JP2018193603A - Method for manufacturing cylindrical target material, method for manufacturing cylindrical sputtering target, jig for machining cylindrical sintered body, grinding device, and cylindrical target material - Google Patents

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勲雄 安東
Isao Ando
勲雄 安東
誠 小沢
Makoto Ozawa
誠 小沢
茂生 仁藤
Shigeo Nito
茂生 仁藤
笠井 彰二
Shoji Kasai
彰二 笠井
尾崎 誠
Makoto Ozaki
誠 尾崎
崇 野間元
Takashi Nomamoto
崇 野間元
健治 宇多
Kenji Uda
健治 宇多
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Abstract

To provide a machining jig that has a smaller concentricity and a simple processing method, and does not generate a trouble such as dirt on a target material and an outer peripheral surface of the target material to be used.SOLUTION: In a method for manufacturing a cylindrical target material including a grinding process in which a cylindrical target material is fabricated by grinding a cylindrical sintered body, the grinding process has: a process S13-a of grinding one end face of a sintered body; a process S13-b of temporarily fastening the sintered body and installing it to a jig for machining a cylindrical sintered body via a temporarily fastening adhesive agent; a process S13-c of grinding the other end face of the sintered body; a process S13-d of grinding an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the sintered body; and a process S13-e of removing a target material obtained by grinding the sintered body, the jig for machining a cylindrical sintered body includes a cylindrical sleeve part, and a base provided on a bottom face of the sleeve part, the inner diameter of the sleeve part is larger than the inner diameter of the sintered body and the outer diameter of the sleeve part is smaller than the outer diameter of the sintered body, the temporarily fastening adhesive agent is applied to the top face of the sleeve part, and the sintered body is temporarily fastened.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、円筒形ターゲット材の製造方法、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法、円筒形焼結体加工用治具、研削装置、および円筒形ターゲット材に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical target material, a method for manufacturing a cylindrical sputtering target, a jig for processing a cylindrical sintered body, a grinding apparatus, and a cylindrical target material.

従来、平板状であったスパッタリングターゲットを、円筒形とすることで、ターゲットの使用効率を上げることが提案されている。このスパッタリング法は、円筒形のバッキングチューブとその外周部に形成された円筒形のターゲット材からなる円筒形スパッタリングターゲットを用い、バッキングチューブの内側に磁場発生設備と冷却設備を設置して、円筒形スパッタリングターゲットを回転させながら、スパッタリングを行うものである。円筒形スパッタリングターゲットの使用により、これまで20%〜30%であったターゲット使用効率を、60%〜70%にまで高めることができるとされている。   Conventionally, it has been proposed to increase the usage efficiency of a target by making a flat sputtering target into a cylindrical shape. This sputtering method uses a cylindrical sputtering target consisting of a cylindrical backing tube and a cylindrical target material formed on the outer periphery thereof, and a magnetic field generating facility and a cooling facility are installed inside the backing tube to form a cylindrical shape. Sputtering is performed while rotating the sputtering target. It is said that the use efficiency of the target, which has been 20% to 30% so far, can be increased to 60% to 70% by using the cylindrical sputtering target.

この円筒形ターゲットに用いられているセラミックス材料の焼結体は機械強度が低く、脆いために、円筒形ターゲットを製造する工程において、円筒形焼結体の機械加工が難しいという問題がある。焼結体を加工した円筒形加工体の外径中心と内径中心の位置ズレ(以下同心度とする)が大きいと、円筒形ターゲットが偏芯して回転しスパッタリングが不安定になるという問題がある。また円筒形加工体を複数接合した円筒形ターゲットは、同心度の大きさに接合精度のばらつきが加算され、円筒形ターゲットの外径に大きな段差が生じ、この段差が0.5mmを超えると異常放電が多発する。   Since the sintered body of the ceramic material used for this cylindrical target has low mechanical strength and is brittle, there is a problem that it is difficult to machine the cylindrical sintered body in the process of manufacturing the cylindrical target. If the cylindrical workpiece that has been processed from a sintered body has a large misalignment between the center of the outer diameter and the center of the inner diameter (hereinafter referred to as concentricity), the cylindrical target will be decentered and rotated, making sputtering unstable. is there. In addition, a cylindrical target with multiple cylindrical workpieces joined has a large step difference in the outer diameter of the cylindrical target due to the addition of a variation in bonding accuracy to the degree of concentricity. Discharge occurs frequently.

このため、特許文献1では、旋盤を用いて、円筒形セラミックス焼結体の内径を最初に加工し、テーパー付きの固定用冶具(中心位置合せ用の穴付き)を加工した焼結体の内径にはめ込み、この固定用冶具の両端を旋盤で固定して外径を加工することで、同心度(偏心)を0.2mm以下とすることができる旨が記載されている。   For this reason, in Patent Document 1, using a lathe, the inner diameter of the sintered ceramics is first processed by processing the inner diameter of the cylindrical ceramic sintered body and then processing the tapered fixing jig (with the hole for center alignment). It is described that the concentricity (eccentricity) can be reduced to 0.2 mm or less by fitting and fixing both ends of the fixing jig with a lathe to process the outer diameter.

特許文献2では、加工方法に回転砥石を使用した研削加工を用い、焼結体と固定治具の間に金属細線を挿入することで軸合わせを行い、同心度を0.5mm未満(0.04mm〜0.4mm)とする加工方法が開示されている。研削加工は、旋盤加工と異なり、脆性なセラミックス材料に対してクラックや欠けの発生を抑制して加工することができる。   In Patent Document 2, grinding is performed using a rotating grindstone as a processing method, and alignment is performed by inserting a thin metal wire between a sintered body and a fixing jig, and concentricity is less than 0.5 mm (0. (04 mm to 0.4 mm) is disclosed. Unlike lathe processing, grinding processing can be performed on brittle ceramic materials while suppressing the occurrence of cracks and chips.

特許文献3では、ゴム被覆した3以上の支持爪で円筒形焼結体の内径に挿入し固定して、円筒形焼結体の外径を研削加工する方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses a method of grinding the outer diameter of a cylindrical sintered body by inserting and fixing the inner diameter of the cylindrical sintered body with three or more support claws coated with rubber.

特許文献4では、円筒形焼結体の端面に、仮止め接着剤を塗布して固定し、円筒研削装置と内径研削装置を用いて、同心度を0.30mm以下(0.09mm〜0.3mm)とする加工方法が開示されている。この加工方法では、外径研削した加工体を円筒研削装置から取り外して、内径研削装置の回転軸に取り付けるので、軸合わせ作業を行う必要がある。一般的に、軸合わせ作業は、加工体の外径にダイヤルゲージを接触させて、内径研削装置を回転させ、ダイヤルゲージの振れが小さくなるように加工体の取り付け位置を調整する作業を行う。これを加工体の異なる長さ位置についても繰り返し行うことで回転軸のズレを小さくすることができる。   In Patent Document 4, a temporary fixing adhesive is applied and fixed to an end face of a cylindrical sintered body, and a concentricity is 0.30 mm or less (0.09 mm to 0.00) using a cylindrical grinding device and an inner diameter grinding device. 3 mm) is disclosed. In this processing method, since the outer diameter ground workpiece is removed from the cylindrical grinding device and attached to the rotating shaft of the inner diameter grinding device, it is necessary to perform an axis alignment operation. In general, the axis alignment operation is performed by bringing the dial gauge into contact with the outer diameter of the workpiece, rotating the inner diameter grinding device, and adjusting the attachment position of the workpiece so that the deflection of the dial gauge is reduced. By repeating this operation for different length positions of the workpiece, the deviation of the rotation axis can be reduced.

特開2005−281862号公報JP 2005-281862 A 特開2015−036448号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-036448 特開2016−044333号公報JP 2006-044333 A 特開2016−089181号公報JP 2006-089181 A

しかしながら、特許文献1に記載された製造方法には、脆性な焼結体を旋盤加工すると、円筒形加工体にクラックや欠けが多発するという可能性がある。また、特許文献2に記載された製造方法には、焼結体と固定治具を固定する際に、面積の大きな外周面と内周面に仮止め接着剤を塗布するため、加工後に洗浄を実施しても接着剤成分が残存してしまう。さらに、特許文献3に記載された製造方法には、内径の加工方法については記載がなく、同心度に関する記載もない。そして、特許文献4に記載された製造方法には、一連の軸合わせ作業は時間と熟練を要する作業であって、生産効率は高くない。   However, according to the manufacturing method described in Patent Document 1, when a brittle sintered body is turned, there is a possibility that cracks and chips occur frequently in the cylindrical processed body. Moreover, in the manufacturing method described in Patent Document 2, when fixing the sintered body and the fixing jig, a temporary fixing adhesive is applied to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface having a large area. Even if it carries out, an adhesive component will remain. Furthermore, in the manufacturing method described in Patent Document 3, there is no description about the processing method of the inner diameter, and there is no description about the concentricity. In the manufacturing method described in Patent Document 4, a series of axis alignment operations require time and skill, and the production efficiency is not high.

