JP2016117950A - Production method of cylindrical target material, and cylindrical target material - Google Patents

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邦彦 中田
Kunihiko Nakada
邦彦 中田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a cylindrical target member, capable of producing a target material in which ceramic is uniformly sintered in high density without making crack by using a capsule HIP method.SOLUTION: The method incudes: a filling process for filling a material to be sintered 2A in a capsule container 10; and a sintering process for sintering the material to be sintered 2A while pressure is applied on the capsule container 10. The capsule container 10 includes; a container body 11 with a cylindrical outer wall section, and a middle core 12 provided in the container body 11. In the filling process, the material to be sintered 2A is filled in a space surrounded by the container body 11 and the middle core 12, and a mold lubricant 31 is always included between the capsule container 10 and the material to be sintered 2A. In the mold lubricant 31, reactivity with the material to be sintered 2A in a sinter temperature region in the sintering process is lower than that between the material to be sintered 2A and the capsule container 10, and an amount of the mold lubricant 31 is controlled so that thickness of the mold lubricant 31 is 1 mm or more after sintering process.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、円筒型ターゲット材の製造方法および円筒型ターゲット材に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical target material and a cylindrical target material.

従来、IGZO(登録商標)やITO等のセラミックスを成膜する方法として、スパッタリング法が知られている。スパッタ法を実施するスパッタ装置においては、スパッタリングターゲットとして、平板型のもの(平板型ターゲット)を用いるものと、円筒型のもの(円筒型ターゲット)を用いるものがある。   Conventionally, a sputtering method is known as a method for forming a film of ceramics such as IGZO (registered trademark) or ITO. Sputtering apparatuses that perform the sputtering method include a sputtering target that uses a flat type (flat type target) and a cylindrical type (cylindrical target).

これらのうち、円筒型ターゲットを用いるスパッタ装置は、円筒型ターゲットの内側からターゲット材を冷却しつつ、円筒型ターゲットを回転させながらスパッタリングを行う構成となっている。そのため、円筒型ターゲットを用いるスパッタ装置では、ターゲット材の使用効率が70%以上となっている。この使用効率は、平板型ターゲットを用いるスパッタ装置において、ターゲット材の使用効率が20%〜30%であることと比べると非常に高く、省資源化や経済的負担の軽減の観点から有用である。   Among these, a sputtering apparatus using a cylindrical target is configured to perform sputtering while rotating the cylindrical target while cooling the target material from the inside of the cylindrical target. Therefore, in the sputtering apparatus using a cylindrical target, the usage efficiency of the target material is 70% or more. This usage efficiency is very high compared to the usage efficiency of the target material of 20% to 30% in a sputtering apparatus using a flat target, and is useful from the viewpoint of resource saving and reduction of the economic burden. .

上述のターゲット材は、セラミックスを加圧・加熱条件化で焼結することで得られる。セラミックスを加圧および加熱して固める方法のひとつに、熱間静水圧焼結(以下「HIP」と記載する場合がある。)法がある。特に、セラミックスが粉体である場合には、カプセルHIP法が用いられる。カプセルHIP法は、セラミックスを充填して気密封止した金属製のカプセル容器に、高温・高圧のガス中で等方的な圧力を加えて、被焼結材料であるセラミックスの焼結体を得る方法である(例えば、特許文献1を参照)。   The target material described above can be obtained by sintering ceramics under pressure and heating conditions. One method for solidifying ceramics by pressurization and heating is hot isostatic pressing (hereinafter sometimes referred to as “HIP”). In particular, when the ceramic is powder, the capsule HIP method is used. In the capsule HIP method, an isotropic pressure is applied in a high-temperature, high-pressure gas to a metal capsule container hermetically sealed with ceramics to obtain a sintered body of ceramics to be sintered. This is a method (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−267790号公報JP 2003-267790 A

しかしながら、上記方法には次のような問題がある。
カプセルHIP法で焼結体を形成した場合、セラミックスである被焼結材料と、金属製のカプセル容器との熱膨張係数の差により、カプセルHIP処理中に焼結体に亀裂が生じやすい。そのため、カプセルHIP法を用いてターゲット材を製造する際に、亀裂や割れを抑制可能な方法が求められていた。
However, the above method has the following problems.
When the sintered body is formed by the capsule HIP method, cracks are likely to occur in the sintered body during the capsule HIP process due to the difference in thermal expansion coefficient between the material to be sintered, which is ceramic, and the metal capsule container. Therefore, when manufacturing a target material using a capsule HIP method, the method which can suppress a crack and a crack was calculated | required.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、本発明の課題は、カプセルHIP法を用い、セラミックスが均一かつ高密度に焼結された円筒型ターゲット材を、亀裂を発生させずに製造することが可能な円筒型ターゲット材の製造方法を提供することにある。また、このような製造方法により製造された緻密な円筒型ターゲット材を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: The subject of this invention is using the capsule HIP method, without generating a crack in the cylindrical target material by which ceramics were sintered uniformly and with high density. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cylindrical target material that can be manufactured. Moreover, it is providing the dense cylindrical target material manufactured by such a manufacturing method.

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、円筒状を呈しセラミックス焼結体からなる円筒型ターゲット材の製造方法であって、カプセル容器に前記セラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、前記カプセル容器を加圧しつつ前記被焼結材料を焼結処理する焼結工程と、を有し、前記カプセル容器は、底部を有する円筒形の金属容器であり、前記充填工程では、前記カプセル容器内に前記カプセル容器と同軸に円柱状の中芯を配置するとともに前記被焼結材料を充填し、さらに前記カプセル容器と前記被焼結材料との間、および前記中芯と前記被焼結材料との間に離型剤を常に介在させ、前記離型剤は、前記焼結工程の焼結温度領域における前記被焼結材料との間の反応性が、前記被焼結材料と前記カプセル容器との間の反応性および前記被焼結材料と前記中芯との間の反応性よりも低いものであり、前記離型剤の量は、前記焼結処理後の前記離型剤の厚さが1mm以上になるように制御されている円筒型ターゲット材の製造方法。   In order to solve the above-described problems, one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a cylindrical target material that is cylindrical and is formed of a ceramic sintered body, and that is a material for forming the ceramic sintered body in a capsule container. A filling step of filling a sintered material, and a sintering step of sintering the material to be sintered while pressurizing the capsule container. The capsule container is a cylindrical metal container having a bottom. Yes, in the filling step, a cylindrical core is disposed coaxially with the capsule container in the capsule container and filled with the material to be sintered, and further between the capsule container and the material to be sintered, And a release agent is always interposed between the core and the material to be sintered, and the release agent has a reactivity with the material to be sintered in a sintering temperature region of the sintering step. The material to be sintered and the capsule The reactivity between the container and the reactivity between the material to be sintered and the core, and the amount of the release agent is the thickness of the release agent after the sintering treatment The manufacturing method of the cylindrical target material currently controlled so that it may become 1 mm or more.

本発明の一態様は、前記充填工程において、前記被焼結材料と前記離型剤とを仕切る仕切りを前記カプセル容器内に設けた状態で、前記被焼結材料の粉末および前記離型剤の粉末をカプセル容器に充填し、前記仕切りは、前記カプセル容器の内壁面と前記内壁面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間、および前記中芯の表面と前記表面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間に、前記量の離型剤が充填可能なように制御して設ける製造方法としてもよい。   In one aspect of the present invention, in the filling step, the powder of the material to be sintered and the release agent are provided in a state where a partition for separating the material to be sintered and the release agent is provided in the capsule container. The capsule container is filled with powder, and the partition is opposed to the space formed between the inner wall surface of the capsule container and the surface of the partition facing the inner wall surface, and the surface of the core and the surface. It is good also as a manufacturing method provided in the space formed between the said partition surfaces so that the said amount of mold release agent can be filled.

本発明の一態様は、前記充填工程において、前記カプセル容器の内側および前記中芯の表面に、前記離型剤と溶媒とを含む塗料を塗布し、前記溶媒を乾燥除去してコーティング膜を形成した後、前記被焼結材料を充填する製造方法としてもよい。   In one aspect of the present invention, in the filling step, a coating film containing the release agent and a solvent is applied to the inside of the capsule container and the surface of the core, and the solvent is removed by drying to form a coating film Then, the manufacturing method of filling the material to be sintered may be used.

本発明の別の一態様は、円筒状を呈しセラミックス焼結体からなる円筒型ターゲット材の製造方法であって、カプセル容器に前記セラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、前記カプセル容器を加圧しつつ前記被焼結材料を焼結処理する焼結工程と、を有し、前記カプセル容器は、円筒状の外壁部と、前記外壁部と同軸に設けられた円筒形の内壁部と、前記外壁部および前記内壁部とを接続する円環状の底部と、を有する金属容器であり、前記充填工程では、前記カプセル容器内に前記被焼結材料を充填するとともに、前記カプセル容器と前記被焼結材料との間に離型剤を常に介在させ、前記離型剤は、前記焼結工程の焼結温度領域における前記被焼結材料との間の反応性が、前記被焼結材料と前記カプセル容器との間の反応性よりも低いものであり、前記離型剤の量は、前記焼結処理後の前記離型剤の厚さが1mm以上になるように制御されている円筒型ターゲット材の製造方法を提供する。   Another aspect of the present invention is a method for producing a cylindrical target material having a cylindrical shape and made of a ceramic sintered body, wherein a capsule container is filled with a material to be sintered which is a forming material of the ceramic sintered body. A filling step and a sintering step of sintering the material to be sintered while pressurizing the capsule container, and the capsule container is provided coaxially with a cylindrical outer wall portion and the outer wall portion. A cylindrical inner wall portion and an annular bottom portion connecting the outer wall portion and the inner wall portion, and in the filling step, the capsule material is filled with the material to be sintered. In addition, a release agent is always interposed between the capsule container and the material to be sintered, and the release agent reacts with the material to be sintered in the sintering temperature region of the sintering step. The material to be sintered and the capsule container And the amount of the mold release agent is controlled so that the thickness of the mold release agent after the sintering process is 1 mm or more. Provide a method.

本発明の一態様は、前記充填工程において、前記被焼結材料と前記離型剤とを仕切る仕切りを前記カプセル容器内に設けた状態で、前記被焼結材料の粉末および前記離型剤の粉末をカプセル容器に充填し、前記仕切りは、前記カプセル容器の内壁面と、前記内壁面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間に、前記量の離型剤が充填可能なように制御して設ける製造方法としてもよい。   In one aspect of the present invention, in the filling step, the powder of the material to be sintered and the release agent are provided in a state where a partition for separating the material to be sintered and the release agent is provided in the capsule container. The capsule is filled with powder, and the partition can be filled with the amount of the release agent in a space formed between the inner wall surface of the capsule container and the surface of the partition facing the inner wall surface. It is good also as a manufacturing method provided by controlling in this way.

本発明の一態様は、前記充填工程において、前記カプセル容器の内側に、前記離型剤と溶媒とを含む塗料を塗布し、前記溶媒を乾燥除去してコーティング膜を形成した後、前記被焼結材料を充填する製造方法としてもよい。   In one aspect of the present invention, in the filling step, a coating material containing the release agent and a solvent is applied to the inside of the capsule container, and the solvent is dried and removed to form a coating film. It is good also as a manufacturing method filled with a binding material.

本発明の一態様は、前記充填工程において、前記離型剤として、前記離型剤をシート状に成形したものを用いる製造方法としてもよい。   One embodiment of the present invention may be a manufacturing method using, in the filling step, a material obtained by molding the release agent into a sheet shape as the release agent.

本発明の一態様は、前記離型剤として、前記焼結処理を行う温度よりも高い融点を有する金属を形成材料とするものを用いる製造方法としてもよい。   One embodiment of the present invention may be a manufacturing method in which a metal having a melting point higher than a temperature at which the sintering process is performed is used as the mold release agent.

本発明の一態様は、前記離型剤は、前記焼結処理後の相対密度が85%以下である製造方法としてもよい。   In one embodiment of the present invention, the mold release agent may have a relative density of 85% or less after the sintering process.

本発明の一態様は、前記離型剤として、金属酸化物を形成材料とし、前記焼結処理後の相対密度が85%以下であるものを用いる製造方法としてもよい。   One embodiment of the present invention may be a manufacturing method using a metal oxide as a forming material and a relative density of 85% or less after the sintering treatment as the release agent.

本発明の一態様は、前記離型剤は、アルミナ粉末を含む製造方法としてもよい。   In one embodiment of the present invention, the release agent may be a manufacturing method including alumina powder.

また、本発明の一態様は、相対密度が100%である円筒型ターゲット材を提供する。   Another embodiment of the present invention provides a cylindrical target material having a relative density of 100%.

本発明によれば、カプセルHIP法を用い、セラミックスが均一かつ高密度に焼結された円筒型ターゲット材を、亀裂を発生させずに製造することが可能な円筒型ターゲット材の製造方法を提供することができる。また、緻密な円筒型ターゲット材を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a method for producing a cylindrical target material, which is capable of producing a cylindrical target material in which ceramics are uniformly and densely sintered using a capsule HIP method without causing cracks. can do. In addition, a dense cylindrical target material can be provided.

第1実施形態の製造方法で製造する円筒型ターゲット材の説明図である。It is explanatory drawing of the cylindrical target material manufactured with the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法で用いるカプセル容器を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capsule container used with the manufacturing method of the cylindrical target material of 1st Embodiment. 第1実施形態に係る円筒型ターゲット材の製造方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法で用いるカプセル容器を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capsule container used with the manufacturing method of the cylindrical target material of 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る円筒型ターゲット材の製造方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る円筒型ターゲット材の製造方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.

[第一実施形態]
図1〜図3は、本実施形態に係る円筒型ターゲット材の製造方法についての説明図である。
[First embodiment]
1-3 is explanatory drawing about the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on this embodiment.

[円筒型ターゲット材]
まず、図1を用いて本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法において製造される円筒型ターゲット材について説明する。図1は、本実施形態の製造方法で製造する円筒型ターゲット材を有するスパッタリングターゲット1の説明図である。図1(a)はスパッタリングターゲット1の概略斜視図、図1(b)は、図1(a)の線分Ib−Ibにおける矢視断面図である。図では、端面は実線で示し、視野方向において端面よりも奥の構成については破線で示している。本明細書で用いる図については、以下同様とする。
[Cylindrical target material]
First, the cylindrical target material manufactured in the manufacturing method of the cylindrical target material of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a sputtering target 1 having a cylindrical target material manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. FIG. 1A is a schematic perspective view of the sputtering target 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG. In the figure, the end face is indicated by a solid line, and the configuration behind the end face in the visual field direction is indicated by a broken line. The same applies to the drawings used in this specification.

図に示すように、スパッタリングターゲット1は、円筒形状を呈するターゲット材2と、ターゲット材2を保持するバッキングチューブ3と、ターゲット材2とバッキングチューブ3とを接合させる接合層4と、を有している。ターゲット材2は、本実施形態に係る円筒型ターゲット材の製造方法において製造される「円筒型ターゲット材」に対応する。   As shown in the figure, the sputtering target 1 includes a target material 2 having a cylindrical shape, a backing tube 3 that holds the target material 2, and a bonding layer 4 that joins the target material 2 and the backing tube 3. ing. The target material 2 corresponds to a “cylindrical target material” manufactured in the method for manufacturing a cylindrical target material according to the present embodiment.

ここで、本明細書において「円筒」とは、円柱の軸方向に貫通孔を有する中空状の立体を指す。貫通孔を有さず中実の立体は「円柱」と称する。また、円柱の「軸」とは、円柱の底面の中心を通り、円柱の側面と平行な直線のことを指す。
以下、順に説明する。
Here, in this specification, the “cylindrical” refers to a hollow solid body having a through hole in the axial direction of the column. A solid solid body without a through hole is referred to as a “column”. In addition, the “axis” of the cylinder refers to a straight line that passes through the center of the bottom surface of the cylinder and is parallel to the side surface of the cylinder.
Hereinafter, it demonstrates in order.

(ターゲット材)
ターゲット材2は、軸方向に設けられた貫通孔2aを有している。このようなターゲット材2は、複数のターゲット材を軸方向に連結して構成していてもよいが、一体焼結体であると好ましい。
(Target material)
The target material 2 has a through hole 2a provided in the axial direction. Such a target material 2 may be constituted by connecting a plurality of target materials in the axial direction, but is preferably an integral sintered body.

また、ターゲット材2の長さL1は、軸方向に0.5m以上延在して形成されていると好ましい。詳しくは、ターゲット材2は、スパッタ法にて薄膜を成膜する対象物の幅に応じて長尺に形成されていることが好ましい。例えば、マザーガラスに対して成膜する場合、成膜対象物であるマザーガラスの世代に応じて長尺のターゲット材2とすると好ましく、8.5世代のマザーガラス(2200mm×2500mm)が成膜対象物である場合には、長さL1が3m程度に形成されていると好ましい。   In addition, the length L1 of the target material 2 is preferably formed so as to extend 0.5 m or more in the axial direction. In detail, it is preferable that the target material 2 is formed long according to the width of an object on which a thin film is formed by sputtering. For example, when forming a film on a mother glass, it is preferable to use a long target material 2 according to the generation of the mother glass that is the film formation target, and an 8.5 generation mother glass (2200 mm × 2500 mm) is formed. In the case of an object, the length L1 is preferably about 3 m.

ターゲット材2は、セラミックス粉末の焼結体(セラミックス焼結体)を形成材料としている。セラミックス焼結体の形成材料であるセラミックスとしては、スパッタ装置で成膜する薄膜の種類に応じ、種々のものを採用することができるが、例えば、導電性を有するもの(導電体の形成材料であるもの)や、半導体の形成材料であるものが挙げられる。   The target material 2 uses a ceramic powder sintered body (ceramic sintered body) as a forming material. Various ceramics can be used as the ceramic material for forming the ceramic sintered body, depending on the type of thin film deposited by the sputtering apparatus. Some) and those that are semiconductor forming materials.

導電体の形成材料であるセラミックスとしては、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズを挙げることができる。また、これらの導電体の形成材料であるセラミックスを、2種以上含むこととしてもよい。また、これらの導電体の形成材料であるセラミックスに、他の金属原子がドープされていてもよい。その他、導電体の形成材料であるセラミックスとしては、通常知られた構成のものを適用することができる。   Examples of the ceramic that is a material for forming the conductor include zinc oxide, indium oxide, and tin oxide. Moreover, it is good also as including 2 or more types of ceramics which are the formation material of these conductors. Moreover, other metal atoms may be doped in the ceramics which are the materials for forming these conductors. In addition, as a ceramic that is a material for forming a conductor, those having a generally known configuration can be applied.

例えば、ターゲット材2が、形成材料として酸化スズと酸化インジウムとを含む場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化スズと酸化インジウムとの複合酸化物である酸化インジウムスズ(tin-doped indium oxide、ITO)の薄膜が得られる。   For example, in the case where the target material 2 includes tin oxide and indium oxide as the forming materials, when the target material 2 is used to form a film by sputtering, indium tin oxide (a composite oxide of tin oxide and indium oxide) A thin film of tin-doped indium oxide (ITO) is obtained.

また、ターゲット材2が、形成材料として酸化亜鉛と酸化インジウムとを含む場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化亜鉛と酸化インジウムとの複合酸化物であるIZO(登録商標)の薄膜が得られる。   Further, when the target material 2 includes zinc oxide and indium oxide as forming materials, when the target material 2 is used to form a film by sputtering, IZO (registered trademark), which is a composite oxide of zinc oxide and indium oxide. ) Is obtained.

他にも、導電体の形成材料であるセラミックスとしては、酸化亜鉛を主成分に、酸化ガリウム、酸化アルミニウムあるいは酸化チタンの複合酸化物であるTZO(チタンドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、TAZO(チタン、アルミニウムドープ酸化亜鉛)などを挙げることができる。   In addition, as ceramics as a conductor forming material, zinc oxide is the main component, and gallium oxide, aluminum oxide or titanium oxide is a composite oxide of TZO (titanium-doped zinc oxide), AZO (aluminum-doped zinc oxide). ), GZO (gallium-doped zinc oxide), TAZO (titanium, aluminum-doped zinc oxide), and the like.

例えば、ターゲット材2が、酸化ガリウム、酸化亜鉛の混合物である場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化ガリウムおよび酸化亜鉛の複合酸化物であるGZOの薄膜が得られる。   For example, when the target material 2 is a mixture of gallium oxide and zinc oxide, a film of GZO, which is a composite oxide of gallium oxide and zinc oxide, can be obtained by using the target material 2 to form a film by sputtering.

また、ターゲット材2が、酸化アルミニウム、酸化亜鉛の混合物である場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛の複合酸化物であるAZOの薄膜が得られる。   When the target material 2 is a mixture of aluminum oxide and zinc oxide, when the target material 2 is used to form a film by sputtering, an AZO thin film that is a composite oxide of aluminum oxide and zinc oxide is obtained.

また、ターゲット材2が、酸化チタン、酸化亜鉛の混合物である場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化チタンおよび酸化亜鉛の複合酸化物であるTZOの薄膜が得られる。   Further, when the target material 2 is a mixture of titanium oxide and zinc oxide, a thin film of TZO, which is a composite oxide of titanium oxide and zinc oxide, is obtained when the target material 2 is used to form a film by sputtering.

半導体の形成材料であるセラミックスとしては、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化亜鉛の複合酸化物であるIGZO(登録商標)を挙げることができる。ターゲット材2が、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛の混合物である場合、このターゲット材2を用いてスパッタ法で成膜すると、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化亜鉛の複合酸化物であるIGZOの薄膜が得られる。その他、半導体であるセラミックスとしては、通常知られた構成のものを適用することができる。   Examples of ceramics that are semiconductor forming materials include IGZO (registered trademark), which is a composite oxide of indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide. When the target material 2 is a mixture of indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide, a thin film of IGZO that is a composite oxide of indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide is formed by sputtering using the target material 2 Is obtained. In addition, as a ceramic which is a semiconductor, those having a generally known configuration can be applied.

ターゲット材2は、ターゲット材2を構成するセラミックス焼結体の相対密度が、99%以上100%以下であると好ましい。スパッタリングターゲット1が有するターゲット材2が、このような相対密度を有する場合、スパッタ装置にて成膜に用いた際、異常放電が発生しにくく、安定に成膜することができる。   The target material 2 preferably has a relative density of the ceramic sintered body constituting the target material 2 of 99% or more and 100% or less. When the target material 2 included in the sputtering target 1 has such a relative density, when used for film formation with a sputtering apparatus, abnormal discharge hardly occurs and film formation can be performed stably.

ここで、セラミックス焼結体の「相対密度」とは、セラミックス焼結体の理論密度に対する、実際に得られたセラミックス焼結体の密度の割合を指し、下記式により求めることができる。なお、下記式ではセラミックス焼結体のことを単に焼結体と称する。
相対密度(%)=100×[(焼結体の密度)/(焼結体の理論密度)]
Here, the “relative density” of the ceramic sintered body refers to the ratio of the density of the ceramic sintered body actually obtained to the theoretical density of the ceramic sintered body, and can be determined by the following equation. In the following formula, the ceramic sintered body is simply referred to as a sintered body.
Relative density (%) = 100 × [(density of sintered body) / (theoretical density of sintered body)]

セラミックス焼結体の密度は、測長法により測定することができる。
本明細書において「測長法」とは、セラミックス焼結体を加工して所定形状の試験片を作製した後、当該試験片の寸法を測定して求めた試験片の体積と、別途測定した試験片の質量と、から密度を算出する方法のことを指す。試験片の形状は、正確に採寸し体積を算出可能な形状であれば種々の形状を採用することができ、例えば、円柱、立方体、直方体などの形状を例示することができる。
The density of the ceramic sintered body can be measured by a length measurement method.
In this specification, the “length measurement method” means that the ceramic sintered body is processed to prepare a test piece having a predetermined shape, and then the dimension of the test piece is measured and measured separately. It refers to the method of calculating the density from the mass of the test piece. As the shape of the test piece, various shapes can be adopted as long as the shape can be accurately measured and the volume can be calculated. For example, shapes such as a cylinder, a cube, and a rectangular parallelepiped can be exemplified.

セラミックス焼結体の理論密度として、セラミックス焼結体がセラミックス単体で構成されている場合は、文献値を採用することができる。例えば、酸化インジウムの単体密度は7.18g/cm、酸化スズの単体密度は6.95g/cm、酸化ガリウムの単体密度は5.88g/cm、酸化亜鉛の単体密度は5.61g/cmである。 As the theoretical density of the ceramic sintered body, literature values can be adopted when the ceramic sintered body is composed of a single ceramic. For example, simple substance density of the indium oxide is 7.18 g / cm 3, single density of tin oxide 6.95 g / cm 3, single density gallium oxide is 5.88 g / cm 3, single density of zinc oxide 5.61g / Cm 3 .

また、セラミックス焼結体が複数のセラミックスの混合物で構成されている場合は、焼結体の原料である各セラミックスの単体密度に各セラミックスの混合質量比をかけ、それらの和の値(質量平均値)を採用することができる。   When the ceramic sintered body is composed of a mixture of multiple ceramics, the density of each ceramic, which is the raw material of the sintered body, is multiplied by the mixing mass ratio of each ceramic, and the sum of those values (mass average) Value).

ただし、セラミックス焼結体に含まれる金属原子の割合と同じ金属原子の割合の単相結晶の情報がJCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standards)カードに記載されている場合は、JCPDSカードに記載された該当する結晶の理論密度を上記式中の理論密度として用いることができる。   However, if information on single-phase crystals with the same proportion of metal atoms contained in the ceramic sintered body is described in the JCPDS (Joint Committee of Powder Diffraction Standards) card, it is described in the JCPDS card. The theoretical density of the corresponding crystal can be used as the theoretical density in the above formula.

