JP2010516892A - 高密度の耐熱金属及び合金のスパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
本発明は、圧延／焼結方法による、高密度の、耐熱性金属生成物の製造方法に関する。本発明は、スパッタリングターゲットの製造方法、及びこのように製造されたスパッタリングターゲットにも関する。
Description
発明の背景
いくつかの処理方法は、高密度の耐熱金属の生成物を製造するために存在する。かかる処理は、圧延、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）、及び熱圧を含む。典型的な方法は、米国特許３，１１６，１４６号、４，６１２，１６２号、４，６７０，２１６号、４，７３１，１１６号、５，４７０，５２７号、５，５９４，１８６号、５，７７４，７８０号、６，１６５，４１３号、６，３２８，９２７号、及び６，３５０，４０７号において記載されている。圧延、熱圧及びＨＩＰは、物理蒸着法（"ＰＶＤ"）のための（例えばスパッタリングターゲットとして使用するための）高密度板を製造するために広く使用されてきている。焼結技術は、スパッタリングターゲットの製造において使用されていない。それというのも、十分に高い密度を一貫して得ることができないからである。
いくつかの処理方法は、高密度の耐熱金属の生成物を製造するために存在する。かかる処理は、圧延、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）、及び熱圧を含む。典型的な方法は、米国特許３，１１６，１４６号、４，６１２，１６２号、４，６７０，２１６号、４，７３１，１１６号、５，４７０，５２７号、５，５９４，１８６号、５，７７４，７８０号、６，１６５，４１３号、６，３２８，９２７号、及び６，３５０，４０７号において記載されている。圧延、熱圧及びＨＩＰは、物理蒸着法（"ＰＶＤ"）のための（例えばスパッタリングターゲットとして使用するための）高密度板を製造するために広く使用されてきている。焼結技術は、スパッタリングターゲットの製造において使用されていない。それというのも、十分に高い密度を一貫して得ることができないからである。
本発明は、耐熱金属生成物、及び特にスパッタリングターゲットを、粉末の加圧及び焼結によって製造するための方法に関する。本発明は、かかるスパッタリングターゲットから製造された薄膜にも関する。
発明の詳細な説明
現在、理論密度の９７％より大きい密度を有する耐熱生成物（例えばビレット及び／又は板）の製造を可能にする方法が、見出されている。９７％を超える密度は、密閉気孔は分離気孔を理論的に確実にする。これらの気孔は、スパッタリングの性能に対してあらゆる悪影響を及ぼさない。
現在、理論密度の９７％より大きい密度を有する耐熱生成物（例えばビレット及び／又は板）の製造を可能にする方法が、見出されている。９７％を超える密度は、密閉気孔は分離気孔を理論的に確実にする。これらの気孔は、スパッタリングの性能に対してあらゆる悪影響を及ぼさない。
よりいっそう詳述すれば、本発明は、以下を含む、高密度の耐熱金属生成物（例えばビレット及び／又は板）の製造方法に関する：
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末、からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜約１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、及び
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること。
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末、からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜約１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、及び
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること。
本発明は、以下を含むスパッタリングターゲットを製造する方法にも関する：
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末、からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜約１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること、
ｆ）所望されたスパッタリングターゲットの近似サイズまで、得られた板を機械加工すること、
ｇ）機械加工された板を洗浄すること、
ｈ）洗浄された板をすすいで、工程ｇ）において使用されたあらゆる洗浄剤を除去すること、及び
ｉ）前記の板を支持板に接着して、スパッタリングターゲットを形成すること。
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末、からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜約１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること、
ｆ）所望されたスパッタリングターゲットの近似サイズまで、得られた板を機械加工すること、
ｇ）機械加工された板を洗浄すること、
ｈ）洗浄された板をすすいで、工程ｇ）において使用されたあらゆる洗浄剤を除去すること、及び
ｉ）前記の板を支持板に接着して、スパッタリングターゲットを形成すること。
最終的に、本発明は、前記のスパッタリングターゲットから製造された薄膜に関する。