上記したように、特許文献1ないし4に記載された円筒形ターゲットに用いられる円筒形加工体の形状寸法を整える加工方法は、まだ十分であるとは言えない状況である。   As described above, the processing method for adjusting the shape and size of the cylindrical workpiece used in the cylindrical target described in Patent Documents 1 to 4 is not yet sufficient.

そこで、本発明では、上記状況を鑑み、円筒形ターゲットに用いられる円筒形焼結体は、より同心度が小さく、かつ加工方法が簡便であり、ターゲット材そして使用される焼結体の外周面の汚れ等といった不具合がないことが可能な、新規かつ改良された円筒形ターゲット材の製造方法、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法、円筒形焼結体加工用治具、研削装置、および円筒形ターゲット材を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, in view of the above situation, the cylindrical sintered body used for the cylindrical target has a smaller concentricity and a simple processing method, and the outer peripheral surface of the target material and the sintered body used. New and improved method for manufacturing cylindrical target material, method for manufacturing cylindrical sputtering target, jig for processing cylindrical sintered body, grinding apparatus, and cylindrical target The purpose is to provide materials.

即ち、本発明の一態様では、円筒状の焼結体を研削することにより円筒状のターゲット材を作製する研削工程を含む円筒形ターゲット材の製造方法であって、前記研削工程は、前記焼結体の一端面を研削する工程と、円筒形焼結体加工用治具に仮止め接着剤を介して該焼結体を仮止めして設置する工程と、該焼結体の他端面を研削する工程と、該焼結体の外周面および内周面を研削する工程と、該焼結体を研削することにより得られる前記ターゲット材を取り外す工程とを有し、前記円筒形焼結体加工用治具には、円筒状のスリーブ部と、該スリーブ部の底面に設けられる基台とを備え、前記スリーブ部の内径が前記焼結体の内径より大きく、かつ前記スリーブ部の外径が前記焼結体の外径より小さく、前記仮止め接着剤は、前記スリーブ部の頂面に塗布され、前記焼結体が仮止めされることを特徴とする。   That is, according to one aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method of a cylindrical target material including a grinding step of producing a cylindrical target material by grinding a cylindrical sintered body, wherein the grinding step includes the firing step. A step of grinding one end surface of the bonded body, a step of temporarily fixing the sintered body to a cylindrical sintered body processing jig via a temporary fixing adhesive, and a second end surface of the sintered body. A step of grinding, a step of grinding an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the sintered body, and a step of removing the target material obtained by grinding the sintered body, the cylindrical sintered body The processing jig includes a cylindrical sleeve portion and a base provided on the bottom surface of the sleeve portion, and the inner diameter of the sleeve portion is larger than the inner diameter of the sintered body and the outer diameter of the sleeve portion. Is smaller than the outer diameter of the sintered body, and the temporary adhesive is the sleeve portion. Applied to the top surface, the sintered body is characterized in that it is temporarily fixed.

また、本発明の一態様では、前記スリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzが、2μm以上12μm以下であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, it is preferable that the ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion is 2 μm or more and 12 μm or less.

また、本発明の一態様では、前記スリーブ部の高さが、30mm以上100mm以下であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, it is preferable that a height of the sleeve portion is 30 mm or more and 100 mm or less.

また、本発明の一態様では、前記焼結体の一端面を、端面加工用治具により研削し、前記端面加工用治具は、台座と、該台座から鉛直上に固定される支柱と、前記焼結体を保持する押付ボルトとを備え、前記支柱の本数が、3本または4本であり、前記支柱の高さが、前記焼結体の長さの1/2以上、該焼結体の長さ以下であり、前記押付ボルトの端部が、弾性体であることが好ましい。   Further, in one aspect of the present invention, one end face of the sintered body is ground by an end face processing jig, the end face processing jig includes a pedestal, and a column fixed vertically from the pedestal, A pressing bolt for holding the sintered body, the number of the columns is 3 or 4, and the height of the column is 1/2 or more of the length of the sintered body. It is preferable that the end portion of the pressing bolt is an elastic body.

本発明の他の態様では、円筒形スパッタリングターゲットを作製する円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、上述した円筒形ターゲット材の製造方法により製造される円筒状のターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置する配置工程と、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの隙間に接合材を充填する充填工程と、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを放冷させることにより前記接合材を固化し、前記隙間に接合層を形成する接合工程とを有することを特徴とする。   In another aspect of the present invention, a cylindrical sputtering target manufacturing method for producing a cylindrical sputtering target, wherein a backing tube is formed in a hollow portion of the cylindrical target material manufactured by the above-described cylindrical target material manufacturing method. And the step of solidifying the bonding material by allowing the target material and the backing tube to cool, and the step of filling the bonding material into the gap between the target material and the backing tube, A bonding step of forming a bonding layer in the gap.

本発明の他の態様では、円筒状の焼結体を研削するための円筒形焼結体加工用治具であって、円筒状のスリーブ部と、前記スリーブ部の底面に設けられる基台とを備え、前記スリーブ部の頂面は、前記焼結体を仮止めする仮止め接着剤を塗布可能に構成され、前記スリーブ部の内径が前記焼結体の内径より大きく、かつ前記スリーブ部の外径が前記焼結体の外径より小さいことを特徴とする。   In another aspect of the present invention, a cylindrical sintered body processing jig for grinding a cylindrical sintered body, the cylindrical sleeve portion, and a base provided on the bottom surface of the sleeve portion, A top surface of the sleeve portion is configured to be able to apply a temporary fixing adhesive for temporarily fixing the sintered body, and an inner diameter of the sleeve portion is larger than an inner diameter of the sintered body, and the sleeve portion The outer diameter is smaller than the outer diameter of the sintered body.

また、本発明の他の態様では、前記スリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzが、2μm以上12μm以下であることが好ましい。   In another aspect of the present invention, the ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion is preferably 2 μm or more and 12 μm or less.

また、本発明の他の態様では、前記スリーブ部の高さが、30mm以上100mm以下であることが好ましい。   In another aspect of the present invention, it is preferable that a height of the sleeve portion is 30 mm or more and 100 mm or less.

本発明の他の態様では、円筒状の焼結体を研削する研削装置であって、前記焼結体の両端面、外周面、および内周面を研削する研削手段と、上述した円筒形焼結体加工用治具とを備えることを特徴とする。   In another aspect of the present invention, there is provided a grinding apparatus for grinding a cylindrical sintered body, the grinding means for grinding both end faces, the outer peripheral face and the inner peripheral face of the sintered body, and the above-mentioned cylindrical firing. And a ligation processing jig.

本発明の他の態様に係るでは、円筒形スパッタリングターゲットの原料として用いられる円筒形ターゲット材であって、外径および内径の同心度が、0.03mm以下であることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, a cylindrical target material used as a raw material for a cylindrical sputtering target, wherein the concentricity of the outer diameter and the inner diameter is 0.03 mm or less.

本発明によれば、より同心度が小さく、かつ研削手段が簡便であり、外周面に汚れ等といった不具合がないターゲット材を作製することができる。   According to the present invention, it is possible to produce a target material having a smaller concentricity, simple grinding means, and no defects such as dirt on the outer peripheral surface.

本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法の概略を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る研削装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the grinding device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る端面加工用治具を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the end surface processing jig | tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る円筒形焼結体加工用治具を説明するための概略断面図であり、(A)は円筒形焼結体の他端面の研削を示す図であり、(B)は円筒形焼結体の外周面の研削を示す図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the jig | tool for cylindrical sintered compact processing concerning one Embodiment of this invention, (A) is a figure which shows grinding of the other end surface of a cylindrical sintered compact, (B ) Is a diagram showing grinding of the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body. 本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法に含まれる研削工程の詳細を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the detail of the grinding process included in the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法を模式的に示す概略断面図であり、(A)は円筒形焼結体の基準面となる一端面の研削を示す図であり、(B)は円筒形焼結体の他端面の研削を示す図であり、(C)は円筒形焼結体の外周面の研削を示す図であり、(D)は円筒形焼結体の内周面の研削を示す図であり、(E)は円筒形焼結体の研削終了後を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is a figure which shows the grinding of the end surface used as the reference surface of a cylindrical sintered compact, (B) is a figure which shows grinding of the other end surface of a cylindrical sintered compact, (C) is a figure which shows grinding of the outer peripheral surface of a cylindrical sintered compact, (D) is a figure of cylindrical sintered compact It is a figure which shows grinding of an internal peripheral surface, (E) is a figure which shows after completion | finish of grinding of a cylindrical sintered compact. 本発明の一実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of the cylindrical sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

また、本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法は、円筒形ターゲットに用いられる円筒形焼結体への適用を例にとって、以下、説明する。   Moreover, the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated below taking the application to the cylindrical sintered compact used for a cylindrical target as an example.