具体例として、セラミックス焼結体がIGZO膜を形成する目的に用いられるものである場合を想定する。この場合、セラミックス焼結体は、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末との混合物を形成材料とする。例えば、セラミックス焼結体において、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1となるように混合した場合、JCPDSカードにはInGaZnO(In:Ga:Zn=1:1:1)の単相結晶の情報が記載されている。そのため、JCPDSカード(No.381104)に記載のInGaZnOの単相結晶の理論密度(6.379g/cm)を上記式中の理論密度とすることができる。 As a specific example, a case where a ceramic sintered body is used for the purpose of forming an IGZO film is assumed. In this case, the ceramic sintered body uses a mixture of indium oxide powder, gallium oxide powder, and zinc oxide powder as a forming material. For example, when a ceramic sintered body is mixed so that the atomic ratio of indium, gallium, and zinc is In: Ga: Zn = 1: 1: 1, the JCPDS card has InGaZnO 4 (In: Ga: Zn = 1: 1: 1) Information on single phase crystals is described. Therefore, the theoretical density (6.379 g / cm 3 ) of the single phase crystal of InGaZnO 4 described in the JCPDS card (No. 381104) can be set as the theoretical density in the above formula.

また、セラミックス焼結体において、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がIn:Ga:Zn=2:2:1となるように混合した場合、JCPDSカード(No.381097)に記載のIn2Ga2ZnO(In:Ga:Zn=2:2:1)の単相結晶の理論密度(6.495g/cm)を上記式中の理論密度とすることができる。 In addition, in a ceramic sintered body, when mixed so that the atomic ratio of indium, gallium, and zinc is In: Ga: Zn = 2: 2: 1, In 2 described in the JCPDS card (No. 381097). The theoretical density (6.495 g / cm 3 ) of the single-phase crystal of Ga 2 ZnO 7 (In: Ga: Zn = 2: 2: 1) can be set as the theoretical density in the above formula.

なお、上述のような、IGZO膜を形成する目的に用いられるセラミックス焼結体においては、下記条件を満たすような組成とする。
条件:金属原子比In:Ga:Zn=x:y:zにおいて、0.2≦x/(x+y)≦0.8であり、かつ0.1≦z/(x+y+z)である関係を満たす。
The ceramic sintered body used for the purpose of forming the IGZO film as described above has a composition that satisfies the following conditions.
Condition: Metal atomic ratio In: Ga: Zn = x: y: z, 0.2 ≦ x / (x + y) ≦ 0.8 and 0.1 ≦ z / (x + y + z) are satisfied.

このようなセラミックス焼結体を用いると、スパッタリングターゲット1は、スパッタ法において下記式(1)で表される組成となるIGZO膜を成膜可能なターゲットとなる。
InGaZn …(1)
(ただし、式中のx,y,z,aは、0.2≦x/(x+y)≦0.8、0.1≦z/(x+y+z)、a=1.5x+1.5y+z、を満たす。)
When such a ceramic sintered body is used, the sputtering target 1 becomes a target capable of forming an IGZO film having a composition represented by the following formula (1) in the sputtering method.
In x Ga y Zn z O a (1)
(However, x, y, z, and a in the formula satisfy 0.2 ≦ x / (x + y) ≦ 0.8, 0.1 ≦ z / (x + y + z), and a = 1.5x + 1.5y + z. )

このような比率となるようにセラミックス焼結体を調整すると、得られるIGZO膜が良好なトランジスタ特性を有するものとなる。   When the ceramic sintered body is adjusted to have such a ratio, the obtained IGZO film has good transistor characteristics.

なお、セラミックス焼結体における金属原子の割合と、JCPDSカードに記載されている単相結晶の金属原子の割合とが一致しない場合、そのズレが5%以内であれば、JCPDSカードに記載されている単相結晶の理論密度を上記式中の理論密度とすることができる。   If the percentage of metal atoms in the ceramic sintered body does not match the percentage of metal atoms in the single-phase crystal described in the JCPDS card, the deviation is within 5%. The theoretical density of the single phase crystal can be the theoretical density in the above formula.

(バッキングチューブ)
バッキングチューブ3は、ターゲット材2の貫通孔2aに挿入されている。本実施形態のスパッタリングターゲット1においては、バッキングチューブ3は、円筒形状を呈し、軸方向に設けられた貫通孔3aを有している。
(Backing tube)
The backing tube 3 is inserted into the through hole 2 a of the target material 2. In the sputtering target 1 of the present embodiment, the backing tube 3 has a cylindrical shape and has a through hole 3a provided in the axial direction.

バッキングチューブ3の長さL2は、ターゲット材2の長さL1よりも長い。そのため、バッキングチューブ3がターゲット材2の貫通孔2aに挿入された状態で、バッキングチューブ3の両端は、貫通孔2aから露出している。   The length L2 of the backing tube 3 is longer than the length L1 of the target material 2. Therefore, both ends of the backing tube 3 are exposed from the through hole 2 a in a state where the backing tube 3 is inserted into the through hole 2 a of the target material 2.

バッキングチューブ3の一端には、フランジ部301が設けられている。フランジ部301とバッキングチューブ3の他端302とは、スパッタリングターゲット1が用いられるスパッタ装置に取り付ける際にターゲット材2の治具として機能する。そのため、フランジ部301は、スパッタリングターゲット1が用いられるスパッタ装置に応じて大きさが定まる。   A flange portion 301 is provided at one end of the backing tube 3. The flange portion 301 and the other end 302 of the backing tube 3 function as a jig for the target material 2 when attached to a sputtering apparatus in which the sputtering target 1 is used. Therefore, the size of the flange portion 301 is determined according to the sputtering apparatus in which the sputtering target 1 is used.

バッキングチューブ3の形成材料は、スパッタリングターゲット1が用いられるスパッタ装置におけるスパッタ条件(成膜条件)、および後述する接合層4の形成条件において、変質や変形を生じないならば、種々の材料を採用することができる。   As the material for forming the backing tube 3, various materials are used as long as no alteration or deformation occurs in the sputtering conditions (film formation conditions) in the sputtering apparatus in which the sputtering target 1 is used and the formation conditions of the bonding layer 4 described later. can do.

例えば、バッキングチューブ3の形成材料としては、銅やステンレスの他、Ti,Nb,Ta,Cr,V,Hf,Zr,Mo,Wのような高融点の金属材料を採用することができる。   For example, as a material for forming the backing tube 3, a metal material having a high melting point such as Ti, Nb, Ta, Cr, V, Hf, Zr, Mo, and W can be employed in addition to copper and stainless steel.

なお、バッキングチューブ3は、1つの部品で一体的に形成されていてもよく、複数の部品をつなぎ合わせて形成されていてもよい。   In addition, the backing tube 3 may be integrally formed with one component, and may be formed by connecting a plurality of components.

接合層4は、ターゲット材2の貫通孔2aの内壁2xと、バッキングチューブの外壁3xとの間に配置され、ターゲット材2とバッキングチューブ3とを接合している。接合層4の形成材料としては、例えばインジウム半田(In半田)のような低融点半田を例示することができる。   The bonding layer 4 is disposed between the inner wall 2x of the through hole 2a of the target material 2 and the outer wall 3x of the backing tube, and bonds the target material 2 and the backing tube 3 together. Examples of the material for forming the bonding layer 4 include low melting point solder such as indium solder (In solder).

ターゲット材2、およびターゲット材2が用いられるスパッタリングターゲット1は、以上のような構成となっている。   The target material 2 and the sputtering target 1 using the target material 2 are configured as described above.

[円筒型ターゲット材の製造方法]
次いで、図2、3を用いて円筒型ターゲット材の製造方法について説明する。
本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法では、円筒型ターゲット材の原料であるセラミックス粉末を金属製のカプセル容器に充填し、熱間等方加圧(Hot Isostatic Pressing、HIP)処理を行ってセラミックス焼結体を得る。以下、このようなカプセル容器を用いたHIP処理のことを「カプセルHIP」と称することがある。
[Method of manufacturing cylindrical target material]
Next, a method for manufacturing a cylindrical target material will be described with reference to FIGS.
In the manufacturing method of the cylindrical target material of the present embodiment, a ceramic capsule as a raw material of the cylindrical target material is filled in a metal capsule container, and hot isostatic pressing (HIP) processing is performed. A ceramic sintered body is obtained. Hereinafter, the HIP process using such a capsule container may be referred to as “capsule HIP”.

以下の説明では、まず、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法において用いるカプセル容器、被焼結材料、離型剤について説明し、次に円筒型ターゲット材の製造方法について説明する。   In the following description, first, a capsule container, a material to be sintered, and a release agent used in the method for manufacturing a cylindrical target material of the present embodiment will be described, and then a method for manufacturing the cylindrical target material will be described.

〔カプセル容器〕
図2は、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法で用いるカプセル容器を説明する模式図である。図2(a)はカプセル容器10の概略斜視図であり、図2(b)は図2(a)の線分IIb−IIbにおける矢視断面図である。
[Capsule container]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a capsule container used in the method for manufacturing a cylindrical target material according to this embodiment. 2A is a schematic perspective view of the capsule container 10, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb in FIG. 2A.

図2(a)(b)に示すように、カプセル容器10は、底部を有する円筒形の金属容器である。本実施形態のカプセル容器10は、内部空間を有する容器本体11と、脱気用の排気管(不図示)を有する蓋15とを含む。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the capsule container 10 is a cylindrical metal container having a bottom. The capsule container 10 of the present embodiment includes a container main body 11 having an internal space and a lid 15 having a degassing exhaust pipe (not shown).

さらに、容器本体11の内部には、容器本体11と同軸に中芯12が配置されている。中芯12は、容器本体11とは別部材であり、容器本体11の底部11cに立てられている。   Furthermore, a core 12 is disposed coaxially with the container body 11 inside the container body 11. The core 12 is a separate member from the container body 11 and stands on the bottom 11 c of the container body 11.

このようなカプセル容器10には、容器本体11の外壁部11aと内壁部11b(中芯12)と底部11cとで囲まれた空間に、被焼結材料を充填する空間19が形成されている。   In such a capsule container 10, a space 19 filled with a material to be sintered is formed in a space surrounded by the outer wall portion 11 a, the inner wall portion 11 b (core 12), and the bottom portion 11 c of the container body 11. .

以下の説明においては、図2に示す形態のカプセル容器のことを「中芯有りカプセル」と称することがある。   In the following description, the capsule container having the form shown in FIG. 2 may be referred to as “capsule with center core”.

カプセル容器10のうち、容器本体11および蓋15の形成材料としては、被焼結材料を充分に封止でき、カプセルHIP処理における焼結温度にて充分変形するが破裂するおそれがない材料であればよい。容器本体11および蓋15の形成材料としては、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、ニオブ、タンタル、ニッケル、白金、銅等の金属材料が用いられる。具体的には、鉄は炭素鋼が好ましく、炭素の含有量が約0.3%以下の軟鋼が好ましい。銅は無酸素銅が好適に用いられる。ステンレスは、例えばSUS304が用いられる。   Of the capsule container 10, the material for forming the container body 11 and the lid 15 may be a material that can sufficiently seal the material to be sintered and that is sufficiently deformed at the sintering temperature in the capsule HIP process but does not have a risk of bursting. That's fine. For example, a metal material such as iron, aluminum, stainless steel, niobium, tantalum, nickel, platinum, or copper is used as a material for forming the container body 11 and the lid 15. Specifically, the iron is preferably carbon steel, and is preferably mild steel having a carbon content of about 0.3% or less. As the copper, oxygen-free copper is preferably used. For example, SUS304 is used as the stainless steel.

容器本体11および蓋15の形成材料は、カプセルHIP処理の焼結温度が1300℃以上である場合には、タンタル、ニオブ、白金を好適に用いることができる。また、カプセルHIP処理の焼結温度が900℃以上1300℃以下である場合には、鉄、ステンレスを好適に用いることができる。また、カプセルHIP処理の焼結温度が900℃以下である場合には、ニッケル、銅等を好適に用いることができる。   As a material for forming the container body 11 and the lid 15, tantalum, niobium, and platinum can be suitably used when the sintering temperature of the capsule HIP process is 1300 ° C. or higher. Moreover, when the sintering temperature of the capsule HIP treatment is 900 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower, iron or stainless steel can be suitably used. Moreover, when the sintering temperature of the capsule HIP process is 900 ° C. or lower, nickel, copper, or the like can be suitably used.

また、カプセル容器10のうち、中芯12の形成材料は、カプセルHIP処理の焼結温度にて変形しないものであれば用いることができ、金属材料であることが好ましい。   In the capsule container 10, the material for forming the core 12 can be used as long as it does not deform at the sintering temperature of the capsule HIP treatment, and is preferably a metal material.

中芯12の形成材料としては、例えば、耐熱鋼、超合金(Fe基、Co基、Ni基)、ステンレス、高融点金属(ニオブ、タンタル、モリブデン、ハフニウム、タングステン等)、インコネル、ハステロイ等の金属;
炭化ケイ素、炭化タンタル、炭化タングステン、炭化チタン等の金属炭化物;
ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム等の金属ホウ化物;
を挙げることができる。
Examples of the material for forming the core 12 include heat resistant steel, superalloy (Fe base, Co base, Ni base), stainless steel, high melting point metal (niobium, tantalum, molybdenum, hafnium, tungsten, etc.), Inconel, Hastelloy, etc. metal;
Metal carbides such as silicon carbide, tantalum carbide, tungsten carbide, titanium carbide;
Metal borides such as titanium boride and zirconium boride;
Can be mentioned.

なお、カプセル容器10では、容器本体11の形成材料と、中芯12の形成材料とで異なる材料を使用することもできる。   In the capsule container 10, different materials can be used for the forming material of the container body 11 and the forming material of the core 12.

カプセル容器10の容器本体11の厚さ、すなわち外壁部11aおよび底部11cの厚さは、特に限定されず、1mm以上4mm以下が好ましい。この範囲内であれば、カプセル容器10が容易に軟化し、変形することができ、焼結反応が進むに従い、焼結体に追随して収縮することができる。   The thickness of the container body 11 of the capsule container 10, that is, the thickness of the outer wall portion 11a and the bottom portion 11c is not particularly limited, and is preferably 1 mm or more and 4 mm or less. Within this range, the capsule container 10 can be easily softened and deformed, and can shrink following the sintered body as the sintering reaction proceeds.

〔被焼結材料〕
被焼結材料としては、製造するターゲット材2に応じて、対応するセラミックスの粉末を用いる。ターゲット材2が単一のセラミックスの焼結体である場合には、被焼結材料も単一の粉末を用いる。また、ターゲット材2が例えばITOの原料である場合のように、複数のセラミックスの焼結体である場合には、被焼結材料も対応するセラミックス粉末の混合物を用いる。
[Sintered material]
As a material to be sintered, a corresponding ceramic powder is used according to the target material 2 to be manufactured. When the target material 2 is a single ceramic sintered body, a single powder is also used as the material to be sintered. Moreover, when the target material 2 is a sintered body of a plurality of ceramics, for example, when the target material 2 is a raw material of ITO, a mixture of ceramic powders corresponding to the material to be sintered is used.

被焼結材料が混合物である場合、予め混合した上でカプセル容器10に充填するとよい。混合の方法としては、通常知られたものを採用することができ、乾式であってもよく湿式であってもよい。   When the material to be sintered is a mixture, the capsule container 10 may be filled after being mixed in advance. As a mixing method, a conventionally known method can be adopted, and it may be dry or wet.

被焼結材料の平均粒子径は、一般的に取扱いの容易な0.6μm以上、好ましくは1μm以上5μm以下である。ここで「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算体積分率50%粒径を指す。   The average particle diameter of the material to be sintered is generally 0.6 μm or more, preferably 1 μm or more and 5 μm or less, which is easy to handle. Here, the “average particle size” refers to a 50% cumulative volume fraction particle size distribution in a particle size distribution measured by a laser diffraction / scattering method.

なお、上述のような、IGZO膜を形成する目的に用いられるスパッタリングターゲットを製造する場合、下記条件を満たすような組成で被焼結材料を混合する。
混合条件:金属原子比In:Ga:Zn=x:y:zにおいて、0.2≦x/(x+y)≦0.8であり、かつ0.1≦z/(x+y+z)である関係を満たす。
In addition, when manufacturing the sputtering target used for the purpose of forming the IGZO film as described above, the material to be sintered is mixed with a composition that satisfies the following conditions.
Mixing conditions: In the metal atomic ratio In: Ga: Zn = x: y: z, 0.2 ≦ x / (x + y) ≦ 0.8 and 0.1 ≦ z / (x + y + z) are satisfied. .

セラミックス焼結体においては、なかでも、0.2≦x/(x+y)≦0.5であり、かつ0.1≦z/(x+y+z)≦0.8である関係が好ましい。   In the ceramic sintered body, the relationship of 0.2 ≦ x / (x + y) ≦ 0.5 and 0.1 ≦ z / (x + y + z) ≦ 0.8 is particularly preferable.

特に、質量比(酸化インジウム粉末:酸化ガリウム粉末:酸化亜鉛粉末)にて、ほぼ44.2:29.9:25.9(モル比でIn:Ga:Zn=1:1:1)となるように均一に混合を行うのが好ましい。これにより、上述した特性的に好ましいInGaZnOを得るためのIGZO焼結体とすることができる。 In particular, the mass ratio (indium oxide powder: gallium oxide powder: zinc oxide powder) is approximately 44.2: 29.9: 25.9 (in molar ratio: In: Ga: Zn = 1: 1: 1). It is preferable to perform uniform mixing. Thus, it is possible to IGZO sintered body to obtain a characteristic favorable InGaZnO 4 as described above.

また、質量比(酸化インジウム粉末:酸化ガリウム粉末:酸化亜鉛粉末)にて、ほぼ50.8:34.3:14.9(モル比でIn:Ga:Zn=2:2:1)となるように均一に混合を行うのが好ましい。これにより、上述した特性的に好ましいInGaZnOを得るためのIGZO焼結体とすることができる。 Further, the mass ratio (indium oxide powder: gallium oxide powder: zinc oxide powder) is approximately 50.8: 34.3: 14.9 (in molar ratio: In: Ga: Zn = 2: 2: 1). It is preferable to perform uniform mixing. Thus, it is possible to IGZO sintered body to obtain a characteristic favorable In 2 Ga 2 ZnO 7 described above.

酸化インジウム粉末:酸化ガリウム粉末:酸化亜鉛粉末を質量比でほぼ50.8:34.3:14.9(モル比でIn:Ga:Zn=2:2:1)で混合する場合には、セラミックス粉末のタップ密度は、3.25g/cm以上である。カプセル容器に多くのセラミックス粉末を充填でき、かつカプセルHIP処理後のカプセル容器が対称に収縮するため加工し易くなることから、好ましくは3.8g/cm以上6.4g/cm以下である。 In the case of mixing indium oxide powder: gallium oxide powder: zinc oxide powder at a mass ratio of approximately 50.8: 34.3: 14.9 (Molar ratio of In: Ga: Zn = 2: 2: 1), The tap density of the ceramic powder is 3.25 g / cm 3 or more. It can filled with a lot of ceramic powder in a capsule container, and since the capsule container after the capsule HIP treatment is easily processed to shrink symmetrically, preferably at 3.8 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less .

酸化インジウム粉末:酸化ガリウム粉末:酸化亜鉛粉末を質量比でほぼ44.2:29.9:25.9(モル比でIn:Ga:Zn=1:1:1)で混合する場合には、セラミックス粉末のタップ密度は、3.18g/cm以上である。好ましくは3.8g/cm以上6.3g/cm以下である。 When mixing indium oxide powder: gallium oxide powder: zinc oxide powder at a mass ratio of approximately 44.2: 29.9: 25.9 (molar ratio In: Ga: Zn = 1: 1: 1) The tap density of the ceramic powder is 3.18 g / cm 3 or more. Preferably is 3.8 g / cm 3 or more 6.3 g / cm 3 or less.

混合方法は、均一に混合できる方法であれば特に限定されず、スーパーミキサー、インテンシブミキサー、ヘンシェルミキサー、自動乳鉢等により乾式混合、あるいは湿式混合(ボールミル等)を行う。湿式混合は、例えば、硬質ZrOボールなどを用いた湿式ボールミルや振動ミル、遊星ボールミルにより行えばよく、湿式ボールミルや振動ミルやビーズミルを用いた場合の混合時間は、12時間〜78時間程度が好ましい。液分離、乾燥については、それぞれ公知の方法を採用すればよい。 The mixing method is not particularly limited as long as it can be uniformly mixed, and dry mixing or wet mixing (ball mill or the like) is performed using a super mixer, an intensive mixer, a Henschel mixer, an automatic mortar, or the like. The wet mixing may be performed by, for example, a wet ball mill using a hard ZrO 2 ball, a vibration mill, or a planetary ball mill. A mixing time when using a wet ball mill, a vibration mill, or a bead mill is about 12 hours to 78 hours. preferable. For liquid separation and drying, known methods may be employed.

混合を十分に行い組成が均一となると、製造したターゲット中に各成分が偏析することなく、得られるターゲットの抵抗分布が均一となる。すなわちターゲットの部位により、高抵抗領域と低抵抗領域が存在することなく、スパッタ成膜時に高抵抗領域での帯電等によるアーキングなどの異常放電の原因が生じにくいため好ましい。   When mixing is sufficiently performed and the composition becomes uniform, each component does not segregate in the manufactured target, and the obtained target has a uniform resistance distribution. That is, it is preferable because the target portion does not have a high resistance region and a low resistance region, and causes abnormal discharge such as arcing due to charging in the high resistance region during sputtering film formation.

〔離型剤〕
離型剤は、後述するカプセルHIP処理の焼結温度領域において、カプセル容器10の材料および被焼結材料との反応性が低い材料である。ここで、ある材料がカプセル容器10の材料と反応性が低いとは、その材料とカプセル容器10の材料との反応性が、カプセル容器10の材料と被焼結材料との反応性に比べて相対的に低いことを意味する。また、ある材料が被焼結材料と反応性が低いとは、その材料と被焼結材料との反応性が、カプセル容器10の材料と被焼結材料との反応性に比べて相対的に低いことを意味する。
〔Release agent〕
The release agent is a material having low reactivity with the material of the capsule container 10 and the material to be sintered in the sintering temperature region of the capsule HIP process described later. Here, that a certain material has low reactivity with the material of the capsule container 10 means that the reactivity between the material and the material of the capsule container 10 is higher than the reactivity between the material of the capsule container 10 and the material to be sintered. Means relatively low. In addition, a certain material has a low reactivity with the material to be sintered, the reactivity between the material and the material to be sintered is relatively less than the reactivity between the material of the capsule container 10 and the material to be sintered. Means low.

離型剤は、例えば、金属と金属化合物のいずれか一方または両方である。ただし、窒化硼素、金属炭化物および金属硼化物を除く。   The release agent is, for example, one or both of a metal and a metal compound. However, boron nitride, metal carbide and metal boride are excluded.

金属化合物としては、金属窒化物(窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ガリウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化ハフニウム、窒化バナジウム、窒化クロム等)、金属酸化物(酸化アルミニウム(アルミナ)、二酸化ケイ素、酸化クロム(III)、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム(ジルコニア)等やそれら二種以上の金属酸化物からなる複合酸化物)などが挙げられる。   Examples of the metal compound include metal nitride (silicon nitride, titanium nitride, gallium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, niobium nitride, hafnium nitride, vanadium nitride, chromium nitride, etc.), metal oxide (aluminum oxide (alumina), silicon dioxide) , Chromium (III) oxide, magnesium oxide, zirconium oxide (zirconia) and the like, and composite oxides composed of two or more metal oxides thereof.

金属としては、融点2000℃以上の高融点金属(タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデン、ハフニウム、レニウム、イリジウム等やそれら二種以上の金属からなる合金)などが挙げられる。   Examples of the metal include refractory metals having a melting point of 2000 ° C. or higher (tantalum, niobium, tungsten, molybdenum, hafnium, rhenium, iridium, etc., or an alloy made of two or more of these metals).

離型剤は、中でも、上述した被焼結材料の焼結処理温度よりも高い融点を有する金属を形成材料とするものが好ましい。例えば、融点2000℃以上の高融点金属であるのがより好ましい。このような離型剤は、焼結処理後の相対密度が85%以下であるものがより好ましい。   In particular, the mold release agent is preferably made of a metal having a melting point higher than the sintering temperature of the material to be sintered as described above. For example, a refractory metal having a melting point of 2000 ° C. or higher is more preferable. Such a release agent is more preferably one having a relative density of 85% or less after the sintering treatment.

このような離型剤は、被焼結材料の焼結処理温度において焼結が進行しないため、仕込み時の形状を維持する。その状態で、離型剤を形成する金属の展性・延性により、カプセルHIP処理時の圧縮応力を緩和するため、得られる焼結体に対して圧縮応力が加わりにくく、破損を抑制しやすい。   Since such a mold release agent does not advance sintering at the sintering temperature of the material to be sintered, the shape at the time of preparation is maintained. In this state, the compressive stress during the capsule HIP treatment is relieved by the malleability and ductility of the metal forming the release agent, so that it is difficult to apply the compressive stress to the obtained sintered body, and breakage is easily suppressed.

また、焼結処理後の相対密度が85%以下であると、離型剤の間の空間が、カプセルHIP処理時の圧縮応力を緩衝するため、得られる焼結体に対して圧縮応力が加わりにくく、破損を抑制しやすい。   Further, if the relative density after the sintering treatment is 85% or less, the space between the release agents buffers the compressive stress at the time of the capsule HIP treatment, so that a compressive stress is applied to the obtained sintered body. Difficult to control damage.

または、離型剤は、金属酸化物を形成材料とし、焼結処理後の相対密度が85%以下であるものも好ましい。金属酸化物の場合には、アルミナ、またはアルミナと二酸化ケイ素とを含む複合酸化物、がさらに好ましい。アルミナと二酸化ケイ素とを含む複合酸化物の組成は、二酸化ケイ素が54質量%以下であればよい。   Alternatively, the release agent is preferably a metal oxide as a forming material and a relative density after the sintering treatment of 85% or less. In the case of a metal oxide, alumina or a composite oxide containing alumina and silicon dioxide is more preferable. The composition of the composite oxide containing alumina and silicon dioxide may be such that silicon dioxide is 54% by mass or less.

