JP2003226966A - 大型ターゲット材 - Google Patents
大型ターゲット材Info
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- JP2003226966A JP2003226966A JP2002211004A JP2002211004A JP2003226966A JP 2003226966 A JP2003226966 A JP 2003226966A JP 2002211004 A JP2002211004 A JP 2002211004A JP 2002211004 A JP2002211004 A JP 2002211004A JP 2003226966 A JP2003226966 A JP 2003226966A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さなターゲット材を大型化しても、その品
質・機能を全体で均一とすると共にかつ容易な方法によ
り製造できる大型ターゲットを提供する。 【解決手段】 スパッタリング法に使用されるターゲッ
ト材において、該ターゲット材の端部を５度〜８５度の
傾斜角とし、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により、少な
くとも２枚を接合してなる大型ターゲット材。また、接
合前のターゲット材を粉末冶金法による焼結体の板材と
するか、接合前のターゲット材を粉末冶金法による焼結
体に熱間加工を施した板材とする上記大型ターゲット
材。
質・機能を全体で均一とすると共にかつ容易な方法によ
り製造できる大型ターゲットを提供する。 【解決手段】 スパッタリング法に使用されるターゲッ
ト材において、該ターゲット材の端部を５度〜８５度の
傾斜角とし、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により、少な
くとも２枚を接合してなる大型ターゲット材。また、接
合前のターゲット材を粉末冶金法による焼結体の板材と
するか、接合前のターゲット材を粉末冶金法による焼結
体に熱間加工を施した板材とする上記大型ターゲット
材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄型ディス
プレイ分野等に使用されている大型ターゲット材に関る
ものである。
プレイ分野等に使用されている大型ターゲット材に関る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、液晶ディスプレイ用に使用され
るターゲット材としては、主として、Ｗ−Ｍｏ材、Ｃｒ
−Ｍｏ材、Ｔａ材等からなるものが知られている。その
中でＷ−Ｍｏターゲット材としては、例えば、ＷＯ９５
／１６７９７号公報に開示されているように、Ｗ−Ｍｏ
ターゲット材の相対密度を９８％以上、平均結晶粒径を
２００μｍ以下、硬度を３５０Ｈｖ以下とし、かつ、Ｗ
−Ｍｏの組成割合としてＷを２０〜９５％、残部をＭｏ
と不可避的不純物によって構成したもので、それにより
液晶ディスプレイにおけるアドレス配線をより抵抗値の
低いもの更には絶縁性を高めることができる技術であ
る。
るターゲット材としては、主として、Ｗ−Ｍｏ材、Ｃｒ
−Ｍｏ材、Ｔａ材等からなるものが知られている。その
中でＷ−Ｍｏターゲット材としては、例えば、ＷＯ９５
／１６７９７号公報に開示されているように、Ｗ−Ｍｏ
ターゲット材の相対密度を９８％以上、平均結晶粒径を
２００μｍ以下、硬度を３５０Ｈｖ以下とし、かつ、Ｗ
−Ｍｏの組成割合としてＷを２０〜９５％、残部をＭｏ
と不可避的不純物によって構成したもので、それにより
液晶ディスプレイにおけるアドレス配線をより抵抗値の
低いもの更には絶縁性を高めることができる技術であ
る。
【０００３】また、Ｗ−Ｍｏターゲット材の製造方法
は、一般に下記のとおりに大別される。その一つは、Ｗ
−Ｍｏターゲット板材を、粉末冶金法による焼結体を用
いて圧延、鍛造等の熱間加工を施し、板材とするもので
あり、また別の方法としては、粉末冶金法による焼結体
を用いて熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により形成し、板
材としたものである。ここで、前記の粉末冶金法による
焼結体は、一般の焼結法、ＣＩＰ法、ホットプレス法に
より一般的に製造されている。
は、一般に下記のとおりに大別される。その一つは、Ｗ
−Ｍｏターゲット板材を、粉末冶金法による焼結体を用
いて圧延、鍛造等の熱間加工を施し、板材とするもので
あり、また別の方法としては、粉末冶金法による焼結体
を用いて熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により形成し、板
材としたものである。ここで、前記の粉末冶金法による
焼結体は、一般の焼結法、ＣＩＰ法、ホットプレス法に
より一般的に製造されている。
【０００４】近年、これらの液晶表示用のディスプレイ
において、その大型化が望まれてきている。このため、
前記ターゲット材には、当然大型化が求められている。
この場合、この大型のターゲット材を製造するには、単
純に前記の製造装置を大きくしても以下に記載する大型
のための課題を有している。例えば、前記圧延法におい
て、製造するターゲット材のサイズが大きくなると圧延
時に反りが大きくなるため圧延時に割れが発生したり、
また、圧延後の冷却の不均一等による反りが大きくなり
その分歩留まりが低下する。
において、その大型化が望まれてきている。このため、
前記ターゲット材には、当然大型化が求められている。
この場合、この大型のターゲット材を製造するには、単
純に前記の製造装置を大きくしても以下に記載する大型
のための課題を有している。例えば、前記圧延法におい