製造された生成物は、ｉ）微粒子サイズ（典型的に５０μｍより小さい）を有し、ｉｉ）テクスチャー（ランダム配向）を均一にし、かつｉｉｉ）実質的にテクスチャーバンディングを有さない。スパッタリングによって薄膜を製造するために使用される場合に、得られた膜は、従来のインゴットを圧延させたターゲットから製造された薄膜と比較した場合に、より高い薄膜の沈着速度、より低い抵抗率、及びより低い不均一性を呈する。さらに、従来のＨＩＰさせたターゲットから製造された薄膜と比較した場合に、本発明の生成物から製造された膜は、より低い抵抗率、及びより低い不均一性を呈する。
本発明の圧縮／焼結処理は、１）熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）、２）熱圧、及び３）圧延の既存の加工経路と比較した場合に、スパッタリングターゲットの製造において著しくコスト優位を有する。該コスト優位は、より短い加工サイクル時間及びより低い装置操作コストに起因する。HIP及び熱圧の加工経路は、高い加工装置コストを有する。圧延加工経路は、圧延工程に加えて、圧縮及び焼結の第一工程を含む。
本発明の最初の決定的な要素は、特定の出発粉末の特性に帰する。本明細書において使用されている粉末は、モリブデン粉末、タングステン粉末、モリブデン−タングステン合金粉末、タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びモリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末である。その粉末サイズは、次の加工及び機能的要求を満たすために賢明に選択される必要がある：ａ）圧縮された予備形成物が、その後の運搬処理のために焼結工程において十分な圧潰強度を有する必要があり、ｂ）圧縮された予備形成物が、適当な時間で要求された高密度化を達成する必要があり、かつｃ）圧縮された予備形成物が、焼結中に、酸素還元を達成する必要がある。
粗粉末は、酸素還元を可能にするが、しかし他の２つの要求を満たすのに苦労する。同様に、微粉末は、破砕強度及び高密度化の要求を満たすが、しかし焼結中に酸素還元を提供しない。ＡＳＴＭ Ｂ−３０−６５によって測定された、約２〜約５ミクロンのフィッシャーサブシーブサイズは、一般的に本発明に適している。
前記で識別された特徴を有する粉末は、当業者に公知の技術によって製造される。例えば、モリブデン粉末は、二モリブデン酸アンモニウム又は三酸化モリブデンでの２工程の水素還元法で製造されうる。その粒子を、空気分級、ジェットミル、又は他の粉末ミルで精製／解凝集する。そしてその粒子サイズを、ふるい、又は空気浮上技術で分級する。金属粉末を製造するために有用な装置は、公知であり、かつ例えば、米国特許６，６２６，９７６号、並びに米国特許出願公開２００４／０１１２１７６号及び２００６／００８８６２０５号において見出されうる。
前記方法の第一工程は、冷間静水圧プレス（"ＣＩＰ"）である。その粉末を、ゴム型中へ流し込み、そして衝撃を与える／軽く叩く。それを、操作中にゴム型中への液体滲出を妨げるために、ゴム栓で封をする。そして封をした型を、冷間静水プレス容器中へ閉じこめ、そして閉じる。そしてその圧力を、該容器中への液体のポンピングによって増加する。一度所望の圧力を達成し、約５〜約３０分（及び有利には約７〜約２０分、並びに最も有利には約１０分）の時間で保持する。所望の圧力は、約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉ（及び有利には約１５０００ｐｓｉ〜約３６０００ｐｓｉ）である。そして該圧力を放出し、そしてその容器を、強化された"未処理の予備形成物"でゴム型の除去を可能にするために開く。
前記方法の第二工程は、圧縮生成物の加熱であり、その際その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆ（有利には約７０〜約１００゜Ｆ）の速度で、約３００〜約１０００゜Ｆ（有利には約４００〜約７００゜Ｆ）の最初の温度まで上昇させ、そして約１〜約３８時間（有利には約４〜約１２時間）、その温度で保持する。
前記方法の第三工程は、最初の温度からの圧縮生成物であり、その際その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆ（有利には約４０〜約６０゜Ｆ）の速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆ（有利には約１７００〜約２２００゜Ｆ）の二次温度まで上昇させ、そして約１〜約３８時間（有利には約１０〜約２２時間）、該二次温度で保持する。
前記方法の第四工程は、二次温度からの圧縮生成物の加熱であり、その際その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆ（有利には約２５〜約４０゜Ｆ）の速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆ（有利には約３２００〜約３６００゜Ｆ）の三次温度まで上昇させ、そして約１〜約３８時間（有利には約１０〜約２４時間）、該三次温度で保持する。
実質的に、当業者に公知のあらゆるタイプの炉が、工程２〜４で使用されうる。それらの工程のための放射炉及び工業加熱炉を使用した。該炉における雰囲気は、焼結中に酸素を除去するために調整される必要がある。水素雰囲気を使用した。減圧は、焼結のためにも使用されうる。
放射炉において、該炉の発熱体は、電気エネルギーによって加熱される。発熱体は、圧縮の実施によって吸収された放射エネルギーを発する。放射エネルギーの吸収は、予備形成物の温度を上昇し、そしてその焼結をもたらす。
誘導加熱炉は、それらの工程のためにも使用されうる。前記方法は、材料内で誘導された電流に依存して、熱を生成する。 誘導加熱は、金属の特性もしくは他の導電性材料を結合又は変化することを含む、製造の適用のための速い、一貫した熱を提供する方法である。
第四工程に続いて、圧縮生成物を、室温まで冷却させる。