このような離型剤であっても、焼結処理後の相対密度が85%以下であると、離型剤の間の空間が、カプセルHIP処理時の圧縮応力を緩衝するため、得られる焼結体の破損を抑制しやすい。   Even with such a release agent, if the relative density after the sintering treatment is 85% or less, the space between the release agents buffers the compressive stress during the capsule HIP treatment, and thus the obtained firing It is easy to suppress damage to the body.

上述した被焼結材料の焼結処理温度は、ほぼ900℃以上1400℃以下の範囲に含まれる。そのため、離型剤としてアルミナ、酸化マグネシウム、アルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物、融点2000℃以上の高融点金属を用いると、焼結処理の際に離型剤自身が焼結により高密度化することが無く、一定の容積を保持し続ける。   The sintering temperature of the material to be sintered described above is included in the range of approximately 900 ° C. or more and 1400 ° C. or less. Therefore, when alumina, magnesium oxide, a composite oxide containing alumina and silicon dioxide, or a refractory metal with a melting point of 2000 ° C. or higher is used as a release agent, the release agent itself is densified by sintering during the sintering process. It keeps a constant volume without doing.

焼結工程時には、カプセル容器10と被焼結材料との間に離型剤が常に介在しているため、仮に離型剤を介在させないとするとカプセル容器10と被焼結材料の間で生じる熱応力を、離型剤が緩和することが出来る。   In the sintering process, a release agent is always interposed between the capsule container 10 and the material to be sintered. Therefore, if no release agent is interposed, heat generated between the capsule container 10 and the material to be sintered is assumed. The release agent can relieve the stress.

金属炭化物は焼結時に還元作用を被焼結材料に及ぼし、被焼結材料と反応する、または還元された金属がガス化してカプセルHIP処理が進行しない等の不具合が生じるおそれがある。金属硼化物は被焼結材料と反応するおそれがある。また、窒化硼素を離型剤として用いると、得られる焼結体と反応し亀裂や硼素が拡散(コンタミ)が生じてしまうおそれがある。   The metal carbide exerts a reducing action on the material to be sintered at the time of sintering, and may cause problems such as reacting with the material to be sintered or gasification of the reduced metal to prevent the capsule HIP process from proceeding. Metal borides may react with the material to be sintered. Further, when boron nitride is used as a mold release agent, it may react with the obtained sintered body to cause cracks or diffusion of boron (contamination).

本実施形態の離型剤の形態としては、例えば、粉末またはボールである。離型剤が粉末またはボールであると、離型剤の間に空間を形成しやすく、カプセルHIP処理時の圧縮応力を緩衝し、破損を抑制しやすい。   As a form of the mold release agent of this embodiment, it is a powder or a ball, for example. When the release agent is a powder or a ball, it is easy to form a space between the release agents, buffer the compressive stress during the capsule HIP process, and easily suppress breakage.

離型剤が粉末の形態の場合、中空粒子、多孔質粒子でも好適に用いることが出来る。   When the release agent is in the form of powder, hollow particles and porous particles can be preferably used.

また、離型剤がバインダー成分を含有していてもよい。後述するカプセルHIP処理時の脱気処理において、バインダー成分を除去する処理を兼ねることができる。   Moreover, the mold release agent may contain a binder component. In the deaeration process at the time of the capsule HIP process to be described later, it can also serve as a process for removing the binder component.

カプセルHIP処理を行う前の離型剤の平均粒子径は、特に限定されないが、離型剤をより焼結しにくくするために、比表面積が小さい粒子が好ましい。   The average particle diameter of the release agent before the capsule HIP treatment is not particularly limited, but particles having a small specific surface area are preferable in order to make the release agent more difficult to sinter.

例えば、離型剤は、平均粒子径が大きい方が好ましい。離型剤の平均粒子径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは30μm以上、100μm以下である。   For example, the release agent preferably has a larger average particle size. The average particle size of the release agent is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, still more preferably 30 μm or more and 100 μm or less.

また離型剤の平均粒子径が10μm未満である場合は、造粒処理をして凝集粒子とし、平均粒子径を大きく(比表面積を小さく)してもよい。   When the average particle diameter of the release agent is less than 10 μm, granulation treatment may be performed to form aggregated particles, and the average particle diameter may be increased (specific surface area is decreased).

離型剤がこのような比表面積であると、カプセルHIP処理において、低密度の状態を維持しやすい。そのため、離型剤はカプセルHIP処理中に一部焼結したとしても塑性変形可能であり、カプセルHIP処理中またはカプセルHIP処理後の熱応力を塑性変形により吸収することができる。このため、得られるターゲット材2に亀裂が生じにくくなる。   When the release agent has such a specific surface area, it is easy to maintain a low density state in the capsule HIP process. Therefore, the mold release agent can be plastically deformed even if it is partially sintered during the capsule HIP process, and the thermal stress during or after the capsule HIP process can be absorbed by the plastic deformation. For this reason, it becomes difficult to produce a crack in the target material 2 obtained.

カプセルHIP処理後の相対密度は、後述するカプセルHIP処理の条件によって異なるが、カプセルHIP処理後の相対密度が85%以下となる材料がより好ましく、カプセルHIP処理後の相対密度が80%以下となる材料がさらに好ましい。   The relative density after the capsule HIP process varies depending on the conditions of the capsule HIP process described later, but a material in which the relative density after the capsule HIP process is 85% or less is more preferable, and the relative density after the capsule HIP process is 80% or less. More preferred is a material.

カプセルHIP処理後には、被焼結材料は焼結体となり、例えば相対密度が98%以上の高密度になるが、離型剤が上述のような低密度の相対密度を維持していると、緩衝効果を発揮して熱応力を吸収緩和することが可能となる。   After the capsule HIP treatment, the material to be sintered becomes a sintered body, for example, the relative density becomes high density of 98% or more, but when the release agent maintains the low density relative density as described above, It is possible to absorb and relax thermal stress by exhibiting a buffering effect.

〔充填率〕
上述した被焼結材料は、カプセル容器10に充填したとき、カプセル容器全体の充填率が50%以上となるような粉体特性を有しているとよい。
〔Filling rate〕
The sintered material described above preferably has a powder characteristic such that when the capsule container 10 is filled, the filling rate of the entire capsule container is 50% or more.

詳しくは後述するが、カプセルHIP処理においては、被焼結材料を充填したカプセル容器を加圧しつつ焼結処理を行う。カプセル容器は、加えられる圧力により全体が収縮しながら、内部に充填された被焼結材料を加圧する。   As will be described in detail later, in the capsule HIP process, the capsule container filled with the material to be sintered is pressurized while being sintered. The capsule container pressurizes the material to be sintered filled therein while being entirely contracted by the applied pressure.

その際、カプセル容器の収縮率が50%以上となると、カプセル容器は、収縮時のひずみにより破損しやすいことが、経験的に知られている。ここで、「収縮率」(%)とは、内部に被焼結材料を充填したカプセル容器について、常圧時のカプセル容器の容積に対する、カプセルHIP処理時の容積の比、と考えることができる。   At that time, it is empirically known that when the shrinkage rate of the capsule container is 50% or more, the capsule container is easily damaged by the strain at the time of shrinkage. Here, the “shrinkage ratio” (%) can be considered as the ratio of the volume during capsule HIP processing to the volume of the capsule container at normal pressure with respect to the capsule container filled with the material to be sintered. .

したがって、カプセルHIP処理において破損を抑制するためには、被焼結材料を充填したカプセル容器について、カプセルHIP処理時の容積が常圧時の容積の50%以上となるように制御するとよいことが分かる。   Therefore, in order to suppress breakage in the capsule HIP process, it is preferable to control the capsule container filled with the material to be sintered so that the volume at the capsule HIP process is 50% or more of the volume at normal pressure. I understand.

このような制御は、「カプセル容器内に存在する物質」が「カプセル容器内の空間を占める割合」を「カプセル容器全体の充填率」(%)としたとき、「カプセル容器全体の充填率」が50%以上である場合に実現することができる。このように制御すると、カプセルHIP処理の際に、カプセル容器10に加わる外圧によりカプセル容器10が破損するおそれが無くなる。   Such control is performed when the “substance occupying the space in the capsule container” is “the filling ratio of the entire capsule container” (%), and “the filling ratio of the entire capsule container”. Can be realized when the ratio is 50% or more. By controlling in this way, there is no possibility that the capsule container 10 is damaged by the external pressure applied to the capsule container 10 during the capsule HIP process.

カプセルHIP処理を中芯有りカプセルで行う場合、「カプセル容器内に存在する物質」としては、被焼結材料と中芯と離型剤とが挙げられる。すなわち、「カプセル容器全体の充填率」は、下記式(I)により求めることができる。下記式(I)では、「カプセル容器全体の充填率」を「全体充填率」と記載している。
全体充填率(%)=充填率A(%)+充填率B(%)+充填率C(%)…(I)
When the capsule HIP process is performed with a capsule having a core, examples of the “substance present in the capsule container” include a material to be sintered, a core, and a release agent. That is, the “filling ratio of the entire capsule container” can be obtained by the following formula (I). In the following formula (I), “filling rate of the entire capsule container” is described as “overall filling rate”.
Total filling rate (%) = filling rate A (%) + filling rate B (%) + filling rate C (%) (I)

Figure 2016117950
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Figure 2016117950
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(ただし、α=被焼結材料の体積、β=中芯体積)
Figure 2016117950
(Where α = volume of the material to be sintered, β = core volume)

中芯は中実の構造であるため、加圧されても体積変化が無い。そのため、中芯の充填率は100%であると考えることができ、上記充填率Bは、カプセル容器の内部空間に占める中芯の体積の割合であると考えることができる。   Since the core has a solid structure, there is no volume change even when pressurized. Therefore, it can be considered that the filling rate of the core is 100%, and the filling rate B can be considered as a ratio of the volume of the core that occupies the internal space of the capsule container.

「被焼結材料の充填率」(%)については、被焼結材料の性状により下記のように定義することができる。   The “filling rate of the material to be sintered” (%) can be defined as follows depending on the properties of the material to be sintered.

まず、被焼結材料が粉末またはボールである場合、被焼結材料の充填率Aは、カプセルHIP処理後の焼結体が理論密度に到達したと想定した場合の、焼結体の理論密度に対する、カプセル容器に充填した被焼結材料のタップ密度の割合を指す。被焼結材料の充填率は、下記式により求めることができる。理論密度は、上述したものを採用することができる。
被焼結材料の充填率(%)=100×(被焼結材料のタップ密度/焼結体の理論密度)
First, when the material to be sintered is powder or ball, the filling ratio A of the material to be sintered is the theoretical density of the sintered body when it is assumed that the sintered body after the capsule HIP treatment has reached the theoretical density. Refers to the ratio of the tap density of the material to be sintered filled in the capsule container. The filling rate of the material to be sintered can be obtained by the following formula. The theoretical density described above can be adopted.
Filling rate of sintered material (%) = 100 × (tap density of sintered material / theoretical density of sintered body)

「タップ密度」とは、JISK5101−12−2「顔料試験方法−第12部:見掛け密度又は見掛け比容−第2節:タンプ法」に基づいて測定される見掛け密度のことを指す。   The “tap density” refers to an apparent density measured based on JIS K5101-12-2 “Pigment test method—Part 12: Apparent density or apparent specific volume—Section 2: Tamping method”.

被焼結材料は、1000℃程度の仮焼後に機械解砕したり、スプレードライ法により造粒したり、一軸プレスや冷間静水圧プレス(CIP)により加圧成形したりすることにより、上記充填率を実現可能なタップ密度となるように予備加工してもよい。スプレードライ法による造粒や加圧成形時には、公知の有機バインダーを併用しても構わない。   The material to be sintered is mechanically crushed after calcining at about 1000 ° C., granulated by a spray drying method, or pressed by uniaxial pressing or cold isostatic pressing (CIP). You may pre-process so that it may become the tap density which can implement | achieve a filling rate. A known organic binder may be used in combination during granulation or pressure molding by spray drying.

このように、被焼結材料が、一定の形状を有する成形体である場合、被焼結材料の充填率Aは、下記式により求めることができる。
被焼結材料の充填率(%)=100×(被焼結材料の成型体の密度/焼結体の理論密度)
Thus, when the material to be sintered is a molded body having a certain shape, the filling rate A of the material to be sintered can be obtained by the following equation.
Filling ratio of sintered material (%) = 100 × (density of sintered material molded body / theoretical density of sintered body)

「離型剤の充填率」(%)については、離型剤の性状により下記のように定義することができる。   The “filling rate of release agent” (%) can be defined as follows depending on the properties of the release agent.

離型剤の充填率Cは、カプセルHIP処理後(焼結後)の離型剤の密度に対する、カプセルHIP処理前(焼結前)の離型剤の密度の割合を指す。離型剤の充填率Cは、焼結前の離型剤の相対密度と、焼結後の離型剤の相対密度と、から求めることができる。   The filling rate C of the release agent refers to the ratio of the density of the release agent before the capsule HIP treatment (before sintering) to the density of the release agent after the capsule HIP treatment (after sintering). The filling rate C of the release agent can be determined from the relative density of the release agent before sintering and the relative density of the release agent after sintering.

Figure 2016117950
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Figure 2016117950
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Figure 2016117950
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離型剤が粉末またはボールである場合、「焼結前の離型剤の密度」は上述のタップ密度である。離型剤が一定の形状を有する成形体である場合、「焼結前の離型剤の密度」は、離型剤の成型体の密度である。   When the release agent is a powder or a ball, the “density of the release agent before sintering” is the above-described tap density. When the release agent is a molded body having a certain shape, the “density of the release agent before sintering” is the density of the molded body of the release agent.

〔円筒型ターゲット材の製造方法〕
本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法は、カプセル容器にセラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、カプセル容器を加圧しつつ被焼結材料を焼結処理(カプセルHIP処理)する焼結工程と、を有している。
[Method of manufacturing cylindrical target material]
The manufacturing method of the cylindrical target material of this embodiment includes a filling process for filling a capsule container with a material to be sintered, which is a material for forming a ceramic sintered body, and a sintering process for the material to be sintered while pressurizing the capsule container. (Capsule HIP treatment) and a sintering step.

図3は、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法を説明する説明図であり、図2(b)と同視野の図である。図3では、カプセル容器として、図2に示したカプセル容器10(中芯有りカプセル)を用いている。   FIG. 3 is an explanatory view for explaining the method of manufacturing the cylindrical target material of the present embodiment, and is a view having the same field of view as FIG. In FIG. 3, the capsule container 10 (capsule with a core) shown in FIG. 2 is used as the capsule container.

(充填工程)
まず、図3(a)に示すように、容器本体11に中芯12を挿入したものを用意する。その後、容器本体11に離型剤31を押し詰めて充填する。このとき、離型剤31が底部11cから厚みdとなるまで押し詰める。
(Filling process)
First, as shown to Fig.3 (a), what inserted the core 12 in the container main body 11 is prepared. Thereafter, the container body 11 is filled with the release agent 31 by pressing it down. At this time, the mold release agent 31 is pressed down from the bottom 11c until the thickness d is reached.

次いで、図3(b)に示すように、容器本体11の空間19に円筒形の第1仕切り(仕切り)7および第2仕切り(仕切り)8を中芯12と同軸となるように挿入する。   Next, as shown in FIG. 3B, the cylindrical first partition (partition) 7 and second partition (partition) 8 are inserted into the space 19 of the container body 11 so as to be coaxial with the core 12.

第1仕切り7および第2仕切り8は、容器本体11への充填時に被焼結材料と離型剤31とが混合しないように充填空間を分離するためのものであり、かつ、離型剤31を充填する空間の容積を制御するためのものである。第1仕切り7および第2仕切り8は、シート状を呈しており、被焼結材料と離型剤31との充填が終了した後、容器本体11から除去される。そのため、第1仕切り7および第2仕切り8の形成材料としては、紙、樹脂、金属など種々のものを採用することができる。   The first partition 7 and the second partition 8 are for separating the filling space so that the material to be sintered and the release agent 31 are not mixed when the container body 11 is filled, and the release agent 31. This is for controlling the volume of the space filled. The first partition 7 and the second partition 8 have a sheet shape, and are removed from the container body 11 after the filling of the material to be sintered and the release agent 31 is completed. Therefore, various materials such as paper, resin, and metal can be used as the material for forming the first partition 7 and the second partition 8.

直径の大きい円筒形の第1仕切り7は、容器本体11からの距離がdとなるように、直径を設定する。すなわち、容器本体11の内径がR1のとき、第1仕切り7の直径はR1−2dとする。   The diameter of the cylindrical first partition 7 having a large diameter is set so that the distance from the container body 11 is d. That is, when the inner diameter of the container main body 11 is R1, the diameter of the first partition 7 is R1-2d.

直径の小さい円筒形の第2仕切り8は、中芯12からの距離がdとなるように、直径を設定する。すなわち、中芯12の直径がR2のとき、第2仕切り8の直径をR2+2dとする)。   The diameter of the cylindrical second partition 8 with a small diameter is set so that the distance from the center core 12 is d. That is, when the diameter of the center core 12 is R2, the diameter of the second partition 8 is R2 + 2d).

このような第1仕切り7および第2仕切り8を挿入することにより、第1仕切り7と容器本体11との間、第2仕切り8と中芯12との間には、それぞれ壁面との距離がdに制御された空間が形成される。   By inserting the first partition 7 and the second partition 8 as described above, the distance between the first partition 7 and the container body 11 and the distance between the second partition 8 and the core 12 are different from the wall surfaces. A space controlled by d is formed.

次いで、容器本体11の内壁面11xと内壁面11xと対向する第1仕切り7の面との間に形成される空間、および中芯12の表面12xと表面12xと対向する第2仕切り8の面との間に形成される空間に、離型剤31を充填する。このとき、充填した離型剤31の上端から、容器本体11の上端までの高さがdとなるように充填量を制御する。   Next, a space formed between the inner wall surface 11x of the container main body 11 and the surface of the first partition 7 facing the inner wall surface 11x, and the surface 12x of the core 12 and the surface of the second partition 8 facing the surface 12x. The release agent 31 is filled in the space formed between the two. At this time, the filling amount is controlled so that the height from the upper end of the filled release agent 31 to the upper end of the container body 11 is d.

さらに、第1仕切り7と第2仕切り8との間に、被焼結材料2Aを充填する。この際、被焼結材料2Aの体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填する。このとき、充填した被焼結材料2Aの上端から、容器本体11の上端までの高さがdとなるように充填量を制御する。   Further, the material to be sintered 2A is filled between the first partition 7 and the second partition 8. At this time, the material to be sintered 2A is filled while applying vibration until there is no volume change. At this time, the filling amount is controlled so that the height from the upper end of the filled sintered material 2A to the upper end of the container body 11 is d.

次いで、図3(c)に示すように、充填した被焼結材料2Aおよび離型剤31の上に、離型剤31を押し詰めて充填する。これにより、被焼結材料2Aは、離型剤31により周囲を囲まれた状態で容器本体11内に充填されることとなる。離型剤31の充填後、第1仕切り7および第2仕切り8を除去する。   Next, as shown in FIG. 3C, the mold release agent 31 is pressed and filled on the filled material to be sintered 2 </ b> A and the mold release agent 31. As a result, the material to be sintered 2A is filled into the container main body 11 in a state surrounded by the release agent 31. After the release agent 31 is filled, the first partition 7 and the second partition 8 are removed.

離型剤31の充填後、容器本体11に蓋15を溶接し、カプセル容器10を封止する。   After filling with the release agent 31, the lid 15 is welded to the container body 11 to seal the capsule container 10.

このように離型剤31と被焼結材料2Aとを充填すると、離型剤31の量は、容器本体11の底部から被焼結材料2Aまで厚み、容器本体11から被焼結材料2Aまで厚み、中芯12から被焼結材料2Aまで厚み、蓋15から被焼結材料2Aまで厚みが、全て厚みdとなるように制御されることとなる。   When the release agent 31 and the material to be sintered 2A are filled in this way, the amount of the release agent 31 is from the bottom of the container body 11 to the material to be sintered 2A, and from the container body 11 to the material to be sintered 2A. The thickness, the thickness from the core 12 to the material to be sintered 2A, and the thickness from the lid 15 to the material to be sintered 2A are all controlled to be the thickness d.

厚みdは、後述するカプセルHIP処理後の離型剤31の厚みが1mm以上になるように設定されており、離型剤31の充填量を制御している。好ましくは、カプセルHIP処理後の離型剤31の厚みが2mm以上8mm以下、より好ましくは3mm以上7mm以下となるように制御されている。   The thickness d is set so that the thickness of the release agent 31 after the capsule HIP processing described later is 1 mm or more, and the filling amount of the release agent 31 is controlled. Preferably, the thickness of the release agent 31 after the capsule HIP process is controlled to be 2 mm or more and 8 mm or less, more preferably 3 mm or more and 7 mm or less.

離型剤31は、「カプセルHIP処理後の厚み」が1mm以上となる量を充填することが重要である。カプセルHIP処理前の離型剤31を充填する際には、カプセルHIP処理により離型剤31が多少は焼結し、収縮することを想定して、1mmより厚くなるように充填しておくのが好ましい。たとえば、カプセルHIP処理により離型剤31がどの程度収縮するかを予備実験で確認しておき、得られる離型剤31の収縮率を考慮したうえで、「カプセルHIP処理後の厚み」が1mm以上となる量を充填してもよい。また、文献値等から得られる情報に基づき、離型剤31の収縮率を想定した上で、「カプセルHIP処理後の厚み」が確実に1mm以上となる量を充填することとしてもよい。   It is important that the release agent 31 is filled in such an amount that the “thickness after the capsule HIP process” is 1 mm or more. When filling the release agent 31 before the capsule HIP treatment, it is assumed that the release agent 31 is somewhat sintered and contracted by the capsule HIP treatment, and is filled to be thicker than 1 mm. Is preferred. For example, it is confirmed by preliminary experiments how much the release agent 31 is shrunk by the capsule HIP process, and the “thickness after the capsule HIP process” is 1 mm after considering the shrinkage rate of the obtained release agent 31. The above amount may be filled. Further, based on information obtained from literature values and the like, it is also possible to fill an amount that ensures that the “thickness after the capsule HIP process” is 1 mm or more after assuming the shrinkage rate of the release agent 31.

このような量の離型剤31が充填されていると、離型剤31が、カプセルHIP処理中の体積変化や、カプセルHIP処理後の体積変化を十分に緩衝し、ターゲット材2に亀裂を生じさせにくい。さらに、ターゲット材2に内在する残留応力を低減させることができる。残留応力を低減させることで、スパッタ装置における使用時にスパッタ衝撃がきっかけとなる亀裂の発生のような不具合を低減させることができる。   When such an amount of the release agent 31 is filled, the release agent 31 sufficiently buffers the volume change during the capsule HIP process and the volume change after the capsule HIP process, and cracks the target material 2. Hard to generate. Furthermore, the residual stress inherent in the target material 2 can be reduced. By reducing the residual stress, it is possible to reduce problems such as the occurrence of cracks that are triggered by sputtering impact when used in a sputtering apparatus.

(焼結工程)
次いで、カプセル容器10を加熱しながら、蓋15の不図示の排気管を介してカプセル容器10内を減圧する。これにより、被焼結材料2Aに付着しているガスや吸着している水分等の揮発分を除去することができる。
(Sintering process)
Next, while the capsule container 10 is heated, the inside of the capsule container 10 is decompressed via an exhaust pipe (not shown) of the lid 15. As a result, volatile components such as gas adhering to the material to be sintered 2A and adsorbed moisture can be removed.

脱気する際のカプセル容器10の加熱温度は100℃以上600℃以下であることが好ましい。被焼結材料2Aが有機バインダーを含んでおり、脱気処理と同時に有機バインダーの除去を行う場合には、脱気する際のカプセル容器10の加熱温度は、上述したように、450℃以上700℃以下であることが好ましい。   The heating temperature of the capsule container 10 at the time of deaeration is preferably 100 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. When the material to be sintered 2A contains an organic binder and the organic binder is removed simultaneously with the degassing treatment, the heating temperature of the capsule container 10 at the time of degassing is 450 ° C. or higher and 700 ° C. as described above. It is preferable that it is below ℃.

減圧は、カプセル容器10内の圧力が1.33×10−2Pa以下となるまで行う。カプセル容器10内の圧力が1.33×10−2Pa以下となると、被焼結材料2Aに付着しているガスや、吸着している水分の除去が充分に行われるため好ましい。その後、カプセル容器に接続された排気管を閉じ、カプセル容器を封止する。 Depressurization is performed until the pressure in the capsule container 10 becomes 1.33 × 10 −2 Pa or less. When the pressure in the capsule container 10 is 1.33 × 10 −2 Pa or less, it is preferable because the gas adhering to the material to be sintered 2A and the adsorbed moisture are sufficiently removed. Thereafter, the exhaust pipe connected to the capsule container is closed, and the capsule container is sealed.

次いで、図3(d)に示すように、カプセル容器10を不図示のHIP装置に配置し、HIP処理を行う(カプセルHIP処理)。カプセルHIP処理は、高温高圧下のガスを圧力媒体として、カプセル容器10の外部から圧力を加え、カプセル容器10内部の被焼結材料2Aの加圧焼結を行うものである。   Next, as shown in FIG. 3 (d), the capsule container 10 is placed in an unillustrated HIP device, and HIP processing is performed (capsule HIP processing). In the capsule HIP process, pressure is applied to the sintered material 2A inside the capsule container 10 by applying pressure from the outside of the capsule container 10 using a gas under high temperature and high pressure as a pressure medium.