て、製造するターゲット材のサイズが大きくなると圧延
時に反りが大きくなるため圧延時に割れが発生したり、
また、圧延後の冷却の不均一等による反りが大きくなり
その分歩留まりが低下する。
【０００５】また、別の方法であるＨＩＰ法において
は、大型化した時のＣＩＰ成形体、焼結体の割れ防止の
ために厚肉化が必要でありその分歩留まりが低下する。
以上の通りいずれも実用的な技術としては、有用なもの
ではない。従って、前記大型ターゲット材を製造するに
は、例えば前記従来の方法で製造された例えば縦３００
ｍｍ、横５００ｍｍ程度の小さなサイズのものを張合せ
て大型ターゲット材とする事が望まれているのが実状で
ある。
は、大型化した時のＣＩＰ成形体、焼結体の割れ防止の
ために厚肉化が必要でありその分歩留まりが低下する。
以上の通りいずれも実用的な技術としては、有用なもの
ではない。従って、前記大型ターゲット材を製造するに
は、例えば前記従来の方法で製造された例えば縦３００
ｍｍ、横５００ｍｍ程度の小さなサイズのものを張合せ
て大型ターゲット材とする事が望まれているのが実状で
ある。
【０００６】一方、前記張合せによるターゲット材の大
型化技術としては、例えば特開平１１−２６９６３７号
公報に開示されているように、前記小さなターゲット材
をその間隔が１０ｍｍ以下になるように配置し、その間
隔をめがけて、母材と同じ成分からなる粉末をプラズマ
溶射、あるいは溶射して、一体化するものであり、これ
により、ターゲット材の大型化をはかることが可能であ
る。
型化技術としては、例えば特開平１１−２６９６３７号
公報に開示されているように、前記小さなターゲット材
をその間隔が１０ｍｍ以下になるように配置し、その間
隔をめがけて、母材と同じ成分からなる粉末をプラズマ
溶射、あるいは溶射して、一体化するものであり、これ
により、ターゲット材の大型化をはかることが可能であ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１１−２６９６３７号公報に開示されている技術で
大型化されたターゲット材は、以下の課題を有するため
液晶用として実用化は難しい。すなわち、両者の接合部
には前記のとおり、接合を対象とする同じ成分からなる
粉末を用いてプラズマ溶射または溶射するため接合部の
表面に段差ができ溶射部が低くなる。従って、大型化さ
れたターゲット材を実際のスパッタに使用した場合、こ
のターゲット材が均一に消耗せず、均一なスパッタ膜を
形成することができない。また、溶射部と母材部との組
成は、均一であるものの組織が相違し、それにより均一
なスパッタ膜を施すことができないという問題がある。
開平１１−２６９６３７号公報に開示されている技術で
大型化されたターゲット材は、以下の課題を有するため
液晶用として実用化は難しい。すなわち、両者の接合部
には前記のとおり、接合を対象とする同じ成分からなる
粉末を用いてプラズマ溶射または溶射するため接合部の
表面に段差ができ溶射部が低くなる。従って、大型化さ
れたターゲット材を実際のスパッタに使用した場合、こ
のターゲット材が均一に消耗せず、均一なスパッタ膜を
形成することができない。また、溶射部と母材部との組
成は、均一であるものの組織が相違し、それにより均一
なスパッタ膜を施すことができないという問題がある。
【０００８】また、更に別の大型化の技術としては、前
記ＷＯ９５／１６７９７号公報に僅かに開示されてい
る。しかしながら、この特許公報に開示されている技術
は、ターゲット材同士を直接拡散接合するだけしか開示
されてなく、この開示内容では、大型化を実施すること
ができない。以上のような従来技術の課題に鑑み本発明
の目的は、小さなターゲット材を大型化しても、その品
質・機能を全体で均一とするとともに、かつ容易な方法
により製造できる大型ターゲット材を提供することであ
る。
記ＷＯ９５／１６７９７号公報に僅かに開示されてい
る。しかしながら、この特許公報に開示されている技術
は、ターゲット材同士を直接拡散接合するだけしか開示
されてなく、この開示内容では、大型化を実施すること
ができない。以上のような従来技術の課題に鑑み本発明
の目的は、小さなターゲット材を大型化しても、その品
質・機能を全体で均一とするとともに、かつ容易な方法
により製造できる大型ターゲット材を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのものであって、その発明の要旨とするとこ
ろは、 （１）スパッタリング法に使用されるターゲット材にお
いて、該ターゲット材の端部を５度〜８５度の傾斜角と
し、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により、少なくとも２
枚を接合してなることを特徴とする大型ターゲット材。
決するためのものであって、その発明の要旨とするとこ
ろは、 （１）スパッタリング法に使用されるターゲット材にお
いて、該ターゲット材の端部を５度〜８５度の傾斜角と
し、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により、少なくとも２
枚を接合してなることを特徴とする大型ターゲット材。
【００１０】（２）接合前のターゲット材を、粉末冶金
法による焼結体の板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （３）接合前のターゲット材を、粉末冶金法による焼結
体に熱間加工を施した板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （４）接合前のターゲット材を、粉末冶金法による焼結
体に熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を施した板材とするこ
とを特徴とする前記（１）記載の大型ターゲット材。