本発明者らは、上述した円筒形ターゲット材に用いられる円筒形焼結体の形状寸法を整える加工手段に関する問題を解決するため、円筒形ターゲット材を得るための製造方法、加工用治具および研削装置について鋭意研究を重ねた。その結果、円筒形焼結体の一端面を、治具の頂面に仮止め接着剤を介して仮止めし、円筒形ターゲット材の外周面および内周面を連続して研削する方法を見出した。   In order to solve the problems relating to the processing means for adjusting the shape and size of the cylindrical sintered body used in the above-described cylindrical target material, the present inventors have provided a manufacturing method, a processing jig, and a manufacturing method for obtaining the cylindrical target material. We have earnestly researched about grinding equipment. As a result, one end surface of the cylindrical sintered body is temporarily fixed to the top surface of the jig via a temporary fixing adhesive, and a method for continuously grinding the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the cylindrical target material is found. It was.

これにより、円筒形焼結体を取り付ける工程および取り外す工程が削減され、研削加工時間を短縮することができる。また、円筒形焼結体を取り外さず連続して外周面及び内周面を研削した結果、ターゲット材の同心度を0.03mm以下とすることで、複数のターゲット材を接合した円筒形スパッタリングターゲットの異常放電が抑制されることを見出した。これは、小さな同心度により、複数接合した場合の接合精度のばらつきも加えた円筒形ターゲット材の段差が小さくなって、異常放電が抑制されるためと考えられる。以下、本実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法を詳しく説明する。   Thereby, the process of attaching and removing the cylindrical sintered body is reduced, and the grinding time can be shortened. Moreover, as a result of grinding the outer peripheral surface and the inner peripheral surface continuously without removing the cylindrical sintered body, the concentricity of the target material is set to 0.03 mm or less so that a plurality of target materials are joined together. It was found that abnormal discharge was suppressed. This is presumably because of the small concentricity, the level difference of the cylindrical target material including the variation in joining accuracy when joining a plurality of parts becomes small, and abnormal discharge is suppressed. Hereinafter, the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on this embodiment is demonstrated in detail.

[1.円筒形ターゲット材の製造方法]
図1は、本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法の概略を示すフロー図である。本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法は、図1に示すように、成形工程S11と焼成工程S12と研削工程S13とを有する。以下、各工程を説明する。
[1. Manufacturing method of cylindrical target material]
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a cylindrical target material according to an embodiment of the present invention. The manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on one Embodiment of this invention has the formation process S11, the baking process S12, and the grinding process S13, as shown in FIG. Hereinafter, each process will be described.

(成形工程)
成形工程S11は、原料に酸化物粉末を用い、造粒し、円筒形ゴム型に充填し、冷間静水圧プレスにより円筒形成形体を形成する。円筒形焼結体の原料とする酸化物粉末は、ターゲット材のその用途に応じて適宜選択することができ、特に制限されることはない。たとえば、インジウム(In)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)およびチタン(Ti)等を主成分とする酸化物粉末を使用することができる。上述した酸化物粉末に、水、バインダおよび分散剤等を加えてスラリー化し、このスラリーを噴霧乾燥することにより造粒粉末とする。
(Molding process)
In the molding step S11, an oxide powder is used as a raw material, granulated, filled into a cylindrical rubber mold, and a cylindrical formed body is formed by cold isostatic pressing. The oxide powder used as the raw material of the cylindrical sintered body can be appropriately selected according to the use of the target material, and is not particularly limited. For example, it is possible to use an oxide powder mainly composed of indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), aluminum (Al), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), and the like. it can. Water, a binder, a dispersant, and the like are added to the above-described oxide powder to form a slurry, and the slurry is spray-dried to obtain a granulated powder.

造粒粉末をゴム型に充填し、冷間静水圧プレス法(CIP)により円筒形の圧縮成形体を作製する。プレス圧力は、高密度の円筒形焼結体を得る観点から、好ましくは100MPa以上、より好ましくは200MPa以上の圧力で成形することが好ましい。圧力が100MPa未満では、高密度の円筒形焼結体を得ることができない。なお、圧力の上限は、特に制限されることはないが、装置の耐久性等を考慮すると、500MPa以下とすることが好ましい。   The granulated powder is filled into a rubber mold, and a cylindrical compression-molded body is produced by cold isostatic pressing (CIP). From the viewpoint of obtaining a high-density cylindrical sintered body, the pressing pressure is preferably molded at a pressure of 100 MPa or more, more preferably 200 MPa or more. If the pressure is less than 100 MPa, a high-density cylindrical sintered body cannot be obtained. The upper limit of the pressure is not particularly limited, but is preferably 500 MPa or less in consideration of the durability of the apparatus.

ゴム型としては、上下蓋、中枠および外枠から構成されるものを用いることができる。ゴム型の材質としては、たとえば、上下蓋にはシリコーンゴム、中枠には硬質プラスチックゴム、外枠には軟質ゴムを用いることができる。   As the rubber mold, one constituted by an upper and lower lid, an inner frame and an outer frame can be used. As the material of the rubber mold, for example, silicone rubber can be used for the upper and lower lids, hard plastic rubber can be used for the inner frame, and soft rubber can be used for the outer frame.

このような圧縮成形では、ゴム型の各部に水圧が作用する際にタイムラグが生じるため、成形型内で造粒粉末の流動にばらつきが起こり、得られる円筒形成形体の形状に歪みが生じることがある。   In such compression molding, a time lag occurs when water pressure acts on each part of the rubber mold, so that the flow of the granulated powder varies within the molding mold, and the shape of the resulting cylindrical formed body may be distorted. is there.

(焼成工程)
焼成工程S12は、円筒形成形体を焼成し、円筒形焼結体を得る。具体的には、円筒形成形体を、焼成炉を用いて焼成し、焼結させることにより、円筒形焼結体を作製する。焼成工程では、はじめに、成形体からバインダや分散剤等の有機成分を分解および揮発させる脱脂処理を行う。具体的には、円筒形成形体を300℃〜500℃、好ましくは350℃〜450℃で、50時間〜300時間、好ましくは100時間〜200時間加熱することにより有機成分を分解および揮発させる。加熱温度が300℃未満、または、加熱時間が50時間未満では、十分な脱脂効果を得ることができない。一方、加熱温度が500℃を超え、または、加熱時間が300時間を超えると、生産性が悪化してしまう。
(Baking process)
In the firing step S12, the cylindrical formed body is fired to obtain a cylindrical sintered body. Specifically, the cylindrical formed body is fired using a firing furnace and sintered to produce a cylindrical sintered body. In the firing step, first, degreasing treatment is performed to decompose and volatilize organic components such as a binder and a dispersant from the molded body. Specifically, the organic component is decomposed and volatilized by heating the cylindrical formed body at 300 ° C. to 500 ° C., preferably 350 ° C. to 450 ° C., for 50 hours to 300 hours, preferably 100 hours to 200 hours. When the heating temperature is less than 300 ° C. or the heating time is less than 50 hours, a sufficient degreasing effect cannot be obtained. On the other hand, when the heating temperature exceeds 500 ° C. or the heating time exceeds 300 hours, productivity deteriorates.

なお、脱脂処理時は大気雰囲気で行うことが好ましい。具体的には、焼成炉内に、雰囲気ガス(空気)を炉内容積1mあたり100L/分〜600L/分、好ましくは200L/分〜400L/分で流通させた状態で脱脂処理を行う。このような流量で空気を流通させることにより、円筒形成形体中の有機成分を十分に分解および揮発させつつ、炉内温度を±20℃の範囲内で制御することができるため、高密度で均一な円筒形焼結体を得ることが可能となる。 The degreasing treatment is preferably performed in an air atmosphere. Specifically, the degreasing treatment is performed in a state where the atmosphere gas (air) is circulated in the firing furnace at a rate of 100 L / min to 600 L / min, preferably 200 L / min to 400 L / min per 1 m 3 of the furnace volume. By circulating air at such a flow rate, the furnace temperature can be controlled within a range of ± 20 ° C. while sufficiently decomposing and volatilizing the organic components in the cylindrical formed body, so that the density is high and uniform. It becomes possible to obtain a simple cylindrical sintered body.

脱脂処理後、円筒形成形体をさらに高温で加熱し、焼結させることが必要となる。この際、昇温速度を15℃/時間〜150℃/時間以下に制御することが好ましい。これにより、円筒形成形体の内部に存在する空孔を、効果的に外部へ放出することが可能なる。これに対して、昇温速度が15℃/時間未満では、生産性が著しく悪化する。一方、昇温速度が150℃/時間を超えると、炉内の温度分布が不均一となり、均一な円筒形焼結体を得ることが困難となる。なお、炉内の温度分布を均一にするとともに、円筒形成形体の内部の粒成長を均一に進行させる観点から、昇温速度は130℃/時間以下とすることがより好ましく、100℃/時間以下とすることがさらに好ましい。   After the degreasing treatment, it is necessary to heat and sinter the cylindrical formed body at a higher temperature. At this time, it is preferable to control the heating rate to 15 ° C./hour to 150 ° C./hour or less. Thereby, it is possible to effectively discharge the voids existing inside the cylindrical forming body to the outside. On the other hand, when the temperature rising rate is less than 15 ° C./hour, the productivity is remarkably deteriorated. On the other hand, when the rate of temperature rise exceeds 150 ° C./hour, the temperature distribution in the furnace becomes non-uniform, and it becomes difficult to obtain a uniform cylindrical sintered body. In addition, from the viewpoint of making the temperature distribution in the furnace uniform and allowing the grain growth inside the cylindrical formed body to progress uniformly, the rate of temperature rise is more preferably 130 ° C./hour or less, and 100 ° C./hour or less. More preferably.