カプセルHIP処理の条件は、焼結体の相対密度を98%以上100%以下とする条件が好ましい。相対密度が98%以上である焼結体であれば、例えば、該焼結体を用いてスパッタリングにて成膜する際、異常放電が発生しにくく安定に成膜することができる。
例えば、下記のように設定すればよい。
The conditions for the capsule HIP treatment are preferably such that the relative density of the sintered body is 98% or more and 100% or less. If the sintered body has a relative density of 98% or more, for example, when forming a film by sputtering using the sintered body, abnormal discharge hardly occurs and the film can be stably formed.
For example, it may be set as follows.

圧力媒体としてのガスは、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いるのが好ましい。   The gas as the pressure medium is preferably an inert gas such as nitrogen or argon.

カプセル容器10への加圧圧力は、50MPa以上が好ましい。   The pressure applied to the capsule container 10 is preferably 50 MPa or more.

カプセルHIP処理における焼結時間は、1時間以上であるのが好ましい。   The sintering time in the capsule HIP treatment is preferably 1 hour or longer.

カプセルHIP処理における焼結温度は、カプセル容器10の形成材料および被焼結材料2Aの種類に応じて異なるが、例えば900℃以上1400℃以下が好ましい。焼結温度が上記範囲内であれば、カプセル容器10の材料が軟化、変形するため、カプセルHIP処理に際して、カプセル容器10を介してカプセル容器10内部の被焼結材料2Aに好適に圧力を加えることができる。   Although the sintering temperature in the capsule HIP process varies depending on the forming material of the capsule container 10 and the kind of the material to be sintered 2A, for example, 900 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower is preferable. If the sintering temperature is within the above range, the material of the capsule container 10 is softened and deformed. Therefore, during the capsule HIP process, a suitable pressure is applied to the sintered material 2A inside the capsule container 10 via the capsule container 10. be able to.

カプセルHIP処理後の冷却条件は、HIP装置内の温度が200℃になるまでは、200℃/時間以下のレートで冷却することが好ましく、150℃/時間がより好ましく、100℃/時間がさらに好ましい。HIP装置内の温度が200℃以下となれば、HIP装置内から圧力媒体であるガスを排出し、大気圧に戻す。   The cooling conditions after the capsule HIP treatment are preferably cooled at a rate of 200 ° C./hour or less, more preferably 150 ° C./hour, and further 100 ° C./hour until the temperature in the HIP apparatus reaches 200 ° C. preferable. When the temperature in the HIP apparatus becomes 200 ° C. or lower, the gas as the pressure medium is discharged from the HIP apparatus and returned to atmospheric pressure.

以上のようにして、カプセルHIP処理を行う。カプセルHIP処理後は、カプセル容器10からセラミックス焼結体であるターゲット材2と、中芯12とが一体となった一体成形体を生成物として取り出す。その際、離型剤31を充填した効果により、生成物と容器本体11との接合が抑制され、容易に取り出すことができる。   The capsule HIP process is performed as described above. After the capsule HIP treatment, an integrally molded body in which the target material 2 that is a ceramic sintered body and the core 12 are integrated is taken out from the capsule container 10 as a product. At that time, due to the effect of filling the mold release agent 31, the bonding between the product and the container body 11 is suppressed, and the product can be easily taken out.

取り出した生成物は、中芯12をBTA(Boring & Trepanning Association)加工して除去し貫通孔を設けることで、目的のターゲット材2とすることができる。その際、適宜ターゲット材2のおもて面(外側に露出する曲面)を研削・研磨してもよい。   The taken out product can be made the target material 2 by removing the inner core 12 by BTA (Boring & Trepanning Association) processing and providing a through hole. At that time, the front surface (curved surface exposed to the outside) of the target material 2 may be appropriately ground and polished.

このようにして、カプセル容器として「中芯有りカプセル」を用いた場合の、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法を実施することができる。
得られたターゲット材2は、適宜貫通孔内にバッキングチューブを挿入して低融点半田等で固定することで、図1に示す円筒型のスパッタリングターゲットとすることができる。
Thus, the manufacturing method of the cylindrical target material of this embodiment at the time of using "a capsule with a center core" as a capsule container can be implemented.
The obtained target material 2 can be made into a cylindrical sputtering target shown in FIG. 1 by appropriately inserting a backing tube into the through hole and fixing with a low melting point solder or the like.

以上のような製造方法によれば、下記のような効果が得られる。   According to the manufacturing method as described above, the following effects can be obtained.

(1)まず、焼結時に被焼結材料の周囲が離型剤で囲まれているため、カプセル容器と被焼結材料との接合を防ぎ、得られる焼結体(ターゲット材2)に亀裂が生じにくくなる。   (1) First, since the periphery of the material to be sintered is surrounded by a release agent during sintering, the capsule container and the material to be sintered are prevented from being joined, and the resulting sintered body (target material 2) is cracked. Is less likely to occur.

本実施形態の製造方法で用いられるカプセル容器、離型剤および得られる焼結体は、それぞれ材料が異なり熱膨張率が異なる。そのため、カプセルHIP処理後の冷却段階においては、冷却に伴い熱応力が発生する。なお、本実施形態の「カプセル容器」が、容器本体11および蓋15を含むことは上述の通りである。   The capsule container, mold release agent, and obtained sintered body used in the manufacturing method of the present embodiment are different in material and have different thermal expansion coefficients. Therefore, in the cooling stage after the capsule HIP process, thermal stress is generated with cooling. As described above, the “capsule container” of the present embodiment includes the container body 11 and the lid 15.

具体的には、カプセルHIP処理における焼結過程では、カプセル容器は外部から加熱加圧され圧縮されている状態であるが、カプセルHIP処理における焼結過程が終了後、冷却過程にはいると、カプセル容器に加わる温度および圧力は低下し始める。   Specifically, in the sintering process in the capsule HIP process, the capsule container is in a state of being heated and pressurized from the outside and compressed, but after the sintering process in the capsule HIP process is finished, The temperature and pressure applied to the capsule container begins to drop.

圧力および温度の低下に伴い、カプセル容器は弾性変形し圧縮させられている状態から膨張する方向に変形し始める。
一方、焼結体は、温度が低下するに伴い、材料固有の熱膨張率に従い、焼結体は収縮し始める。
このようにカプセルHIP処理が冷却過程に入ると、カプセル容器は膨らむ方向に、焼結体は収縮する方向に、それぞれが逆に変位する。
As the pressure and temperature decrease, the capsule container begins to deform in the direction of expansion from the state of being elastically deformed and compressed.
On the other hand, as the temperature decreases, the sintered body starts to shrink in accordance with the thermal expansion coefficient specific to the material.
When the capsule HIP process enters the cooling process in this manner, the capsule container is displaced in the direction in which it expands, and the sintered body is displaced in the direction in which it is contracted.

そのため、カプセルHIP処理においてカプセル容器と焼結体とが接合していると、膨張するカプセル容器と収縮する焼結体との界面に熱応力(引張応力)が生じ、焼結体に亀裂が生じやすい。   Therefore, when the capsule container and the sintered body are joined in the capsule HIP process, thermal stress (tensile stress) is generated at the interface between the expanding capsule container and the shrinking sintered body, and the sintered body is cracked. Cheap.

これに対し、本実施形態の製造方法においては、カプセル容器と被焼結材料との間に離型剤を常に介在させた状態でカプセルHIP処理を行うこととしている。離型剤は、カプセル容器とも焼結体とも反応しない(密着しない)ため、上述のような逆方向の変位が生じたとしても、カプセル容器と離型剤との界面や、離型剤と被焼結材料(焼結体)との界面で剥離し、熱応力の発生を防ぐことができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, the capsule HIP process is performed with a release agent always interposed between the capsule container and the material to be sintered. Since the mold release agent does not react (adhere) to the capsule container or the sintered body, even if the above-mentioned displacement in the reverse direction occurs, the interface between the capsule container and the mold release agent, the mold release agent, and the coating Peeling at the interface with the sintered material (sintered body) can prevent the generation of thermal stress.

さらに、焼結体は離型剤と離れ、独立して自然に冷却するに伴い熱膨張率に従い収縮すると考えられ、残留応力を溜め込むこともない。   Further, it is considered that the sintered body is separated from the mold release agent and contracts according to the coefficient of thermal expansion as it is naturally cooled independently, and does not accumulate residual stress.

また、カプセルHIP処理の焼結過程においても、カプセル容器と被焼結材料とが接していると、カプセル容器と被焼結材料とが接合した界面部分と、被焼結材料同士が焼結し焼結体を形成する内部とで、加圧による収縮や焼結による体積変化(収縮)に対する挙動が異なる。すると、界面部分と内部との間で引張応力が生じ、焼結体に亀裂が生じやすい。   Also, in the sintering process of the capsule HIP process, if the capsule container and the material to be sintered are in contact with each other, the interface portion where the capsule container and the material to be sintered are joined and the materials to be sintered are sintered. The behavior against shrinkage due to pressurization and volume change (shrinkage) due to sintering is different between the inside of the sintered body. Then, tensile stress is generated between the interface portion and the inside, and the sintered body is likely to crack.

これに対し、本実施形態の製造方法においては、離型剤を用いることにより、カプセル容器と被焼結材料との接合を防ぎ、焼結体の亀裂発生を抑制することができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, by using a release agent, it is possible to prevent the capsule container and the material to be sintered from being joined and to suppress the occurrence of cracks in the sintered body.

以上のように、離型剤を用いることにより、製造時の焼結体(ターゲット材2)の亀裂発生を抑制することができる。   As described above, the use of a release agent can suppress the generation of cracks in the sintered body (target material 2) during production.

(2)また、用いる離型剤は、カプセルHIP処理後に相対密度が85%以下であるため、緩衝効果を発揮して熱応力を吸収緩和することが可能となる。また、カプセルHIP処理中に発生する応力を緩和できるため、焼結体(ターゲット材2)に内在する応力を低減することができる。   (2) Moreover, since the release agent used has a relative density of 85% or less after the capsule HIP treatment, it is possible to exhibit a buffering effect and absorb and relax thermal stress. Moreover, since the stress generated during the capsule HIP process can be relaxed, the stress inherent in the sintered body (target material 2) can be reduced.

離型剤を用いない場合、ターゲット材2には大きい残留応力が生じる。ターゲット材2が残留応力を有していると、スパッタ装置における使用時に、スパッタ衝撃がきっかけとなる亀裂が発生しやすくなる。ターゲット材2が大型化すると、残留応力も大きくなるため、このような不具合が顕著になりやすい。   When no release agent is used, a large residual stress is generated in the target material 2. If the target material 2 has residual stress, cracks that are triggered by sputtering impact are likely to occur during use in the sputtering apparatus. When the target material 2 is increased in size, the residual stress also increases, so that such a problem is likely to become remarkable.

一方で、本実施形態の製造方法によれば、残留応力を低減可能であるため、使用時の焼結体(ターゲット材2)の亀裂発生を抑制することができる。図1に示す長さL1が300mm以上、さらには700mm以上のような大型の円筒型ターゲット材を製造する際には、離型剤を用いない場合と比べ、特に優位に亀裂発生を抑制することができる。   On the other hand, according to the manufacturing method of the present embodiment, since residual stress can be reduced, the occurrence of cracks in the sintered body (target material 2) during use can be suppressed. When manufacturing a large cylindrical target material having a length L1 shown in FIG. 1 of 300 mm or more, and further 700 mm or more, the generation of cracks is suppressed particularly advantageously compared to the case where no release agent is used. Can do.

(3)また、本実施形態の製造方法では、中芯有りカプセルであるカプセル容器10を用いて円筒型ターゲット材2を製造しているため、中芯12の位置に円筒型ターゲット材2の貫通孔2aが形成される。カプセル容器10においては、中芯12が容器本体11とは別部材であるため、中芯12の直径は適宜変更可能である。   (3) Moreover, in the manufacturing method of this embodiment, since the cylindrical target material 2 is manufactured using the capsule container 10 which is a capsule with a central core, the cylindrical target material 2 penetrates at the position of the central core 12. Hole 2a is formed. In the capsule container 10, since the core 12 is a separate member from the container body 11, the diameter of the core 12 can be changed as appropriate.

種々のスパッタ装置に応じて貫通孔2aの径を変更する際、貫通孔2a内を研削することで対応しようとすると、焼結体に由来する研削屑が多く生じ、材料の無駄が多くなる。一方で、円筒型ターゲット材の製造方法において、カプセル容器10を用いると、用いる中芯12を直径の異なるものに交換するだけで、円筒型ターゲット材2の貫通孔2aの大きさを制御することが可能となる。   When changing the diameter of the through-hole 2a according to various sputter apparatuses, if it tries to cope with it by grinding the inside of the through-hole 2a, many grinding | debris derived from a sintered compact will arise and a waste of material will increase. On the other hand, when the capsule container 10 is used in the manufacturing method of the cylindrical target material, the size of the through-hole 2a of the cylindrical target material 2 can be controlled only by replacing the core 12 to be used with a different diameter. Is possible.

そのため、焼結体に由来する研削屑の発生量を抑制することが可能となる。焼結体には、種々の希土類元素や希少金属(レアメタル)を含むこともあるため、焼結体に由来する研削屑の発生量を抑制することで、省資源化されコスト競争力が高まる。   Therefore, it becomes possible to suppress the generation amount of grinding scraps derived from the sintered body. Since the sintered body may contain various rare earth elements and rare metals (rare metals), resource generation is reduced and cost competitiveness is enhanced by suppressing the generation amount of grinding scraps derived from the sintered body.

すなわち、本実施形態の製造方法によれば、カプセルHIP法を用い、セラミックスが均一かつ高密度に焼結された円筒型ターゲット材を、亀裂を発生させずに製造することが可能となる。   That is, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a cylindrical target material in which ceramics are uniformly and densely sintered using a capsule HIP method without causing cracks.

[第二実施形態]
本発明の第二実施形態に係る製造方法は、用いるカプセル容器を変更することの他は、上述した本発明の第一実施形態に係る製造方法と同様にして行なうことができる。
[Second Embodiment]
The manufacturing method according to the second embodiment of the present invention can be performed in the same manner as the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention described above, except that the capsule container to be used is changed.

図4(a)は、本実施形態の製造方法で用いるカプセル容器20の概略斜視図であり、図4(b)は図4(a)の線分IVb−IVbにおける矢視断面図である。   FIG. 4A is a schematic perspective view of the capsule container 20 used in the manufacturing method of the present embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVb-IVb in FIG.

また、図4(a)(b)に示すように、カプセル容器20は、金属材料を形成材料とする容器であり、内部空間を有する容器本体21と、脱気用の排気管(不図示)を有する蓋25とを含む。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the capsule container 20 is a container made of a metal material, and includes a container body 21 having an internal space and a degassing exhaust pipe (not shown). And a lid 25 having

容器本体21は、円筒状の外壁部21aと、外壁部21aと同軸に設けられた円筒状の内壁部21bと、外壁部21aおよび内壁部21bを接続する円環状の底部21cとを有している。容器本体21は、内壁部21bと底部21cとが連通した貫通孔21dを有している。   The container main body 21 includes a cylindrical outer wall portion 21a, a cylindrical inner wall portion 21b provided coaxially with the outer wall portion 21a, and an annular bottom portion 21c that connects the outer wall portion 21a and the inner wall portion 21b. Yes. The container body 21 has a through hole 21d in which the inner wall portion 21b and the bottom portion 21c communicate with each other.

このような容器本体21は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、第一実施形態で用いた容器本体11の底部に貫通孔を設け、容器本体21を形成する。次いで、形成した貫通孔に、当該貫通孔に内接する外径の円筒を挿入する。次いで、円筒を挿入した状態で、円筒と容器本体21とを溶接する。次いで、円筒の余剰部分を切断し、円筒状の内壁部21bとする。
Such a container main body 21 can be manufactured as follows, for example.
First, a through-hole is provided in the bottom of the container body 11 used in the first embodiment, and the container body 21 is formed. Next, a cylinder having an outer diameter inscribed in the through hole is inserted into the formed through hole. Next, with the cylinder inserted, the cylinder and the container body 21 are welded. Next, an excess portion of the cylinder is cut to form a cylindrical inner wall portion 21b.

容器本体21としては、上述の方法に限らず種々の方法で製造したものを使用可能である。   As the container main body 21, not only the above-mentioned method but what was manufactured by various methods can be used.

蓋25は、平面視円環状に形成され、中央に貫通孔21dと連通する貫通孔23が設けられている。   The lid 25 is formed in an annular shape in plan view, and a through hole 23 communicating with the through hole 21d is provided at the center.

このようなカプセル容器20は、容器本体21の外壁部21aと内壁部21bと底部21cとで囲まれた空間に、被焼結材料を充填する空間29が形成されている。   In such a capsule container 20, a space 29 filled with a material to be sintered is formed in a space surrounded by the outer wall portion 21 a, the inner wall portion 21 b, and the bottom portion 21 c of the container body 21.

以下の説明においては、図4に示す形態のカプセル容器のことを「中空カプセル」と称することがある。   In the following description, the capsule container having the form shown in FIG. 4 may be referred to as a “hollow capsule”.

カプセル容器20の形成材料としては、上述した第一実施形態のカプセル容器10と同様の形成材料を用いることができる。また、カプセル容器20では、外壁部21aの形成材料と、内壁部21bの形成材料とを異ならせることもできる。   As a forming material of the capsule container 20, the same forming material as the capsule container 10 of the first embodiment described above can be used. Moreover, in the capsule container 20, the formation material of the outer wall part 21a and the formation material of the inner wall part 21b can also be varied.

カプセル容器20の外壁部21aと内壁部21bと底部21cの厚さ、および蓋25の厚さは、特に限定されず、1mm以上4mm以下が好ましい。この範囲内であれば、カプセル容器20が容易に軟化し、変形することができ、焼結反応が進むに従い、焼結体に追随して収縮することができる。   The thicknesses of the outer wall 21a, the inner wall 21b and the bottom 21c of the capsule container 20 and the thickness of the lid 25 are not particularly limited and are preferably 1 mm or more and 4 mm or less. Within this range, the capsule container 20 can be easily softened and deformed, and can shrink following the sintered body as the sintering reaction proceeds.

〔円筒型ターゲット材の製造方法〕
本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法は、カプセル容器にセラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、カプセル容器を加圧しつつ被焼結材料を焼結処理(カプセルHIP処理)する焼結工程と、を有している。
[Method of manufacturing cylindrical target material]
The manufacturing method of the cylindrical target material of this embodiment includes a filling process for filling a capsule container with a material to be sintered, which is a material for forming a ceramic sintered body, and a sintering process for the material to be sintered while pressurizing the capsule container. (Capsule HIP treatment) and a sintering step.

図5は、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法を説明する説明図であり、図3と同様の図である。図5では、カプセル容器として、図4に示したカプセル容器20(中空カプセル)を用いている。   FIG. 5 is an explanatory view for explaining the method of manufacturing the cylindrical target material of the present embodiment, and is the same view as FIG. In FIG. 5, the capsule container 20 (hollow capsule) shown in FIG. 4 is used as the capsule container.

(充填工程)
まず、図5(a)に示すように、容器本体21に離型剤31を押し詰めて充填する。このとき、離型剤31が底部21cから厚みdとなるまで押し詰める。
(Filling process)
First, as shown in FIG. 5A, the container main body 21 is filled with a release agent 31 by pressing it down. At this time, the release agent 31 is pressed down from the bottom 21c until the thickness d is reached.

次いで、図5(b)に示すように、容器本体21の空間29に円筒形の第1仕切り7および第2仕切り8を内壁部21bと同軸となるように挿入する。   Next, as shown in FIG. 5B, the cylindrical first partition 7 and second partition 8 are inserted into the space 29 of the container body 21 so as to be coaxial with the inner wall portion 21b.

直径の大きい円筒形の第1仕切り7は、外壁部21aからの距離がdとなるように、直径を設定する。すなわち、容器本体21の内径がR1のとき、第1仕切り7の直径はR1−2dとする。   The diameter of the cylindrical first partition 7 having a large diameter is set so that the distance from the outer wall portion 21a is d. That is, when the inner diameter of the container main body 21 is R1, the diameter of the first partition 7 is R1-2d.

直径の小さい円筒形の第2仕切り8は、内壁部21bからの距離がdとなるように、直径を設定する。すなわち、内壁部21bの直径がR2のとき、第2仕切り8の直径をR2+2dとする)。   The diameter of the cylindrical second partition 8 having a small diameter is set so that the distance from the inner wall portion 21b is d. That is, when the diameter of the inner wall portion 21b is R2, the diameter of the second partition 8 is R2 + 2d).

このような第1仕切り7および第2仕切り8を挿入することにより、第1仕切り7と外壁部21aとの間、第2仕切り8と内壁部21bとの間には、それぞれ壁面との距離がdに制御された空間が形成される。   By inserting the first partition 7 and the second partition 8 as described above, the distance between the first partition 7 and the outer wall portion 21a and the distance between the second partition 8 and the inner wall portion 21b are different from the wall surfaces. A space controlled by d is formed.

次いで、容器本体21の内壁面21x(空間29に面する外壁部21aの壁面、空間29に面する内壁部21bの壁面)と、内壁面21xと対向する仕切りの面との間に形成される空間に、離型剤31を充填する。すなわち、第1仕切り7と外壁部21aとの間、第2仕切り8と内壁部21bとの間に離型剤31を充填する。   Next, the inner wall surface 21x of the container body 21 (the wall surface of the outer wall portion 21a facing the space 29, the wall surface of the inner wall portion 21b facing the space 29) and the partition surface facing the inner wall surface 21x are formed. The release agent 31 is filled in the space. That is, the mold release agent 31 is filled between the first partition 7 and the outer wall portion 21a and between the second partition 8 and the inner wall portion 21b.

さらに、第1仕切り7と第2仕切り8との間に、被焼結材料2Aを充填する。この際、被焼結材料2Aの体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填する。このとき、充填した被焼結材料2Aの上端から、容器本体21の上端までの高さがdとなるように充填量を制御する。   Further, the material to be sintered 2A is filled between the first partition 7 and the second partition 8. At this time, the material to be sintered 2A is filled while applying vibration until there is no volume change. At this time, the filling amount is controlled so that the height from the upper end of the filled sintered material 2A to the upper end of the container body 21 is d.

また、このときカプセル容器20において、全体充填率が50%以上となるように、被焼結材料2Aの充填量を制御する。なお、中空カプセルであるカプセル容器20においては、カプセル容器内に存在する物質は被焼結材料と離型剤であるため、全体充填率(%)は、被焼結材料の充填率と離型剤の充填率との和に等しい。被焼結材料の充填率および離型剤の充填率については、第一実施形態で示した値を採用することができる。   At this time, in the capsule container 20, the filling amount of the material to be sintered 2A is controlled so that the entire filling rate becomes 50% or more. In the capsule container 20 which is a hollow capsule, since the substances present in the capsule container are the material to be sintered and the release agent, the overall filling rate (%) is equal to the filling rate of the material to be sintered and the mold release. Equal to the sum of the filling factor The values shown in the first embodiment can be adopted for the filling rate of the material to be sintered and the filling rate of the release agent.

次いで、図5(c)に示すように、充填した被焼結材料2Aの上に、離型剤31を押し詰めて充填する。これにより、被焼結材料2Aは、離型剤31により周囲を囲まれた状態で容器本体21内に充填されることとなる。離型剤31の充填後、第1仕切り7および第2仕切り8を除去する。   Next, as shown in FIG. 5 (c), the release agent 31 is pressed and filled on the filled material to be sintered 2A. As a result, the material to be sintered 2A is filled into the container main body 21 in a state surrounded by the release agent 31. After the release agent 31 is filled, the first partition 7 and the second partition 8 are removed.

離型剤31の充填後、容器本体21に蓋25を溶接し、カプセル容器20を封止する。   After filling with the release agent 31, the lid 25 is welded to the container body 21 to seal the capsule container 20.

(焼結工程)
次いで、カプセル容器20を加熱しながら、蓋25の不図示の排気管を介してカプセル容器20内を減圧する。これにより、被焼結材料2Aに付着しているガスや吸着している水分等の揮発分を除去することができる。
(Sintering process)
Next, while the capsule container 20 is heated, the inside of the capsule container 20 is decompressed via an exhaust pipe (not shown) of the lid 25. As a result, volatile components such as gas adhering to the material to be sintered 2A and adsorbed moisture can be removed.

次いで、図5(d)に示すように、カプセル容器20を不図示のHIP装置に配置し、HIP処理を行う(カプセルHIP処理)。焼結処理後には、カプセル容器を冷却し、HIP装置内の温度が200℃以下となれば、HIP装置内から圧力媒体であるガスを排出し、大気圧に戻す。   Next, as shown in FIG. 5 (d), the capsule container 20 is placed in a not-shown HIP device, and HIP processing is performed (capsule HIP processing). After the sintering process, the capsule container is cooled, and when the temperature in the HIP apparatus becomes 200 ° C. or lower, the gas as the pressure medium is discharged from the HIP apparatus and returned to atmospheric pressure.

以上のようにして、カプセルHIP処理を行う。カプセルHIP処理後は、カプセル容器20から焼結体を取り出す。その際、離型剤31を充填した効果により、焼結体と容器本体21との接合が抑制され、容易に取り出すことができる。取り出した焼結体には、内壁部21bに対応した位置に、貫通孔が形成される。この貫通孔は、図1に示すターゲット材2の貫通孔2aに対応する。   The capsule HIP process is performed as described above. After the capsule HIP treatment, the sintered body is taken out from the capsule container 20. At that time, due to the effect of filling the mold release agent 31, the bonding between the sintered body and the container main body 21 is suppressed and can be easily taken out. A through-hole is formed in the taken-out sintered body at a position corresponding to the inner wall portion 21b. This through hole corresponds to the through hole 2a of the target material 2 shown in FIG.

取り出した焼結体は、表面(おもて面および貫通孔の内部)に付着した離型剤31を除去することで目的のターゲット材2とすることができる。その際、適宜ターゲット材2の表面を研削・研磨してもよい。   The sintered body taken out can be used as the target material 2 by removing the mold release agent 31 adhering to the surface (the front surface and the inside of the through hole). At that time, the surface of the target material 2 may be appropriately ground and polished.