法による焼結体の板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （３）接合前のターゲット材を、粉末冶金法による焼結
体に熱間加工を施した板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （４）接合前のターゲット材を、粉末冶金法による焼結
体に熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を施した板材とするこ
とを特徴とする前記（１）記載の大型ターゲット材。
【００１１】（５）粉末冶金法による焼結体を、一般の
焼結法、ＣＩＰ法、またはホットプレス法により形成し
たものとすることを特徴とする前記（２）〜（４）記載
の大型ターゲット材。 （６）接合前のターゲット材を、鋳造法による成形体に
塑性加工を施した板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （７）接合前のターゲット材をＭｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｎｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｃｕの単体金
属、これらの金属元素を含む合金、またはケイ化物のい
ずれか一つからなることを特徴とする前記（１）〜
（６）記載の大型ターゲット材である。
焼結法、ＣＩＰ法、またはホットプレス法により形成し
たものとすることを特徴とする前記（２）〜（４）記載
の大型ターゲット材。 （６）接合前のターゲット材を、鋳造法による成形体に
塑性加工を施した板材とすることを特徴とする前記
（１）記載の大型ターゲット材。 （７）接合前のターゲット材をＭｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｎｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｃｕの単体金
属、これらの金属元素を含む合金、またはケイ化物のい
ずれか一つからなることを特徴とする前記（１）〜
（６）記載の大型ターゲット材である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面及び表
に基づいて詳細に説明する。まず、本発明を完成するに
先立ち、第１の実施例として、Ｗ−Ｍｏターゲット材を
用い、表１に示すテスト材としてのＮｏ．１〜２７を実
施した。このテストに使用した接合前のＷ−Ｍｏターゲ
ット材は、２種類あり、その一つは、粉末冶金法による
焼結体に熱間加工である圧延を施した板材のＮｏ．１〜
２４である。他は粉末冶金法による焼結体に熱間等方加
圧焼結（ＨＩＰ）を施して形成した材のＮｏ．２５〜２
７を用いた。その特性は、いづれも相対密度が９８％以
上、平均結晶粒経が２００μｍ以下ものである。また、
このターゲット材のサイズは、図１に示すような厚み、
縦、横の寸法が表１に示されている。すなわち、図１
は、本発明に係るターゲット材単体の接合状況を示す平
面図および側面図であり、図１（ａ）がその平面図、図
１（ｂ）が側面図である。なお、符号１はターゲット材
単体であり、４は接合部である。
に基づいて詳細に説明する。まず、本発明を完成するに
先立ち、第１の実施例として、Ｗ−Ｍｏターゲット材を
用い、表１に示すテスト材としてのＮｏ．１〜２７を実
施した。このテストに使用した接合前のＷ−Ｍｏターゲ
ット材は、２種類あり、その一つは、粉末冶金法による
焼結体に熱間加工である圧延を施した板材のＮｏ．１〜
２４である。他は粉末冶金法による焼結体に熱間等方加
圧焼結（ＨＩＰ）を施して形成した材のＮｏ．２５〜２
７を用いた。その特性は、いづれも相対密度が９８％以
上、平均結晶粒経が２００μｍ以下ものである。また、
このターゲット材のサイズは、図１に示すような厚み、
縦、横の寸法が表１に示されている。すなわち、図１
は、本発明に係るターゲット材単体の接合状況を示す平
面図および側面図であり、図１（ａ）がその平面図、図
１（ｂ）が側面図である。なお、符号１はターゲット材
単体であり、４は接合部である。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１に示すようなサイズになるように、予
め単体のターゲット材を放電加工機によって切断し、そ
の後フライス盤で、図１に示す傾斜角度θについて、表
１に示す各々の値に切削し、その後、この傾斜部に砥石
による研磨を実施した。続いて、このテスト材同士を図
２に示す本発明に係るキャニング概要図のように、軟鋼
またはＳＵＳ材からなるキャニング材２にてカプセリン
グし、次に、脱気筒３より、内部を真空状態になるよう
に脱気した。このような缶体を複数個についてＨＩＰ処
理を行なった。
め単体のターゲット材を放電加工機によって切断し、そ
の後フライス盤で、図１に示す傾斜角度θについて、表
１に示す各々の値に切削し、その後、この傾斜部に砥石
による研磨を実施した。続いて、このテスト材同士を図
２に示す本発明に係るキャニング概要図のように、軟鋼
またはＳＵＳ材からなるキャニング材２にてカプセリン
グし、次に、脱気筒３より、内部を真空状態になるよう
に脱気した。このような缶体を複数個についてＨＩＰ処
理を行なった。
【００１５】この場合のＨＩＰ処理条件としては、温度
約１２５０℃、圧力約１０８Ｍｐａで、４．５時間のＨ
ＩＰ処理を実施した．以上の繰り返しにより２７個のテ
ストを実施した。上記ＨＩＰ条件としての温度は、８０
０℃未満では温度が低すぎるため接合をしようとする接
合面での熱的活性化が促進されずＨＩＰによる拡散接合
が不完全となる。また、２０００℃を超えるとＷ、Ｍｏ
の２次再結晶温度による粒の成長が起こり、平均結晶粒
