JP2000203929A - スパッタリング用タ―ゲットおよびその製造方法 - Google Patents
スパッタリング用タ―ゲットおよびその製造方法Info
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- JP2000203929A JP2000203929A JP11007321A JP732199A JP2000203929A JP 2000203929 A JP2000203929 A JP 2000203929A JP 11007321 A JP11007321 A JP 11007321A JP 732199 A JP732199 A JP 732199A JP 2000203929 A JP2000203929 A JP 2000203929A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型化に適したスパッタリング用ターゲット
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、粉末の圧密体からなる複数の
ブロックが接合してなるスパッタリング用ターゲットで
ある。本発明においては、粉末の圧密体からなる複数の
ブロックを、実質的に同組成とすることにより、均一組
成の大型ターゲットを得ることが可能になる。合金ター
ゲットの場合は、粉末として合金粉末の圧密体や、合金
となる元素の単体粉同士、あるいは合金粉末を混合した
圧密体を使用することができる。本発明のスパッタリン
グ用ターゲットは、たとえば原料粉末を圧縮成形した複
数のブロックを、加圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレ
スにより接合することにより得ることができる。
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、粉末の圧密体からなる複数の
ブロックが接合してなるスパッタリング用ターゲットで
ある。本発明においては、粉末の圧密体からなる複数の
ブロックを、実質的に同組成とすることにより、均一組
成の大型ターゲットを得ることが可能になる。合金ター
ゲットの場合は、粉末として合金粉末の圧密体や、合金
となる元素の単体粉同士、あるいは合金粉末を混合した
圧密体を使用することができる。本発明のスパッタリン
グ用ターゲットは、たとえば原料粉末を圧縮成形した複
数のブロックを、加圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレ
スにより接合することにより得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に大型化に適し
たスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法に関
するものである。
たスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、スパッタリング用ターゲットの製
造には、粉末焼結法あるいは溶製法が用いられてきた。
溶製法は、鋳造した鋳塊から所定のターゲット形状を切
り出すか、あるいは熱間加工もしくは冷間加工により鋳
塊を所定の形状に加工する方法が一般的である。また、
一体物のターゲットではなく、溶製法により製造した別
種のターゲット片を組み合わせターゲット全体として所
望の組成となるようにした複合ターゲットも知られてい
る。たとえば特開平６−２０４２２６号に示されるよう
に、放射状に配置するタイプや、直方体のターゲットを
横並びに配置したターゲット等である。
造には、粉末焼結法あるいは溶製法が用いられてきた。
溶製法は、鋳造した鋳塊から所定のターゲット形状を切
り出すか、あるいは熱間加工もしくは冷間加工により鋳
塊を所定の形状に加工する方法が一般的である。また、
一体物のターゲットではなく、溶製法により製造した別
種のターゲット片を組み合わせターゲット全体として所
望の組成となるようにした複合ターゲットも知られてい
る。たとえば特開平６−２０４２２６号に示されるよう
に、放射状に配置するタイプや、直方体のターゲットを
横並びに配置したターゲット等である。
【０００３】粉末焼結法は合金を粉砕して得られた粉末
を高温高圧ガス雰囲気中で熱間静水圧プレス処理して製
造する方法が知られている。たとえば特開昭６１−６０
８０３号がその例である。粉末焼結法は溶製法では製造
困難な高融点系の材料や偏析が生じ易くターゲット内に
おいて均一な組織が得られ難い合金系に用いられる。ま
た、粉末の成形性を利用し、ターゲットの最終形状に近
い形状に成形した圧粉体を圧密化し若干の仕上げ加工の
みでターゲットを製造するというニアネットプロセスで
の製造も行われている。
を高温高圧ガス雰囲気中で熱間静水圧プレス処理して製
造する方法が知られている。たとえば特開昭６１−６０
８０３号がその例である。粉末焼結法は溶製法では製造
困難な高融点系の材料や偏析が生じ易くターゲット内に
おいて均一な組織が得られ難い合金系に用いられる。ま
た、粉末の成形性を利用し、ターゲットの最終形状に近
い形状に成形した圧粉体を圧密化し若干の仕上げ加工の
みでターゲットを製造するというニアネットプロセスで
の製造も行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ターゲットに要求され
る一般的な特性は、成膜された膜の組成、組織を均一に
するために、ターゲットが目的の組成を有し、偏析がな
く、結晶粒子が微細であることである。一方、近年液晶
関係を中心に製品の大型化、コスト低減を目的にターゲ
ットの大型化が進んでおり、大型のターゲットの需要が
増加している。大型のターゲットは大きなものは１００
０mm×７００mm、φ３００mm程度以上のものがあり、製