スパッタリングターゲットを製造する方法は、次の付加された工程：所望されるターゲットのおおよそのサイズまで板を機械加工する工程、機械加工された板を洗浄する工程、該板をすすいで使用した洗浄剤を除去する工程、及び該板と支持板とを結合する工程を広く含む。それらの付加された工程は、当業者に公知であり、かつ典型的にスパッタリングターゲットを製造することにおいて使用される。例えば、粉砕工程は、あらゆる好適なフライス盤を使用することができる。当業者に公知であるように、洗浄工程において使用される洗浄剤は、硫酸、過酸化物、又は水でありうる。すすぎ工程は、典型的にアルコールを使用して、ターゲットの表面から洗浄剤を除去する。最終的に、すすがれた板は、当業者に公知のあらゆる技術を使用して裏材料に結合させることができる。それらの最終工程の例は、例えば米国特許５，６９３，２０３号、６，３３１，２３３号、及び６，９２１，４７０号に見出されうる。
広範囲のスパッタリング適用のために、個々の板を、ＨＩＰ−結合又は溶接して、フラットパネルディスプレイのガラス基板上で広範囲のスパッタリングのための板を形成することができる。
実施例１
モリブデン金属粉末（ＭＭＰ粉末）を、二モリブデン酸アンモニウム（"ＡＤＭ"）から、２工程法によって製造する。該ＡＤＭを、該ＡＤＭをＭｏＯ2粉末まで水素還元するプッシャーボート（ｐｕｓｈｅｒ ｂｏａｔ）によって通過させる。さらに、第二工程は、ＭｏＯ2を、プッシャーパン（ｐｕｓｈｅｒ ｐａｎ）でモリブデン粉末まで水素還元する。
モリブデン金属粉末（ＭＭＰ粉末）を、二モリブデン酸アンモニウム（"ＡＤＭ"）から、２工程法によって製造する。該ＡＤＭを、該ＡＤＭをＭｏＯ2粉末まで水素還元するプッシャーボート（ｐｕｓｈｅｒ ｂｏａｔ）によって通過させる。さらに、第二工程は、ＭｏＯ2を、プッシャーパン（ｐｕｓｈｅｒ ｐａｎ）でモリブデン粉末まで水素還元する。
そしてその粉末を、"空気分級"した。"空気分級機"は、空気流中で該粉末を浮上させる。該粉末がその空気流中で衝突するために、該粉末は、より小さな粒子へと粉砕する。その空気圧は、より小さい粒子を、より大きいサイズの粒子から離れた場所へ吹き込む。従って、前記分級機は、粒子のサイズ及び密度に基づいて粉末を分別する。市販の分級機は、Ｈｏｓｏｋａｗａ Ａｌｐｉｎｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、及びこの例Ａｌｐｉｎｅ ４００ ＭＰＶ１の前駆物質の粉末を製造するために使用される空気分級機モデルによって製造される。
そして平均フィッシャーサイズ３．９ミクロンを有するＭＭＰ粉末を、長さ３インチ及び直径２．６５インチのシリンダー中へ冷間静水プレスした。そして圧縮された試料を、２つの異なる温度で焼結した。
３２５０゜Ｆに達するために、その一部を、最初に１時間に１００゜Ｆの加熱速度で４００゜Ｆまで加熱し、そして４時間その温度で保持した。そしてその一部を、１時間で５５゜Ｆの加熱速度で２０００゜Ｆまで加熱し、そして４時間その温度で保持した。最終的に、その一部を、１時間で３５゜Ｆの加熱速度で３２５０゜Ｆまで加熱し、そして１６時間その温度で保持した。
３８００゜Ｆに達するために、その一部を、最初に１時間に１００゜Ｆの加熱速度で４００゜Ｆまで加熱し、そして１２時間その温度で保持した。そしてその一部を、１時間で５５゜Ｆの加熱速度で２０００゜Ｆまで加熱し、そして6時間その温度で保持した。最終的に、その一部を、１時間で３５゜Ｆの加熱速度で３８００゜Ｆまで加熱し、そして８時間その温度で保持した。
焼結された試料の密度を、ＡＳＴＭ Ｂ３１１に従って測定した。第１表は、２つの異なる焼結温度に関する、理論的密度(１０．２２ｇｍ／ｃｍ3)の割合としての密度を示す。
双方の温度が、９７％を超えた理論的密度を示したことが明白である。
実施例２
焼成金属粉末（ＣＭＰ粉末）のために、ＡＤＭを、最初にＭｏＯ3に対して回転窯還元に通過し、続いてＭｏＯ2まで水素還元する。 そして該粉末を、モリブデンまでさらに還元する。そして得られた粉末を、実施例１と同様の方法で空気分級する。
焼成金属粉末（ＣＭＰ粉末）のために、ＡＤＭを、最初にＭｏＯ3に対して回転窯還元に通過し、続いてＭｏＯ2まで水素還元する。 そして該粉末を、モリブデンまでさらに還元する。そして得られた粉末を、実施例１と同様の方法で空気分級する。
そして平均フィッシャーサイズ３．７ミクロンを有するＣＭＰ粉末を、長さ３インチ及び直径２．６５インチのシリンダー中へ冷間静水プレスした。圧縮されたシリンダーを、２つの異なる温度で、実施例１に記載されているように焼結した。
第２表は、２つの異なる焼結温度に関する、理論的密度(１０．２２ｇｍ／ｃｍ3)の割合としての密度を示す。
双方の温度が、９７％を超えた理論的密度を示したことが明白である。
実施例３
本発明の一実施態様において、その板は、電子ビーム散乱回折（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＥＢＳＤ）によって特徴付けられるような、テクスチャーバンディング及びランダム配向を有さないテクスチャーを有する。
本発明の一実施態様において、その板は、電子ビーム散乱回折（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＥＢＳＤ）によって特徴付けられるような、テクスチャーバンディング及びランダム配向を有さないテクスチャーを有する。
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅの記載内容における"テクスチャー"は、"結晶学的な優先配向"を意味する。それらの配向が完全にランダムである試料は、テクスチャーを有さないと言われる。結晶学的な配向がランダムではないが、ある優先配向を有する場合に、その時その試料は、弱いテクスチャー、丈夫なテクスチャー、又は適度のテクスチャーを有する。ＥＢＳＤは、焦点位置による散乱電子量の差を、画像の明るさの差に変換する。該ＥＢＳＤは、試験体を約７０°傾けた場合に形成されるＫｉｋｕｃｈｉ回折パターンを適用することによって試験体の配向情報を得る。