焼成工程S12において、円筒形成形体の焼結温度は、その組成に応じて、得られる円筒形焼結体が十分に高密度となるように適宜選択することが必要となる。たとえば、酸化インジウムを主成分とする円筒形成形体を焼成する場合には、焼結温度を1200℃〜1600℃とすることが好ましく、1300℃〜1600℃とすることがさらに好ましい。一方、酸化亜鉛を主成分とする円筒形成形体を焼成する場合には、焼結温度を1200℃〜1400℃とすることが好ましく、1250℃〜1350℃とすることがさらに好ましい。   In the firing step S12, it is necessary to appropriately select the sintering temperature of the cylindrical formed body so that the obtained cylindrical sintered body has a sufficiently high density according to its composition. For example, when a cylindrical formed body containing indium oxide as a main component is fired, the sintering temperature is preferably 1200 ° C to 1600 ° C, and more preferably 1300 ° C to 1600 ° C. On the other hand, in the case of firing a cylindrical formed body containing zinc oxide as a main component, the sintering temperature is preferably 1200 ° C to 1400 ° C, and more preferably 1250 ° C to 1350 ° C.

また、上述した焼結温度での焼成時間(焼結時間)は、焼結性と生産性のバランスを考慮すると、5時間〜40時間とすることが好ましく、10時間〜30時間とすることがより好ましく、15時間〜25時間とすることがさらに好ましい。焼結時間が5時間未満では、高密度な円筒形焼結体を得ることが困難となる。一方、焼結時間が40時間を超えると、円筒形焼結体の歪みが大きくなってしまうほか、還元反応が進み、金属成分の揮発量が著しく増加することとなる。   The firing time (sintering time) at the sintering temperature described above is preferably 5 to 40 hours, preferably 10 to 30 hours, considering the balance between sinterability and productivity. More preferably, it is more preferably 15 hours to 25 hours. If the sintering time is less than 5 hours, it is difficult to obtain a high-density cylindrical sintered body. On the other hand, when the sintering time exceeds 40 hours, the distortion of the cylindrical sintered body becomes large, and the reduction reaction proceeds to significantly increase the volatilization amount of the metal component.

なお、焼成時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが好ましく、純酸素雰囲気とすることがより好ましい。具体的には、焼成炉内に、酸素を炉内容積1mあたり100L/分〜600L/分、好ましくは200L/分〜400L/分で流通させた状態で焼成する。これにより、酸素欠損の発生を抑制しつつ、炉内温度を±20℃の範囲内で制御することができるため、相対密度95%以上の高密度で均一な円筒形焼結体(以下、「焼結体」ともいう。)を得ることが可能となる。 Note that the atmosphere during firing is preferably an oxidizing atmosphere, and more preferably a pure oxygen atmosphere. Specifically, the firing is performed in a state where oxygen is circulated at 100 L / min to 600 L / min, preferably 200 L / min to 400 L / min per 1 m 3 of the furnace volume. This makes it possible to control the furnace temperature within a range of ± 20 ° C. while suppressing the occurrence of oxygen vacancies. Therefore, the cylindrical sintered body (hereinafter referred to as “ It is also possible to obtain a “sintered body”.

円筒形成形体中の焼結収縮速度のばらつきや、自由な焼結収縮時が接地面との拘束により阻害される等の理由により、円筒形焼結体の形状に歪が生じることがある。このようにして得られた円筒形焼結体は、上述したCIP成形時に生じた歪みと、焼結時に生じた歪が加算されて、大きな歪を生じていることがある。歪の大きさは、ノギスを用いて円筒形焼結体の外径および内径を複数個所測定し、それぞれの最大値と最小値の差で外径歪および内径歪を下記式(1)および(2)として表すことができる。
外径歪=外径測定最大値−外径測定最小値・・・(1)
内径歪=内径測定最大値−内径測定最小値・・・(2)
The shape of the cylindrical sintered body may be distorted due to variations in the sintering shrinkage rate in the cylindrical formed body, or because the free sintering shrinkage is hindered by restraint with the ground plane. The thus-obtained cylindrical sintered body may have a large strain due to the addition of the strain generated during CIP molding and the strain generated during sintering. The size of the strain is determined by measuring the outer diameter and inner diameter of the cylindrical sintered body at a plurality of locations using calipers, and calculating the outer diameter strain and inner diameter strain by the difference between the maximum value and the minimum value. 2).
Outer diameter strain = Maximum outer diameter measurement value-Minimum outer diameter measurement value (1)
Inner diameter strain = inner diameter measurement maximum value-inner diameter measurement minimum value (2)

CIP成形時における条件や成形型の構成等によっても異なるが、円筒形焼結体には、真円度αが0.50mm以上、同心度βが1.0mm以上の歪みが生じている場合が多い。 Although it varies depending on the conditions at the time of CIP molding and the configuration of the mold, the cylindrical sintered body is distorted with a roundness α 0 of 0.50 mm or more and a concentricity β 0 of 1.0 mm or more. There are many cases.

ここで、真円度αとは、直径法により求められる値を意味する。具体的には、円筒形焼結体の外径dを任意の8箇所において測定し、その最大値をd0(max)および最小値をd0(min)とした場合において、下記式(3)で求めることができる。
真円度:α=(d0(max)−d0(min))/2・・・(3)
Here, the roundness α 0 means a value obtained by the diameter method. Specifically, when the outer diameter d 0 of the cylindrical sintered body is measured at an arbitrary 8 locations, and the maximum value is d 0 (max) and the minimum value is d 0 (min) , the following formula ( 3).
Roundness: α 0 = (d 0 (max) −d 0 (min) ) / 2 (3)

また、同心度βとは、その偏肉(肉厚のばらつき)を意味し、円筒形焼結体の肉厚を任意の8箇所において測定し、その最大値をt0(max)および最小値をt0(min)とした場合において、下記式(4)で求めることができる。
同心度:β=t0(max)−t0(min)・・・(4)
Further, the concentricity β 0 means the thickness deviation (thickness variation), and the thickness of the cylindrical sintered body is measured at any 8 locations, and the maximum value is t 0 (max) and the minimum value. When the value is t 0 (min) , it can be obtained by the following equation (4).
Concentricity: β 0 = t 0 (max) −t 0 (min) (4)

(研削工程)
研削工程S13は、焼結体を研削することによりターゲット材が得られる。この研削工程S13では、研削手段により焼結体を研削するために研削装置を使用する。以下、本発明の一実施形態に係る研削装置について図面を使用して説明する。
(Grinding process)
In the grinding step S13, the target material is obtained by grinding the sintered body. In this grinding step S13, a grinding device is used to grind the sintered body by the grinding means. Hereinafter, a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本発明の一実施形態に係る研削装置の概略説明図である。本実施形態に係る研削装置100は、図2に示すように、焼結体Wを研削する研削手段となる研削部110と、焼結体Wを固定する円筒形焼結体加工用治具120とを備える。以下、本実施形態に係る研削装置100の各構成要素をそれぞれ説明する。   FIG. 2 is a schematic explanatory view of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the grinding apparatus 100 according to the present embodiment includes a grinding unit 110 serving as a grinding unit for grinding the sintered body W, and a cylindrical sintered body processing jig 120 for fixing the sintered body W. With. Hereinafter, each component of the grinding apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

研削部110は、焼結体Wを所望の形状に研削する機能を有する。研削部110は、鉛直方向(Z軸)に延びる支持軸111と、支持軸111の先端部に取り付けられた円筒状のストレート砥石112とを備える。研削部110は、支持軸111の基端部に支持体130が接続されている。研削部110は支持体130に内蔵されたモータ(不図示)等の駆動手段により駆動し、ストレート砥石112が支持体130と接続された支持軸111を介して軸心C1回りに回転駆動する。支持体130は、鉛直方向(Z軸)に延びるコラム132に沿って移動する昇降移動部131と連結されている。   The grinding part 110 has a function of grinding the sintered body W into a desired shape. The grinding unit 110 includes a support shaft 111 extending in the vertical direction (Z-axis) and a cylindrical straight grindstone 112 attached to the tip of the support shaft 111. In the grinding unit 110, a support body 130 is connected to the base end portion of the support shaft 111. The grinding part 110 is driven by driving means such as a motor (not shown) built in the support 130, and the straight grindstone 112 is rotationally driven around the axis C1 via a support shaft 111 connected to the support 130. The support 130 is connected to an up-and-down moving part 131 that moves along a column 132 extending in the vertical direction (Z-axis).

昇降移動部131は、鉛直方向(Z軸)に延びるコラム132に沿って、モータ(不図示)等の駆動手段により、支持体130を介して研削部110を鉛直方向(Z軸)に移動可能としている。   The ascending / descending moving unit 131 can move the grinding unit 110 in the vertical direction (Z axis) via the support 130 along the column 132 extending in the vertical direction (Z axis) by driving means such as a motor (not shown). It is said.

