况一样，覆盖部件4以大致密闭状态包围装载在非可动部2上的可动部3，如图23所示，可以在以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开。在烧结装置1F中，与第一实施方案一样，可以维持高生产性以及抑制模具20的消耗。
覆盖部件4具有通孔4H，并且气体导入管5插入通孔4H中。覆盖部件4用于在可动部3的周围构成大致密闭的状态。然而，担心存在以下可能性：由于覆盖部件4内侧残留的氧气而将进行某种程度的氧化，导致模具20某种程度的消耗。通过将气体导入管5连接到覆盖部件4，将不活泼气体导入到覆盖部件4的内部，从而可以进一步抑制模具20的消耗。
图24示出了使用烧结装置1F的烧结体的制造方法的流程。
首先，例如，通过混合和干燥主原料粉末和添加剂原料粉末来制备处理物10(步骤S101)。
接着，在模具20内安装下部冲压机31和下部衬垫33，向模具20中填充处理物10，然后在其上放置上部衬垫34和上部冲压机32。这样在模具20中收容处理物10(步骤S102)。主体3A形成为使得冲压机30从上下插在下部绝热板51和上部绝热板52之间并且绕着模具20缠绕绝热材料53。通过将主体3A放置在支撑台3B上来形成可动部3。
之后，在安装于大气中的非可动部2上装载可动部3(步骤S103)。
随后，可动部3用覆盖部件4覆盖，如图22所示，由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3(步骤S104)。
在可动部3用覆盖部件4覆盖后，加压杆2A和高频感应线圈41的设定以及轴向(位置)调节同时进行以完成覆盖部件4的设定。此后，通过向加压杆2A加压来进行初始加压(步骤S105)。
接着，使用气体导入管5向覆盖部件4的内部导入气体。存在连续导入和逐步导入两种气体导入方法。以下，按顺序对这些方法进行说明。
(连续气体导入)
在连续导入气体时，在初始加压完成后，例如，导入一定时间的Ar气以进行存在于覆盖部件4内部的气体的置换(步骤S201)。在这种场合下，作为导入的气体，可以优选导入诸如Ar、He、Ne、Kr和Xe等不活泼气体以及氮气(N2)或二氧化碳(CO2)。
在进行气体置换后，在保持气体流动状态的同时开始加热。以这种方式，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对可动部3中处理物10加压和加热以进行预期的烧结过程(步骤S202)。
在烧结结束时，在保持气体流动状态的同时进行冷却(步骤S203)。一旦烧结完成，那么加压杆2A就缩回到上边，如图23所示，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开以移动到冷却用的另一个位置。在冷却期间，也维持气体流动状态。
在冷却结束后，从模具20取出烧结体(步骤S108)。至此所说明的步骤完成根据本实施方案的烧结体的制造方法(在连续气体导入的情况下)。
(逐步气体导入)
在进行逐步气体导入时，如图25所示，这种方法进一步分成三种情况。在第一种情况下，在气体置换期间和在冷却期间导入气体，并且在烧结期间停止气体导入。在第二种情况下，仅在冷却期间导入气体，不进行气体置换，并且在烧结期间停止气体导入。在第三种情况下，仅进行气体置换，并且在烧结期间和在冷却期间都停止气体导入。需要指出的是，图24仅示出了第一种情况，并且省略了第二和第三种情况。
(第一种情况：仅在气体置换期间和在冷却期间导入气体)
在这种情况下，在初始加压完成后，例如，导入一定时间的Ar气以进行存在于覆盖部件4的内部的气体的置换(步骤S301)。在气体置换结束时，停止气体导入(步骤S302)。必要时也可以从气体导入管5拆下气体管，然后简单地为气体导入管5盖上盖子。这是用于防止由于加压加热过程中的热或振动而使气体管路损坏的预防措施。
在气体置换结束的气体导入停止后，开始加热。以这种方式，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下对可动部3中处理物10加压和加热以进行预期的烧结过程(步骤S303)。以这种方式在烧结过程中停止气体导入的理由是即使因为在高温时发生内部气体的热膨胀而将来自外部的空气的流入限制到可忽略程度而使气体不连续流动，也获得某种程度的效果。
在烧结结束时，在使气体导入管摘下盖子并且连接气体管路后，气体导入再开始(步骤S304)并进行冷却(步骤S305)。一旦烧结完成，那么加压杆2A和高频感应加热线圈41就缩回到上边，如图23所示，在由覆盖部件4以大致密闭状态包围可动部3的状态下使可动部3与非可动部2分开以移动到冷却用的另一个位置。在冷却期间气体导入再开始的理由是在烧结结束后发生来自外部的空气的流入，因而可以优选以超过用于维持覆盖部件4的内部环境的环境空气的流量导入气氛气体。