モリブデン試料を、フィッシャーサイズ４．３８ミクロンのＭＭＰ粉末で、３２５０゜Ｆのサイクルで圧縮／焼結（実施例１において記載されている）によって製造し、９７％の板の密度をもたらした。そして該試料を、装着し、研磨し、そしてエッチングした後に、高解像度（増分量３μｍ）でＥＢＳＤによって特徴付けた。増分量の選択は、小さな特徴が、適度な時間でＥＢＳＤスキャンを完了する間に失われないことを確実にする、試料の粒子サイズに基づく。
試料表面に対する垂線に関するテクスチャー粒子図を、図１において示す。１００の２０°以内で配向された粒子を、青として指定し、１１１の２０°以内を黄色として、及び１１０の２０°以内を赤として指定し、その際、その色は、無配向の減少としてより暗くなる。灰色は、３つの配向の間で配向された粒子を示した。
極点図は、結晶学及びテクスチャー分析における結晶格子面の配向分布のステレオ投影である。それぞれ個々の粒子の配向は、その垂線によって示されうる。従って、極点図におけるそれぞれの点は、個々の粒子の垂線のステレオ投影を示す。
圧縮／焼結試料に関する極点図を、図２において示す。図２は、ランダム配向を示し、実際のパターンを示さない。｛１００｝の極点図においては、図１における青い粒子の何らかの不足に対応する、より低い強度の青い領域がある。
図１及び図２から生じうる結論は、圧縮／焼結板が、テクスチャーバンディングを有さないテクスチャーを有し、かつランダム配向を有することである。
実施例４
比較の目的のために、圧延−再結晶させた板試料を、ＭＭＰ粉末を、フィッシャーサイズ４．１ミクロンで冷間静水プレスすることによって製造し、３２５０゜Ｆで、１０時間の保持時間で焼結させた。そして該板を、１８３２゜Ｆ（１０００℃）で、一方向圧延、艶消し、及び再結晶して、密度９９．５％をもたらした。
比較の目的のために、圧延−再結晶させた板試料を、ＭＭＰ粉末を、フィッシャーサイズ４．１ミクロンで冷間静水プレスすることによって製造し、３２５０゜Ｆで、１０時間の保持時間で焼結させた。そして該板を、１８３２゜Ｆ（１０００℃）で、一方向圧延、艶消し、及び再結晶して、密度９９．５％をもたらした。
そしてその試料を、装着し、研磨し、そしてエッチングした後に、ＥＢＳＤによって特徴付けした。２０μｍのステップでスキャンした、該板試料の厚さの半分の図を、上部での表面及び底部での中央の厚さで図３において示す。より大きい増分量（２０μｍ）を、圧延−再結晶させた試料のより大きい粒子によって選択し、実施例３の試料のものと比較した。実施例３におけるように、色の指定は、１００の粒子配向に関して青、１１１に関しては黄色、１１０に関しては赤であり、３つの配向間においては灰色を有する。図２における圧縮／焼結試料と比較して、圧延−再結晶させた試料は、延長させた形状を有する相対的に粗い粒子からなった。
前記の極点図を、図４において示す。圧延された試料のテクスチャーは、そのピーク最大値が、無作為に３．１倍である（その際ランダム配向の強度は１である）ように、図２における圧縮／焼結試料よりもより強かった。圧延−再結晶させた試料の主な特徴は、１００の粒子の配向である。
実施例３における圧延／焼結試料との比較において、圧延−再結晶させた試料は、１００の配向において非常に強いテクスチャーを有し、その際バインディングは、明白でもある。
実施例５
ＨＩＰさせた試料を、１６ｋｓｉでフィッシャーサイズ４ミクロンを有するＭＭＰ粉末の冷間静水プレスによって製造し、３２５０゜Ｆで、１０時間の保持時間で焼結させた。そしてその板を、１２４０℃で、１０時間１５ｋｓｉで熱間静水プレスし、９８．６％の密度をもたらした。そして該試料を、装着し、研磨し、そしてエッチングした後に、５μｍのステップでＥＢＳＤによって特徴付けた。ＥＢＳＤ図を、１００の粒子配向に関しては青、１１１に関しては黄色、及び１１０に関しては赤であり、３つの配向間においては灰色である色の指定を有する、図５において示す。そのテクスチャー粒子図は、ＨＩＰされた試料が微粒子からなることを示した。それらは、テクスチャー結合の兆候を示さず、又は厚さを介して明らかなテクスチャー勾配もなかった。
ＨＩＰさせた試料を、１６ｋｓｉでフィッシャーサイズ４ミクロンを有するＭＭＰ粉末の冷間静水プレスによって製造し、３２５０゜Ｆで、１０時間の保持時間で焼結させた。そしてその板を、１２４０℃で、１０時間１５ｋｓｉで熱間静水プレスし、９８．６％の密度をもたらした。そして該試料を、装着し、研磨し、そしてエッチングした後に、５μｍのステップでＥＢＳＤによって特徴付けた。ＥＢＳＤ図を、１００の粒子配向に関しては青、１１１に関しては黄色、及び１１０に関しては赤であり、３つの配向間においては灰色である色の指定を有する、図５において示す。そのテクスチャー粒子図は、ＨＩＰされた試料が微粒子からなることを示した。それらは、テクスチャー結合の兆候を示さず、又は厚さを介して明らかなテクスチャー勾配もなかった。
その極点図を図６において示す。それは、実際のパターンを示さず、ランダム配向を示す。
実施例６
本発明は、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって製造された薄膜も提供する。該薄膜は、電子部品、例えば半導体素子、薄膜トランジスタ、フラットパネルディスプレイのためのＴＦＴ−ＬＣＤ素子、太陽電池において使用されうる。
本発明は、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって製造された薄膜も提供する。該薄膜は、電子部品、例えば半導体素子、薄膜トランジスタ、フラットパネルディスプレイのためのＴＦＴ−ＬＣＤ素子、太陽電池において使用されうる。
比較の目的のために、実施例３、４及び５からの試料の３つの５"サイズを、磁電管スパッタリングによる薄膜沈着のために使用した。そのガラス基板を、そのチャンバー中に置かれる前に、アセトン及びエチルアルコールの超音波浴中で逐次すすぐことによって化学的に清浄にした。