造上も大型の装置が必要となり、また、特性上も従来同
様均一微細な組織が要求され、製造条件が厳しくなって
いる。
る一般的な特性は、成膜された膜の組成、組織を均一に
するために、ターゲットが目的の組成を有し、偏析がな
く、結晶粒子が微細であることである。一方、近年液晶
関係を中心に製品の大型化、コスト低減を目的にターゲ
ットの大型化が進んでおり、大型のターゲットの需要が
増加している。大型のターゲットは大きなものは１００
０mm×７００mm、φ３００mm程度以上のものがあり、製
造上も大型の装置が必要となり、また、特性上も従来同
様均一微細な組織が要求され、製造条件が厳しくなって
いる。
【０００５】上述したように大型のターゲットにおいて
も均一微細な組織が要求されるが、溶製法では、大型化
するほど鋳塊内での偏析防止が難しくなり、均一微細な
組織を得難くなる。これを解決するために熱間加工等で
組織の均一微細化を施す方法もあるが、大型の装置を必
要とし、組成系によっては熱間加工が困難な場合もあ
り、すべての組成について適用できるわけではなかっ
た。一方粉末焼結法では粉末を製造できれば、ほとんど
の成分系について製造可能である。この場合、単一成
分、あるいは合金の粉末であれば問題ないが、二種類以
上の粉末を混合して充填する場合には粉末の粒度分布、
比重、形状により分離を生じる場合がある。
も均一微細な組織が要求されるが、溶製法では、大型化
するほど鋳塊内での偏析防止が難しくなり、均一微細な
組織を得難くなる。これを解決するために熱間加工等で
組織の均一微細化を施す方法もあるが、大型の装置を必
要とし、組成系によっては熱間加工が困難な場合もあ
り、すべての組成について適用できるわけではなかっ
た。一方粉末焼結法では粉末を製造できれば、ほとんど
の成分系について製造可能である。この場合、単一成
分、あるいは合金の粉末であれば問題ないが、二種類以
上の粉末を混合して充填する場合には粉末の粒度分布、
比重、形状により分離を生じる場合がある。
【０００６】これは小型のターゲットでも発生する問題
であるが、大型のターゲットではより顕著に現れるため
大きな問題である。さらに、充填作業を行う上で、大型
化するほど粉末の均一な充填が困難になり、充填密度の
差が生じやすく、このため圧密化の際に収縮率の差が生
じ変形がおこる。一般的に板状であるターゲットではそ
りやコーナー部の変形等が生じ易い。このため、製造に
際してはこの変形を見込んで矯正工程の追加や加工代の
増加等を行う必要があり、さらには粉末の充填を均一に
行うために、作業中の充填高さの測定等に工数を要し作
業性も悪く、生産上大きな問題があった。本発明の目的
は、大型化に適したスパッタリング用ターゲットおよび
その製造方法を提供することである。
であるが、大型のターゲットではより顕著に現れるため
大きな問題である。さらに、充填作業を行う上で、大型
化するほど粉末の均一な充填が困難になり、充填密度の
差が生じやすく、このため圧密化の際に収縮率の差が生
じ変形がおこる。一般的に板状であるターゲットではそ
りやコーナー部の変形等が生じ易い。このため、製造に
際してはこの変形を見込んで矯正工程の追加や加工代の
増加等を行う必要があり、さらには粉末の充填を均一に
行うために、作業中の充填高さの測定等に工数を要し作
業性も悪く、生産上大きな問題があった。本発明の目的
は、大型化に適したスパッタリング用ターゲットおよび
その製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ターゲット
の大型化に伴う偏析、製造時の変形の問題を検討し、粉
末の圧密体からなる複数のブロックを接合することでタ
ーゲットの偏析、製造時の変形を大きく改善できること
を見いだし本発明に到達した。
の大型化に伴う偏析、製造時の変形の問題を検討し、粉
末の圧密体からなる複数のブロックを接合することでタ
ーゲットの偏析、製造時の変形を大きく改善できること
を見いだし本発明に到達した。
【０００８】すなわち本発明は粉末の圧密体からなる複
数のブロックが接合してなるスパッタリング用ターゲッ
トである。
数のブロックが接合してなるスパッタリング用ターゲッ
トである。
【０００９】本発明においては、粉末の圧密体からなる
複数のブロックを、実質的に同組成とすることにより、
均一組成の大型ターゲットを得ることが可能になる。合
金ターゲットの場合は、粉末として合金粉末の圧密体
や、合金となる元素の単体粉同士、あるいは合金粉末を
混合した圧密体を使用することができる。
複数のブロックを、実質的に同組成とすることにより、
均一組成の大型ターゲットを得ることが可能になる。合
金ターゲットの場合は、粉末として合金粉末の圧密体
や、合金となる元素の単体粉同士、あるいは合金粉末を
混合した圧密体を使用することができる。
【００１０】本発明のスパッタリング用ターゲットは、
たとえば原料粉末を圧縮成形した複数のブロックを、加
圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレスにより接合するこ
とにより得ることができる。
たとえば原料粉末を圧縮成形した複数のブロックを、加
圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレスにより接合するこ
とにより得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴は粉末の圧密体からなる複数のブロックを接合した
ことにある。すなわち、粉末から直接一体物のターゲッ
トを製造するのではなく、一旦圧密体としてから接合に
よりターゲットとなすものである。これにより、粉末独
自の利点である、組織の均一性を保ちつつ、粉末ターゲ
ットを直接大型化する際の問題であった、変形や密度不
足を解消することができる。さらに、加圧容器への充填