在冷却结束后，从模具20取出烧结体(步骤S108)。至此所说明的步骤完成根据本实施方案的烧结体的制造方法(在逐步气体导入的情况下)。
在逐步气体导入的情况下，气体导入可以如上所述同时在烧结过程前和烧结过程后进行。然而，如图25所示，也可以仅进行在烧结过程前的气体置换。可选择地，如图25所示，可以仅在烧结过程后的冷却期间进行气体导入。
(第八实施方案)
图26示出了根据本公开第八实施方案的烧结装置1G的断面构造。图27示出了图26所示的可动部3与非可动部2分开的状态。本实施方案表现为在第七实施方案中设置气体扩散室6A和气体吹出口6B。除了这一点之外，烧结装置1G具有与根据上述第七实施方案的烧结装置1F相似的构造、功能和效果。因此，以与根据上述第七实施方案的烧结装置1F基本上相同的任意构成部件用与其相同的附图标记表示的方式进行说明。
气体扩散室6A具有覆盖部件4的顶面的双重结构，并设置为与气体导入管5结合且包围主体3A。气体吹出口6B设置在气体扩散室6A的下侧，即，与主体3A接触的一侧，并具有多个孔。通过以这种方式设置气体扩散室6A和气体吹出口6B，可以提高气体置换效率，即，可以均匀地分配气体。需要指出的是，孔的直径、数量和布局等适当地最佳设计。
(第九实施方案)
图28示出了根据本公开第九实施方案的烧结装置1H的断面构造。图29示出了图28所示的可动部3与非可动部2分开的状态。本实施方案表现为在第五实施方案中，上部覆盖部件4C与气体导入管5连接并且设置有气体扩散室6A和气体吹出口6B。除了这一点之外，烧结装置1H具有分别与根据上述第七和第八实施方案的烧结装置1F和1G的任一个相似的构造、功能和效果。
(第十实施方案)
图30示出了根据本公开第十实施方案的烧结装置1I的断面构造。图31示出了图30所示的可动部3与非可动部2分开的状态。本实施方案表现为在第六实施方案中，覆盖部件4与气体导入管5连接并且设置有气体扩散室6A和气体吹出口6B。除了这一点之外，烧结装置1I具有分别与根据上述第七和第八实施方案的烧结装置1F和1G的任一个相似的构造、功能和效果。
(第十一实施方案)
图32示出了根据本公开第十一实施方案的烧结装置1J的断面构造。图33示出了图32所示的可动部3与非可动部2分开的状态。本实施方案表现为在第五实施方案中，下部覆盖部件4B的下侧与气体导入管5连接并且设置有气体扩散室6A和气体吹出口6B。除了这一点之外，烧结装置1I具有分别与根据上述第七和第八实施方案的烧结装置1F和1G的任一个相似的构造、功能和效果。
(变形例1)
图34示出了根据变形例1的烧结装置1K的断面构造。本变形例表现为在第一实施方案中，覆盖部件4由陶瓷材料制成，并且在侧面设置温度测量用开口部4I。这使得可以使来自辐射温度计61的红外线从其透过，这样可以通过使用辐射温度计61进行模具20的温度测量。
(变形例2)
图35示出了根据变形例2的烧结装置1L的断面构造。本变形例表现为在第五实施方案中，上部覆盖部件4C和下部覆盖部件4B都由陶瓷材料制成，并且在下部覆盖部件4B的侧面设置温度测量用开口部4I。除了这一点之外，烧结装置1L具有与根据上述变形例1的烧结装置1K相似的构造、功能和效果。
(变形例3)
图36示出了根据变形例3的烧结装置1M的断面构造。本变形例表现为在第五实施方案中，上部覆盖部件4C由陶瓷材料制成，而下部覆盖部件4B由石英玻璃制成，并且可以省略温度测量用开口部4I。除了这一点之外，烧结装置1M具有与根据上述变形例2的烧结装置1L相似的构造、功能和效果。
(变形例4)
图37示出了根据变形例4的烧结装置1N的断面构造。图38示出了图37所示的烧结装置1N从上侧看时的平面构造。本变形例表现为在第一实施方案中，设置了从模具20的外表面朝向内部方向延伸的孔23。除了这一点之外，烧结装置1N具有与根据上述第一实施方案的烧结装置1相似的构造、功能和效果。
孔23是设置为从模具20的外表面朝向内部方向延伸的温度测量用的孔。孔23的设置使得在孔23的最里面的端面23A上的第一温度T1可以使用辐射温度计61测量以减少模具20的外表面劣化的影响，这确保了进行稳定的温度测量。