そしてその基板表面を、最初にスパッタ洗浄し、続いて５００Ｗ（ＤＣ）で１０分間、２ミリトールで、ＰＶＤチャンバー中でターゲット洗浄した。この工程の間、シャッターを、ターゲットの前に置いて、該基板上での沈着を防いだ。
該基板上での薄膜沈着を、ガス圧（１、３及び５ミリトール）及び時間（２分及び３０分）の種々の条件下で、出力モードで実施した（ターゲットに適用させた粉末を固定した）。そして、基板の源の空間を５"で維持した。
４つの試験を、薄膜の特徴付けのために実施した。室温でのエッチング速度に関して、フェリシアニド溶液を使用した。その抵抗率を、４ポイントプローブで測定した。均一性を、３７ポイントのシート抵抗の測定によって決定した。沈着速度を、ＳＥＭ下で、膜試料の横断面によって測定した。第３表は、得られた結果を示す。
３種類の種々のターゲットからの薄膜のスパッタリングの結果を以下に要約する：
ａ）圧縮／焼結ターゲットに関する沈着速度は、３種類のターゲットの中で最も高く、
ｂ）圧縮／焼結ターゲットに関する抵抗率は、３種類のターゲットの中で最も低く、
ｃ）圧縮／焼結ターゲットのためのエッチング速度は、３種類のターゲットの中で最も高く、かつ
ｄ）圧縮／焼結ターゲットに関する不均一性は、３種類のターゲットの中で最も低い。
ａ）圧縮／焼結ターゲットに関する沈着速度は、３種類のターゲットの中で最も高く、
ｂ）圧縮／焼結ターゲットに関する抵抗率は、３種類のターゲットの中で最も低く、
ｃ）圧縮／焼結ターゲットのためのエッチング速度は、３種類のターゲットの中で最も高く、かつ
ｄ）圧縮／焼結ターゲットに関する不均一性は、３種類のターゲットの中で最も低い。
より低い不均一性、より低い抵抗率、及びより高い沈着及び化学エッチング速度は、フラットパネルディスプレイ、半導体素子、及び太陽電池における適用のための薄膜における所望の特性である。
前記が好ましい実施態様を示す一方で、種々の変更及び変法を、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく実施してよい。
Claims (9)
- 高密度の耐熱金属生成物の製造方法であって、
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末、からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜約１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、及び
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること
を含む方法。 - 前記の粉末が、ＡＳＴＭ Ｂ−３０−６５によって測定される、約２〜約５ミクロンのフィッシャーサブシーブサイズを有する、請求項１に記載の方法。
- 前記の工程ａ）における圧力が、約５〜約３０分間、該圧力で保持される、請求項１に記載の方法。
- 前記の工程ａ）における圧力が、約１５０００〜約３６０００ｐｓｉであり、かつ約７〜約２０分間、該圧力で保持される、請求項２に記載の方法。
- 前記の工程ｂ）における加熱速度が、１時間毎に約７０〜約１００゜Ｆであり、前記の初期温度が、約４００〜約７００゜Ｆであり、かつ工程ｂ）の時間が、約４〜約１２時間である、請求項１に記載の方法。
- 前記の工程ｃ）における加熱速度が、１時間毎に約４０〜約６０゜Ｆであり、前記の二次温度が、約１７００〜約２２００゜Ｆであり、かつ工程ｃ）の時間が、約１０〜約２２時間である、請求項１に記載の方法。
- 前記の工程ｄ）における加熱速度が、１時間毎に約２５〜約４０゜Ｆであり、前記の三次温度が、約３２００〜約３６００゜Ｆであり、かつ工程ｄ）の時間が、約１０〜約２４時間である、請求項１に記載の方法。
- スパッタリングターゲットの製造方法であって、
ａ）約１００００ｐｓｉ〜約６５０００ｐｓｉの圧力で耐熱金属粉末を冷間静水プレスして、圧縮生成物を形成すること、その際該耐熱金属粉末が、ｉ）モリブデン粉末、ｉｉ）タングステン粉末、ｉｉｉ）モリブデン−タングステン合金粉末、ｉｖ）タングステン以外の合金金属であるモリブデン合金粉末、及びｖ）モリブデン以外の合金金属であるタングステン合金粉末からなる群から選択される粉末であり、
ｂ）前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３００〜１０００゜Ｆの初期温度まで高め、かつ該初期温度で約１〜約３８時間保持し、
ｃ）前記の初期温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約１５００〜約２８００゜Ｆの二次温度まで高め、かつ該二次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｄ）前記の二次温度からの前記の圧縮生成物を加熱すること、その際、その温度を、１時間毎に約２０〜約１２０゜Ｆの速度で、約３０００〜約４０００゜Ｆの三次温度まで高め、かつ該三次温度で約１〜約３８時間保持し、
ｅ）前記の圧縮生成物を、室温まで冷却させること、
ｆ）所望されたスパッタリングターゲットの近似サイズまで、得られた板を機械加工すること、
ｇ）機械加工された板を洗浄すること、
ｈ）洗浄された板をすすいで、工程ｇ）において使用されたあらゆる洗浄剤を除去すること、及び
ｉ）前記の板を支持板に接着して、スパッタリングターゲットを形成すること
を含む方法。 - 請求項８に記載の方法によって製造されたスパッタリングターゲット。
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| MX2007013600A (es) * | 2005-05-05 | 2008-01-24 | Starck H C Gmbh | Metodo para revestir una superficie de bustrato y producto revestido. |
| JP4162094B2 (ja) * | 2006-05-30 | 2008-10-08 | 三菱重工業株式会社 | 常温接合によるデバイス、デバイス製造方法ならびに常温接合装置 |