経が２００μｍ以上となりスパッタリング時にパーティ
クルが発生するため好ましくない。従って、その適正な
温度範囲としては８００〜２０００℃である。また、圧
力としては、４０Ｍｐａ未満では圧力が低すぎるため接
合をしようとする接合面での活性化が促進されずＨＩＰ
による拡散接合が不完全となる。また、２５０Ｍｐａを
超えると一般のＨＩＰ設備の能力上困難である。従っ
て、その適正な圧力範囲としては、４０〜２５０Ｍｐａ
である。
約１２５０℃、圧力約１０８Ｍｐａで、４．５時間のＨ
ＩＰ処理を実施した．以上の繰り返しにより２７個のテ
ストを実施した。上記ＨＩＰ条件としての温度は、８０
０℃未満では温度が低すぎるため接合をしようとする接
合面での熱的活性化が促進されずＨＩＰによる拡散接合
が不完全となる。また、２０００℃を超えるとＷ、Ｍｏ
の２次再結晶温度による粒の成長が起こり、平均結晶粒
経が２００μｍ以上となりスパッタリング時にパーティ
クルが発生するため好ましくない。従って、その適正な
温度範囲としては８００〜２０００℃である。また、圧
力としては、４０Ｍｐａ未満では圧力が低すぎるため接
合をしようとする接合面での活性化が促進されずＨＩＰ
による拡散接合が不完全となる。また、２５０Ｍｐａを
超えると一般のＨＩＰ設備の能力上困難である。従っ
て、その適正な圧力範囲としては、４０〜２５０Ｍｐａ
である。
【００１６】上記のテスト結果として、上記したＨＩＰ
処理が終了した複数の缶体をＨＩＰ装置から取り出した
後、キャニング材を除去し、接合されているターゲット
材の表面を研削した。その後各テスト材の接合部を、浸
透探傷試験（ＰＴ）による非破壊検査による目視検査で
該接合部表面における未接合部の有無確認、および接合
部のＸ線マイクロアナライザーによる線分析を実施し、
同様に確認した。なお、前記線分析の結果について、一
例をあげて説明する。
処理が終了した複数の缶体をＨＩＰ装置から取り出した
後、キャニング材を除去し、接合されているターゲット
材の表面を研削した。その後各テスト材の接合部を、浸
透探傷試験（ＰＴ）による非破壊検査による目視検査で
該接合部表面における未接合部の有無確認、および接合
部のＸ線マイクロアナライザーによる線分析を実施し、
同様に確認した。なお、前記線分析の結果について、一
例をあげて説明する。
【００１７】図３は、表１のＮｏ．４の試験片の線分析
の結果を示すグラフであり、同様に図４は、同表１のＮ
ｏ．２に示す結果をそれぞれ示すグラフである。各表に
おいて、横軸は、接合部における接合線に対して直角方
向の距離で、縦軸は、それぞれ接合部でのＷ、Ｍｏの絶
対値を示す。上記Ｎｏ．４に示すものは、ＰＴによる目
視確認において、接続部表面における未接合部がなく、
また、該接続部における線分析結果を示す図３におい
て、測定位置でのＷ、Ｍｏの量に変動が生じてないこと
が判る。
の結果を示すグラフであり、同様に図４は、同表１のＮ
ｏ．２に示す結果をそれぞれ示すグラフである。各表に
おいて、横軸は、接合部における接合線に対して直角方
向の距離で、縦軸は、それぞれ接合部でのＷ、Ｍｏの絶
対値を示す。上記Ｎｏ．４に示すものは、ＰＴによる目
視確認において、接続部表面における未接合部がなく、
また、該接続部における線分析結果を示す図３におい
て、測定位置でのＷ、Ｍｏの量に変動が生じてないこと
が判る。
【００１８】一方、これに対し、上記Ｎｏ．２に示すも
のは、ＰＴによる目視確認において、未接合部の発生が
確認された。また、この接続部における線分析結果を示
す図４において、矢印で示す如く未接合部、すなわち、
未接合による空間部が形成されているためＷ、Ｍｏの量
が検出されずその結果が、グラフに示すように急激な変
動が生じていることが判る。以上、Ｎｏ．１〜２７迄の
テスト条件、およびその結果を総括している表１に基づ
いて該テストの結果を詳細に説明する。
のは、ＰＴによる目視確認において、未接合部の発生が
確認された。また、この接続部における線分析結果を示
す図４において、矢印で示す如く未接合部、すなわち、
未接合による空間部が形成されているためＷ、Ｍｏの量
が検出されずその結果が、グラフに示すように急激な変
動が生じていることが判る。以上、Ｎｏ．１〜２７迄の
テスト条件、およびその結果を総括している表１に基づ
いて該テストの結果を詳細に説明する。
【００１９】Ｎｏ．１〜７は、接合される材の接合部で
の開先角度の影響を確認するためのテストであって、Ｎ
ｏ．１、２のもの、すなわち、開先角度が８７度以上の
ものでは、ＰＴ試験及び線分析の結果、いづれも接合部
に未接合部を生じており、一方、Ｎｏ．３〜７もの、す
なわち、本発明材である開先角度が８５度以下のもので
は、ＰＴ試験及び線分析の結果、接合部に未接合部が生
じていないことが明らかである。
の開先角度の影響を確認するためのテストであって、Ｎ
ｏ．１、２のもの、すなわち、開先角度が８７度以上の
ものでは、ＰＴ試験及び線分析の結果、いづれも接合部
に未接合部を生じており、一方、Ｎｏ．３〜７もの、す
なわち、本発明材である開先角度が８５度以下のもので
は、ＰＴ試験及び線分析の結果、接合部に未接合部が生
じていないことが明らかである。
【００２０】また、Ｎｏ．８〜１４およびＮｏ．１５〜
２１については、いづれも単体のターゲット板材の板厚
の違いによる開先角度の影響を確認するために実施した
ものである。表１から明らかなように、いづれの板厚に
おいてもこのテスト結果は、上記Ｎｏ．１〜７のテスト
結果と同様に、開先角度が８７度以上のものでは、接合
部に未接合部を生じており、一方、開先角度が８５度以
下の本発明材のものでは、接合部に未接合部が生じてい
ないことが明らかである。
２１については、いづれも単体のターゲット板材の板厚
の違いによる開先角度の影響を確認するために実施した
ものである。表１から明らかなように、いづれの板厚に