円筒形焼結体加工用治具120は、研削部110に備わるストレート砥石112により焼結体Wの外周面Wcおよび内周面Wdを研削するために使用される。これにより、簡便に、円筒形焼結体の外周面Wcおよび内周面Wdとをそれぞれ研削加工することができ、同心度の小さいターゲット材を作製することができる。   The cylindrical sintered body processing jig 120 is used to grind the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the sintered body W with a straight grindstone 112 provided in the grinding part 110. Thereby, the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the cylindrical sintered body can be easily ground, and a target material having a low concentricity can be produced.

円筒形焼結体加工用治具120は、主軸フランジ140に載置される。この主軸フランジ140は、後述する円筒形焼結体加工用治具120に備わる基台122(図4(A)及び(B)参照)にボルト等を介して締結される。また、主軸フランジ140は、駆動支持部141の頂面側に設けられ、駆動支持部141によって軸心C2回りに回転駆動する。駆動支持部141は、モータ(不図示)等の駆動手段により、焼結体Wの位置を調整するために水平方向(X軸)に沿って移動するベッド142の上に設置されている。例えば、研削部110は、軸心C1を中心軸として時計回りに回転する一方、主軸フランジ140は、軸心C2を中心軸として反時計回りに回転する。すなわち、軸心C1と軸心C2とは、相反する方向に回転する。これにより、焼結体Wの研削時間を短縮することができる。   The cylindrical sintered body processing jig 120 is placed on the spindle flange 140. The main shaft flange 140 is fastened to a base 122 (see FIGS. 4A and 4B) provided in a cylindrical sintered body processing jig 120 described later via a bolt or the like. Further, the spindle flange 140 is provided on the top surface side of the drive support portion 141, and is driven to rotate around the axis C2 by the drive support portion 141. The drive support portion 141 is installed on a bed 142 that moves along the horizontal direction (X axis) in order to adjust the position of the sintered body W by drive means such as a motor (not shown). For example, the grinding unit 110 rotates clockwise about the axis C1 as the central axis, while the main shaft flange 140 rotates counterclockwise about the axis C2. That is, the axis C1 and the axis C2 rotate in opposite directions. Thereby, the grinding time of the sintered compact W can be shortened.

なお、研削部110では、焼結体Wの端面を研削するためにストレート砥石112の替わりにカップ砥石117(図4(A)参照)を使用してもよい。これにより、円筒形焼結体Wを研削装置の主軸フランジ140から取り外すことなく、連続して他端面Wb、外周面Wc、および内周面Wdを研削できるので、基準面Waと他端面Wbの平行度を小さくすることができ、円筒形焼結体Wの中心軸に対する直角度も小さくすることができる。   In the grinding part 110, a cup grindstone 117 (see FIG. 4A) may be used instead of the straight grindstone 112 in order to grind the end face of the sintered body W. Accordingly, the other end face Wb, the outer peripheral face Wc, and the inner peripheral face Wd can be continuously ground without removing the cylindrical sintered body W from the main spindle flange 140 of the grinding apparatus. Therefore, the reference face Wa and the other end face Wb can be ground. The parallelism can be reduced, and the perpendicularity with respect to the central axis of the cylindrical sintered body W can also be reduced.

本実施形態では、焼結体Wの基準面を形成するため、円筒形焼結体加工用治具120を端面加工用治具150(図3参照)に取り替えて、この端面加工用治具150を主軸フランジ140の頂面に設けられてもよい。以下、本実施の一形態に係る端面加工用治具について図面を使用して説明する。   In this embodiment, in order to form the reference surface of the sintered body W, the cylindrical sintered body processing jig 120 is replaced with an end surface processing jig 150 (see FIG. 3), and the end surface processing jig 150 is replaced. May be provided on the top surface of the spindle flange 140. Hereinafter, an end face processing jig according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の一実施形態に係る端面加工用治具を説明するための概略断面図である。本実施形態に係る端面加工用治具150は、円筒形焼結体Wの基準面Waの研削に用いるものである。ここで、基準面Waとは、後述する円筒形焼結体加工用治具に備わる仮止め接着剤で仮止めされる円筒形焼結体の一端面をいう。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an end face processing jig according to an embodiment of the present invention. The end face processing jig 150 according to the present embodiment is used for grinding the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W. Here, the reference surface Wa refers to one end surface of a cylindrical sintered body that is temporarily fixed by a temporary fixing adhesive provided in a cylindrical sintered body processing jig described later.

本実施形態に係る端面加工用治具150は、図3に示すように、台座151と、台座151から鉛直上に固定される支柱152と、円筒形焼結体Wを保持する押付ボルト153とを備え、研削装置の主軸フランジ140の上に取り付けられる。円筒形焼結体Wは支柱152の間に配置され、押付ボルト153で押し付け固定される。さらに、円筒形焼結体Wの基準面Waを研削するため研削部115が設けられている。以下、本実施形態に係る端面加工用治具150の各構成要素をそれぞれ説明する。   As shown in FIG. 3, the end surface processing jig 150 according to the present embodiment includes a pedestal 151, a column 152 fixed vertically from the pedestal 151, and a pressing bolt 153 that holds the cylindrical sintered body W. And mounted on the spindle flange 140 of the grinding apparatus. The cylindrical sintered body W is disposed between the support columns 152 and is fixed by pressing with the pressing bolts 153. Further, a grinding part 115 is provided for grinding the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W. Hereinafter, each component of the end face processing jig 150 according to the present embodiment will be described.

端面加工用治具150は、研削装置に備わる主軸フランジ140に固定される。具体的には、台座151が、ボルト等の締め付ける締付手段を介して主軸フランジ140に固定されている。台座151の形状は、円柱状である。なお、台座151の材質は、特に限定されないが、耐衝撃性に優れたステンレス鋼や炭素鋼等の金属材料を用いることができる。   The end face processing jig 150 is fixed to a spindle flange 140 provided in the grinding apparatus. Specifically, the pedestal 151 is fixed to the spindle flange 140 via a fastening means such as a bolt. The shape of the base 151 is a columnar shape. The material of the pedestal 151 is not particularly limited, but a metal material such as stainless steel or carbon steel excellent in impact resistance can be used.

支柱152は、ボルト等の締め付ける締付手段を介して台座151に固定されている。支柱152は、3本または4本が好ましい。支柱152が2本である場合には、円筒形焼結体Wを安定して保持することができない。一方、支柱152が5本である場合には、円筒形焼結体Wを安定して保持することができるが、位置を調整する箇所が多くなって作業が複雑になる。支柱152の固定位置は、円筒形焼結体Wの外周面に合わせて、支柱の固定位置を調整できるよう、ボルト穴を大きくする等してもよい。または、固定位置の異なる端面加工用治具を複数用意してもよい。   The support column 152 is fixed to the pedestal 151 via a fastening means such as a bolt. Three or four columns 152 are preferable. When the number of the support columns 152 is two, the cylindrical sintered body W cannot be stably held. On the other hand, when the number of the support columns 152 is five, the cylindrical sintered body W can be stably held, but the number of positions to be adjusted increases and the operation becomes complicated. The fixing position of the support column 152 may be enlarged so that the fixing position of the support column can be adjusted according to the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body W. Alternatively, a plurality of end face processing jigs having different fixing positions may be prepared.

支柱152の高さは、円筒形焼結体Wの高さ以下、円筒形焼結体Wの高さの1/2以上が好ましい。円筒形焼結体Wの高さよりも高いと、研削部115と接触してしまう。円筒形焼結体Wの高さの1/2よりも低いと円筒形焼結体Wを安定して保持することができない。   The height of the support column 152 is preferably equal to or lower than the height of the cylindrical sintered body W and is equal to or higher than ½ of the height of the cylindrical sintered body W. If it is higher than the height of the cylindrical sintered body W, it will come into contact with the grinding part 115. If it is lower than 1/2 of the height of the cylindrical sintered body W, the cylindrical sintered body W cannot be stably held.

押付ボルト153は支柱152の上部と下部の2か所に位置するのが好ましい。1か所では円筒形焼結体Wを安定して保持することができない。3か所でも安定して保持することができるが、位置を調整する箇所が多くなって作業が複雑になる。   It is preferable that the pressing bolts 153 are located at two locations, the upper portion and the lower portion of the support column 152. The cylindrical sintered body W cannot be stably held at one place. Although it can be stably held at three places, the number of places to be adjusted increases, and the work becomes complicated.

押付ボルト153の先端には弾性体153aが設けられる。本実施形態において、弾性体153aが、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、またはスチレンブタジエンゴムであることが好ましく、ウレタンゴムやブチルゴムがより好ましい。   An elastic body 153 a is provided at the tip of the pressing bolt 153. In the present embodiment, the elastic body 153a is preferably silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, fluorine rubber, polysulfide rubber, ethylene propylene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, butadiene rubber, or styrene butadiene rubber, and urethane rubber. And butyl rubber are more preferred.