| US20080078268A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-03 | H.C. Starck Inc. | Process for preparing metal powders having low oxygen content, powders so-produced and uses thereof |
| BRPI0718237A2 (pt) * | 2006-11-07 | 2013-11-12 | Starck H C Gmbh | Método para revestir uma superfície de substrato e produto revestido |
| US20080145688A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | H.C. Starck Inc. | Method of joining tantalum clade steel structures |
| US8197894B2 (en) | 2007-05-04 | 2012-06-12 | H.C. Starck Gmbh | Methods of forming sputtering targets |
| US8246903B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-08-21 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
| US8043655B2 (en) * | 2008-10-06 | 2011-10-25 | H.C. Starck, Inc. | Low-energy method of manufacturing bulk metallic structures with submicron grain sizes |
| US9689067B2 (en) * | 2010-09-30 | 2017-06-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for producing molybdenum target |
| CN101956159A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-26 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种高纯钼溅射靶材的制备方法 |
| CN102069189A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-05-25 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种制备高纯材料的粉末冶金方法 |
| CN102139371B (zh) * | 2011-05-04 | 2013-01-23 | 佛山市钜仕泰粉末冶金有限公司 | 一种钨合金靶材及其制备方法 |
| US9412568B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-08-09 | H.C. Starck, Inc. | Large-area sputtering targets |
| US9761884B2 (en) * | 2014-06-19 | 2017-09-12 | GM Global Technology Operations LLC | Synthesis of alloy nanoparticles as a stable core for core-shell electrocatalysts |
| CN104439239B (zh) * | 2014-11-06 | 2017-05-03 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种重复利用中频感应烧结炉钨钼废发热体的方法 |
| US20180327887A1 (en) * | 2015-12-18 | 2018-11-15 | Intel Corporation | Refractory metal alloy targets for physical vapor deposition |
| US11286172B2 (en) | 2017-02-24 | 2022-03-29 | BWXT Isotope Technology Group, Inc. | Metal-molybdate and method for making the same |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2793116A (en) * | 1953-06-25 | 1957-05-21 | Stuart V Cuthbert | Process of sintering molybodenum |
| JPS56134730A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-21 | Seiji Miyake | Production of thin film by sputtering |
| JPS5782403A (en) * | 1980-11-13 | 1982-05-22 | Toshiba Corp | Manufacture of sintered mo body |
| US4670216A (en) * | 1986-09-25 | 1987-06-02 | Gte Products Corporation | Process for producing molybdenum and tungsten alloys containing metal carbides |