このようにして、カプセル容器として「中空カプセル」を用いた場合の、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法を実施することができる。
得られたターゲット材2は、適宜貫通孔内にバッキングチューブを挿入して低融点半田等で固定することで、図1に示す円筒型のスパッタリングターゲットとすることができる。
Thus, the manufacturing method of the cylindrical target material of this embodiment at the time of using a "hollow capsule" as a capsule container can be implemented.
The obtained target material 2 can be made into a cylindrical sputtering target shown in FIG. 1 by appropriately inserting a backing tube into the through hole and fixing with a low melting point solder or the like.

以上のような製造方法によれば、上述した第一実施形態における効果(1)(2)の他に、次のような効果が得られる。   According to the manufacturing method as described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) in the first embodiment described above.

本実施形態の製造方法では、中空カプセルであるカプセル容器20を用いて円筒型ターゲット材2を製造しているため、内壁部21bの位置に円筒型ターゲット材2の貫通孔2aが形成される。容器本体21においては、内壁部21bが底部21cと接合され一体となっている。   In the manufacturing method of this embodiment, since the cylindrical target material 2 is manufactured using the capsule container 20 that is a hollow capsule, the through hole 2a of the cylindrical target material 2 is formed at the position of the inner wall portion 21b. In the container main body 21, the inner wall part 21b is joined and integrated with the bottom part 21c.

第一実施形態のカプセル容器10のように、容器本体11と中芯12とが別部材であると、中芯12を容器本体11の内部に挿入する際、容器本体11と中芯12とを正確に同軸にすることが難しくなりやすい。一方で、容器本体11と中芯12とが同軸となっていない場合には、得られるターゲット材2に形成される貫通孔2aが偏心してしまうため、軸併せのための研削が必要となってしまう。   When the container main body 11 and the core 12 are separate members as in the capsule container 10 of the first embodiment, when inserting the core 12 into the container body 11, the container body 11 and the core 12 are It tends to be difficult to be accurately coaxial. On the other hand, when the container main body 11 and the core 12 are not coaxial, the through-hole 2a formed in the target material 2 to be obtained is eccentric, so that grinding for shaft alignment is necessary. End up.

対して、本実施形態のカプセル容器20のように、内壁部21bが容器本体21の一部として接合され一体となっている場合には、カプセル容器20の設計・製造段階で、外壁部21aと内壁部21bとを正確に同軸にすることができる。   On the other hand, when the inner wall 21b is joined and integrated as a part of the container main body 21 as in the capsule container 20 of the present embodiment, the outer wall 21a The inner wall portion 21b can be accurately coaxial.

また、第一実施形態のカプセル容器10を用いてカプセルHIP処理を行い、カプセルHIP処理後の冷却時に焼結体が収縮すると、焼結体から中芯12に圧力が加わる。その際、中芯12は中実の構造であるため、収縮する焼結体からの圧力の逃げ場が無く、焼結体と中芯12との間に離型剤が介在していたとしても、中芯12が焼結体に焼き嵌めされた状態となりやすい。そのため、ターゲット材2を得るためには、多くの場合に中芯12を除去するための加工(BTA加工)が必要となる。   In addition, when the capsule HIP process is performed using the capsule container 10 of the first embodiment and the sintered body contracts during cooling after the capsule HIP process, pressure is applied from the sintered body to the core 12. At that time, since the core 12 has a solid structure, there is no escape from the shrinking sintered body, and even if a mold release agent is interposed between the sintered body and the core 12, The core 12 tends to be in a state of being shrink-fitted into the sintered body. Therefore, in order to obtain the target material 2, processing (BTA processing) for removing the core 12 is required in many cases.

対して、本実施形態のカプセル容器20のように、内壁部21bが円筒状であると、焼結体が収縮することで、内壁部21bが焼結体に焼き嵌めされた状態になるとしても、内壁部21bは内側に向かって変形可能であるため、応力が緩和される。さらに、焼結体と内壁部21bとの間に離型剤が常に介在しているため、カプセルHIP処理の後、カプセル容器20から焼結体のみを取り出しやすい。したがって、カプセル容器20を用いた本実施形態の製造方法では、事後的な加工の手間を省くことができる。   On the other hand, as in the capsule container 20 of the present embodiment, if the inner wall portion 21b is cylindrical, the sintered body contracts, so that the inner wall portion 21b is shrink-fitted into the sintered body. Since the inner wall portion 21b can be deformed inward, the stress is relieved. Furthermore, since a release agent is always present between the sintered body and the inner wall portion 21b, it is easy to take out only the sintered body from the capsule container 20 after the capsule HIP process. Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment using the capsule container 20, it is possible to save the trouble of subsequent processing.

すなわち、本実施形態の製造方法によれば、カプセルHIP法を用い、セラミックスが均一かつ高密度に焼結された円筒型ターゲット材を、亀裂を発生させずに製造することが可能となる。   That is, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a cylindrical target material in which ceramics are uniformly and densely sintered using a capsule HIP method without causing cracks.

[第三実施形態]
本発明の第三実施形態に係る製造方法は、離型剤の形態が異なる他は、上述した第一および第二実施形態に係る製造方法と同様にして行なうことができる。
[Third embodiment]
The production method according to the third embodiment of the present invention can be carried out in the same manner as the production methods according to the first and second embodiments described above, except that the form of the release agent is different.

上述した第一および第二実施形態では、離型剤として粉末またはボール状のものを用いることとした。また、離型剤をカプセル容器に充填する際には、予め被焼結材料との混合を防ぐ仕切りを立てた上で、仕切りにより形成される空間に例えば粉末状の離型剤を充填することとした。   In the first and second embodiments described above, a powder or ball-shaped release agent is used. In addition, when filling the capsule container with the release agent, a partition that prevents mixing with the material to be sintered is set up in advance, and the space formed by the partition is filled with, for example, a powder release agent. It was.

対して、本実施形態の製造方法においては、離型剤の形態や充填方法として次のようなものを採用することができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, the following can be adopted as the form of the release agent and the filling method.

まず、離型剤の形態としては、箔状、金属メッキ、シート状、塗膜(コーティング膜)、成形体、耐火断熱レンガなどが挙げられる。これらの中では、取扱いが容易であるため、シート状、コーティング膜が好ましい。   First, as a form of a mold release agent, foil shape, metal plating, a sheet shape, a coating film (coating film), a molded object, a fireproof heat insulation brick, etc. are mentioned. In these, since it is easy to handle, a sheet form and a coating film are preferable.

箔状の離型剤としては、例えば金属箔を用いることができる。金属箔は、本発明における「シート材」に含まれるものとする。   As the foil-like release agent, for example, a metal foil can be used. The metal foil is included in the “sheet material” in the present invention.

金属箔の材質としては、下記の金属を挙げることができる。例えば、タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデン、ハフニウム、レニウム、イリジウム等、融点が2000℃以上の金属やこれら二種以上の金属の合金等が挙げられる。   Examples of the material of the metal foil include the following metals. For example, tantalum, niobium, tungsten, molybdenum, hafnium, rhenium, iridium, or the like, a metal having a melting point of 2000 ° C. or higher, or an alloy of these two or more metals can be given.

金属箔の厚さは、0.1mm以上0.5mm未満であるものを使用してもよい。その場合、金属箔を複数枚重ねて用いることで、焼結処理終了後に離型剤の厚さが1mmを保持するように調整するとよい。また、金属箔と他の離型剤とを組み合わせ、焼結処理終了後に離型剤の厚さが1mmを保持するように調整してもよい。   A metal foil having a thickness of 0.1 mm or more and less than 0.5 mm may be used. In that case, it is good to adjust so that the thickness of a mold release agent may hold | maintain 1 mm after completion | finish of a sintering process by using multiple metal foils. Alternatively, the metal foil and another release agent may be combined and adjusted so that the release agent has a thickness of 1 mm after the sintering process is completed.

離型剤が金属メッキである場合、カプセル容器の内壁面に、予め第一実施形態の離型剤として示した金属をメッキしたものを用いることができる。その際、金属メッキのメッキ層は、焼結処理後でも厚さ1mmを保持するように調整するとよい。また、金属メッキと他の離型剤とを組み合わせ、焼結処理終了後に離型剤の厚さが1mmを保持するように調整してもよい。   In the case where the release agent is metal plating, the inner wall surface of the capsule container that has been previously plated with the metal shown as the release agent of the first embodiment can be used. At that time, the plating layer of the metal plating may be adjusted so as to maintain a thickness of 1 mm even after the sintering process. Further, the metal plating may be combined with another release agent, and the thickness of the release agent may be adjusted to be 1 mm after the sintering process is completed.

金属箔や金属メッキは、それ自身がすでに100%の相対密度のものであり、焼結処理中で相対密度の変化は殆ど無いため、相対密度が低いことによる塑性変形能による応力緩和効果を期待することは出来ない。しかし、金属箔や金属メッキ自身が持っている展延性により、塑性変形による応力を吸収、緩和することが出来るため、被焼結材料に発生する亀裂等の発生を抑制することが出来る。   Metal foil and metal plating are already 100% relative density, and there is almost no change in relative density during the sintering process, so we expect a stress relaxation effect due to plastic deformability due to the low relative density. I can't do it. However, the spreadability of the metal foil or the metal plating itself can absorb and relieve stress due to plastic deformation, so that the occurrence of cracks and the like in the sintered material can be suppressed.

シート状の離型剤としては、第一実施形態の離型剤として示した金属または金属化合物のいずれか一方または両方からなるものを用いることができる。ここで「シート状」とは、離型剤として示した材料が平面状に延在してなる薄手の成形体であることを指している。シート状の離型剤には、例えば、上記形成材料からなるシート、ブランケット等、厚みの異なる種々のものが含まれる。シート状の離型剤は、本発明における「シート材」に含まれるものとする。   As the sheet-like mold release agent, one made of either or both of the metal and the metal compound shown as the mold release agent of the first embodiment can be used. Here, the “sheet shape” refers to a thin molded body in which a material shown as a release agent extends in a planar shape. Examples of the sheet-like release agent include various types having different thicknesses such as a sheet and a blanket made of the above forming material. The sheet-like release agent is included in the “sheet material” in the present invention.

シート状の離型剤の厚みは、カプセルHIP処理後の厚みが1mm以上となるならば特に限定されない。取扱いが容易であるため、シート状の離型剤の厚みは、5mm以上20mm以下であるのが好ましい。   The thickness of the sheet-like release agent is not particularly limited as long as the thickness after the capsule HIP treatment is 1 mm or more. Since handling is easy, it is preferable that the thickness of a sheet-like mold release agent is 5 mm or more and 20 mm or less.

また、本実施形態のシート状の離型剤は、第一実施形態の離型剤として示した金属または金属化合物のいずれか一方または両方からなるものを含む織物、または不織布であってもよい。この場合、シート状の離型剤の相対密度は、3%以上30%以下、好ましくは4%以上20%以下である。   In addition, the sheet-like release agent of the present embodiment may be a woven fabric or a nonwoven fabric containing one or both of the metal and the metal compound shown as the release agent of the first embodiment. In this case, the relative density of the sheet-like release agent is 3% or more and 30% or less, preferably 4% or more and 20% or less.

本実施形態のシート状の離型剤(シートおよびブランケット)は、市販品を用いることができる。具体的には、シートとして、イソウール(登録商標)1260エースペーパー(イソライト工業(株)製)、イソウール1500エースペーパー(イソライト工業(株)製)、SCペーパー1260I(新日本サーマルセラミックス(株)製)、SCペーパー1260(新日本サーマルセラミックス(株)製)などが挙げられる。   Commercially available products can be used as the sheet-like release agent (sheet and blanket) of the present embodiment. Specifically, as a sheet, Isowool (registered trademark) 1260 ace paper (manufactured by Isolite Industry Co., Ltd.), Isowool 1500 ace paper (manufactured by Isolite Industry Co., Ltd.), SC paper 1260I (manufactured by Shin Nippon Thermal Ceramics Co., Ltd.) ), SC paper 1260 (manufactured by Shin Nippon Thermal Ceramics Co., Ltd.) and the like.

ブランケットとして、SCブランケット1260(新日本サーマルセラミックス(株)製)、SCブランケット1400(新日本サーマルセラミックス(株)製)、SCブランケット1600MLS(新日本サーマルセラミックス(株)製)、イソウール1260ブランケット(イソライト工業(株)製)、イソウール1260エースブランケット(イソライト工業(株)製)、イソウール1400ブランケット(イソライト工業(株)製)、イソウール1500エースブランケット(イソライト工業(株)製)、イソウール1600ブランケット(イソライト工業(株)製)などが挙げられる。   As a blanket, SC blanket 1260 (manufactured by Nippon Steel Thermal Ceramics Co., Ltd.), SC blanket 1400 (manufactured by Nippon Steel Thermal Ceramics Co., Ltd.), SC blanket 1600MLS (manufactured by Nippon Steel Thermal Ceramics Co., Ltd.), Isowool 1260 blanket (Isolite) Industrial Co., Ltd.), Isowool 1260 Ace Blanket (produced by Isolite Industry Co., Ltd.), Isowool 1400 Blanket (produced by Isolite Industry Co., Ltd.), Isowool 1500 Ace Blanket (produced by Isolite Industry Co., Ltd.), Isowool 1600 Blanket (Isolite) Kogyo Co., Ltd.).

このような織物、または不織布であるシート状の離型剤は、それ自体に隙間が多いため、カプセルHIP処理中に被焼結材料が離型剤中を通過し、カプセル容器との接触、反応により、焼結体にクラックが生じてしまうことがある。そのため、被焼結材料とカプセル容器の間に金属箔をさらに介在させて、被焼結材料とカプセル容器を完全に分離し、被焼結材料とカプセル容器との接触、反応を遮断し、亀裂を有さない焼結体とするとよい。   Such a woven fabric or non-woven sheet-like mold release agent has many gaps in itself, so that the material to be sintered passes through the mold release agent during the capsule HIP treatment, and contact and reaction with the capsule container. As a result, cracks may occur in the sintered body. Therefore, a metal foil is further interposed between the material to be sintered and the capsule container, so that the material to be sintered and the capsule container are completely separated, and the contact and reaction between the material to be sintered and the capsule container are interrupted and cracks are generated. It is preferable that the sintered body does not have any.

シート状の離型剤と併用する金属箔としては、HIP焼結温度において溶融しないものであれば使用可能である。金属箔の形成材料としては、例えば、ステンレス、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、白金、クロム、バナジウム、ロジウム、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデン、ハフニウム、レニウム、イリジウムなどを挙げることができる。   As the metal foil used in combination with the sheet-like release agent, any metal foil that does not melt at the HIP sintering temperature can be used. Examples of the metal foil forming material include stainless steel, iron, nickel, titanium, cobalt, platinum, chromium, vanadium, rhodium, zirconium, tantalum, niobium, tungsten, molybdenum, hafnium, rhenium, iridium, and the like.

離型剤のコーティング膜は、第一実施形態の離型剤として示した金属または金属化合物のいずれか一方または両方を含む溶液または分散液を塗布し、乾燥させたものである。より具体的には、コーティング膜は、金属水酸化物、金属酸化物や金属窒化物粉末を溶媒に分散させたものや、金属酸化物前駆体(金属塩、金属アルコキシド、金属錯体等)が溶媒に溶解した無機塗料を、カプセル容器10の内側に塗布し、溶媒を乾燥除去することにより形成することが出来る。   The release agent coating film is obtained by applying and drying a solution or dispersion containing one or both of the metal and the metal compound shown as the release agent of the first embodiment. More specifically, the coating film has a metal hydroxide, a metal oxide or metal nitride powder dispersed in a solvent, or a metal oxide precursor (metal salt, metal alkoxide, metal complex, etc.) as a solvent. It can be formed by applying the inorganic paint dissolved in the inside of the capsule container 10 and drying and removing the solvent.

離型剤の成形体としては、粉末状の離型剤を一軸プレスやCIPにより所望の形状に成形し、相対密度が85%以下になるように低温で焼成したものを用いることができる。   As the molded product of the release agent, a powdered release agent can be formed into a desired shape by uniaxial pressing or CIP, and fired at a low temperature so that the relative density is 85% or less.

離型剤が耐火断熱レンガである場合、ブロック状の耐火断熱レンガを所望の形状に研削加工したものを用いることができる。耐火断熱レンガとしては、相対密度が85%以下になるように低温で焼成したものを用いる。   When a mold release agent is a fireproof heat insulation brick, what grind-processed the block-shaped fireproof heat insulation brick to the desired shape can be used. As the refractory heat insulating brick, one fired at a low temperature so that the relative density is 85% or less is used.

上述した種々の形態の離型剤は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。また、単独で用いる場合であっても、複数使用してもよい。たとえば、金属箔を用いる場合には、所望の厚みにするために、複数枚を積層して用いてもよい。   The above-mentioned various types of release agents may be used alone or in combination. Moreover, even if it is a case where it uses independently, you may use multiple. For example, when a metal foil is used, a plurality of sheets may be laminated and used in order to obtain a desired thickness.

図6は、本実施形態の円筒型ターゲット材の製造方法を示す工程図であり、特に充填工程について説明する図である。図6(a)〜(c)は、図3,5と同視野のものである。また、図では、カプセル容器として、中芯有りカプセルであるカプセル容器10を用いることとして示している。また、離型剤として、コーティング膜を用いることとする。   FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing a cylindrical target material according to the present embodiment, and is a diagram specifically illustrating a filling process. 6A to 6C have the same field of view as FIGS. Moreover, in the figure, it has shown as using the capsule container 10 which is a capsule with a center core as a capsule container. In addition, a coating film is used as a release agent.

まず、図6(a)に示すように、容器本体11の内面と、中芯12の外周面とにそれぞれ離型剤のコーティング膜32を形成する。コーティング膜32の厚みは、カプセルHIP処理後の離型剤の厚みが1mm以上となる厚みとする。その後、中芯12を容器本体11の内部に挿入する。   First, as shown in FIG. 6A, a release agent coating film 32 is formed on the inner surface of the container body 11 and the outer peripheral surface of the core 12. The thickness of the coating film 32 is set such that the thickness of the release agent after the capsule HIP treatment is 1 mm or more. Thereafter, the core 12 is inserted into the container body 11.

次いで、図6(b)に示すように、空間19に被焼結材料を充填する。この際、被焼結材料2Aの体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填する。このとき、充填した被焼結材料2Aの上端から、容器本体11の上端までの高さがdとなるように充填量を制御する。   Next, as shown in FIG. 6B, the space 19 is filled with a material to be sintered. At this time, the material to be sintered 2A is filled while applying vibration until there is no volume change. At this time, the filling amount is controlled so that the height from the upper end of the filled sintered material 2A to the upper end of the container body 11 is d.

次いで、図6(c)に示すように、充填した被焼結材料2Aの上に、離型剤31を押し詰めて充填する。これにより、被焼結材料2Aは、離型剤31およびコーティング膜32により周囲を囲まれた状態で容器本体11内に充填されることとなる。   Next, as shown in FIG. 6C, the mold release agent 31 is pressed and filled on the filled material to be sintered 2A. As a result, the material to be sintered 2A is filled into the container body 11 in a state surrounded by the release agent 31 and the coating film 32.

離型剤31の充填後、図3(d)と同様に、容器本体11に蓋15を溶接し、カプセル容器10を封止する。その後は、第一実施形態と同様にして、ターゲット材2を得ることができる。   After filling with the release agent 31, the lid 15 is welded to the container main body 11 to seal the capsule container 10 as in FIG. Thereafter, the target material 2 can be obtained in the same manner as in the first embodiment.

以上のような製造方法であっても、カプセルHIP法を用い、セラミックスが均一かつ高密度に焼結された円筒型ターゲット材を、亀裂を発生させずに製造することが可能となる。   Even with the manufacturing method as described above, it is possible to manufacture a cylindrical target material in which ceramics are uniformly and densely sintered using the capsule HIP method without causing cracks.

本実施形態では、離型剤としてコーティング膜を用いたが、離型剤としてシート状の離型剤や箔状の離型剤を用いると、予めカプセル容器に対して処理を施すような操作が不要となり、操作が簡便となる。   In this embodiment, the coating film is used as the release agent. However, when a sheet-like release agent or a foil-like release agent is used as the release agent, an operation for pre-processing the capsule container is performed. It becomes unnecessary and operation becomes simple.

シート状の離型剤や箔状の離型剤を用いた場合には、カプセル容器の底部に離型剤を配置しにくい事態も生じうるが、その場合には、カプセル容器の外壁部と内壁部との表面はシート状の離型剤や箔状の離型剤で覆い、底部は粉末の離型剤で覆うというように、適宜複数の形状の離型剤を併用することとしてもよい。   When a sheet-like release agent or a foil-like release agent is used, it may be difficult to place the release agent at the bottom of the capsule container, but in that case, the outer and inner walls of the capsule container A plurality of shapes of release agents may be used in combination as appropriate, such that the surface with the part is covered with a sheet-like release agent or foil-like release agent, and the bottom is covered with a powder release agent.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples.

〔1.中芯有りカプセルを用いた場合〕
〔実施例1−1〕
(原料調整)
酸化インジウム粉末(In、稀産金属(株)製、平均粒子径:0.56μm)、酸化ガリウム粉末(Ga、ヤマナカヒューテック(株)製、平均粒子径:約1.5μm)、酸化亜鉛粉末(ZnO、ハクスイテック(株)製、平均粒子径:約1.5μm)をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が1:1:1となるように秤量し、スーパーミキサー(回転数:3000rpm)にて1時間、乾式混合を行い、混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は、1.55g/cmであった。
[1. (When using a capsule with a core)
[Example 1-1]
(Raw material adjustment)
Indium oxide powder (In 2 O 3 , rare metal production, average particle size: 0.56 μm), gallium oxide powder (Ga 2 O 3 , Yamanaka Futec Co., Ltd., average particle size: about 1.5 μm) ), Zinc oxide powder (ZnO, manufactured by Hakusuitec Co., Ltd., average particle diameter: about 1.5 μm) was weighed so that the atomic ratio of indium element, gallium element and zinc element was 1: 1: 1. Dry mixing was performed for 1 hour with a super mixer (rotation speed: 3000 rpm) to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the mixed powder (ceramic powder) was 1.55 g / cm 3 .

(原料の充填)
ステンレス(SUS304)製の容器本体(直径:184mm、高さ900mm、厚み:2.5mmの円筒状の容器)に、ステンレス(SUS304)製の中芯(直径:128mm、高さ900mm)を挿入したものを用意し、カプセル容器の底部に、高さが4mmとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。
離型剤としては、酸化アルミニウム粉末(Al:住友化学(株)製、純度99.9%、平均粒子径45μm)を用いた。
なお「容器本体」「中芯」については、「中芯有りカプセル」についての明細書中の記載に対応する。
(Raw material filling)
A stainless steel (SUS304) core (diameter: 128 mm, height 900 mm) was inserted into a stainless steel (SUS304) container main body (diameter: 184 mm, height 900 mm, thickness: 2.5 mm cylindrical container). A thing was prepared, and the release agent was stuffed into the bottom of the capsule container until the height was 4 mm.
As the release agent, aluminum oxide powder (Al 2 O 3 : manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., purity 99.9%, average particle diameter 45 μm) was used.
The “container main body” and “center core” correspond to the description in the description of the “capsule with center core”.

次いで、カプセル容器内に、第1の仕切りとして紙製の円筒(直径:176mm、高さ:892mm)を立て、カプセル容器の内壁と第1の仕切りとの間(空間の幅:4mm)に離型剤を押し詰めて充填した。
同様に、カプセル容器内に、第2の仕切りとして紙製の円筒(直径:136mm、高さ:892mm)、を立て、第2の仕切りと中芯との間(空間の幅:4mm)に離型剤を押し詰めて充填した。
Next, a paper cylinder (diameter: 176 mm, height: 892 mm) is set up as a first partition in the capsule container, and is separated between the inner wall of the capsule container and the first partition (space width: 4 mm). The mold was packed and filled.
Similarly, a paper cylinder (diameter: 136 mm, height: 892 mm) is set up as a second partition in the capsule container, and is separated between the second partition and the center core (space width: 4 mm). The mold was packed and filled.

次に、第1の仕切りと第2の仕切りとの間の空間に、得られた混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填した。   Next, the space between the first partition and the second partition was filled while applying vibration until there was no volume change of the obtained mixed powder.

なお、焼結体の理論密度は、組成比In:Ga:Zn=1:1:1であるInGaZnO(JCPDSカード番号:381104)という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度(6.379g/cm)を採用した。 Note that the theoretical density of the sintered body is described in the JCPDS card as single crystal information of InGaZnO 4 (JCPDS card number: 381104) having a composition ratio In: Ga: Zn = 1: 1: 1. The single crystal theoretical density (6.379 g / cm 3 ) described in the JCPDS card was employed.

充填したセラミックス粉末の上に、高さが4mmとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。   On the filled ceramic powder, a release agent was squeezed into a height of 4 mm, and the paper cylinder was removed.

カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度6.379g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、24.2%であった。
混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は8.8%であった。
中芯の部分はHIP焼結時に収縮しない(変形しない)ため、容器本体の容積に対する中芯の充填率は、48.4%であった。
離型剤については、焼結後の相対密度77%と、焼結前の相対密度28%とから、離型剤について真の相対密度は36.4%であった。この真の相対密度を用い、離型剤の体積と、離型剤の真の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する離型剤の充填率は5.5%であった。
混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は62.7%であった。
For the mixed powder filled in the capsule container, the relative density (relative density before sintering) obtained from the tap density of the mixed powder and the theoretical density of mixed powder 6.379 g / cm 3 is 24.2%. there were.
The filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 8.8%.
Since the core portion does not shrink (does not deform) during HIP sintering, the filling factor of the core with respect to the volume of the container body was 48.4%.
As for the release agent, the relative density after sintering was 77% and the relative density before sintering was 28%, and the true relative density of the release agent was 36.4%. Using this true relative density, the filling rate of the release agent with respect to the volume of the container body determined from the volume of the release agent and the true relative density of the release agent was 5.5%.
The total filling factor of the mixed powder, the release agent and the core was 62.7%.

