JP2007302981A - 円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性に優れ、且つ、ターゲット層の厚みを厚くできる新規な、円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法を提供する。
【解決手段】 （Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有し、残部はＭｏ及び不可避的不純物からなる板状のＭｏ合金素材を、スピニング加工により円筒形状とする円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法である。（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素のうち、最も好ましく元素はＮｂである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒型のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法に関するものである。

現在、平面表示装置の一種である液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ＬＣＤという）等の薄膜電極および薄膜配線等には、電気抵抗の小さいＭｏ等の高融点金属膜が広く利用されている。そして、これらの薄膜は、同一組成のターゲット材を母材としてスパッタリングによって形成する方法が一般的に利用されている。
上述したターゲット材としては、プレナー型（円板状もしくは角板状）のターゲット材が広く利用されているが、ターゲット材の使用効率を高めるために、円筒型ターゲット材が用いられつつある。
この円筒型ターゲットを製造するには、例えばターゲット用素材を削り出す方法や、特開平５−１７１４２８号公報（特許文献１参照）に示されるようなバッキングチューブの外周面にプラズマ溶射による溶射素材を吹付けて、ターゲット層を形成する方法により円筒型のターゲット材を得る方法がある。
特開平５−１７１４２８号公報

例えば、高価なＭｏを主成分とするＭｏ合金ターゲット材を製造する場合、ターゲット用素材を円筒形状に削り出す方法を適用すると、歩留まりが悪く、生産性にも問題がある。
また、上述した特許文献１に示されるプラズマ溶射による溶射素材を吹付け形成する方法では、ターゲット層（Ｍｏ合金層）の厚みを厚くすることが困難であるという問題があった。
本発明の目的は、生産性に優れ、且つ、ターゲット層の厚みを厚くできる新規な、円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法を提供することである。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有し、残部はＭｏ及び不可避的不純物からなる板状のＭｏ合金素材を、スピニング加工により円筒形状とする円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法である。

本発明の円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法を適用すれば、ターゲット層の厚みを厚くできる円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材を生産性良く得ることができる。

以下に本発明を詳しく説明する。
先ず、本発明で用いるＭｏ合金の化学組成について説明する。
本発明では（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有し、残部はＭｏ及び不可避的不純物からなるＭｏ合金素材と規定した。
本発明において、（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有の範囲で含有すると規定した理由は、これらの元素がＭｏの加工性を改善する効果があるためである。本発明の場合、強加工のスピニング加工を施すため、加工性改善元素を積極添加してＭｏ合金とすることは必須である。
この加工性改善効果を得るには、（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種または２種以上の元素の総量が０．５原子％以上が必要となる。また、５０原子％を超えて含有してもより一層の加工性改善効果は得られない。よって、本発明では（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有の範囲で含有するとした。
なお、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒのうち、最も加工性改善効果の高い元素はＮｂであり、Ｎｂを単独で含有させるのが好ましい。

本発明では、上述した組成を有する板状のＭｏ合金素材を準備する。
板状素材は例えば焼結材、溶製材、或いはＥＢ溶解等の特殊溶解で板状としたもの、或いは、プレスや圧延等の塑性加工を加えて板状としたものであっても良い。
以下に、図１を用いて円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法を説明する。
図１(a)に示すような板状のＭｏ合金素材(1)を用意する。この時、スピニング加工に備えて予め円形に切断しておくことが好ましい。
また、スピニング加工する板状のＭｏ合金素材(1)はターゲット層となる。そのため、製品となった時のターゲット層厚みを考慮して板状のＭｏ合金素材の厚みを調整しておけることが本発明の特徴の一つである。これにより、ターゲット層の厚いターゲット材も製造可能となる。
なお、例えば、製品となった時のターゲット層厚みの１１０〜３００％の厚みを有する板状のＭｏ合金素材(1)を用意すれば十分である。

次に、図１(b)に示すように、板状のＭｏ合金素材(1)を、回転する金型(2)に押し当てながら、押込みローラー(3)で板状のＭｏ合金素材(1)を回転する金型(2)の形状にあわせて扱き込むスピニング加工を施す。これにより、図１(C)に示すようなＭｏ合金の円筒型形状素材(3)とする。なお、スピニング加工中に板状のＭｏ合金素材が硬化して割れやシワが発生するおそれのある時は、ＭｏＮｂ合金の焼結体の硬度を下げる熱処理を行っても良い。
そして最後にＭｏ合金の円筒型形状素材(4)の端部を切断（図１(C)中の矢印で示した破線部分）して、図１(d)に示すような円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材(5)とすることができる。

なお、図１(d)に示すような円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材を用いて、更に例えばリング圧延を施して、厚みを均一に調整することも可能である。
以上、説明する本発明の円筒型のＭｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法によれば、素材から円筒状に削り出すといった、生産性と歩留まりが悪い工程を適用することなく、しかも、製品となった時のターゲット層厚みを考慮して板状のＭｏ合金素材の厚みを調整することで、ターゲット層の厚いターゲット材を生産性良く製造可能となる。

本発明の円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法は、加工性に優れた純金属、或いは合金であれば、本発明と同様の効果が期待できる。

本発明の円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法の一例を示す模式図である。

符号の説明

１． 板状のＭｏ合金素材
２． 金型
３． 押込みローラー
４． Ｍｏ合金の円筒型形状素材
５． 円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材

Claims (1)

1. （Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ）の１種以上から選択される金属元素を０．５〜５０原子％含有し、残部はＭｏ及び不可避的不純物からなる板状のＭｏ合金素材を、スピニング加工により円筒形状とすることを特徴とする円筒型Ｍｏ合金スパッタリングターゲット材の製造方法。