研削部115に備わる支持軸116の先端部には、カップ砥石117が取り付けられる。カップ砥石117は電着ダイヤモンドが好ましい。このような基準面Waの加工により、CIP成形時に生じた端面の大きな歪みを除去して、軸心C2に対し直角な基準面Waを形成することができる。   A cup grindstone 117 is attached to the tip of the support shaft 116 provided in the grinding part 115. The cup grindstone 117 is preferably an electrodeposited diamond. By processing the reference surface Wa as described above, it is possible to remove a large distortion of the end surface generated during the CIP molding, and to form the reference surface Wa perpendicular to the axis C2.

カップ砥石117の砥石面117aは研削部115の軸心C1の垂直面に対して傾斜していることが好ましい。このように、砥石面117aが傾斜していることで、負荷が少なく、高周速研削が可能になる。このように、カップ砥石117を使用することで、容易に円筒形焼結体の端面を研削することができる。カップ砥石117の砥石面117aの幅((砥石面の外径)−(砥石面の内径))が、円筒形焼結体Wの幅((円筒形焼結体の外径)−(円筒形焼結体の内径))よりも小さい場合には、研削装置のステージをX軸方向に移動させることで対応する。   The grindstone surface 117a of the cup grindstone 117 is preferably inclined with respect to the vertical plane of the axis C1 of the grinding portion 115. Thus, since the grindstone surface 117a is inclined, there is little load and high peripheral speed grinding becomes possible. Thus, the end surface of the cylindrical sintered body can be easily ground by using the cup grindstone 117. The width of the grindstone surface 117a of the cup grindstone 117 ((outer diameter of the grindstone surface) − (inner diameter of the grindstone surface)) is equal to the width of the cylindrical sintered body W ((outer diameter of the cylindrical sintered body) − (cylindrical shape). If it is smaller than the inner diameter of the sintered body)), this can be dealt with by moving the stage of the grinding apparatus in the X-axis direction.

本実施形態では、円筒形焼結体Wの基準面Waとなる一端面を研削装置のカップ砥石117で研削することにより、この端面の歪を除去することで、平滑化される。このような平滑化された基準面Waは、後述する円筒形焼結体加工用治具を用いて円筒形焼結体の基準面Waの反対側である端面(他端面Wb)、外周面Wc、および内周面Wdを研削する場合に、研削後のターゲット材についてより同心度を小さくするために有用である。   In the present embodiment, by smoothing one end surface serving as the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W with the cup grindstone 117 of the grinding device, the strain on the end surface is removed to smooth the end surface. Such a smoothed reference surface Wa is an end surface (the other end surface Wb) opposite to the reference surface Wa of the cylindrical sintered body using an after-mentioned cylindrical sintered body processing jig, and the outer peripheral surface Wc. When the inner peripheral surface Wd is ground, it is useful for reducing the concentricity of the ground target material.

次に、本実施の一形態に係る円筒形焼結体加工用治具について図面を使用して説明する。   Next, a cylindrical sintered body processing jig according to one embodiment will be described with reference to the drawings.

図4は、本発明の一実施形態に係る円筒形焼結体加工用治具を説明するための概略断面図であり、図4(A)は円筒形焼結体の他端面の加工を示す図であり、図4(B)は円筒形焼結体の外周面の加工を示す図である。この円筒形焼結体加工用治具120は、円筒形焼結体Wの他端面研削、内周面研削、および外周面研削に用いる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a cylindrical sintered body processing jig according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 (A) shows processing of the other end face of the cylindrical sintered body. FIG. 4B is a diagram showing processing of the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body. The cylindrical sintered body processing jig 120 is used for the other end surface grinding, inner peripheral surface grinding, and outer peripheral surface grinding of the cylindrical sintered body W.

本実施形態に係る円筒形焼結体加工用治具120は、図4(A)および(B)に示すように、円筒状のスリーブ部121と、このスリーブ部121の底面121a側に設けられる基台122とを備える。なお、スリーブ部121と基台122とは構成上一体化されている。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the cylindrical sintered body processing jig 120 according to the present embodiment is provided on the cylindrical sleeve portion 121 and the bottom surface 121 a side of the sleeve portion 121. And a base 122. The sleeve portion 121 and the base 122 are integrated in terms of configuration.

スリーブ部121には、焼結体Wが載置される。スリーブ部121の頂面121bは、焼結体Wを仮止めする仮止め接着剤124が塗布される構成である。すなわち、スリーブ部121の頂面121bには、仮止め接着剤124が載置されている。前述した端面加工用治具で研削した円筒形焼結体Wの基準面Waは、仮止め接着剤124を介してスリーブ部121に仮止めされる。これを研削装置の主軸フランジ140に取り付け、研削部115を用いて、円筒形焼結体Wの他端面Wbを研削加工する。研削部115は、前述した端面加工用治具と同様に、支持軸116の先端にカップ砥石117が取り付けられる。このように、円筒形焼結体Wの他端面Wbは、カップ砥石117の砥石面117aで研削されることにより、この他端面Wbの歪を除去することで、平滑化される。   The sintered body W is placed on the sleeve portion 121. The top surface 121b of the sleeve portion 121 is configured to be coated with a temporary fixing adhesive 124 that temporarily fixes the sintered body W. That is, the temporary fixing adhesive 124 is placed on the top surface 121 b of the sleeve portion 121. The reference surface Wa of the cylindrical sintered body W ground with the end face processing jig described above is temporarily fixed to the sleeve portion 121 via the temporary fixing adhesive 124. This is attached to the spindle flange 140 of the grinding apparatus, and the other end face Wb of the cylindrical sintered body W is ground using the grinding part 115. In the grinding part 115, a cup grindstone 117 is attached to the tip of the support shaft 116 in the same manner as the end face processing jig described above. As described above, the other end surface Wb of the cylindrical sintered body W is ground by the grinding with the grindstone surface 117a of the cup grindstone 117, thereby removing the distortion of the other end surface Wb.

また、スリーブ部121の頂面121bの十点平均表面粗さRzは、1μm以上50μm以下であることが好ましく、仮止め接着剤124との接着強度を確保するため2μm以上12μm以下であることがより好ましい。十点平均表面粗さRzが1μm未満である場合には、接着強度が不足して研削中に円筒形焼結体Wが外れることがある。一方、十点平均表面粗さRzが50μmを超える場合には、繰り返して使用したときに、古い接着剤がスリーブ部121の頂面121bに残存して接着強度が低下し、研削中に円筒形焼結体Wが外れることがある。   Further, the ten-point average surface roughness Rz of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and 2 μm or more and 12 μm or less in order to ensure the adhesive strength with the temporary fixing adhesive 124. More preferred. When the ten-point average surface roughness Rz is less than 1 μm, the adhesive strength is insufficient and the cylindrical sintered body W may come off during grinding. On the other hand, when the ten-point average surface roughness Rz exceeds 50 μm, when repeatedly used, the old adhesive remains on the top surface 121b of the sleeve portion 121 and the adhesive strength is lowered, and the cylindrical shape is reduced during grinding. The sintered body W may come off.

また、スリーブ部121の頂面121bの幅(外径から内径を差し引いた長さ)は、仮止め接着剤124を介して接着強度を確保するため、4mm以上必要とする。スリーブ部121の頂面121bの幅が4mmよりも小さい場合には、円筒形焼結体Wとの接着強度が不足して研削中に固定した円筒形焼結体Wが外れることがある。   Further, the width (the length obtained by subtracting the inner diameter from the outer diameter) of the top surface 121b of the sleeve portion 121 needs to be 4 mm or more in order to secure the adhesive strength through the temporary fixing adhesive 124. When the width of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is smaller than 4 mm, the adhesive strength with the cylindrical sintered body W is insufficient, and the cylindrical sintered body W fixed during grinding may come off.

仮止め接着剤124は、スリーブ部121と円筒形焼結体Wとを仮止めして互いを仮止めするために用いられ、円筒形焼結体Wを加工終了後に分離される。仮止め接着剤124には、接着剤の熱溶融化を利用するもの、接着剤の分解や化学的変化を利用するもの、膨張剤(熱膨張性マイクロカプセルや膨張黒鉛等)を利用するもの等が挙げられる。仮止め接着剤としては、円筒形焼結体Wの加工中に流動しにくく、ある程度の接着性や保形性を有し、かつ加工後容易に接着材を剥離できることが好ましい。このため、仮止め接着剤124は、熱溶融化を利用するものがより好ましい。   The temporary fixing adhesive 124 is used for temporarily fixing the sleeve portion 121 and the cylindrical sintered body W to temporarily fix each other, and the cylindrical sintered body W is separated after finishing the processing. The temporary fixing adhesive 124 uses heat melting of the adhesive, uses adhesive decomposition or chemical change, uses expander (thermally expandable microcapsule, expanded graphite, etc.), etc. Is mentioned. As the temporary fixing adhesive, it is preferable that the adhesive does not easily flow during processing of the cylindrical sintered body W, has a certain degree of adhesiveness and shape retention, and can be easily peeled off after processing. For this reason, it is more preferable that the temporary fixing adhesive 124 uses thermal melting.