更具体地，温度测量可以优选在距离处理物10较近的地方进行。然而，难以对通过诸如冲压机30和嵌入钢型22等的附加压力而可动的部件进行固定点测量。此外，在开放式热压装置的情况下，在钢型21的外表面20A上由于氧化，表面或周缘部的状态可能发生变化，因而需要更稳定的测量位置。由于这个理由，可以优选的是在钢型21上设置孔23，并且在模具20内部以及在距离嵌入钢型22最近的位置进行温度测量。换句话说，孔23可以优选设置为使得可以测量在孔23中露出的嵌入钢型22的外表面22A的温度。然而，当相对于钢型21在加压方向(Z方向)上设置孔23时，孔23的长度(深度)变大，这对强度不利。另外，由于在钢型21的垂直方向上有许多结构，所以在通过使用辐射温度计61进行测量时，诸如反光镜等使测量光轴路径的屈折变化的结构可能是必需的，这可能使装置构造复杂化以及也导致测量精度的问题。因此，在垂直于加压方向(Z方向)的方向(模具20的直径方向)上，在模具20的厚度方向的一部分上设置从外表面20A朝向模具20的中心延伸的孔23，对简化装置构造、保持钢型21的强度和提高温度测量的精度是有利的。
首要的是，通过组合使用由石英玻璃制成的覆盖部件4或在其侧面具有温度测量用开口部4I的陶瓷制覆盖部件4以及孔23，可以测量模具20内部的温度。此外，覆盖部件4可以维持大致密闭状态，这使得可以容易应付任意的气氛变化。
具体而言，孔23可以优选从钢型21的外表面20A到内表面20B设置。换句话说，可以优选的是孔23贯通钢型21，但是不与钢型21和嵌入钢型22连通。这是因为当孔23完全贯通整个模具20时，随着加压，处理物10很可能从孔23跑到外部。此外，这是因为当孔23与钢型21和嵌入钢型22连通时，钢型21内的孔23和嵌入钢型22内的孔23很可能彼此错位。
需要指出的是，孔23在圆周方向上的位置没有具体限制，但是孔23可以优选设置在嵌入钢型22的厚度较厚的位置。缠绕在模具20上的绝热材料53可以优选以远离孔23的方式缠绕。
此外，烧结装置1N具有在第一端具有封闭端面24A并且第二端开放的封端管24。封端管24以使封闭端面24A与嵌入钢型22的外表面22A接触的方式嵌入孔23中。这种构造的理由如下。在封闭式的情况下，因为在真空下或在不活泼气体的气氛下进行烧结，所以在孔23的最里面的端面23A处的第一温度T1可以使用辐射温度计61测量。另一方面，在开放式的情况下，担心存在以下可能性：由于每次进行烧结的大气气氛而将最外面的周缘部(入口附近的区域)或孔23本身扩大。通过向孔23中嵌入封端管24，可以抑制孔23的内部可能由氧化引起的劣化，这样可以进行长时间稳定的温度测量。
例如，孔23或封端管24的直径r与深度(长度)d的比可以优选约1：10以上。这使得可以将孔23或封端管24的内部看作伪黑体空腔，这样可以提高温度测量的绝对值精度。需要指出的是，图37和图38都将直径r和深度d表示为封端管24的直径r和深度d。
这种封端管24可以优选由具有抗氧化性的材料构成。更具体地，封端管24的构成材料的例子可以包括氧化铝(矾土)、锆氧化物(氧化锆)、铪氧化物(二氧化铪)或它们的复合材料(例如，塞隆和堇青石)以及碳化硅(金刚砂)。可选择地，用任意的上述材料涂布或包覆碳石墨的材料都可以接受。
(变形例5)
图39示出了根据变形例5的烧结装置1O的断面构造。本变形例表现为在变形例4中，当处理物10放置在模具20中时，孔23在模具20的高度方向(Z方向)上设置在与处理物10的放置位置不同的位置。除了这一点之外，烧结装置1O具有与根据上述变形例4的烧结装置1N相似的构造、功能和效果。
如上所述，当处理物10放置在模具20中时，孔23在模具20的高度方向(Z方向)上设置在从处理物10的放置位置偏移的位置。换句话说，孔23设置为避免在处理物10的放置位置的直径方向上的延长线上的任意位置。这是因为从应力模拟的结果发现，在烧结处理物10时施加在嵌入钢型22和钢型21上的应力将集中在处理物10的直径方向的外面。以这种方式，孔23通过在Z方向上设置在与处理物10的放置位置不同的高度位置，可以防止处理物10的应力直接施加在孔23上。
需要指出的是，如图39所示，孔23可以在Z方向上设置在处理物10的放置位置的下面(在较低位置)，或可以在Z方向上设置在处理物10的放置位置的上面(在较高位置)(图中未示出)。
至此参考实施方案说明了本公开。然而，本公开不限于上述实施方案，并且可以进行各种改变。例如，在上述实施方案中，对处理物10的单级填充的情况进行了说明。然而，本公开不限于处理物10的这种单级填充，并且也适用于处理物10的多级填充。在这种情况下，变形例5中孔23的位置取决于处理物10的填充位置或填充间隔需要改变。
此外，在上述实施方案中，对在处理物10和下部冲压机31或上部冲压机32之间夹入由相同材料制成的复写纸、上部衬垫和下部衬垫等的情况进行了说明。然而，下部冲压机31和上部冲压机32可以直接与处理物10接触。
另外，例如，在上述实施方案中，对烧结装置1以及1A～1O的构造进行了具体说明。然而，不必设置所有的构成部件，或者可以额外设置任意其他构成部件。