次いで、カプセル容器の上蓋に排気管を溶接し、その後上蓋とカプセル容器とを溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Heリーク検査を行った。この時の漏れ量を1×10−6Torr・L/秒以下とした(ただし、1Torr=133.32Pa)。 Next, an exhaust pipe was welded to the upper lid of the capsule container, and then the upper lid and the capsule container were welded. In order to confirm the soundness of the welded part of the capsule container, a He leak test was performed. The amount of leakage at this time was set to 1 × 10 −6 Torr · L / second or less (where 1 Torr = 133.32 Pa).

次いで、550℃に加熱しながら7時間かけてカプセル容器内を減圧し、カプセル容器内が1.33×10−2Pa以下になったことを確認して排気管を閉じ、カプセル容器を封止した。 Next, the inside of the capsule container is depressurized over 7 hours while being heated to 550 ° C., the inside of the capsule container is confirmed to be 1.33 × 10 −2 Pa or less, the exhaust pipe is closed, and the capsule container is sealed did.

次いで、封止したカプセル容器をHIP装置((株)神戸製鋼所製)内に設置し、カプセルHIP処理を行った。カプセルHIP処理における焼結過程は、圧力118MPaのアルゴン(Ar)ガス(純度99.9%)を圧力媒体とし、1200℃で4時間の条件で行った。カプセルHIP処理における冷却過程では、HIP装置内の温度が200℃になるまでは100℃/時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させて、実施例1−1の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Next, the sealed capsule container was placed in a HIP device (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), and capsule HIP treatment was performed. The sintering process in the capsule HIP process was performed at 1200 ° C. for 4 hours under a pressure medium of argon (Ar) gas (purity: 99.9%) having a pressure of 118 MPa. In the cooling process in the capsule HIP process, the cooling is performed at a cooling rate of 100 ° C./hour until the temperature in the HIP apparatus reaches 200 ° C., and then the natural cooling is performed to manufacture the cylindrical target material of Example 1-1. The method was carried out.

実施例1−2〜1−19、および比較例1−1〜1−9について、主として離型剤について変更した点を以下に示す。
なお、実施例1−2〜1−19および比較例1−1〜1−9においては、カプセル容器の大きさ、寸法がわずかながら実施例1−1と異なっている。また、カプセル容器の大きさ変更に伴い、第1の仕切り、第2の仕切りの直径も異なっている。
また、実施例1−20〜1−25においては、混合粉末(被焼結材料)が実施例1−1と異なっている。
About Example 1-2 to 1-19 and Comparative Examples 1-1 to 1-9, the point which changed mainly about the mold release agent is shown below.
In Examples 1-2 to 1-19 and Comparative Examples 1-1 to 1-9, the size and dimensions of the capsule container are slightly different from those in Example 1-1. Moreover, the diameter of a 1st partition and a 2nd partition differs also with the magnitude | size change of a capsule container.
In Examples 1-20 to 1-25, the mixed powder (sintered material) is different from Example 1-1.

(実施例1−2)
離型剤をアルミナボール(ニッカトーHD−2、直径2mm)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−2の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-2)
The method for producing a cylindrical target material of Example 1-2 was carried out in the same manner as Example 1-1 except that the release agent was changed to alumina balls (Nikkato HD-2, diameter 2 mm).

(実施例1−3)
離型剤を多孔質アルミナボール(アルミナ担体S−81−1、全体の95%以上が直径4mm〜5mm、フジミインコーポレイテッド)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−3の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-3)
The same procedure as in Example 1-1 was conducted except that the release agent was changed to porous alumina balls (alumina support S-81-1, 95% or more of the total diameter was 4 mm to 5 mm, Fujimi Incorporated). The manufacturing method of 1-3 cylindrical target material was implemented.

(実施例1−4)
ステンレス(SUS304)製の容器本体(直径:181mm、高さ900mm、厚み:2.5mmの円筒状の容器)に、ステンレス(SUS316L)製の中芯(直径:129mm、高さ900mm)を挿入したカプセル容器を用意した。カプセル容器の内側の全面及び上蓋に、厚さが3mmとなるまで離型剤をコーティングしコーティング膜を形成した。コーティング膜の材料は、無機塗料サーモプレグH(無機塗料の組成=Al:81質量%、SiO:13.9質量%、ZrO:5.1質量%。新日本サーマルセラミックス(株)製)を用いた。
(Example 1-4)
A stainless steel (SUS316L) core (diameter: 129 mm, height 900 mm) was inserted into a container body (diameter: 181 mm, height 900 mm, thickness: 2.5 mm cylindrical container) made of stainless steel (SUS304). A capsule container was prepared. A release agent was coated on the entire inner surface and upper lid of the capsule container until a thickness of 3 mm was formed to form a coating film. The material of the coating film is inorganic paint thermopreg H (composition of inorganic paint = Al 2 O 3 : 81 mass%, SiO 2 : 13.9 mass%, ZrO 2 : 5.1 mass%. Shin Nippon Thermal Ceramics Co., Ltd.) Made).

なお、コーティング膜の厚みは、コーティング膜の形成後、ノギスを用いてカプセル容器の壁とコーティング膜とを合わせた厚み測定し、カプセル容器の壁の厚みを差し引くことにより求めた。   The thickness of the coating film was determined by measuring the combined thickness of the capsule container wall and the coating film using calipers after the formation of the coating film, and subtracting the thickness of the capsule container wall.

次に、カプセル容器内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ894mmとなるまで充填した。   Next, the capsule container was filled with the obtained mixed powder until it reached a height of 894 mm while applying vibration until there was no volume change.

以後は、実施例1−1と同様にして、実施例1−4の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Thereafter, the cylindrical target material manufacturing method of Example 1-4 was carried out in the same manner as in Example 1-1.

(実施例1−5)
離型剤をセラミックコクーン(セラミック中空体、直径は全てが3mm〜6mm、丸越工業)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−5の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-5)
Production of cylindrical target material of Example 1-5 in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to ceramic cocoon (ceramic hollow body, all diameters were 3 mm to 6 mm, Marukoshi Kogyo). The method was carried out.

(実施例1−6)
離型剤をセラミックペーパー(SCペーパー1260I、厚さ0.1mm、新日本サーマルセラミックス製)とSUS箔とを重ねたものに変更し、SUS箔を混合粉末側に配置したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−6の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-6)
The release agent was changed to a laminate of ceramic paper (SC paper 1260I, thickness 0.1 mm, made by Nippon Thermal Ceramics) and SUS foil, and the SUS foil was placed on the mixed powder side, and the partition (first The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 1-6 was implemented like Example 1-1 except not using 1 partition and a 2nd partition.

(実施例1−7)
離型剤をセラミックブランケット(SCブランケット1400、厚さ6mm、新日本サ−マルセラミックス)とSUS箔とを重ねたものに変更し、SUS箔を混合粉末側に配置したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−7の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-7)
The release agent was changed to a ceramic blanket (SC blanket 1400, thickness 6 mm, New Japan Thermal Ceramics) and SUS foil, and the SUS foil was placed on the mixed powder side, and the partition (first The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 1-7 was implemented like Example 1-1 except not using a partition and a 2nd partition.

(実施例1−8)
離型剤として、下記の形状、大きさを有するアルミナ成形体を用いた。アルミナ成形体は、アルミナ粉末をCIPにより成形し、常圧、1200℃で焼成したものを用いた。アルミナ成形体の相対密度は約70%であった。
アルミナ成形体31A:直径185mm、内径125mm、厚さ5mmの筒状(円環状)
アルミナ成形体31B:外径185mm、内径175mm、高さ890mmの筒状
アルミナ成形体31C:外径135mm、内径125mm、高さ890mmの筒状
アルミナ成形体31D:直径185mm、内径125mm、厚さ5mmの筒状(円環状)
(Example 1-8)
As a release agent, an alumina molded body having the following shape and size was used. As the alumina molded body, an alumina powder formed by CIP and fired at normal pressure and 1200 ° C. was used. The relative density of the alumina molded body was about 70%.
Alumina molded body 31A: cylindrical shape (annular) with a diameter of 185 mm, an inner diameter of 125 mm, and a thickness of 5 mm
Alumina molded body 31B: cylindrical shape with an outer diameter of 185 mm, an inner diameter of 175 mm, and a height of 890 mm Alumina molded body 31C: cylindrical shape with an outer diameter of 135 mm, an inner diameter of 125 mm, and a height of 890 mm Alumina molded body 31D: a diameter of 185 mm, an inner diameter of 125 mm, a thickness of 5 mm Cylindrical shape (annular)

アルミナ成形体31Aは、図3(a)に示す工程において、容器本体11の底部に充填する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Bは、図3(b)に示す工程において、容器本体11側に配置する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Cは、図3(b)に示す工程において、中芯12側に配置する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Dは、図3(c)に示す工程において、充填した被焼結材料2Aの上にさらに充填する離型剤として用いた。
The alumina molded body 31A was used as a mold release agent that fills the bottom of the container body 11 in the step shown in FIG.
The alumina molded body 31B was used as a release agent disposed on the container body 11 side in the step shown in FIG.
The alumina molded body 31C was used as a release agent disposed on the core 12 side in the step shown in FIG.
In the step shown in FIG. 3C, the alumina molded body 31D was used as a mold release agent that is further filled on the filled sintered material 2A.

離型剤を上述のアルミナ成形体に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−8の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Cylindrical target of Example 1-8 in the same manner as in Example 1-1, except that the release agent was changed to the above-mentioned alumina molded body and no partition (first partition, second partition) was used. The manufacturing method of material was implemented.

(実施例1−9)
離型剤をモリブデンシート(厚さ1mm、高純度科学研究所)を2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−9の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-9)
Example 1-1, except that the release agent was changed to a laminate of two molybdenum sheets (thickness 1 mm, High Purity Science Laboratory) and no partition (first partition, second partition) was used. The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 1-9 was implemented in the same manner.

(実施例1−10)
離型剤をタングステンシート(厚さ1mm、高純度科学研究所)を2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−10の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-10)
Example 1-1, except that the release agent was changed to one in which two tungsten sheets (thickness 1 mm, High Purity Science Laboratory) were stacked, and no partition (first partition, second partition) was used. In the same manner as described above, the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 1-10 was performed.

(実施例1−11)
離型剤をタンタルシート(厚さ1mm、高純度科学研究所)を2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−11の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-11)
Example 1-1, except that the release agent was changed to a stack of two tantalum sheets (thickness 1 mm, High Purity Science Laboratory) and that no partitions (first partition, second partition) were used. The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 1-11 was implemented in the same manner.

(実施例1−12)
離型剤を窒化チタン粉末(粉末の直径は全てが53μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−12の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-12)
The cylindrical target material of Example 1-12 was changed in the same manner as Example 1-1 except that the release agent was changed to titanium nitride powder (all powder diameters were 53 μm or less, High Purity Science Laboratory). The manufacturing method was implemented.

(実施例1−13)
離型剤を酸化クロム粉末(粉末の直径は全てが20μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−13の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-13)
The cylindrical target material of Example 1-13 was changed in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to chromium oxide powder (powder diameter is all 20 μm or less, High Purity Science Laboratory). The manufacturing method was implemented.

(実施例1−14)
離型剤を酸化ジルコニウム粉末(粉末の直径は全てが75μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−14の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-14)
The cylindrical target material of Example 1-14 was changed in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to zirconium oxide powder (powder diameter was 75 μm or less, High Purity Science Laboratory). The manufacturing method was implemented.

(実施例1−15)
離型剤をジルコニアボール(ニッカトーYTZ−2、ジルコニアボールの直径は全てが2mm)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−15の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-15)
Except that the release agent was changed to zirconia balls (Nikkato YTZ-2, the diameter of all zirconia balls is 2 mm), the method for producing the cylindrical target material of Example 1-15 is the same as Example 1-1 Carried out.

(実施例1−16)
離型剤をタンタル粉末(粉末の直径は全てが45μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−16の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-16)
Production of cylindrical target material of Example 1-16 in the same manner as Example 1-1, except that the release agent was changed to tantalum powder (all powder diameters were 45 μm or less, High Purity Science Laboratory). The method was carried out.

(実施例1−17)
離型剤をニオブ粉末(粉末の直径は全てが45μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−17の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-17)
Production of cylindrical target material of Example 1-17 in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to niobium powder (all powder diameters were 45 μm or less, High Purity Science Laboratory). The method was carried out.

(実施例1−18)
離型剤をモリブデン粉末(粉末の直径は全てが45μm以下、高純度化学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−18の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-18)
Production of cylindrical target material of Example 1-18 in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to molybdenum powder (all powder diameters were 45 μm or less, High Purity Chemical Laboratory). The method was carried out.

(実施例1−19)
離型剤をタングステン粉末(粉末の直径は全てが53μm以下高純度化学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−19の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 1-19)
Except that the release agent was changed to tungsten powder (powder diameter is all 53 μm or less high-purity chemical research laboratory), the method for producing the cylindrical target material of Example 1-19 was the same as Example 1-1. Carried out.

〔実施例1−20〕
(原料調整)
酸化インジウム粉末(In、マレ山金属(下部)製、平均粒子径:0.56μm)と、酸化錫粉末(SnO、和光純薬(株)製、粒子径:3.5〜5.0μm)とを使用した。
インジウム元素と錫元素との原子数比が9:1となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は、2.02g/cmであった。
[Example 1-20]
(Raw material adjustment)
Indium oxide powder (In 2 O 3 , manufactured by Male Mountain Metal (lower part), average particle size: 0.56 μm) and tin oxide powder (SnO 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., particle size: 3.5-5) 0.0 μm).
Weighing was performed so that the atomic ratio of indium element to tin element was 9: 1, and dry mixing was performed in the same manner as in Example 1-1 to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 2.02 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−20の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度7.16g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、28.2%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は10.3%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は64.2%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-20 was carried out in the same manner as Example 1-1 except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 7.16g / cm < 3 > of mixed powder is 28.2. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 10.3%.
In addition, the total filling factor of the mixed powder, the release agent, and the core was 64.2%.

〔実施例1−21〕
(原料調整)
酸化亜鉛粉末(ZnO:ハクスイテック(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1.5μm)、一酸化チタン粉末(TiO(II):フルウチ化学(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1μm以下)、および酸化アルミニウム粉末(Al:住友化学(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ0.5μm)を使用した。
亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がZn:Ti:Al=98.2:1.0:0.8となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は1.51g/cmであった。
[Example 1-21]
(Raw material adjustment)
Zinc oxide powder (ZnO: Hakusuitec Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1.5 μm), titanium monoxide powder (TiO (II): Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.9%), Primary particle size 1 μm or less) and aluminum oxide powder (Al 2 O 3 : manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 0.5 μm) were used.
Weigh so that the atomic ratio of zinc, titanium, and aluminum is Zn: Ti: Al = 98.2: 1.0: 0.8, and perform dry mixing in the same manner as in Example 1-1 to mix. A powder was obtained. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 1.51 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−21の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度5.6g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、27.0%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は9.86%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は63.8%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-21 was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 5.6g / cm < 3 > of mixed powder is 27.0. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body obtained from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 9.86%.
Further, the total filling rate of the mixed powder, the release agent and the core was 63.8%.

〔実施例1−22〕
(原料調整)
酸化亜鉛粉末(ZnO:ハクスイテック(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1.5μm)と、一酸化チタン粉末(TiO(II):フルウチ化学(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1μm以下)とを使用した。
亜鉛とチタンとの原子数比がZn:Ti=98.2:1.8となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は1.56g/cmであった。
[Example 1-22]
(Raw material adjustment)
Zinc oxide powder (ZnO: manufactured by Hakusuitec Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1.5 μm) and titanium monoxide powder (TiO (II): manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.9%) Primary particle size of 1 μm or less).
Weighing was performed so that the atomic ratio of zinc to titanium was Zn: Ti = 98.2: 1.8, and dry mixing was performed in the same manner as in Example 1-1 to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 1.56 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−22の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度5.6g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、27.9%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は10.2%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は64.1%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-22 was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 5.6g / cm < 3 > of mixed powder is 27.9. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 10.2%.
Moreover, the total filling factor of the mixed powder, the release agent, and the core was 64.1%.

〔実施例1−23〕
(原料調整)
酸化インジウム粉末(In、稀産金属(株)製、平均粒子径:0.56μm)と、酸化亜鉛粉末(ZnO、ハクスイテック(株)製、平均粒子径:1.5μm)とを使用した。
インジウム元素と亜鉛元素との原子数比が9:1となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は1.81g/cmであった。
[Example 1-23]
(Raw material adjustment)
Indium oxide powder (In 2 O 3 , rare metal production, average particle size: 0.56 μm) and zinc oxide powder (ZnO, Hakusuitec, average particle size: 1.5 μm) are used. did.
Weighing was performed so that the atomic ratio of indium element to zinc element was 9: 1, and dry mixing was performed in the same manner as in Example 1-1 to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 1.81 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−23の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度7.02g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、25.8%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は9.43%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は63.3%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-23 was carried out in the same manner as Example 1-1 except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 7.02g / cm < 3 > of mixed powder is 25.8. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 9.43%.
Further, the total filling factor of the mixed powder, the release agent and the core was 63.3%.

〔実施例1−24〕
(原料調整)
酸化亜鉛粉末(ZnO:ハクスイテック(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1.5μm)と、酸化アルミニウム粉末(Al:住友化学(株)製、純度99.99%、1次粒子サイズ0.5μm)とを使用した。
亜鉛とアルミニウムとの原子数比がZn:Al=96.8:3.2となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は1.56g/cmであった。
[Example 1-24]
(Raw material adjustment)
Zinc oxide powder (ZnO: Hakusuitec Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1.5 μm) and aluminum oxide powder (Al 2 O 3 : Sumitomo Chemical Co., Ltd., purity 99.99%, Primary particle size 0.5 μm).
Weighing was performed such that the atomic ratio of zinc to aluminum was Zn: Al = 96.8: 3.2, and dry mixing was performed in the same manner as in Example 1-1 to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 1.56 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−24の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度5.6g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、27.8%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は10.16%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は64.1%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-24 was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 5.6g / cm < 3 > of mixed powder is 27.8. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 10.16%.
Moreover, the total filling factor of the mixed powder, the release agent, and the core was 64.1%.

〔実施例1−25〕
(原料調整)
酸化亜鉛粉末(ZnO:ハクスイテック(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1.5μm)と、酸化ガリウム粉末(Ga:ヤマナカヒューテック(株)製、純度99.99%、1次粒子サイズ1.5μm)とを使用した。
亜鉛とガリウムとの原子数比がZn:Ga=95.8:4.2となるように秤量し、実施例1−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は1.61g/cmであった。
[Example 1-25]
(Raw material adjustment)
Zinc oxide powder (ZnO: manufactured by Hakusuitec Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1.5 μm) and gallium oxide powder (Ga 2 O 3 : manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd., purity 99.99%, Primary particle size 1.5 μm).
Weighing was performed so that the atomic ratio of zinc and gallium was Zn: Ga = 95.8: 4.2, and dry mixing was performed in the same manner as in Example 1-1 to obtain a mixed powder. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 1.61 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−24の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度5.6g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、28.8%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は10.52%であった。
また、混合粉末、離型剤及び中芯の合計の充填率は64.4%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 1-24 was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 5.6g / cm < 3 > of mixed powder is 28.8. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 10.52%.
In addition, the total filling factor of the mixed powder, the release agent, and the core was 64.4%.

(比較例1−1)
離型剤を用いないこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−1の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(比較例1−2)
離型剤をアルミナボール(ニッカトーHD−2、直径2mm)に変更し、混合粉末と容器本体との間には充填せず、混合粉末と中芯との間にのみ充填したこと、及び第1仕切りを用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−2の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-1)
The method for producing the cylindrical target material of Comparative Example 1-1 was carried out in the same manner as Example 1-1, except that no release agent was used and no partition (first partition, second partition) was used. did.
(Comparative Example 1-2)
The release agent was changed to an alumina ball (Nikkato HD-2, diameter 2 mm), and it was not filled between the mixed powder and the container body, but was filled only between the mixed powder and the core. Except not using a partition, it carried out similarly to Example 1-1, and implemented the manufacturing method of the cylindrical target material of Comparative Example 1-2.

(比較例1−3)
離型剤をセラミックブランケット(SCブランケット1400、厚さ6mm、新日本サーマルセラミックス製)に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−3の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-3)
Example 1-1, except that the release agent was changed to a ceramic blanket (SC blanket 1400, thickness 6 mm, manufactured by New Japan Thermal Ceramics) and no partition (first partition, second partition) was used. Then, the manufacturing method of the cylindrical target material of Comparative Example 1-3 was carried out.

(比較例1−4)
離型剤を酸化チタン粉末(ルチル、平均直径2μm、高純度科学研究所製)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−4の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-4)
Except that the release agent was changed to titanium oxide powder (rutile, average diameter 2 μm, manufactured by High Purity Science Laboratory), in the same manner as Example 1-1, the method for producing the cylindrical target material of Comparative Example 1-4 Carried out.

(比較例1−5)
離型剤をモリブデン箔(厚さ0.2mm)に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−5の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-5)
Comparative Example 1-5 was carried out in the same manner as Example 1-1 except that the release agent was changed to molybdenum foil (thickness 0.2 mm) and no partition (first partition, second partition) was used. The manufacturing method of the cylindrical target material was implemented.

(比較例1−6)
離型剤をSUS箔(厚さ0.1mm)に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−6の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-6)
Comparative Example 1-6 in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to SUS foil (thickness 0.1 mm) and the partition (first partition, second partition) was not used. The manufacturing method of the cylindrical target material was implemented.

(比較例1−7)
離型剤をニッケル粉末(粉末の直径は全てが150μm以下、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−7の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-7)
Production of cylindrical target material of Comparative Example 1-7 in the same manner as in Example 1-1 except that the release agent was changed to nickel powder (all powder diameters were 150 μm or less, High Purity Science Laboratory). The method was carried out.

(比較例1−8)
離型剤をニッケル箔(厚さ0.2mm、高純度科学研究所)に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−8の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-8)
Except having changed the mold release agent into nickel foil (thickness 0.2mm, high purity science research institute), and not using a partition (1st partition, 2nd partition), it carried out similarly to Example 1-1. The manufacturing method of the cylindrical target material of Comparative Example 1-8 was implemented.

(比較例1−9)
離型剤を炭化チタン(平均直径2μm〜5μm、高純度科学研究所)に変更したこと以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−9の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 1-9)
The method for producing the cylindrical target material of Comparative Example 1-9 was carried out in the same manner as Example 1-1, except that the release agent was changed to titanium carbide (average diameter 2 μm to 5 μm, High Purity Science Laboratory). did.

実施例1−1〜1−25の結果を表1〜3に示し、比較例1−1〜1−9の結果を表4〜6に示す。
表1,4には、用いたカプセル容器の大きさおよび材質と、第1の仕切り、第2の仕切りとして用いる紙製の円筒の大きさを示す。表1,4において、「外径」とは容器本体の内側空間の直径のことである。また、表1,4において「内径」とは、中芯の直径のことである。
表1,4において示す「R1」「R2」「R1−2d」「R2+2d」は、図3で示した寸法に対応する。
表2,5には、用いた離型剤についての情報をまとめて示す。
表3,6には、用いた被焼結材料および得られた焼結体(円筒型ターゲット材)についての情報をまとめて示す。
The results of Examples 1-1 to 1-25 are shown in Tables 1 to 3, and the results of Comparative Examples 1-1 to 1-9 are shown in Tables 4 to 6.
Tables 1 and 4 show the size and material of the capsule container used and the size of the paper cylinder used as the first partition and the second partition. In Tables 1 and 4, “outer diameter” refers to the diameter of the inner space of the container body. In Tables 1 and 4, “inner diameter” refers to the diameter of the core.
“R1”, “R2”, “R1-2d”, and “R2 + 2d” shown in Tables 1 and 4 correspond to the dimensions shown in FIG.
Tables 2 and 5 collectively show information on the release agents used.
Tables 3 and 6 collectively show information on the sintered material used and the obtained sintered body (cylindrical target material).

Figure 2016117950
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実施例1−1〜1−25について、カプセルHIP処理後、金属製カプセル容器を取り外し、離型剤の様子を観察した。   About Example 1-1 to 1-25, the metal capsule container was removed after capsule HIP processing, and the mode of the release agent was observed.

まず、得られた焼結体(IGZO焼結体、ITO焼結体、AZO焼結体、GZO焼結体、TAZO焼結体、TZO焼結体、IZO焼結体)に対してカプセル容器の外周側(焼結体とカプセル容器の容器本体との間)に充填された離型剤は、カプセルHIP処理前は粉末状であったが、処理後には固形状となっていた。この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体との接触面において変色は確認されず、いずれからも簡単に剥離することが出来た。   First of all, the capsule body of the obtained sintered body (IGZO sintered body, ITO sintered body, AZO sintered body, GZO sintered body, TAZO sintered body, TZO sintered body, IZO sintered body) The release agent filled on the outer peripheral side (between the sintered body and the container body of the capsule container) was in a powder form before the capsule HIP treatment, but was in a solid form after the treatment. This solid mold release agent was not confirmed to be discolored on the contact surface between the metal capsule container and the sintered body, and could be easily peeled off from both.

また、焼結体に対してカプセル容器の内周側(焼結体と中芯との間)に充填された離型剤も、カプセルHIP処理後に固形状になっていた。得られた焼結体は、固形状の離型剤を介して中芯と一体となっていた。離型剤と焼結体との間、および中芯との間で変色は確認できなかった。   In addition, the release agent filled on the inner peripheral side of the capsule container (between the sintered body and the core) with respect to the sintered body was also solid after the capsule HIP treatment. The obtained sintered body was integrated with the core through a solid release agent. Discoloration could not be confirmed between the release agent and the sintered body and between the core.