おいてもこのテスト結果は、上記Ｎｏ．１〜７のテスト
結果と同様に、開先角度が８７度以上のものでは、接合
部に未接合部を生じており、一方、開先角度が８５度以
下の本発明材のものでは、接合部に未接合部が生じてい
ないことが明らかである。
【００２１】また、Ｎｏ．２２〜２４については、接合
部での形状による影響を確認するためのテストであっ
て、この接合部での形状を図７に示す如く十字状にし
て、テストを実施したものである。表から明かなよう
に、この接合部での形状が十字形状になっても前記のと
おり、開先角度が８７度以上のＮｏ．２２のものでは、
接合部に未接合部を生じており、一方、開先角度が８５
度以下の本発明材のＮｏ．２３．２４のものでは、接合
部に未接合部が生じていないことが明らかである。
部での形状による影響を確認するためのテストであっ
て、この接合部での形状を図７に示す如く十字状にし
て、テストを実施したものである。表から明かなよう
に、この接合部での形状が十字形状になっても前記のと
おり、開先角度が８７度以上のＮｏ．２２のものでは、
接合部に未接合部を生じており、一方、開先角度が８５
度以下の本発明材のＮｏ．２３．２４のものでは、接合
部に未接合部が生じていないことが明らかである。
【００２２】さらに、Ｎｏ．２５〜２７は、単体のター
ゲット材として、別の製法で製造されたもの、すなわ
ち、粉末冶金法による焼結体を熱間等方加圧焼結（ＨＩ
Ｐ）により高密度化した板材を使用して、開先角度の影
響を確認するために実施したものである。表１から明ら
かなように、その結果は、開先角度が８７度以上のＮ
ｏ．２５のものでは、接合部に未接合部生じており、一
方、開先角度が８５度以下の本発明材のＮｏ．２６、２
７ものでは、接合部に未接合部を生じていないことが明
らかである。以上の各種テストの結果、本発明の接合方
法において、接合部の開先角度を８５度以下にすること
により、接合部に未接合部が生じない健全な接合を図る
事が明確と成った。以上の知見を得て、次に、実機サイ
ズのターゲット材の接合を実施した。以下にその結果に
ついて説明する。
ゲット材として、別の製法で製造されたもの、すなわ
ち、粉末冶金法による焼結体を熱間等方加圧焼結（ＨＩ
Ｐ）により高密度化した板材を使用して、開先角度の影
響を確認するために実施したものである。表１から明ら
かなように、その結果は、開先角度が８７度以上のＮ
ｏ．２５のものでは、接合部に未接合部生じており、一
方、開先角度が８５度以下の本発明材のＮｏ．２６、２
７ものでは、接合部に未接合部を生じていないことが明
らかである。以上の各種テストの結果、本発明の接合方
法において、接合部の開先角度を８５度以下にすること
により、接合部に未接合部が生じない健全な接合を図る
事が明確と成った。以上の知見を得て、次に、実機サイ
ズのターゲット材の接合を実施した。以下にその結果に
ついて説明する。
【００２３】実施サイズのテスト材として、表１に示す
Ｎｏ．２８〜４１のサイズのターゲット材を各々３枚準
備し、表１に示す単体ターケット材を図８に示すように
並べた状態で、キャニングを実施し、前記と同様に、表
１に示すＨＩＰ条件で、ＨＩＰ処理を実施した。その
後、キャニング材を除去し、接合されているターゲット
材の表面を研削した。その後各テスト材の接合部を、浸
透探傷試験（ＰＴ）による非破壊検査による目視検査で
該接続部表面における未接合部の有無確認、および接合
部におけるＸ線マイクロアナライザーによる線分析を実
施し、同様に確認した。以下に詳細について説明する。
Ｎｏ．２８〜４１のサイズのターゲット材を各々３枚準
備し、表１に示す単体ターケット材を図８に示すように
並べた状態で、キャニングを実施し、前記と同様に、表
１に示すＨＩＰ条件で、ＨＩＰ処理を実施した。その
後、キャニング材を除去し、接合されているターゲット
材の表面を研削した。その後各テスト材の接合部を、浸
透探傷試験（ＰＴ）による非破壊検査による目視検査で
該接続部表面における未接合部の有無確認、および接合
部におけるＸ線マイクロアナライザーによる線分析を実
施し、同様に確認した。以下に詳細について説明する。
【００２４】Ｎｏ．２８〜３１は、接合される材の縦、
横、長さが大きい場合の接合部での開先角度の影響を確
認するためのテストであって、Ｎｏ．２８のもの、すな
わち、開先角度が８７度以上のものでは、ＰＴ試験およ
び線分析の結果、いづれも接合部に未接合部を生じてお
り、一方、Ｎｏ．２９〜３１もの、すなわち、本発明材
である開先角度が８５度以下のものでは、ＰＴ試験およ
び線分析の結果、接合部に未接合部が生じていないこと
が明らかである。
横、長さが大きい場合の接合部での開先角度の影響を確
認するためのテストであって、Ｎｏ．２８のもの、すな
わち、開先角度が８７度以上のものでは、ＰＴ試験およ
び線分析の結果、いづれも接合部に未接合部を生じてお
り、一方、Ｎｏ．２９〜３１もの、すなわち、本発明材
である開先角度が８５度以下のものでは、ＰＴ試験およ
び線分析の結果、接合部に未接合部が生じていないこと
が明らかである。
【００２５】また、Ｎｏ．３２〜３５は、接合される材
の縦、横、長さが大きい場合、かつ、別の製法で製造さ
れたもの、すなわち、粉末冶金法による焼結体に熱間等
方加圧焼結（ＨＩＰ）により形成した板材を使用して、
開先角度の影響を確認するために実施したものである。
表１から明らかなように、その結果は、開先角度が８７
度以上の３２のものでは、接合部に未接合部を生じてお
り、一方、開先角度が８５度以下の本発明材のＮｏ．３
３〜３５のものでは、接合部に未接合部が生じていない
ことが明らかである．
の縦、横、長さが大きい場合、かつ、別の製法で製造さ
れたもの、すなわち、粉末冶金法による焼結体に熱間等
方加圧焼結（ＨＩＰ）により形成した板材を使用して、
開先角度の影響を確認するために実施したものである。
表１から明らかなように、その結果は、開先角度が８７