作業もブロックを敷設するだけの容易な作業となり、充
填密度を均一化するための充填高さの測定等の工数を必
要とせず、作業性が格段に向上する。また、圧密体のハ
ンドリング装置を用いることで自動化も可能である。
特徴は粉末の圧密体からなる複数のブロックを接合した
ことにある。すなわち、粉末から直接一体物のターゲッ
トを製造するのではなく、一旦圧密体としてから接合に
よりターゲットとなすものである。これにより、粉末独
自の利点である、組織の均一性を保ちつつ、粉末ターゲ
ットを直接大型化する際の問題であった、変形や密度不
足を解消することができる。さらに、加圧容器への充填
作業もブロックを敷設するだけの容易な作業となり、充
填密度を均一化するための充填高さの測定等の工数を必
要とせず、作業性が格段に向上する。また、圧密体のハ
ンドリング装置を用いることで自動化も可能である。
【００１２】本発明における粉末の圧密体としては、プ
レス成形体およびその焼結体、冷間静水圧プレス(CIP)
体およびその焼結体、熱間静水圧プレス(HIP)体等の粉
体を圧縮あるいは圧縮焼結したものが利用できる。本発
明においては、個々のブロックで組成が異なるいわゆる
モザイクターゲットとしてもよいが、特に粉末の圧密体
からなる複数のブロックを、実質的に同組成とすること
は、均一組成の大型ターゲットを得るという点で有利で
ある。合金ターゲットの場合は、粉末として合金粉末の
圧密体や、合金となる元素の単体粉同士、あるいは合金
粉末を混合した圧密体を使用することができる。接合方
法は、等方的に加圧して圧密体の高密度化も同時に行え
る点において、加圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレス
により接合することが望ましい。
レス成形体およびその焼結体、冷間静水圧プレス(CIP)
体およびその焼結体、熱間静水圧プレス(HIP)体等の粉
体を圧縮あるいは圧縮焼結したものが利用できる。本発
明においては、個々のブロックで組成が異なるいわゆる
モザイクターゲットとしてもよいが、特に粉末の圧密体
からなる複数のブロックを、実質的に同組成とすること
は、均一組成の大型ターゲットを得るという点で有利で
ある。合金ターゲットの場合は、粉末として合金粉末の
圧密体や、合金となる元素の単体粉同士、あるいは合金
粉末を混合した圧密体を使用することができる。接合方
法は、等方的に加圧して圧密体の高密度化も同時に行え
る点において、加圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレス
により接合することが望ましい。
【００１３】
【実施例】(実施例１)Ｃｒ粉末とＭｏ粉末を原子量比
７：３の混合比でＶ型混合機により混合した後、粉末プ
レス装置で120mm×95mm×18mmのブロックに成形した圧
密体２を得た。これを図１に示すような1200mm×950mm
の加圧容器１に敷設充填し、加圧容器を密閉、真空引き
用パイプ３より真空引きした後（図２）、HIP処理によ
り圧密化した。この時、HIP処理後の容器の反りは、5mm
以下であった。また、HIP体の中心部の密度が99%以上、
周辺部も密度99%以上と全体に均一な密度となってい
た、ミクロ組織も中央部と周辺部の差はなかった。この
素材からターゲットを切出し、1080mm×930mm×8mmのタ
ーゲットを作製しスパッタリングテストを行ったとこ
ろ、膜組成のばらつきが少なく、スパッタ時間による組
成変化も少ない良好な結果が得られた。比較として、同
様の混合粉末を1200mm×950mmの容器に小型のスコップ
を用いて充填し、同様に、真空引き、密閉、HIPした。
この時、HIP体の角部に充填不足に起因する変形が生
じ、10mm程度の反りを生じていた。
７：３の混合比でＶ型混合機により混合した後、粉末プ
レス装置で120mm×95mm×18mmのブロックに成形した圧
密体２を得た。これを図１に示すような1200mm×950mm
の加圧容器１に敷設充填し、加圧容器を密閉、真空引き
用パイプ３より真空引きした後（図２）、HIP処理によ
り圧密化した。この時、HIP処理後の容器の反りは、5mm
以下であった。また、HIP体の中心部の密度が99%以上、
周辺部も密度99%以上と全体に均一な密度となってい
た、ミクロ組織も中央部と周辺部の差はなかった。この
素材からターゲットを切出し、1080mm×930mm×8mmのタ
ーゲットを作製しスパッタリングテストを行ったとこ
ろ、膜組成のばらつきが少なく、スパッタ時間による組
成変化も少ない良好な結果が得られた。比較として、同
様の混合粉末を1200mm×950mmの容器に小型のスコップ
を用いて充填し、同様に、真空引き、密閉、HIPした。
この時、HIP体の角部に充填不足に起因する変形が生
じ、10mm程度の反りを生じていた。
【００１４】(実施例２)純Ｃｒの粉末をCIP処理により1
13mm×84mm×20mmのブロック状に成形した後、1130mm×
840mmの容器内に敷設充填した。容器を密閉、真空引き
した後、HIP処理により圧密化した。この時、HIP処理後
の容器の反りは、4mm以下であった。また、HIP体の中心
部の密度が99%以上、周辺部も密度99%以上と全体に均一
な密度となっていた、ミクロ組織も中央部と周辺部の差
はなかった。この素材から切出し、1080mm×930mm×10m
mのターゲットを作製できた。比較として、同様の粉末
を1130mm×840mmの容器に小型のスコップを用いて充填
し、同様に、真空引き、密閉、HIPした。この時、HIP処
理後の容器は30mm程度の反りを生じており、また、角部
に変形を生じていた。そのため、1080mm×930mm×10mm
のターゲット切出すことができず、容器を一回り大きい
ものに変更せざるを得なかった。
13mm×84mm×20mmのブロック状に成形した後、1130mm×