剥離した固形状の離型剤の密度を測長法で求め、測定結果と理論密度とから、カプセルHIP処理後の離型剤の相対密度を求めた。実施例1−1〜1−25においては、離型剤は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。なお、相対密度は下記の式で求めた。
相対密度=(焼結体の密度/焼結体の理論密度)×100
The density of the peeled solid release agent was obtained by a length measurement method, and the relative density of the release agent after the capsule HIP treatment was obtained from the measurement result and the theoretical density. In Examples 1-1 to 1-25, the mold release agent did not sufficiently sinter and remained at a low density. In addition, the relative density was calculated | required with the following formula.
Relative density = (density of sintered body / theoretical density of sintered body) × 100

一方、得られたIGZO焼結体、ITO焼結体、AZO焼結体、GZO焼結体、TAZO焼結体、TZO焼結体、IZO焼結体の相対密度は100.0%であった。電子顕微鏡で各種焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。   On the other hand, the relative density of the obtained IGZO sintered body, ITO sintered body, AZO sintered body, GZO sintered body, TAZO sintered body, TZO sintered body, and IZO sintered body was 100.0%. . When various sintered bodies were observed with an electron microscope, the sintered bodies were uniform and dense with almost no voids.

得られた各種焼結体については、中芯及び中芯側の離型剤をBTA(Boring & Trepanning Association)加工にてくり抜き貫通孔を形成した。さらに、焼結体の外表面及び内表面を円筒形状になるように表面研削、外周研削および表面研磨することで、各種焼結体(IGZO焼結体、ITO焼結体、AZO焼結体、GZO焼結体、TAZO焼結体、TZO焼結体、IZO焼結体)を形成材料とする円筒型ターゲット材とすることができた。得られた円筒型ターゲット材は、外径:153mm、内径:135mm、長さ:530mmに加工した。   About the obtained various sintered compacts, the core and the mold release agent on the core side were cut out by BTA (Boring & Trepanning Association) processing to form through holes. Furthermore, various sintered bodies (IGZO sintered body, ITO sintered body, AZO sintered body, by surface grinding, outer periphery grinding and surface polishing so that the outer surface and inner surface of the sintered body are cylindrical. A cylindrical target material using a GZO sintered body, a TAZO sintered body, a TZO sintered body, and an IZO sintered body) as a forming material could be obtained. The obtained cylindrical target material was processed into an outer diameter of 153 mm, an inner diameter of 135 mm, and a length of 530 mm.

これにより、本発明の円筒型ターゲット材の製造方法によれば、割れ、欠けが発生せずに500mm以上の長さを有し、相対密度100%を有する円筒型ターゲット材が得られることが確認できた。   Thereby, according to the manufacturing method of the cylindrical target material of the present invention, it is confirmed that a cylindrical target material having a length of 500 mm or more and a relative density of 100% can be obtained without cracking or chipping. did it.

得られた円筒型ターゲット材は、5本を一組として、貫通孔に外径:133mm、内径:125mm、長さ:2940mmのTi製バッキングチューブを挿入し、In半田により円筒型ターゲット材とバッキングチューブとを接合した。各ターゲット材の間隔(分割部の長さ)は0.2mmとした。   The obtained cylindrical target material is a set of five, and a Ti backing tube having an outer diameter of 133 mm, an inner diameter of 125 mm, and a length of 2940 mm is inserted into the through hole, and the cylindrical target material is backed by In solder. The tube was joined. The interval between the target materials (the length of the divided portion) was 0.2 mm.

これにより、本発明の円筒型ターゲット材の製造方法により製造されたターゲット材を用いて、割れ、欠けが発生せずに相対密度100%を有する各種ターゲットを製造できることが確認できた。
円筒型スパッタリングターゲット材、およびこれから形成されるターゲットが得られた。
Thus, it was confirmed that various targets having a relative density of 100% can be produced without causing cracks and chips using the target material produced by the method for producing a cylindrical target material of the present invention.
A cylindrical sputtering target material and a target formed therefrom were obtained.

一方、比較例1−1〜1−8については、カプセルHIP処理後、得られた焼結体には多数の亀裂が存在していたため、円筒型ターゲット材としてスパッタリングターゲットに加工することができなかった。
また、比較例1−1〜1−3については、カプセル容器と焼結体の接触箇所で容器材質と焼結体が反応した形跡を確認できた。
比較例1−1、1−2については、カプセル容器と焼結体との接触箇所において、EDX(エネルギー分散型蛍光X線装置)分析およびEPMA(電子プローブマイクロアナライザー)分析を行った。分析の結果、焼結体表面から2〜3mm以内の深さの範囲で、カプセル容器(SUS304)の成分である鉄、クロム、ニッケルが検出された。また、焼結体の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。
On the other hand, for Comparative Examples 1-1 to 1-8, after the capsule HIP treatment, the obtained sintered body had many cracks, and thus could not be processed into a sputtering target as a cylindrical target material. It was.
Moreover, about Comparative Examples 1-1 to 1-3, the trace which the container material and the sintered compact reacted at the contact location of a capsule container and a sintered compact has been confirmed.
For Comparative Examples 1-1 and 1-2, EDX (energy dispersive X-ray fluorescence apparatus) analysis and EPMA (Electron Probe Microanalyzer) analysis were performed at the contact points between the capsule container and the sintered body. As a result of analysis, iron, chromium, and nickel, which are components of the capsule container (SUS304), were detected within a depth range of 2 to 3 mm from the surface of the sintered body. Moreover, the discoloration which became dark on the contact location surface of a sintered compact was confirmed.

比較例1−3については、以下のように考えられる。
不織布であるセラミックスブランケットは、隙間を多く有している。そのため、充填工程において、混合粉末がセラミックスブランケットの隙間を抜けてカプセル容器に接してしまい、一部で「カプセル容器と混合粉末との間に離型剤が介在していない」部分、すなわちカプセル容器と混合粉末とが直接接触した部分が生じてしまったものと考えられる。このような部分においては、離型剤が所望の機能を果たすことができず、焼結体に応力が加わり、亀裂が生じたものと考えられる。
About Comparative Example 1-3, it thinks as follows.
A ceramic blanket that is a non-woven fabric has many gaps. Therefore, in the filling process, the mixed powder passes through the gap of the ceramic blanket and comes into contact with the capsule container, and in part, the part where “the release agent is not interposed between the capsule container and the mixed powder”, that is, the capsule container It is considered that a part where the mixed powder and the mixed powder are in direct contact has occurred. In such a portion, it is considered that the mold release agent cannot perform a desired function, and stress is applied to the sintered body to cause a crack.

また、比較例1−4,1−7については、離型剤とカプセル容器との間、離型剤と中芯との間、および離型剤と焼結体との間において反応した形跡が見られた。離型剤とカプセル容器との間や、離型剤と中芯との間では、離型剤の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。同様に、離型剤と焼結体との間でも、離型剤の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。離型剤について、EDX分析およびEPMA分析を行ったところ、離型剤中に、カプセル容器や中芯の材質であるSUS304由来成分(鉄、クロム、ニッケル)や、焼結体由来成分(インジウム、ガリウム、亜鉛)が検出された。
これらの結果から、比較例1−4,1−7で用いた離型剤は、焼結温度領域における被焼結材料との間や、カプセル容器、中芯との間で反応するため、離型剤として不適であったと考えられる。さらに、カプセルHIP処理後の離型剤の相対密度が100%となっていたことから、離型剤が所望の機能を果たすことができず、焼結体に応力が加わり、亀裂が生じたものと考えられる。
また、比較例1−5、6、8については、モリブデン箔、ステンレス箔、ニッケル箔をそれぞれ用いたが、焼結処理後の厚さが全て1mm未満であったため、カプセルHIP処理時に焼結体に加わる応力を十分緩和することができず、亀裂が生じたものと考えられる。
Moreover, about Comparative Examples 1-4 and 1-7, the trace which reacted between a mold release agent and a capsule container, between a mold release agent and a core, and between a mold release agent and a sintered compact has shown. It was seen. Discoloration that darkened between the release agent and the capsule container, or between the release agent and the core, was confirmed on the surface of the contact area of the release agent. Similarly, a dark color change was confirmed between the release agent and the sintered body on the surface where the release agent contacted. When the release agent was subjected to EDX analysis and EPMA analysis, the release agent contained SUS304-derived components (iron, chromium, nickel), which are the materials of the capsule container and the core, and sintered body-derived components (indium, Gallium and zinc) were detected.
From these results, since the release agent used in Comparative Examples 1-4 and 1-7 reacts with the material to be sintered in the sintering temperature region, and between the capsule container and the core, It seems that it was unsuitable as a mold. Furthermore, since the relative density of the release agent after the capsule HIP treatment was 100%, the release agent could not perform the desired function, and stress was applied to the sintered body, resulting in cracks. it is conceivable that.
Further, for Comparative Examples 1-5, 6, and 8, molybdenum foil, stainless steel foil, and nickel foil were used, but since the thickness after the sintering treatment was less than 1 mm, the sintered body was subjected to the capsule HIP treatment. It is considered that the stress applied to the film could not be sufficiently relaxed and a crack occurred.

また、比較例1−9については、カプセルHIP処理時にガスが発生してカプセルが膨張したため、カプセルHIP処理を行うことができなかった。   In Comparative Example 1-9, gas was generated during capsule HIP treatment, and the capsule expanded, so that capsule HIP treatment could not be performed.

〔2.中空カプセルを用いた場合〕
〔実施例2−1〕
(原料調整)
タップ密度が1.62g/cmである酸化インジウム粉末(In、稀産金属(株)製、平均粒子径:0.56μm)と、タップ密度が1.39g/cmである酸化ガリウム粉末(Ga、ヤマナカヒューテック(株)製、平均粒子径:1.5μm)と、タップ密度が1.02g/cmである酸化亜鉛粉末(ZnO、ハクスイテック(株)製、平均粒子径:1.5μm)とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が1:1:1となるように秤量し、スーパーミキサーにて3000rpm、60分、乾式混合を行った。
[2. (When using a hollow capsule)
[Example 2-1]
(Raw material adjustment)
Indium oxide powder tap density of 1.62g / cm 3 (In 2 O 3, Maresan metal Ltd., average particle size: 0.56 .mu.m) and oxide tap density of 1.39 g / cm 3 Gallium powder (Ga 2 O 3 , manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd., average particle diameter: 1.5 μm) and zinc oxide powder (ZnO, manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd., average particles having a tap density of 1.02 g / cm 3 ) (Diameter: 1.5 μm) was weighed so that the atomic ratio of indium element, gallium element, and zinc element was 1: 1: 1, and dry mixing was performed with a super mixer at 3000 rpm for 60 minutes.

得られた混合物を電気炉((株)キタハマ製作所製)を用いて、大気雰囲気において昇温速度10℃/分で室温から1400℃まで昇温した後、1400℃で12時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
仮焼後の混合粉末(セラミックス粉末)は、タップ密度が4.32g/cmであった。
The resulting mixture was heated from room temperature to 1400 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in an air atmosphere using an electric furnace (manufactured by Kitahama Corporation), and calcined at 1400 ° C. for 12 hours, The mixture was lightly pulverized by hand in a mortar to obtain a mixed powder after calcining. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The mixed powder (ceramic powder) after calcination had a tap density of 4.32 g / cm 3 .

(原料の充填)
カプセル容器として、図4に示すような中空カプセルを用いた。用いたカプセル容器は、底部の中央に貫通孔(直径128mm)を有するステンレス(SUS304)製の容器本体(直径:184mm、高さ700mm、厚み:2.5mmの円筒状の容器)に、底部の貫通孔に合わせてステンレス(SUS304)製の円筒状の部材(直径:128mm、高さ700mm)が接合されたものである。なお「容器本体」「円筒状の部材」については、「中空カプセル」についての明細書中の記載に対応する。
(Raw material filling)
As the capsule container, a hollow capsule as shown in FIG. 4 was used. The used capsule container is a stainless steel (SUS304) container main body (diameter: 184 mm, height 700 mm, thickness: 2.5 mm cylindrical container) having a through hole (diameter 128 mm) in the center of the bottom. A cylindrical member (diameter: 128 mm, height 700 mm) made of stainless steel (SUS304) is joined to the through hole. The “container body” and the “cylindrical member” correspond to the description in the description of the “hollow capsule”.

上記中空カプセル容器の底部に、高さが4mmとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。
離型剤としては、酸化アルミニウム粉末(Al:住友化学(株)製、純度99.9%、平均粒子径45μm)を用いた。
The release agent was stuffed into the bottom of the hollow capsule container until the height reached 4 mm.
As the release agent, aluminum oxide powder (Al 2 O 3 : manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., purity 99.9%, average particle diameter 45 μm) was used.

次いで、カプセル容器内に、第1仕切りとして紙製の円筒(直径:176mm、高さ:692mm)を立て、カプセル容器の内壁と第1仕切りとの間(空間の幅:4mm)に離型剤を押し詰めて充填した。
同様に、カプセル容器内に、第2仕切りとして紙製の円筒(直径:136mm、高さ:692mm)、を立て、第2仕切りと円筒状の部材との間(空間の幅:4mm)に離型剤を押し詰めて充填した。
Next, a paper cylinder (diameter: 176 mm, height: 692 mm) is set up as a first partition in the capsule container, and a release agent is provided between the inner wall of the capsule container and the first partition (space width: 4 mm). Was pressed and filled.
Similarly, a paper cylinder (diameter: 136 mm, height: 692 mm) is set up as the second partition in the capsule container, and is separated between the second partition and the cylindrical member (space width: 4 mm). The mold was packed and filled.

次に、第1の仕切りと第2の仕切りとの間の空間に、得られた混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填した。   Next, the space between the first partition and the second partition was filled while applying vibration until there was no volume change of the obtained mixed powder.

なお、焼結体の理論密度は、組成比In:Ga:Zn=1:1:1であるInGaZnO(JCPDSカード番号:381104)という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度(6.379g/cm)を採用した。 Note that the theoretical density of the sintered body is described in the JCPDS card as single crystal information of InGaZnO 4 (JCPDS card number: 381104) having a composition ratio In: Ga: Zn = 1: 1: 1. The single crystal theoretical density (6.379 g / cm 3 ) described in the JCPDS card was employed.

充填した混合粉末の上に、高さが4mmとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。   On the filled mixed powder, a release agent was squeezed into a height of 4 mm to remove the paper cylinder.

カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度6.379g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、67.7%であった。
混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は47.8%であった。
離型剤については、焼結後の相対密度77%と、焼結前の相対密度28%とから、離型剤について真の相対密度は36.4%であった。この真の相対密度を用い、離型剤の体積と、離型剤の真の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する離型剤の充填率は10.7%であった。
混合粉末および離型剤の合計の充填率は58.5%であった。
For the mixed powder filled in the capsule container, the relative density (relative density before sintering) obtained from the tap density of the mixed powder and the theoretical density of mixed powder 6.379 g / cm 3 is 67.7%. there were.
The filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 47.8%.
As for the release agent, the relative density after sintering was 77% and the relative density before sintering was 28%, and the true relative density of the release agent was 36.4%. Using this true relative density, the filling rate of the release agent with respect to the volume of the container body determined from the volume of the release agent and the true relative density of the release agent was 10.7%.
The total filling factor of the mixed powder and the release agent was 58.5%.

次いで、カプセル容器の上蓋に排気管を溶接し、その後上蓋とカプセル容器とを溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Heリーク検査を行った。この時の漏れ量を1×10−6Torr・L/秒以下とした(ただし、1Torr=133.32Pa)。 Next, an exhaust pipe was welded to the upper lid of the capsule container, and then the upper lid and the capsule container were welded. In order to confirm the soundness of the welded part of the capsule container, a He leak test was performed. The amount of leakage at this time was set to 1 × 10 −6 Torr · L / second or less (where 1 Torr = 133.32 Pa).

次いで、550℃に加熱しながら7時間かけてカプセル容器内を減圧し、カプセル容器内が1.33×10−2Pa以下になったことを確認して排気管を閉じ、カプセル容器を封止した。 Next, the inside of the capsule container is depressurized over 7 hours while being heated to 550 ° C., the inside of the capsule container is confirmed to be 1.33 × 10 −2 Pa or less, the exhaust pipe is closed, and the capsule container is sealed did.

次いで、封止したカプセル容器をHIP装置((株)神戸製鋼所製)内に設置し、カプセルHIP処理を行った。カプセルHIP処理における焼結過程は、圧力118MPaのアルゴン(Ar)ガス(純度99.9%)を圧力媒体とし、1200℃で4時間の条件で行った。カプセルHIP処理における冷却過程では、HIP装置内の温度が200℃になるまでは100℃/時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させて、実施例2−1の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Next, the sealed capsule container was placed in a HIP device (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), and capsule HIP treatment was performed. The sintering process in the capsule HIP process was performed at 1200 ° C. for 4 hours under a pressure medium of argon (Ar) gas (purity: 99.9%) having a pressure of 118 MPa. In the cooling process in the capsule HIP process, the cooling is performed at a cooling rate of 100 ° C./hour until the temperature in the HIP apparatus reaches 200 ° C., and then the natural cooling is performed to manufacture the cylindrical target material of Example 2-1. The method was carried out.

実施例2−2〜2−19、および比較例2−1〜2−9について、主として離型剤について変更した点を以下に示す。
なお、実施例2−2〜2−19および比較例2−1〜2−9においては、カプセル容器の大きさ、寸法がわずかながら実施例2−1と異なっている。また、カプセル容器の大きさ変更に伴い、第1の仕切り、第2の仕切りの直径も異なっている。
また、実施例2−20においては、混合粉末(被焼結材料)が実施例2−1と異なっている。
About Example 2-2 to 2-19 and Comparative Examples 2-1 to 2-9, the point which changed mainly about the mold release agent is shown below.
In Examples 2-2 to 2-19 and Comparative Examples 2-1 to 2-9, the size and dimensions of the capsule container are slightly different from those in Example 2-1. Moreover, the diameter of a 1st partition and a 2nd partition differs also with the magnitude | size change of a capsule container.
In Example 2-20, the mixed powder (sintered material) is different from Example 2-1.

(実施例2−2)
離型剤を、実施例1−2で用いたアルミナボールに変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−2の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-2)
The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-2 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the alumina ball used in Example 1-2.

(実施例2−3)
離型剤を、実施例1−3で多孔質アルミナボールに変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−3の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-3)
The method for producing the cylindrical target material of Example 2-3 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the porous alumina ball in Example 1-3.

(実施例2−4)
用いたカプセル容器は、ステンレス(SUS304)製の容器本体(直径:180mm、高さ700mm、厚み:2.5mmの円筒状の容器)に、ステンレス(SUS304)製の円筒状の部材(直径:128mm、高さ700mm)が接合されたものである。
(Example 2-4)
The capsule container used was a stainless steel (SUS304) cylindrical body (diameter: 128 mm) on a stainless steel (SUS304) container body (diameter: 180 mm, height 700 mm, thickness: 2.5 mm cylindrical container). , 700 mm in height) are joined.

カプセル容器の内側の全面及び上蓋に、厚さが3mmとなるまで離型剤をコーティングしコーティング膜を形成した。コーティング膜の材料は、無機塗料サーモプレグH(無機塗料の組成=Al:81質量%、SiO:13.9質量%、ZrO:5.1質量%。新日本サーマルセラミックス(株)製)を用いた。 A release agent was coated on the entire inner surface and upper lid of the capsule container until a thickness of 3 mm was formed to form a coating film. The material of the coating film is inorganic paint thermopreg H (composition of inorganic paint = Al 2 O 3 : 81 mass%, SiO 2 : 13.9 mass%, ZrO 2 : 5.1 mass%. Shin Nippon Thermal Ceramics Co., Ltd.) Made).

なお、コーティング膜の厚みは、コーティング膜の形成後、ノギスを用いてカプセル容器の壁とコーティング膜とを合わせた厚み測定し、カプセル容器の壁の厚みを差し引くことにより求めた。   The thickness of the coating film was determined by measuring the combined thickness of the capsule container wall and the coating film using calipers after the formation of the coating film, and subtracting the thickness of the capsule container wall.

次に、カプセル容器内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ894mmとなるまで充填した。   Next, the capsule container was filled with the obtained mixed powder until it reached a height of 894 mm while applying vibration until there was no volume change.

以後は、実施例2−1と同様にして、実施例2−4の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Thereafter, the cylindrical target material manufacturing method of Example 2-4 was carried out in the same manner as in Example 2-1.

(実施例2−5)
離型剤を、実施例1−5で用いたセラミックコクーンに変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−5の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-5)
The method for producing a cylindrical target material of Example 2-5 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the ceramic cocoon used in Example 1-5.

(実施例2−6)
離型剤を、実施例1−6で用いたセラミックペーパーとSUS箔とを重ねたものに変更し、SUS箔を混合粉末側に配置したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−6の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-6)
The release agent was changed to a laminate of the ceramic paper and SUS foil used in Example 1-6, and the SUS foil was placed on the mixed powder side, and the partitions (first partition, second partition) Except not using it, it carried out similarly to Example 2-1, and implemented the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-6.

(実施例2−7)
離型剤を、実施例1−7で用いたセラミックブランケットとSUS箔とを重ねたものに変更し、SUS箔を混合粉末側に配置したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−7の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-7)
The release agent was changed to the one obtained by overlapping the ceramic blanket used in Example 1-7 and the SUS foil, and the SUS foil was arranged on the mixed powder side, and the partitions (first partition, second partition) Except not using it, it carried out similarly to Example 2-1, and implemented the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-7.

(実施例2−8)
離型剤として、下記の形状、大きさを有するアルミナ成形体を用いた。アルミナ成形体は、アルミナ粉末をCIPにより成形し、常圧、1200℃で焼成したものを用いた。アルミナ成形体の相対密度は約70%であった。
アルミナ成形体31E:直径185mm、内径125mm、厚さ5mmの筒状(円環状)
アルミナ成形体31F:外径185mm、内径175mm、高さ690mmの筒状
アルミナ成形体31G:外径135mm、内径125mm、高さ690mmの筒状
アルミナ成形体31H:直径185mm、内径125mm、厚さ5mmの筒状(円環状)
(Example 2-8)
As a release agent, an alumina molded body having the following shape and size was used. As the alumina molded body, an alumina powder formed by CIP and fired at normal pressure and 1200 ° C. was used. The relative density of the alumina molded body was about 70%.
Alumina compact 31E: cylindrical shape (annular) with a diameter of 185 mm, an inner diameter of 125 mm, and a thickness of 5 mm
Alumina molded body 31F: cylindrical shape with outer diameter 185mm, inner diameter 175mm, height 690mm Alumina molded body 31G: cylindrical shape with outer diameter 135mm, inner diameter 125mm, height 690mm Alumina molded body 31H: diameter 185mm, inner diameter 125mm, thickness 5mm Cylindrical shape (annular)

アルミナ成形体31Eは、図5(a)に示す工程において、容器本体21の底部に充填する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Fは、図5(b)に示す工程において、容器本体21側に配置する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Gは、図5(b)に示す工程において、内壁部21b側に配置する離型剤として用いた。
アルミナ成形体31Hは、図5(c)に示す工程において、充填した被焼結材料2Aの上にさらに充填する離型剤として用いた。
The alumina molded body 31E was used as a mold release agent that fills the bottom of the container body 21 in the step shown in FIG.
The alumina molded body 31F was used as a release agent disposed on the container main body 21 side in the step shown in FIG.
The alumina molded body 31G was used as a mold release agent disposed on the inner wall 21b side in the step shown in FIG.
In the step shown in FIG. 5C, the alumina molded body 31H was used as a mold release agent for further filling the filled material to be sintered 2A.

離型剤を上述のアルミナ成形体に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例2−8の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。   Cylindrical target of Example 2-8 in the same manner as in Example 1-1, except that the release agent was changed to the above-mentioned alumina molded body and no partition (first partition, second partition) was used. The manufacturing method of material was implemented.

(実施例2−9)
離型剤を、実施例1−9で用いたモリブデンシートを2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−9の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-9)
Same as Example 2-1 except that the release agent was changed to one in which the molybdenum sheets used in Example 1-9 were stacked and that no partitions (first partition, second partition) were used. Then, the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-9 was carried out.

(実施例2−10)
離型剤を、実施例1−10で用いたタングステンシートを2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−10の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-10)
Same as Example 2-1 except that the release agent was changed to a stack of two tungsten sheets used in Example 1-10 and that no partition (first partition, second partition) was used. Then, the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-10 was carried out.

(実施例2−11)
離型剤を、実施例1−11で用いたタンタルシートを2枚重ねたものに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−11の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-11)
The release agent was the same as in Example 2-1, except that the tantalum sheet used in Example 1-11 was changed to a stack of two and that no partition (first partition, second partition) was used. Then, the manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-11 was carried out.

(実施例2−12)
離型剤を、実施例1−12で用いた窒化チタン粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−12の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-12)
The method for producing a cylindrical target material of Example 2-12 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the titanium nitride powder used in Example 1-12.

(実施例2−13)
離型剤を、実施例1−13で用いた酸化クロム粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−13の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-13)
A method for producing a cylindrical target material of Example 2-13 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the chromium oxide powder used in Example 1-13.

(実施例2−14)
離型剤を、実施例1−14で用いた酸化ジルコニウム粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−14の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-14)
The method for producing the cylindrical target material of Example 2-14 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the zirconium oxide powder used in Example 1-14.

(実施例2−15)
離型剤を、実施例1−15で用いたジルコニアボールに変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−15の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-15)
The method for producing a cylindrical target material of Example 2-15 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the zirconia balls used in Example 1-15.

(実施例2−16)
離型剤を、実施例1−16で用いたタンタル粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−16の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-16)
The method for producing the cylindrical target material of Example 2-16 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the tantalum powder used in Example 1-16.

(実施例2−17)
離型剤を、実施例1−17で用いたニオブ粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−17の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-17)
The manufacturing method of the cylindrical target material of Example 2-17 was implemented like Example 2-1, except having changed the mold release agent into the niobium powder used in Example 1-17.