| JPS62151534A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-06 | Toshiba Corp | モリブデン焼結体及びその製造方法 |
| JP2000001732A (ja) * | 1993-12-14 | 2000-01-07 | Toshiba Corp | 配線形成用Ｍｏ―Ｗ材、配線形成用Ｍｏ―Ｗタ―ゲットとその製造方法、およびＭｏ―Ｗ配線薄膜と液晶表示装置 |
| JP2004043956A (ja) * | 2002-05-20 | 2004-02-12 | Mitsubishi Materials Corp | 蒸着材、ＭｇＯ蒸着材およびその製造方法、成膜方法 |
| 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 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3116146A (en) | 1961-07-27 | 1963-12-31 | Gen Electric | Method for sintering tungsten powder |
| US4612162A (en) | 1985-09-11 | 1986-09-16 | Gte Products Corporation | Method for producing a high density metal article |
| AT383758B (de) | 1985-12-23 | 1987-08-25 | Plansee Metallwerk | Verfahren zur herstellung eines sputter-targets |
| JPH05295531A (ja) | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Toshiba Corp | Ｔｉ−Ｗ系スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| US5693203A (en) | 1992-09-29 | 1997-12-02 | Japan Energy Corporation | Sputtering target assembly having solid-phase bonded interface |
| DE4442161C1 (de) | 1994-11-27 | 1996-03-07 | Bayerische Metallwerke Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Formteils |
| US5594186A (en) | 1995-07-12 | 1997-01-14 | Magnetics International, Inc. | High density metal components manufactured by powder metallurgy |
| US5919321A (en) | 1996-08-13 | 1999-07-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Target material of metal silicide |
| TW415859B (en) | 1998-05-07 | 2000-12-21 | Injex Kk | Sintered metal producing method |
| US6328927B1 (en) | 1998-12-24 | 2001-12-11 | Praxair Technology, Inc. | Method of making high-density, high-purity tungsten sputter targets |
| US6165413A (en) | 1999-07-08 | 2000-12-26 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Method of making high density sputtering targets |
| US6331233B1 (en) | 2000-02-02 | 2001-12-18 | Honeywell International Inc. | Tantalum sputtering target with fine grains and uniform texture and method of manufacture |
| US6626976B2 (en) | 2001-11-06 | 2003-09-30 | Cyprus Amax Minerals Company | Method for producing molybdenum metal |
| US7192467B2 (en) | 2001-11-06 | 2007-03-20 | Climax Engineered Materials, Llc | Method for producing molybdenum metal and molybdenum metal |
| US6921470B2 (en) | 2003-02-13 | 2005-07-26 | Cabot Corporation | Method of forming metal blanks for sputtering targets |
| WO2005073418A1 (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | タングステン系焼結体およびその製造方法 |
| US20060042728A1 (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-02 | Brad Lemon | Molybdenum sputtering targets |