度以上の３２のものでは、接合部に未接合部を生じてお
り、一方、開先角度が８５度以下の本発明材のＮｏ．３
３〜３５のものでは、接合部に未接合部が生じていない
ことが明らかである．
【００２６】さらに、Ｎｏ．３６〜３８およびＮｏ．３
９〜４１は、接合される材の縦、横、長さが大きい場合
で、粉末冶金法による焼結体に圧延または熱間等方加圧
焼結（ＨＩＰ）により形成した板材を使用して、圧力・
温度・時間などをを変更させてその影響を確認するため
に実施したものである。なお、上記のテストＮｏの内、
１５００℃以上の高温ＨＩＰ処理を施しているＮｏ．３
７、３８、４０、４１についてのキャニング材２でのカ
プセリングには、例えばＮｂ等の高融点金属からなるキ
ャニング材２を使用した。表１から明らかなように、そ
の結果は、開先角度が全て６０度であるＮｏ．３６〜４
１において、表１に示す広い範囲における温度、圧力で
ＨＩＰ処理を実施しても、接合部に未接合部が生じてい
なく、接合が確実に実施できることが明らかである。
９〜４１は、接合される材の縦、横、長さが大きい場合
で、粉末冶金法による焼結体に圧延または熱間等方加圧
焼結（ＨＩＰ）により形成した板材を使用して、圧力・
温度・時間などをを変更させてその影響を確認するため
に実施したものである。なお、上記のテストＮｏの内、
１５００℃以上の高温ＨＩＰ処理を施しているＮｏ．３
７、３８、４０、４１についてのキャニング材２でのカ
プセリングには、例えばＮｂ等の高融点金属からなるキ
ャニング材２を使用した。表１から明らかなように、そ
の結果は、開先角度が全て６０度であるＮｏ．３６〜４
１において、表１に示す広い範囲における温度、圧力で
ＨＩＰ処理を実施しても、接合部に未接合部が生じてい
なく、接合が確実に実施できることが明らかである。
【００２７】最後に、図５および図６を用いて、接合部
近傍の結晶粒径について説明する。図５は、前記の実機
サイズのテストＮｏ．３９における接合前のターゲット
材単体の顕微鏡組織写真（×４００倍）を示すものであ
り、図６は、同上Ｎｏ．３９における接合後の接合部近
傍の顕微鏡組織写真（×４００倍）を示すものである。
図５および図６との比較により明らかなように、接合前
後において母材の結晶粒径の変動はなく、また、図６に
示す如く、接合部において、結晶粒径は母材よりも小さ
くなっており、これにより接合部の健全性が明確である
と判断できる。なお、本発明材のターゲット材を構成す
る粉末冶金法による焼結体とは、一般の焼結法、ＣＩＰ
法、ホットプレス法により形成されたものを使用すると
よい。
近傍の結晶粒径について説明する。図５は、前記の実機
サイズのテストＮｏ．３９における接合前のターゲット
材単体の顕微鏡組織写真（×４００倍）を示すものであ
り、図６は、同上Ｎｏ．３９における接合後の接合部近
傍の顕微鏡組織写真（×４００倍）を示すものである。
図５および図６との比較により明らかなように、接合前
後において母材の結晶粒径の変動はなく、また、図６に
示す如く、接合部において、結晶粒径は母材よりも小さ
くなっており、これにより接合部の健全性が明確である
と判断できる。なお、本発明材のターゲット材を構成す
る粉末冶金法による焼結体とは、一般の焼結法、ＣＩＰ
法、ホットプレス法により形成されたものを使用すると
よい。
【００２８】また、本発明材の一例である接合前のＷ−
Ｍｏターゲット材の組成割合としては、Ｗの量が２０％
より低くなると抵抗が上昇すると共に、層間絶縁膜やＩ
ＴＯ等のエッチャントに対する耐性が低下する。一方、
９５％を越えると抵抗が上昇する。従って、その適正な
る割合としては、Ｗを２０〜９５％、残部をＭｏと不可
避成分に構成されたものを使用するとよい。
Ｍｏターゲット材の組成割合としては、Ｗの量が２０％
より低くなると抵抗が上昇すると共に、層間絶縁膜やＩ
ＴＯ等のエッチャントに対する耐性が低下する。一方、
９５％を越えると抵抗が上昇する。従って、その適正な
る割合としては、Ｗを２０〜９５％、残部をＭｏと不可
避成分に構成されたものを使用するとよい。
【００２９】以上、本発明の大型ターゲット材の一実施
例として、液晶ディスプレイ用としてのＷ−Ｍｏターゲ
ット材を例にして、実施例を説明したが、本発明材とし
ては、これに限られることなく他の材質としては、例え
ば前記のとおり、Ｃｒ−Ｍｏ材、Ｍｏ材、Ｔａ材、Ａｌ
材やプラズマディスプレイ用としてのＣｒ材、Ｃｕ材、
および半導体用のＷ材、磁気ヘッド用等のＰｔ材、Ｃｏ
材、その他Ｔｉ材、Ｎｂ材、Ｎｉ材等の単体金属、これ
らの金属元素を含む合金、またはケイ化物のいずれ等か
らなるものでもよい。
例として、液晶ディスプレイ用としてのＷ−Ｍｏターゲ
ット材を例にして、実施例を説明したが、本発明材とし
ては、これに限られることなく他の材質としては、例え
ば前記のとおり、Ｃｒ−Ｍｏ材、Ｍｏ材、Ｔａ材、Ａｌ
材やプラズマディスプレイ用としてのＣｒ材、Ｃｕ材、
および半導体用のＷ材、磁気ヘッド用等のＰｔ材、Ｃｏ
材、その他Ｔｉ材、Ｎｂ材、Ｎｉ材等の単体金属、これ
らの金属元素を含む合金、またはケイ化物のいずれ等か
らなるものでもよい。
【００３０】また、上記材料としては、粉末冶金法によ
る焼結体に熱間加工である圧延を施した板材、粉末冶金
法による焼結体に熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を施して
形成した板材について述べたが、これらに限定されるも
のでなく、粉末冶金法による焼結体の板材や鋳造法によ
る成形体に塑性加工を施した板材についても同様の効果
が得られる。
る焼結体に熱間加工である圧延を施した板材、粉末冶金
法による焼結体に熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を施して
形成した板材について述べたが、これらに限定されるも
