JP2001507407A - 高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法が開示されている。溶融プロセス及び鋳造プロセスを含まず、高純度銅製プレートのセグメントの積層ステップ及び熱処理ステップ並びに鍛造プロセス及び焼き入れプロセスを含んでおり、拡散接合された単一構造体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】 高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法 発明の属する技術分野 本発明は、高純度のスパッタリングターゲットの製造方法に関する。特に、鋳 造工程を含まない高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法に関する。 発明の背景 マグネトロンスパッタリングは、基板上へ金属やセラミックを積層させるため に用いられている周知技術である。スパッタリングターゲットは望む基板上に” スパッター”すなわち積層(deposit)される物質のスパッタリングターゲット面 を含んでいる。スパッター用のマグネトロンスパッタリング及びスパッタリング ターゲットは広く知られている。一般的な銅製スパッタリングターゲット製造方 法は、溶融プロセス、及び、静式鋳造プロセス(static casting)又は継続式鋳造 プロセス(continuous casting)のいずれかである鋳造プロセスを含んでいる。 溶融プロセスと鋳造プロセスは高価な装備を必要とする。更に、銅の溶融を含む 工程では不純物が混入する可能性があり、高純度の銅製ターゲットの製造の困難 性が増大する。一般的に、”高純度”とは純度が99.99パーセント以上であり、 好適には少なくとも99.9999パーセントであるものをいう。 高純度の銅を製造するための電気メッキ(electroplating)による銅の精製方法 はよく知られている。普通、電気メッキ処理において、銅は電解質中で平面層と して均一に積層される。しかしながら、電解漕は、電解漕の状態が不安定になり 、銅の成長状態が球状の樹木状構造となる前の限定された時間内にのみ使用でき る。このような問題点は長時間をかけた緩やかな積層プロセスによって回避でき るが、コスト高となる。高純度銅製スパッタリングターゲットは、電気積層(ele ctro deposited)された銅を、洗浄、溶融及び鋳造によって十分な大きさ のインゴットにすることで製造できることが知られている。本発明は、この鋳造 プロセスを省略した高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法を提供する 。 発明の概要 本発明によって、高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法、及びこの 方法によって製造されるスパッタリングターゲットが提供される。この製造方法 は電気積層(electro deposition)で提供される高純度の銅プレートで成る複数の セグメントを提供するステップを含んでいる。各々のセグメントは接合面(bondi ng surface)を有している。接合面は洗浄され、その洗浄されたセグメントは積 層状態にアレンジされる。積層されたセグメントは固定されてアセンブリとなり 、不活性ガス内で加熱されて鍛造される。鍛造されたアセンブリは焼き入れされ 、拡散接合(diffusion bond)されたセグメントを含んだ単一構造体(unitary st ructure)が提供される。得られた単一構造体を銅ターゲットに製造することも、 変形処理と熱処理を加えて特定の顆粒構造(grain structure)や表面状態とし、 その後にスパッタリングターゲットとすることもできる。 図面の簡単な説明 添付の図面は本発明の好適実施例のフローチャートである。 発明の詳細な説明 本発明は、製造工程において溶融プロセス及び／又は鋳造プロセスが省略され た高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。この省略により 、不純物の混入のリスクが回避され、一般的に溶融及び鋳造プロセスにおいて使 用される高価な装備を必要とすることなく高純度スパッタリングターゲットが製 造できる。 添付の図面は製造方法の１実施例を示している。好適には電気メッキによって 複数の高純度銅プレートが提供される。このような高純度銅プレートは、陰極積 層(cathodic deposition)によって得られ、銅は実質的に均一の平面層の形態で 提供される。各々の銅の陰極プレート表面はその後に適切な厚み、例えば1/8イ ンチに機械加工され、望む大きさに切断される。その後それらのセグメントは洗 浄され、積層状に真空パックされる。１例として、標準陰極プレートを均一の平 方体にカットし、両側を滑らかに加工して約0.2インチの厚みにすることができ る。その平方体を洗浄し、希硝酸溶液を使用してエッチング加工し、水洗後にメ タノール内でリンスする。その後にしみ付着を防止するためにエアーガンなどで 乾燥する。 高純度の銅製セグメントは、積層体を貫通させて穴を開け、その穴の中に高純 度の銅製ピンを差し込んで固定される。好適には、そのドリル加工は洗浄前に行 なわれ、洗浄された銅製ピンを積層体の一体的保持に使用する。 積層された高純度銅セグメントのアセンブリは、好適には不活性ガス内で、例 えば力氏932度の高温に加熱され、好適にはもとの積層体の高さの1/2にまでアセ ンブリの厚みが減少するよう熱鍛造される。形成後のアセンブリはその後、不活 性ガス内でおよそ２４時間、例えば力氏932度で焼き入れされ、拡散接合単一構 造体が製造される。冷却後、この銅構造体は切断され、直接的に銅製スパッタリ ングターゲットに形成されるか、または特定の顆粒構造や表面状態にするための 更なる変形処理及び熱処理がなされる。 前述のプロセス以外にも、高純度銅セグメントを真空処理する前に積層し、金 属ホイルやその他適切な保護カバー内にパッケージして固定することもできる。 積層された高純度銅セグメントのアセンブリは、1/2トンの熱鍛造プレスにより およそ500℃±50℃で、例えばもとの高さである1/2である望む厚みに熱鍛造され る。望むならば、保護物質の層又はプレートを、セグメントの保護のために積層 体の最上部あるいは最下部に配置する。また、焼き入れ後に単一構造体を、例え ば70から90パーセント圧縮するコールドロールで処理し、その後に熱処理して所 望の治金特性を与える。 電気積層によって製造されたプレート以外の形態の高純度銅セグメントでも 使用できる。例えば、ホットプレス及び焼結された高純度銅セグメントの使用も 本発明は想定している。 以上の実施形態は本発明の思想を逸脱しない範囲で様々に変形あるいは改良が 可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法であって、 高純度の銅プレートで成り、それぞれ接合面を有した複数のセグメントを提 供するステップと、 前記接合面を洗浄するステップと、 前記セグメントを各々の接合面を隣接させて積層状態にアレンジするステッ プと、 積層された前記セグメントをアセンブリして固定するステップと、 前記アセンブリを不活性ガス内で加熱及び鍛造し、厚みを減少させるステッ プと、 鍛造された前記アセンブリを焼き入れ及び拡散接合された単一構造体を製造 するステップと、 を含んでいることを特徴とする高純度銅製スパッタリングターゲットの製造 方法。 ２．前記アセンブリに少なくとも一つの貫通孔を開け、その中に高純度の銅製 ピンを差し込んで固定させるステップをさらに含んでいることを特徴とする請求 項１に記載の高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法。 ３．前記アセンブリを望む大きさ及び形状のスパッタリングターゲットとする ための冷却及び変形加工ステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１ に記載の高純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法。 ４．前記高純度銅を電気積層で製造することを特徴とする請求項１に記載の高 純度銅製スパッタリングターゲットの製造方法。