本公开主要对于陶瓷系材料的溅射目标用烧结装置和使用这种烧结装置的烧结体的制造方法有效，并且不限于靶材。
从本公开的上述示例性实施方案至少可以实现以下构成。
(1).一种烧结装置，包括：
设置在大气中的非可动部；
可动部，所述可动部具有能够收容处理物的模具并且相对于所述非可动部可拆卸地装载；和
覆盖部件，所述覆盖部件以大致密闭状态包围装载在所述非可动部上的所述可动部并且能够在以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
(2).根据(1)所述的烧结装置，其中所述可动部具有：
具有所述模具的主体；和
其上承载所述主体的支撑台。
(3).根据(2)所述的烧结装置，其中所述覆盖部件通过与所述主体的顶面的面接触而悬吊支撑，并且在所述覆盖部件和所述支撑台之间设置能够通气的间隙。
(4).根据(3)所述的烧结装置，其中所述主体的顶面或所述覆盖部件具有台阶，并且所述覆盖部件相对于所述主体的顶面的相对位置关系由所述台阶限定。
(5).根据(2)所述的烧结装置，其中所述覆盖部件通过与所述支撑台的面接触而被支撑，并且在所述覆盖部件和所述主体的侧面之间设置能够通气的间隙。
(6).根据(2)所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有：
通过与所述支撑台的面接触而被支撑的下部覆盖部件；和
通过与所述主体的顶面的面接触而悬吊支撑的上部覆盖部件，其中
在所述下部覆盖部件和所述上部覆盖部件之间设置能够通气的间隙。
(7).根据(1)～(6)中任一项所述的烧结装置，其中所述覆盖部件由石英玻璃构成。
(8).根据(1)～(6)中任一项所述的烧结装置，其中所述覆盖部件由陶瓷材料构成，并且在侧面具有温度测量用开口部。
(9).根据(6)所述的烧结装置，其中所述上部覆盖部件由陶瓷材料构成，并且所述下部覆盖部件由石英玻璃构成。
(10).根据(1)～(9)中任一项所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有通孔，并且气体导入管插入所述通孔中。
(11).根据(10)所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有：
与所述气体导入管结合且包围所述主体的气体扩散室；和
设置在所述气体扩散室中的气体吹出口。
(12).根据(1)～(11)中任一项所述的烧结装置，其中所述模具具有从外表面朝向内表面延伸的孔。
(13).根据(12)所述的烧结装置，其中当所述处理物放置在所述模具中时，所述孔在所述模具的高度方向上设置在与所述处理物的放置位置不同的位置。
(14).根据(1)～(13)中任一项所述的烧结装置，其中所述非可动部具有：
对所述模具内的处理物加压的加压件；和
对所述模具内的处理物加热的加热部。
(15).根据(14)所述的烧结装置，其中所述加热部具有对所述模具的外表面进行感应加热的高频感应线圈。
(16).一种烧结体的制造方法，所述方法包括：
在设置于大气中的非可动部上装载具有收容处理物的模具的可动部；
利用覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部；
在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热；以及
在对所述模具内的处理物加压和加热后，在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
(17).根据(16)所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
在对所述模具内的处理物加压和加热之前和/或在对所述模具内的处理物加压和加热之后进行所述的气体导入。
(18).根据(16)所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
所述的气体导入从对所述模具内的处理物加压和加热之前到之后连续进行。
(19).根据(16)～(18)中任一项所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
导入作为所述气体的不活泼气体、氮气或二氧化碳。
(20).一种靶材，所述靶材通过以下方法来制造：在设置于大气中的非可动部上装载具有收容包含目标原料的处理物的模具的可动部，其后在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求书或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (20)