のでなく、粉末冶金法による焼結体の板材や鋳造法によ
る成形体に塑性加工を施した板材についても同様の効果
が得られる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、大型
ターゲットを小さなターゲット材を且つ容易な方法で接
続でき、また、その品質・機能を全体で均一に製造する
ことが可能となり、その工業化の意義は極めて大きい。
ターゲットを小さなターゲット材を且つ容易な方法で接
続でき、また、その品質・機能を全体で均一に製造する
ことが可能となり、その工業化の意義は極めて大きい。
【図１】本発明に係るターゲット材単体の接合状況を示
す平面図および側面図、
す平面図および側面図、
【図２】本発明に係るキャニング概要図、
【図３】本発明に係る線分析結果を示すグラフ、
【図４】本発明に係る線分析結果を示すグラフ、
【図５】本発明に係る接合前のターゲット材単体の顕微
鏡組織写真（×４００倍）、
鏡組織写真（×４００倍）、
【図６】本発明に係る接合後の接合部近傍の顕微鏡組織
写真（×４００倍）、
写真（×４００倍）、
【図７】本発明に係る接合部の十字形状を示す図、
【図８】本発明に係る単体ターゲット板材の接合前の配
置図である。
置図である。
１ ターゲット材単体
２ キャニング材
３ 脱気筒
４ 接合部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤田 典之
福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新
日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本
部内
(72)発明者 今村 拓夫
福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新
日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本
部内
Ｆターム(参考） 4K018 AA02 AA03 AA06 AA07 AA10
AA14 AA19 AA21 AA40 AB04
EA12 EA16 JA07 JA12 KA29
4K029 DC03 DC04 DC07 DC09 DC12
Claims (7)
- 【請求項１】 スパッタリング法に使用されるターゲッ
ト材において、該ターゲット材の端部を５度〜８５度の
傾斜角とし、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）により、少な
くとも２枚を接合してなることを特徴とする大型ターゲ
ット材。 - 【請求項２】 接合前のターゲット材を、粉末冶金法に
よる焼結体の板材とすることを特徴とする請求項１記載
の大型ターゲット材。 - 【請求項３】 接合前のターゲット材を、粉末冶金法に
よる焼結体に熱間加工を施した板材とすることを特徴と
する請求項１記載の大型ターゲット材。 - 【請求項４】 接合前のターゲット材を、粉末冶金法に
よる焼結体に熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を施した板材
とすることを特徴とする請求項１記載の大型ターゲット
材。 - 【請求項５】 粉末冶金法による焼結体を、一般の焼結
法、ＣＩＰ法、ホットプレス法により形成したものとす
ることを特徴とする請求項２〜４記載の大型ターゲット
材。 - 【請求項６】 接合前のターゲット材を、鋳造法による
成形体に塑性加工を施した板材とすることを特徴とする
請求項１記載の大型ターゲット材。 - 【請求項７】 接合前のターゲット材をＭｏ，Ｗ，Ｔ
ａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｃｕ
の単体金属、これらの金属元素を含む合金、またはケイ
化物のいずれか一つからなることを特徴とする請求項１
〜６記載の大型ターゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002211004A JP4312431B2 (ja) | 2001-11-30 | 2002-07-19 | ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366768 | 2001-11-30 | ||
| JP2001-366768 | 2001-11-30 | ||
| JP2002211004A JP4312431B2 (ja) | 2001-11-30 | 2002-07-19 | ターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003226966A true JP2003226966A (ja) | 2003-08-15 |
| JP4312431B2 JP4312431B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=27759555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002211004A Expired - Fee Related JP4312431B2 (ja) | 2001-11-30 | 2002-07-19 | ターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (16)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004217990A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲットとその製造方法 |