接着剤の熱溶融化を利用する仮止め接着剤124は、加熱により溶融し、常温等に温度が下がると固化することで、スリーブ部121と円筒形焼結体Wとを仮止めする。たとえば、仮止め接着剤124は、常温(5℃〜35℃)で固体であり、熱溶融温度が50℃以上300℃以下のものであることが必要とされる。熱溶融温度が50℃より低いと接着力が不足して加工中に円筒形焼結体Wが脱落する。熱溶融温度が300℃より高いと、加熱して剥離する場合は、円筒形焼結体Wにクラックが生じる。溶剤で剥離する場合は、仮止め接着剤124の溶解が不十分で剥離できなくなる。   The temporary fixing adhesive 124 using heat melting of the adhesive melts by heating and solidifies when the temperature falls to room temperature or the like, thereby temporarily fixing the sleeve portion 121 and the cylindrical sintered body W. For example, the temporary fixing adhesive 124 is required to be solid at room temperature (5 ° C. to 35 ° C.) and have a heat melting temperature of 50 ° C. or more and 300 ° C. or less. When the heat melting temperature is lower than 50 ° C., the adhesive strength is insufficient, and the cylindrical sintered body W falls off during processing. When the heat melting temperature is higher than 300 ° C., cracks occur in the cylindrical sintered body W when it is peeled off by heating. When peeling with a solvent, the temporary fixing adhesive 124 is not sufficiently dissolved and cannot be peeled off.

仮止め接着剤124は、具体的には、ビニル系高分子化合物、石油系樹脂、ロジン等の天然樹脂およびその誘導体、並びに、パラフィンワックス等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂等を好適に用いることができる。特に、接着強度に優れたエポキシ系樹脂がより好ましい。また、スリーブ部121の頂面121bの平均十点粗さRzが2μm以上12μm以下で仮止め接着剤としてエポキシ系樹脂を使用することで相乗効果により、スリーブ部121の頂面121bや円筒形焼結体Wの基準面Waの面積が小さくても、スリーブ部121と円筒形焼結体Wとを確実に固定することができる。このため、円筒形焼結体Wの研削中、円筒形焼結体Wが振動により外れないようになる。   Specifically, the temporary fixing adhesive 124 is a vinyl polymer compound, a petroleum resin, a natural resin such as rosin and its derivatives, a thermoplastic resin such as paraffin wax, or a thermosetting resin such as an epoxy resin. Etc. can be used suitably. In particular, an epoxy resin excellent in adhesive strength is more preferable. In addition, by using an epoxy resin as a temporary fixing adhesive when the average ten-point roughness Rz of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is 2 μm or more and 12 μm or less, the top surface 121b of the sleeve portion 121 or the cylindrical firing is obtained. Even if the area of the reference surface Wa of the bonded body W is small, the sleeve portion 121 and the cylindrical sintered body W can be reliably fixed. For this reason, during the grinding of the cylindrical sintered body W, the cylindrical sintered body W does not come off due to vibration.

基台122は、スリーブ部121を保持する機能を有する。基台122は、スリーブ部121の底面121a側に円筒状で形成されている。そして、研削装置に備わる主軸フランジ140の上面に基台122を取り付けるため、ボルト等の締め付け手段により基台122を主軸フランジ140に固定することができる。   The base 122 has a function of holding the sleeve portion 121. The base 122 is formed in a cylindrical shape on the bottom surface 121 a side of the sleeve portion 121. And since the base 122 is attached to the upper surface of the spindle flange 140 with which a grinding apparatus is equipped, the base 122 can be fixed to the spindle flange 140 with fastening means, such as a volt | bolt.

また、基台122の底面には、開口溝123が形成されている。開口溝123は、スリーブ部121内に堆積した研削液や研削屑を円筒形焼結体加工用治具120の外に排出する機能を有する。さらに、開口溝123は、軸心C2の回転による遠心力により、研削液や研削屑をより確実に排出できるよう、基台122の底面に放射線状に複数本形成されていることが好ましい。   An opening groove 123 is formed on the bottom surface of the base 122. The opening groove 123 has a function of discharging the grinding fluid and grinding waste accumulated in the sleeve portion 121 to the outside of the cylindrical sintered body processing jig 120. Furthermore, it is preferable that a plurality of opening grooves 123 are formed radially on the bottom surface of the base 122 so that the grinding liquid and the grinding waste can be more reliably discharged by the centrifugal force generated by the rotation of the axis C2.

スリーブ部121および基台122の材質は、特に限定されないが、耐衝撃性に優れたステンレス鋼や炭素鋼等の金属材料を用いることができる。   Although the material of the sleeve part 121 and the base 122 is not specifically limited, Metal materials, such as stainless steel and carbon steel excellent in impact resistance, can be used.

次に、実施形態に係る円筒形焼結体加工用治具120は、図4(B)に示すように、前述の他端面Wbを研削した後、円筒形焼結体Wを取りつけた状態で、研削部110をカップ砥石117からストレート砥石112に交換して軸心C2と同心の外周面研削および内周面研削に用いたときの事例である。   Next, in the cylindrical sintered body processing jig 120 according to the embodiment, as shown in FIG. 4B, after the other end face Wb is ground, the cylindrical sintered body W is attached. This is an example when the grinding part 110 is replaced with the straight grindstone 112 from the cup grindstone 117 and used for outer peripheral surface grinding and inner peripheral surface grinding concentric with the axis C2.

焼結体の外周面Wc、内周面Wdは、研削部110の支持軸111の先端部に取り付けられたストレート砥石112で、研削される。これにより、焼結体の内径と外径との同心度を低くすることができる。   The outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the sintered body are ground by a straight grindstone 112 attached to the tip of the support shaft 111 of the grinding unit 110. Thereby, the concentricity between the inner diameter and the outer diameter of the sintered body can be lowered.

円筒形焼結体加工用治具120は、研削装置の主軸フランジ140に固定される。具体的には、基台122が、ボルト等の締め付ける締付手段を介して主軸フランジ140に固定されている。   The cylindrical sintered body processing jig 120 is fixed to the spindle flange 140 of the grinding apparatus. Specifically, the base 122 is fixed to the spindle flange 140 via fastening means such as bolts.

スリーブ部121の高さは、内周面研削、外周面研削時の影響を受ける。このため、スリーブ部121の高さは、5mm以上100mm以下であることが好ましく、研削中に円筒形焼結体Wが振動して割れないため、30mm以上100mm以下であることがより好ましい。スリーブ部121の高さが5mm未満である場合には、研削部110に備わるストレート砥石112の先端が円筒形焼結体加工用治具120に接触するおそれがある。一方、スリーブ部121の高さが100mmよりも高い場合には、スリーブ部121の強度が不足して、研削中に円筒形焼結体Wが振動して割れることがある。   The height of the sleeve 121 is affected by the inner peripheral surface grinding and the outer peripheral surface grinding. For this reason, the height of the sleeve portion 121 is preferably 5 mm or more and 100 mm or less, and more preferably 30 mm or more and 100 mm or less because the cylindrical sintered body W does not vibrate and break during grinding. When the height of the sleeve portion 121 is less than 5 mm, the tip of the straight grindstone 112 provided in the grinding portion 110 may come into contact with the cylindrical sintered body processing jig 120. On the other hand, when the height of the sleeve portion 121 is higher than 100 mm, the strength of the sleeve portion 121 is insufficient, and the cylindrical sintered body W may vibrate and crack during grinding.

基台122の形状が、スリーブ部121の底面121a側に円筒状で形成されていることにより、ストレート砥石112で内周面Wdを研削した際に生じる研削屑等を基台122の底面の開口溝123より排出させることができる。その結果、基準面Wa付近の内周面Wdをストレート砥石112で研削しても、研削屑がストレート砥石112の先端と接触することがないので、研削屑を取り出すために内周面Wdの研削を中止せざるを得ないといった不具合が生じない。また、主軸フランジ140には、貫通孔(不図示)を設けることで、加工中に貫通孔より研削屑等を排出することも可能である。   Since the shape of the base 122 is formed in a cylindrical shape on the bottom surface 121a side of the sleeve portion 121, grinding scraps generated when the inner peripheral surface Wd is ground with the straight grindstone 112 can be removed from the bottom surface of the base 122. It can be discharged from the groove 123. As a result, even if the inner peripheral surface Wd in the vicinity of the reference surface Wa is ground with the straight grindstone 112, the grinding debris does not come into contact with the tip of the straight grindstone 112, so that the inner peripheral surface Wd is ground to take out the grinding debris. There is no problem of having to cancel. Further, by providing a through hole (not shown) in the main shaft flange 140, it is possible to discharge grinding waste and the like from the through hole during processing.