1.一种烧结装置，包括：
设置在大气中的非可动部；
可动部，所述可动部具有能够收容处理物的模具并且相对于所述非可动部可拆卸地装载；和
覆盖部件，所述覆盖部件以大致密闭状态包围装载在所述非可动部上的所述可动部并且能够在以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
2.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述可动部具有：
具有所述模具的主体；和
其上承载所述主体的支撑台。
3.根据权利要求2所述的烧结装置，其中所述覆盖部件通过与所述主体的顶面的面接触而悬吊支撑，并且在所述覆盖部件和所述支撑台之间设置能够通气的间隙。
4.根据权利要求3所述的烧结装置，其中所述主体的顶面或所述覆盖部件具有台阶，并且所述覆盖部件相对于所述主体的顶面的相对位置关系由所述台阶限定。
5.根据权利要求2所述的烧结装置，其中所述覆盖部件通过与所述支撑台的面接触而被支撑，并且在所述覆盖部件和所述主体的侧面之间设置能够通气的间隙。
6.根据权利要求2所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有：
通过与所述支撑台的面接触而被支撑的下部覆盖部件；和
通过与所述主体的顶面的面接触而悬吊支撑的上部覆盖部件，其中
在所述下部覆盖部件和所述上部覆盖部件之间设置能够通气的间隙。
7.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述覆盖部件由石英玻璃构成。
8.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述覆盖部件由陶瓷材料构成，并且在侧面具有温度测量用开口部。
9.根据权利要求6所述的烧结装置，其中所述上部覆盖部件由陶瓷材料构成，并且所述下部覆盖部件由石英玻璃构成。
10.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有通孔，并且气体导入管插入所述通孔中。
11.根据权利要求10所述的烧结装置，其中所述覆盖部件具有：
与所述气体导入管结合且包围所述主体的气体扩散室；和
设置在所述气体扩散室中的气体吹出口。
12.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述模具具有从外表面朝向内表面延伸的孔。
13.根据权利要求12所述的烧结装置，其中当所述处理物放置在所述模具中时，所述孔在所述模具的高度方向上设置在与所述处理物的放置位置不同的位置。
14.根据权利要求1所述的烧结装置，其中所述非可动部具有：
对所述模具内的处理物加压的加压件；和
对所述模具内的处理物加热的加热部。
15.根据权利要求14所述的烧结装置，其中所述加热部具有对所述模具的外表面进行感应加热的高频感应线圈。
16.一种烧结体的制造方法，所述方法包括：
在设置于大气中的非可动部上装载具有收容处理物的模具的可动部；
利用覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部；
在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热；以及
在对所述模具内的处理物加压和加热后，在由所述覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下使所述可动部与所述非可动部分离。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
在对所述模具内的处理物加压和加热之前和/或在对所述模具内的处理物加压和加热之后进行所述的气体导入。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
所述的气体导入从对所述模具内的处理物加压和加热之前到之后连续进行。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括：
向所述覆盖部件的内部导入气体；以及
导入作为所述气体的不活泼气体、氮气或二氧化碳。
20.一种靶材，所述靶材通过以下方法来制造：在设置于大气中的非可动部上装载具有收容包含目标原料的处理物的模具的可动部，其后在由覆盖部件以大致密闭状态包围所述可动部的状态下对所述模具内的处理物加压和加热。
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