| KR100753271B1 (ko) | 2005-06-13 | 2007-08-29 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 스퍼터링 타켓 타일의 전자 빔 용접 |
| US7452488B2 (en) * | 2006-10-31 | 2008-11-18 | H.C. Starck Inc. | Tin oxide-based sputtering target, low resistivity, transparent conductive film, method for producing such film and composition for use therein |
| JP2009513823A (ja) * | 2005-10-20 | 2009-04-02 | ハー ツェー シュタルク インコーポレイテッド | モリブデン−チタンスパッタリングプレートおよびターゲットの製造法 |
| JP2010229499A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | ターゲットの製造方法 |
| JP2011225985A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Hitachi Metals Ltd | 円筒型Ｍｏ合金ターゲットの製造方法 |
| WO2012154817A1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | H.C. Starck, Inc. | Composite target |
| US8449817B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-05-28 | H.C. Stark, Inc. | Molybdenum-containing targets comprising three metal elements |
| US8449818B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-05-28 | H. C. Starck, Inc. | Molybdenum containing targets |
| US8470396B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-06-25 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
| KR101294331B1 (ko) * | 2008-05-22 | 2013-08-07 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 그를 이용하여 제조된스퍼터링 타겟 |
| US8703233B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-22 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets by cold spray |
| US9095932B2 (en) | 2006-12-13 | 2015-08-04 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
| US9334565B2 (en) | 2012-05-09 | 2016-05-10 | H.C. Starck Inc. | Multi-block sputtering target with interface portions and associated methods and articles |
| JP2016180179A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶タングステン及びタングステン合金焼結体並びにその製造方法 |
| US9783882B2 (en) | 2007-05-04 | 2017-10-10 | H.C. Starck Inc. | Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom |
-
2002
- 2002-07-19 JP JP2002211004A patent/JP4312431B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4574949B2 (ja) * | 2003-01-14 | 2010-11-04 | 株式会社東芝 | スパッタリングターゲットとその製造方法 |
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| US7837929B2 (en) * | 2005-10-20 | 2010-11-23 | H.C. Starck Inc. | Methods of making molybdenum titanium sputtering plates and targets |
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| US9095932B2 (en) | 2006-12-13 | 2015-08-04 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
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| CN103562432A (zh) * | 2011-05-10 | 2014-02-05 | H·C·施塔克公司 | 复合靶 |
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