(実施例2−18)
離型剤を、実施例1−18で用いたモリブデン粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−18の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-18)
The method for producing the cylindrical target material of Example 2-18 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the molybdenum powder used in Example 1-18.

(実施例2−19)
離型剤をタングステン粉末(粉末の直径は全てが43μm以下高純度化学研究所)に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−19の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Example 2-19)
Except that the release agent was changed to tungsten powder (powder diameter is 43 μm or less, High Purity Chemical Laboratory), in the same manner as in Example 2-1, a method for producing a cylindrical target material of Example 2-19 Carried out.

〔実施例2−20〕
(原料調整)
酸化亜鉛粉末(ZnO:ハクスイテック(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1.5μm)を、大気中1200℃で10時間仮焼した。昇温は、10℃/分の昇温速度で室温から1200℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、3.91g/cmであった。
[Example 2-20]
(Raw material adjustment)
Zinc oxide powder (ZnO: manufactured by Hakusuitec Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1.5 μm) was calcined at 1200 ° C. for 10 hours in the atmosphere. The temperature was raised from room temperature to 1200 ° C. at a rate of 10 ° C./min. After calcination, coarse pulverization was performed using a hammer mill to obtain a calcined zinc oxide powder.
The tap density of the obtained calcined zinc oxide powder was measured to be 3.91 g / cm 3 .

得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末(TiO(II):フルウチ化学(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ1μm以下)、および酸化アルミニウム粉末(Al:住友化学(株)製、純度99.9%、1次粒子サイズ0.5μm)を使用した。
亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がZn:Ti:Al=98.2:1.0:0.8となるように秤量し、実施例2−1と同様にして乾式混合を行って混合粉末を得た。得られた混合粉末は、本明細書における「被焼結材料2A」に該当する。
得られた混合粉末(セラミックス粉末)のタップ密度は3.91g/cmであった。
The obtained zinc oxide powder after calcination, titanium monoxide powder (TiO (II): manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 1 μm or less), and aluminum oxide powder (Al 2 O) 3 : Sumitomo Chemical Co., Ltd., purity 99.9%, primary particle size 0.5 μm) was used.
Weigh so that the atomic ratio of zinc, titanium, and aluminum is Zn: Ti: Al = 98.2: 1.0: 0.8, and perform dry mixing in the same manner as in Example 2-1 to mix. A powder was obtained. The obtained mixed powder corresponds to “sintered material 2A” in the present specification.
The tap density of the obtained mixed powder (ceramic powder) was 3.91 g / cm 3 .

このようにして得られた混合粉末を用いたこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−20の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
なお、カプセル容器内に充填された混合粉末について、混合粉末のタップ密度と、混合粉末の理論密度5.6g/cmとから求められる相対密度(焼結前の相対密度)は、69.8%であった。
また、混合粉末の体積と、混合粉末の焼結前の相対密度と、から求められる容器本体の容積に対する混合粉末の充填率は49.3%であった。
また、混合粉末および離型剤の合計の充填率は60.0%であった。
A method for producing a cylindrical target material of Example 2-20 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the mixed powder thus obtained was used.
In addition, about the mixed powder with which the capsule container was filled, the relative density (relative density before sintering) calculated | required from the tap density of mixed powder and the theoretical density 5.6g / cm < 3 > of mixed powder is 69.8. %Met.
Moreover, the filling rate of the mixed powder with respect to the volume of the container main body determined from the volume of the mixed powder and the relative density before sintering of the mixed powder was 49.3%.
Moreover, the total filling factor of the mixed powder and the release agent was 60.0%.

(比較例2−1)
離型剤を用いないこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−1の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(比較例2−2)
離型剤を、実施例1−2で用いたアルミナボールに変更し、混合粉末と容器本体との間には充填せず、混合粉末と円筒状の部材との間にのみ充填したこと、及び第1仕切りを用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−2の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-1)
The method for producing the cylindrical target material of Comparative Example 2-1 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that no release agent was used and no partition (first partition, second partition) was used. did.
(Comparative Example 2-2)
The release agent was changed to the alumina ball used in Example 1-2, and it was not filled between the mixed powder and the container body, but was filled only between the mixed powder and the cylindrical member, and Except not using a 1st partition, it carried out similarly to Example 2-1, and implemented the manufacturing method of the cylindrical target material of the comparative example 2-2.

(比較例2−3)
離型剤を、比較例1−2で用いたセラミックブランケットに変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−3の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-3)
Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the ceramic blanket used in Comparative Example 1-2 and that the partitions (first partition and second partition) were not used. -3 cylindrical target material manufacturing method was carried out.

(比較例2−4)
離型剤を、比較例1−4で用いた酸化チタン粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−4の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-4)
A method for producing a cylindrical target material of Comparative Example 2-4 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the titanium oxide powder used in Comparative Example 1-4.

(比較例2−5)
離型剤を、比較例1−5で用いたモリブデン箔に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−5の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-5)
Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the molybdenum foil used in Comparative Example 1-5, and no partition (first partition, second partition) was used. The manufacturing method of -5 cylindrical target material was implemented.

(比較例2−6)
離型剤を、比較例1−6で用いたSUS箔変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−6の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-6)
Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the SUS foil used in Comparative Example 1-6, and the partition (first partition, second partition) was not used. The manufacturing method of 6 cylindrical target materials was implemented.

(比較例2−7)
離型剤を、比較例1−7で用いたニッケル粉末に変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−7の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-7)
The method for producing the cylindrical target material of Comparative Example 2-7 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the nickel powder used in Comparative Example 1-7.

(比較例2−8)
離型剤を、比較例1−8で用いたニッケル箔に変更したこと、及び仕切り(第1仕切り、第2仕切り)を用いないこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−8の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-8)
Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the nickel foil used in Comparative Example 1-8 and that the partitions (first partition and second partition) were not used. The manufacturing method of -8 cylindrical target material was implemented.

(比較例2−9)
離型剤を、比較例1−9で用いた炭化チタンに変更したこと以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−9の円筒型ターゲット材の製造方法を実施した。
(Comparative Example 2-9)
A method for producing a cylindrical target material of Comparative Example 2-9 was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the release agent was changed to the titanium carbide used in Comparative Example 1-9.

実施例2−1〜2−20の結果を表7〜9に示し、比較例2−1〜2−9の結果を表10〜12に示す。
表7,10には、用いたカプセル容器の大きさおよび材質と、第1の仕切り、第2の仕切りとして用いる紙製の円筒の大きさを示す。表7,10において、「外径」とは容器本体の内側空間の直径のことである。また、表7,10において「内径」とは、円筒状の部材(図5の符号21b)の直径のことである。
表7,10において示す「R1」「R2」「R1−2d」「R2+2d」は、図5で示した寸法に対応する。
表8,11には、用いた離型剤についての情報をまとめて示す。
表9,12には、用いた被焼結材料および得られた焼結体(円筒型ターゲット材)についての情報をまとめて示す。
The results of Examples 2-1 to 2-20 are shown in Tables 7 to 9, and the results of Comparative Examples 2-1 to 2-9 are shown in Tables 10 to 12.
Tables 7 and 10 show the size and material of the capsule container used, and the size of the paper cylinder used as the first partition and the second partition. In Tables 7 and 10, “outer diameter” refers to the diameter of the inner space of the container body. In Tables 7 and 10, “inner diameter” refers to the diameter of a cylindrical member (reference numeral 21b in FIG. 5).
“R1”, “R2”, “R1-2d”, and “R2 + 2d” shown in Tables 7 and 10 correspond to the dimensions shown in FIG.
Tables 8 and 11 collectively show information on the release agents used.
Tables 9 and 12 collectively show information on the material to be sintered and the obtained sintered body (cylindrical target material).

Figure 2016117950
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実施例2−1〜2−20について、カプセルHIP処理後、金属製カプセル容器を取り外し、離型剤の様子を観察した。   For Examples 2-1 to 2-20, after the capsule HIP treatment, the metal capsule container was removed, and the state of the release agent was observed.

まず、得られた焼結体(IGZO焼結体、TAZO焼結体)に対してカプセル容器の外周側に充填された離型剤と、焼結体に対してカプセル容器の内周側に充填された離型剤とは、カプセルHIP処理前は粉末状であったが、処理後には固形状となっていた。この固形状の離型剤はカプセル容器および焼結体との接触面において変色は確認されず、いずれからも簡単に剥離することが出来た。   First, the release agent filled on the outer peripheral side of the capsule container with respect to the obtained sintered body (IGZO sintered body, TAZO sintered body) and the inner peripheral side of the capsule container with respect to the sintered body The released release agent was powdery before the capsule HIP treatment, but was solid after the treatment. This solid release agent was not discolored on the contact surface between the capsule container and the sintered body, and could be easily peeled off from both.

剥離した固形状の離型剤の密度を測長法で求め、上述の方法でカプセルHIP処理後の離型剤の相対密度を求めた。実施例2−1〜2−20においては、離型剤は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。   The density of the peeled solid release agent was determined by a length measurement method, and the relative density of the release agent after the capsule HIP treatment was determined by the method described above. In Examples 2-1 to 2-20, the release agent did not sufficiently sinter and remained at a low density.

一方、得られたIGZO焼結体、TAZO焼結体の相対密度は100.0%であり、電子顕微鏡で各種焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。   On the other hand, the relative density of the obtained IGZO sintered body and TAZO sintered body is 100.0%, and various sintered bodies were observed with an electron microscope. It was a body.

得られた各種焼結体については、外表面及び内表面を円筒形状になるように表面研削、外周研削および表面研磨することで、各種焼結体(IGZO焼結体、TAZO焼結体)を形成材料とする円筒型ターゲット材とすることができた。得られた円筒型ターゲット材は、外径:153mm、内径:135mm、長さ:530mmに加工した。   About various obtained sintered compacts, various surface sintered bodies (IGZO sintered compacts, TAZO sintered compacts) are obtained by surface grinding, peripheral grinding and surface polishing so that the outer surface and the inner surface become cylindrical. A cylindrical target material as a forming material could be obtained. The obtained cylindrical target material was processed into an outer diameter of 153 mm, an inner diameter of 135 mm, and a length of 530 mm.

これにより、本発明の円筒型ターゲット材の製造方法によれば、割れ、欠けが発生せずに500mm以上の長さを有し、相対密度100%を有する円筒型ターゲット材が得られることが確認できた。   Thereby, according to the manufacturing method of the cylindrical target material of the present invention, it is confirmed that a cylindrical target material having a length of 500 mm or more and a relative density of 100% can be obtained without cracking or chipping. did it.

得られた円筒型ターゲット材は、5本を一組として、貫通孔に外径:133mm、内径:125mm、長さ:2940mmのTi製バッキングチューブを挿入し、In半田により円筒型ターゲット材とバッキングチューブとを接合した。各ターゲット材の間隔(分割部の長さ)は0.2mmとした。   The obtained cylindrical target material is a set of five, and a Ti backing tube having an outer diameter of 133 mm, an inner diameter of 125 mm, and a length of 2940 mm is inserted into the through hole, and the cylindrical target material is backed by In solder. The tube was joined. The interval between the target materials (the length of the divided portion) was 0.2 mm.

これにより、本発明の円筒型ターゲット材の製造方法により製造されたターゲット材を用いて、割れ、欠けが発生せずに相対密度100%を有する各種ターゲットを製造できることが確認できた。
円筒型スパッタリングターゲット材、およびこれから形成されるターゲットが得られた。
Thus, it was confirmed that various targets having a relative density of 100% can be produced without causing cracks and chips using the target material produced by the method for producing a cylindrical target material of the present invention.
A cylindrical sputtering target material and a target formed therefrom were obtained.

一方、比較例2−1〜2−8については、カプセルHIP処理後、得られた焼結体には多数の亀裂が存在していたため、円筒型ターゲット材としてスパッタリングターゲットに加工することができなかった。
また、比較例2−1〜2−3については、カプセル容器と焼結体の接触箇所で容器材質と焼結体が反応した形跡を確認できた。
比較例2−1、2−2については、カプセル容器と焼結体との接触箇所において、EDX分析およびEPMA分析を行った。分析の結果、焼結体表面から2〜3mm以内の深さの範囲で、カプセル容器(SUS304)の成分である鉄、クロム、ニッケルが検出された。また、焼結体の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。
On the other hand, in Comparative Examples 2-1 to 2-8, after the capsule HIP treatment, since the obtained sintered body had many cracks, it could not be processed into a sputtering target as a cylindrical target material. It was.
Moreover, about Comparative Examples 2-1 to 2-3, the trace which the container material and the sintered compact reacted at the contact location of a capsule container and a sintered compact has been confirmed.
About Comparative Examples 2-1 and 2-2, EDX analysis and EPMA analysis were performed in the contact location of a capsule container and a sintered compact. As a result of analysis, iron, chromium, and nickel, which are components of the capsule container (SUS304), were detected within a depth range of 2 to 3 mm from the surface of the sintered body. Moreover, the discoloration which became dark on the contact location surface of a sintered compact was confirmed.

比較例2−3については、以下のように考えられる。
不織布であるセラミックスブランケットは、隙間を多く有している。そのため、充填工程において、混合粉末がセラミックスブランケットの隙間を抜けてカプセル容器に接してしまい、一部で「カプセル容器と混合粉末との間に離型剤が介在していない」部分、すなわちカプセル容器と混合粉末とが直接接触した部分が生じてしまったものと考えられる。このような部分においては、離型剤が所望の機能を果たすことができず、焼結体に応力が加わり、亀裂が生じたものと考えられる。
The comparative example 2-3 is considered as follows.
A ceramic blanket that is a non-woven fabric has many gaps. Therefore, in the filling process, the mixed powder passes through the gap of the ceramic blanket and comes into contact with the capsule container, and in part, the part where “the release agent is not interposed between the capsule container and the mixed powder”, that is, the capsule container It is considered that a part where the mixed powder and the mixed powder are in direct contact has occurred. In such a portion, it is considered that the mold release agent cannot perform a desired function, and stress is applied to the sintered body to cause a crack.

また、比較例2−4,2−7については、離型剤とカプセル容器との間、および離型剤と焼結体との間において反応した形跡が見られた。離型剤とカプセル容器との間では、離型剤の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。同様に、離型剤と焼結体との間でも、離型剤の接触箇所表面で黒ずんだ変色が確認された。離型剤について、EDX分析およびEPMA分析を行ったところ、離型剤中に、カプセル容器の材質であるSUS304由来成分(鉄、クロム、ニッケル)や、焼結体由来成分(インジウム、ガリウム、亜鉛)が検出された。
これらの結果から、比較例2−4,2−7で用いた離型剤は、焼結温度領域における被焼結材料との間や、カプセル容器との間で反応するため離型剤として不適であったと考えられる。さらに、カプセルHIP処理後の離型剤の相対密度が100%となっていたことから、離型剤が所望の機能を果たすことができず、焼結体に応力が加わり、亀裂が生じたものと考えられる。
また、比較例2−5、6、8については、モリブデン箔、ステンレス箔、ニッケル箔をそれぞれ用いたが、焼結処理後の厚さが全て1mm未満であったため、カプセルHIP処理時に焼結体に加わる応力を十分緩和することができず、亀裂が生じたものと考えられる。
Moreover, about Comparative Examples 2-4 and 2-7, the trace which reacted between the mold release agent and the capsule container and between the mold release agent and the sintered compact was seen. Between the release agent and the capsule container, a discoloration darkened on the surface of the release agent contact portion was confirmed. Similarly, a dark color change was confirmed between the release agent and the sintered body on the surface where the release agent contacted. When the release agent was subjected to EDX analysis and EPMA analysis, SUS304-derived components (iron, chromium, nickel) and sintered body-derived components (indium, gallium, zinc), which are the materials of the capsule container, were included in the release agent. ) Was detected.
From these results, the release agent used in Comparative Examples 2-4 and 2-7 is unsuitable as a release agent because it reacts with the material to be sintered in the sintering temperature region and with the capsule container. It is thought that it was. Furthermore, since the relative density of the release agent after the capsule HIP treatment was 100%, the release agent could not perform the desired function, and stress was applied to the sintered body, resulting in cracks. it is conceivable that.
In Comparative Examples 2-5, 6, and 8, molybdenum foil, stainless steel foil, and nickel foil were used, but the thickness after sintering was less than 1 mm. It is considered that the stress applied to the film could not be sufficiently relaxed and a crack occurred.

また、比較例2−9については、カプセルHIP処理時にガスが発生してカプセルが膨張したため、カプセルHIP処理を行うことができなかった。   In Comparative Example 2-9, gas was generated during capsule HIP treatment, and the capsule expanded, so that capsule HIP treatment could not be performed.

以上より、本発明の円筒型ターゲットの製造方法が有用であることが確認できた。   From the above, it was confirmed that the method for producing a cylindrical target of the present invention is useful.

1…スパッタリングターゲット、2…円筒型ターゲット材、2a…貫通孔、2A…被焼結材料、2x…内壁、3…バッキングチューブ、3a…貫通孔、3x…外壁、4…接合層、7…第1仕切り(仕切り)、8…第2仕切り(仕切り)、10…カプセル容器、11…容器本体、11a…外壁部、11b…内壁部、11c…底部、11x…内壁面、12…中芯、12x…表面、15…蓋、19…空間、20…カプセル容器、21…容器本体、21a…外壁部、21b…内壁部、21c…底部、21d…貫通孔、21x…内壁面、23…貫通孔、25…蓋、29…空間、31…離型剤、32…コーティング膜、301…フランジ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputtering target, 2 ... Cylindrical target material, 2a ... Through-hole, 2A ... Material to be sintered, 2x ... Inner wall, 3 ... Backing tube, 3a ... Through-hole, 3x ... Outer wall, 4 ... Bonding layer, 7th 1 partition (partition), 8 ... 2nd partition (partition), 10 ... capsule container, 11 ... container body, 11a ... outer wall part, 11b ... inner wall part, 11c ... bottom part, 11x ... inner wall surface, 12 ... middle core, 12x ... surface, 15 ... lid, 19 ... space, 20 ... capsule container, 21 ... container body, 21a ... outer wall, 21b ... inner wall, 21c ... bottom, 21d ... through hole, 21x ... inner wall, 23 ... through hole, 25 ... Lid, 29 ... Space, 31 ... Release agent, 32 ... Coating film, 301 ... Flange

Claims (12)

円筒状を呈しセラミックス焼結体からなる円筒型ターゲット材の製造方法であって、
カプセル容器に前記セラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、
前記カプセル容器を加圧しつつ前記被焼結材料を焼結処理する焼結工程と、を有し、
前記カプセル容器は、底部を有する円筒形の金属容器であり、
前記充填工程では、前記カプセル容器内に前記カプセル容器と同軸に円柱状の中芯を配置するとともに前記被焼結材料を充填し、さらに前記カプセル容器と前記被焼結材料との間、および前記中芯と前記被焼結材料との間に離型剤を常に介在させ、
前記離型剤は、前記焼結工程の焼結温度領域における前記被焼結材料との間の反応性が、前記被焼結材料と前記カプセル容器との間の反応性および前記被焼結材料と前記中芯との間の反応性よりも低いものであり、
前記離型剤の量は、前記焼結処理後の前記離型剤の厚さが1mm以上になるように制御されている円筒型ターゲット材の製造方法。
A method for producing a cylindrical target material having a cylindrical shape and comprising a ceramic sintered body,
A filling step of filling a capsule container with a material to be sintered which is a forming material of the ceramic sintered body;
A sintering step of sintering the material to be sintered while pressurizing the capsule container,
The capsule container is a cylindrical metal container having a bottom;
In the filling step, a cylindrical core is disposed in the capsule container coaxially with the capsule container and filled with the material to be sintered, and further between the capsule container and the material to be sintered, and A mold release agent is always interposed between the core and the material to be sintered,
The release agent has a reactivity between the material to be sintered in the sintering temperature region of the sintering step, and a reactivity between the material to be sintered and the capsule container and the material to be sintered. Lower than the reactivity between the core and the core,
The amount of the mold release agent is a method for producing a cylindrical target material in which the thickness of the mold release agent after the sintering treatment is controlled to be 1 mm or more.
前記充填工程において、前記被焼結材料と前記離型剤とを仕切る仕切りを前記カプセル容器内に設けた状態で、前記被焼結材料の粉末および前記離型剤の粉末をカプセル容器に充填し、
前記仕切りは、前記カプセル容器の内壁面と前記内壁面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間、および前記中芯の表面と前記表面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間に、前記量の離型剤が充填可能なように制御して設ける請求項1に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。
In the filling step, the capsule material is filled with the powder of the material to be sintered and the powder of the release agent in a state where a partition for partitioning the material to be sintered and the release agent is provided in the capsule vessel. ,
The partition is formed between a space formed between an inner wall surface of the capsule container and a surface of the partition facing the inner wall surface, and a surface of the core and the surface of the partition facing the surface. The method for producing a cylindrical target material according to claim 1, wherein the space to be formed is provided so as to be filled with the amount of the release agent.
前記充填工程において、前記カプセル容器の内側および前記中芯の表面に、前記離型剤と溶媒とを含む塗料を塗布し、前記溶媒を乾燥除去してコーティング膜を形成した後、前記被焼結材料を充填する請求項1に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   In the filling step, a coating material containing the release agent and a solvent is applied to the inside of the capsule container and the surface of the core, and the solvent is removed by drying to form a coating film, and then the sintered body The manufacturing method of the cylindrical target material of Claim 1 with which a material is filled. 円筒状を呈しセラミックス焼結体からなる円筒型ターゲット材の製造方法であって、
カプセル容器に前記セラミックス焼結体の形成材料である被焼結材料を充填する充填工程と、
前記カプセル容器を加圧しつつ前記被焼結材料を焼結処理する焼結工程と、を有し、
前記カプセル容器は、円筒状の外壁部と、前記外壁部と同軸に設けられた円筒形の内壁部と、前記外壁部および前記内壁部とを接続する円環状の底部と、を有する金属容器であり、
前記充填工程では、前記カプセル容器内に前記被焼結材料を充填するとともに、前記カプセル容器と前記被焼結材料との間に離型剤を常に介在させ、
前記離型剤は、前記焼結工程の焼結温度領域における前記被焼結材料との間の反応性が、前記被焼結材料と前記カプセル容器との間の反応性よりも低いものであり、
前記離型剤の量は、前記焼結処理後の前記離型剤の厚さが1mm以上になるように制御されている円筒型ターゲット材の製造方法。
A method for producing a cylindrical target material having a cylindrical shape and comprising a ceramic sintered body,
A filling step of filling a capsule container with a material to be sintered which is a forming material of the ceramic sintered body;
A sintering step of sintering the material to be sintered while pressurizing the capsule container,
The capsule container is a metal container having a cylindrical outer wall portion, a cylindrical inner wall portion provided coaxially with the outer wall portion, and an annular bottom portion connecting the outer wall portion and the inner wall portion. Yes,
In the filling step, the capsule material is filled with the material to be sintered, and a release agent is always interposed between the capsule container and the material to be sintered,
The mold release agent has a lower reactivity with the material to be sintered in the sintering temperature region of the sintering step than a reactivity between the material to be sintered and the capsule container. ,
The amount of the mold release agent is a method for producing a cylindrical target material in which the thickness of the mold release agent after the sintering treatment is controlled to be 1 mm or more.
前記充填工程において、前記被焼結材料と前記離型剤とを仕切る仕切りを前記カプセル容器内に設けた状態で、前記被焼結材料の粉末および前記離型剤の粉末をカプセル容器に充填し、
前記仕切りは、前記カプセル容器の内壁面と、前記内壁面と対向する前記仕切りの面との間に形成される空間に、前記量の離型剤が充填可能なように制御して設ける請求項4に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。
In the filling step, the capsule material is filled with the powder of the material to be sintered and the powder of the release agent in a state where a partition for partitioning the material to be sintered and the release agent is provided in the capsule vessel. ,
The partition is controlled and provided so that the space formed between the inner wall surface of the capsule container and the surface of the partition facing the inner wall surface can be filled with the amount of the release agent. 5. A method for producing a cylindrical target material according to 4.
前記充填工程において、前記カプセル容器の内側に、前記離型剤と溶媒とを含む塗料を塗布し、前記溶媒を乾燥除去してコーティング膜を形成した後、前記被焼結材料を充填する請求項4に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   In the filling step, the coating material containing the mold release agent and the solvent is applied to the inside of the capsule container, and after the solvent is dried and removed to form a coating film, the material to be sintered is filled. 5. A method for producing a cylindrical target material according to 4. 前記充填工程において、前記離型剤として、前記離型剤をシート状に成形したものを用いる請求項1または4に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   The manufacturing method of the cylindrical target material of Claim 1 or 4 which uses what shape | molded the said mold release agent in the sheet form as the said mold release agent in the said filling process. 前記離型剤として、前記焼結処理を行う温度よりも高い融点を有する金属を形成材料とするものを用いる請求項1から7のいずれか1項に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   The method for producing a cylindrical target material according to any one of claims 1 to 7, wherein a metal having a melting point higher than a temperature at which the sintering process is performed is used as the mold release agent. 前記離型剤は、前記焼結処理後の相対密度が85%以下である請求項8に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   The method for producing a cylindrical target material according to claim 8, wherein the release agent has a relative density of 85% or less after the sintering treatment. 前記離型剤として、金属酸化物を形成材料とし、前記焼結処理後の相対密度が85%以下であるものを用いる請求項1から7のいずれか1項に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   The production of the cylindrical target material according to any one of claims 1 to 7, wherein a metal oxide is used as the mold release agent and a relative density after the sintering treatment is 85% or less. Method. 前記離型剤は、アルミナ粉末を含む請求項10に記載の円筒型ターゲット材の製造方法。   The method for producing a cylindrical target material according to claim 10, wherein the release agent includes alumina powder. 相対密度が100%である円筒型ターゲット材。   A cylindrical target material having a relative density of 100%.
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