| US7276102B2 (en) | 2004-10-21 | 2007-10-02 | Climax Engineered Materials, Llc | Molybdenum metal powder and production thereof |
| EP1880036A2 (en) * | 2005-05-05 | 2008-01-23 | H.C. Starck GmbH | Coating process for manufacture or reprocessing of sputter targets and x-ray anodes |
| US7837929B2 (en) * | 2005-10-20 | 2010-11-23 | H.C. Starck Inc. | Methods of making molybdenum titanium sputtering plates and targets |
-
2007
- 2007-01-16 US US11/653,816 patent/US8784729B2/en active Active
-
2008
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2009
- 2009-07-09 ZA ZA200904823A patent/ZA200904823B/xx unknown
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2013
- 2013-08-01 JP JP2013160634A patent/JP5586752B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-05-05 US US14/269,836 patent/US20140299466A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2793116A (en) * | 1953-06-25 | 1957-05-21 | Stuart V Cuthbert | Process of sintering molybodenum |
| JPS56134730A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-21 | Seiji Miyake | Production of thin film by sputtering |
| JPS5782403A (en) * | 1980-11-13 | 1982-05-22 | Toshiba Corp | Manufacture of sintered mo body |
| JPS62151534A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-06 | Toshiba Corp | モリブデン焼結体及びその製造方法 |
| US4670216A (en) * | 1986-09-25 | 1987-06-02 | Gte Products Corporation | Process for producing molybdenum and tungsten alloys containing metal carbides |
| JP2000001732A (ja) * | 1993-12-14 | 2000-01-07 | Toshiba Corp | 配線形成用Ｍｏ―Ｗ材、配線形成用Ｍｏ―Ｗタ―ゲットとその製造方法、およびＭｏ―Ｗ配線薄膜と液晶表示装置 |
| JP2004043956A (ja) * | 2002-05-20 | 2004-02-12 | Mitsubishi Materials Corp | 蒸着材、ＭｇＯ蒸着材およびその製造方法、成膜方法 |
| 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 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018179770A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Ｊｘ金属株式会社 | タングステンターゲット |
| JP2018172716A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | Ｊｘ金属株式会社 | タングステンターゲット |
| JP7174476B2 (ja) | 2017-03-31 | 2022-11-17 | Ｊｘ金属株式会社 | タングステンターゲット |
| US11939647B2 (en) | 2017-03-31 | 2024-03-26 | Jx Metals Corporation | Tungsten target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014012895A (ja) | 2014-01-23 |
| CN101594955A (zh) | 2009-12-02 |
| RU2009131055A (ru) | 2011-02-27 |
| MX2009007483A (es) | 2009-07-22 |
| JP5586752B2 (ja) | 2014-09-10 |
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| US20140299466A1 (en) | 2014-10-09 |
| WO2008089188A1 (en) | 2008-07-24 |
| US20080171215A1 (en) | 2008-07-17 |
| KR20090104105A (ko) | 2009-10-05 |
| ZA200904823B (en) | 2010-04-28 |
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