840mmの容器内に敷設充填した。容器を密閉、真空引き
した後、HIP処理により圧密化した。この時、HIP処理後
の容器の反りは、4mm以下であった。また、HIP体の中心
部の密度が99%以上、周辺部も密度99%以上と全体に均一
な密度となっていた、ミクロ組織も中央部と周辺部の差
はなかった。この素材から切出し、1080mm×930mm×10m
mのターゲットを作製できた。比較として、同様の粉末
を1130mm×840mmの容器に小型のスコップを用いて充填
し、同様に、真空引き、密閉、HIPした。この時、HIP処
理後の容器は30mm程度の反りを生じており、また、角部
に変形を生じていた。そのため、1080mm×930mm×10mm
のターゲット切出すことができず、容器を一回り大きい
ものに変更せざるを得なかった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、粉末焼結法で問題であ
った二種類以上の粉末を混合・充填する際の粒度分布、
比重、形状による分離を防止出来る。さらに、個々の圧
密体の密度は一定であるため、密度差に起因する収縮時
のそりやコーナー部の変形等を防止できる。したがっ
て、余分な矯正工程や加工代を低減でき製造コストを低
減できる。さらには、粉末の充填を均一に行うための充
填高さの測定等も不要になり、大幅に作業性が向上す
る。特に、本発明は粉末充填面積が大きい大型ターゲッ
トにおいて効果的である。
った二種類以上の粉末を混合・充填する際の粒度分布、
比重、形状による分離を防止出来る。さらに、個々の圧
密体の密度は一定であるため、密度差に起因する収縮時
のそりやコーナー部の変形等を防止できる。したがっ
て、余分な矯正工程や加工代を低減でき製造コストを低
減できる。さらには、粉末の充填を均一に行うための充
填高さの測定等も不要になり、大幅に作業性が向上す
る。特に、本発明は粉末充填面積が大きい大型ターゲッ
トにおいて効果的である。
【図１】本発明による圧密体の敷設状態を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明による加圧容器の密閉状態を示す図であ
る。
る。
１．加圧容器、２．圧密体、３．真空引き用パイプ
Claims (3)
- 【請求項１】 粉末の圧密体からなる複数のブロックが
接合してなるスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項２】 粉末の圧密体からなる複数のブロック
は、実質的に同組成であることを特徴とする請求項１に
記載のスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項３】 原料粉末を圧縮成形した複数のブロック
を、加圧容器に入れ込み、熱間静水圧プレスにより前記
複数のブロック同士を接合してターゲット材を得ること
を特徴とするスパッタリング用ターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007321A JP2000203929A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | スパッタリング用タ―ゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007321A JP2000203929A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | スパッタリング用タ―ゲットおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000203929A true JP2000203929A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11662722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11007321A Abandoned JP2000203929A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | スパッタリング用タ―ゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000203929A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229499A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | ターゲットの製造方法 |
| JP2015175032A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日立金属株式会社 | ターゲット材の製造方法 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007321A patent/JP2000203929A/ja not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229499A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | ターゲットの製造方法 |
| JP2015175032A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日立金属株式会社 | ターゲット材の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050121 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20050322 |