また、スリーブ部121の内径は円筒形焼結体Wの内径より大きく、かつスリーブ部121の外径が円筒形焼結体Wの外径より小さくする。具体的には、スリーブ部121の頂面121bの外径は、円筒形焼結体Wの目標研削外径よりも0.2mm以上狭くする。これにより、円筒形焼結体Wをスリーブ部121に取り付けたまま、円筒形焼結体Wの上端から下端まで外周面研削することができる。スリーブ部121の頂面121bの外径と円筒形焼結体Wの目標研削外径との差が0.2mm未満であると、ストレート砥石112がスリーブ部121に接触して破損することがある。   The inner diameter of the sleeve portion 121 is larger than the inner diameter of the cylindrical sintered body W, and the outer diameter of the sleeve portion 121 is smaller than the outer diameter of the cylindrical sintered body W. Specifically, the outer diameter of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is made 0.2 mm or more narrower than the target grinding outer diameter of the cylindrical sintered body W. Thereby, the outer peripheral surface can be ground from the upper end to the lower end of the cylindrical sintered body W while the cylindrical sintered body W is attached to the sleeve portion 121. If the difference between the outer diameter of the top surface 121b of the sleeve portion 121 and the target grinding outer diameter of the cylindrical sintered body W is less than 0.2 mm, the straight grindstone 112 may contact the sleeve portion 121 and be damaged. .

一方、スリーブ部121の頂面121bの内径は、円筒形焼結体Wの目標研削内径よりも0.2mm以上広くする。これにより、円筒形焼結体Wをスリーブ部121に取り付けたまま、円筒形焼結体Wの上端から下端まで内周面研削することができる。スリーブ部121の頂面121bの内径と円筒形焼結体Wの目標研削内径との差が0.2mm未満であると、ストレート砥石112がスリーブ部121に接触して破損することがある。   On the other hand, the inner diameter of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is 0.2 mm or more wider than the target grinding inner diameter of the cylindrical sintered body W. Thereby, the inner peripheral surface can be ground from the upper end to the lower end of the cylindrical sintered body W while the cylindrical sintered body W is attached to the sleeve portion 121. If the difference between the inner diameter of the top surface 121b of the sleeve portion 121 and the target grinding inner diameter of the cylindrical sintered body W is less than 0.2 mm, the straight grindstone 112 may contact the sleeve portion 121 and be damaged.

必然的に、スリーブ部121の頂面121bの厚みの上限は、下記式(5)で規定されるスリーブ部121の最大厚みから、目標研削厚みより0.2mm小さい値になる。
スリーブ部121の最大厚み=(治具の最大外径−治具の最小内径)/2
=((目標研削外径−0.2mm)−(目標研削内径+0.2mm))/2
=(目標研削外径−目標研削内径)/2−0.2mm
=目標研削厚み−0.2mm・・・(5)
Inevitably, the upper limit of the thickness of the top surface 121b of the sleeve portion 121 is 0.2 mm smaller than the target grinding thickness from the maximum thickness of the sleeve portion 121 defined by the following formula (5).
Maximum thickness of sleeve portion 121 = (maximum outer diameter of jig−minimum inner diameter of jig) / 2
= ((Target grinding outer diameter−0.2 mm) − (target grinding inner diameter + 0.2 mm)) / 2
= (Target grinding outer diameter-Target grinding inner diameter) /2-0.2mm
= Target grinding thickness -0.2mm (5)

本実施形態では、円筒形焼結体の他端面、外周面、および内周面を研削装置の主軸フランジに取付けた円筒形焼結体加工用治具から取り外すことなく研削することにより、端面の直角度および平行度を小さく、内径および外径の同心度を小さくすることができる。このため、この研削された円筒形ターゲット材を用いて作製した円筒形スパッタリングターゲットは、異常放電の発生がほとんど発生しない。   In this embodiment, by grinding the other end face, outer peripheral face, and inner peripheral face of the cylindrical sintered body without removing it from the cylindrical sintered body processing jig attached to the spindle flange of the grinding device, The perpendicularity and parallelism can be reduced, and the concentricity of the inner and outer diameters can be reduced. For this reason, in the cylindrical sputtering target produced using this ground cylindrical target material, abnormal discharge hardly occurs.

次に、研削工程S13の詳細について図面を使用して説明する。   Next, details of the grinding step S13 will be described with reference to the drawings.

図5は、本発明の一実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法に含まれる研削工程の詳細を示すフロー図である。また、図6は、本発明の一実施形態に係る円筒形焼結体の研削手順を模式的に示す概略断面図であり、図6(A)は円筒形焼結体の基準面となる一端面の研削を示す図であり、図6(B)は円筒形焼結体の他端面の研削を示す図であり、図6(C)は円筒形焼結体の外周面の研削を示す図であり、図6(D)は円筒形焼結体の内周面の研削を示す図であり、図6(E)は円筒形焼結体の研削終了後を示す図である。この研削工程S13は、図5に示すように、焼結体の一端面を研削する工程S13−aと、焼結体を仮止めして設置する工程S13−bと、焼結体の他端面を研削する工程S13−cと、焼結体の外周面および内周面を研削する工程S13−dと、焼結体を研削することにより得られるターゲット材を取り外す工程S13−eとを有する。以下、各工程を図6(A)ないし(E)を使用してそれぞれ説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing details of a grinding process included in the method for manufacturing a cylindrical target material according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a grinding procedure of the cylindrical sintered body according to one embodiment of the present invention, and FIG. 6A is a reference plane of the cylindrical sintered body. FIG. 6B is a diagram showing grinding of the other end surface of the cylindrical sintered body, and FIG. 6C is a diagram showing grinding of the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body. FIG. 6D is a view showing grinding of the inner peripheral surface of the cylindrical sintered body, and FIG. 6E is a view showing after the grinding of the cylindrical sintered body. As shown in FIG. 5, the grinding step S13 includes a step S13-a for grinding one end surface of the sintered body, a step S13-b for temporarily fixing and installing the sintered body, and the other end surface of the sintered body. Step S13-c, step S13-d for grinding the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the sintered body, and step S13-e for removing the target material obtained by grinding the sintered body. Hereinafter, each process will be described with reference to FIGS.

なお、本実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法は、その対象となる円筒形焼結体のサイズや、その歪み(真円度)によって制限されることなく適用することができる。以下では、本実施形態が好適に適用される、上述した成形工程S11および焼成工程S12により得られた真円度αが0.03mmを超えるような円筒形焼結体を研削して、外径が80mm〜200mm、内径が40mm〜190mm、肉厚が5mm〜20mm、全長が50mm〜500mmであり、真円度αが0.03mm以下であるターゲット材を製造する場合について例に挙げて説明する。 In addition, the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on this embodiment can be applied, without being restrict | limited by the size of the cylindrical sintered compact used as the object, and the distortion (roundness). In the following, the cylindrical sintered body having a roundness α 0 exceeding 0.03 mm obtained by the molding step S11 and the firing step S12 to which the present embodiment is suitably applied is ground, As an example, a target material having a diameter of 80 mm to 200 mm, an inner diameter of 40 mm to 190 mm, a wall thickness of 5 mm to 20 mm, a total length of 50 mm to 500 mm, and a roundness α 1 of 0.03 mm or less will be described. explain.

まず、工程S13−aは、焼結体の一端面を研削する。端面加工用治具150は、図6(A)に示すように、研削装置の主軸フランジ140に設置する。端面加工用治具150を主軸フランジ140に固定するため、締め付け手段を用いてもよい。なお、主軸フランジ140は、軸心C2を鉛直方向の中心軸として回転する。   First, step S13-a grinds one end surface of the sintered body. As shown in FIG. 6A, the end face processing jig 150 is installed on the spindle flange 140 of the grinding apparatus. In order to fix the end face processing jig 150 to the spindle flange 140, a fastening means may be used. The main shaft flange 140 rotates with the axis C2 as the central axis in the vertical direction.

次いで、円筒形焼結体Wは、端面加工用治具150に固定するため、端面加工用治具150に備わる支柱152と反対側の支柱152との間に配置する。このとき、円筒形焼結体Wの中心が、主軸の回転中心に概ね一致するよう配置する。次に、円筒形焼結体Wは、押付ボルト153をねじ込み、押付ボルト153の先端の弾性体153aを円筒形焼結体Wの外周面に押し付けて、端面加工用治具150に固定される。なお、円筒形焼結体WがCIP成形および焼結により大きな歪を生じている場合、その円筒形焼結体Wの中心は明確でないので、回転中心は軸心C2と概ね一致していればよい。円筒形焼結体Wの2つの端面のいずれかを基準面とするかは、特に制限されない。   Next, in order to fix the cylindrical sintered body W to the end face processing jig 150, the cylindrical sintered body W is disposed between the support pillar 152 provided on the end face processing jig 150 and the support pillar 152 on the opposite side. At this time, it arrange | positions so that the center of the cylindrical sintered compact W may correspond in general with the rotation center of a main axis | shaft. Next, the cylindrical sintered body W is fixed to the end surface processing jig 150 by screwing the pressing bolt 153 and pressing the elastic body 153a at the tip of the pressing bolt 153 against the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body W. . In addition, when the cylindrical sintered compact W has produced the big distortion by CIP shaping | molding and sintering, since the center of the cylindrical sintered compact W is not clear, if the rotation center is substantially corresponded with the axial center C2. Good. Whether one of the two end faces of the cylindrical sintered body W is used as a reference plane is not particularly limited.

次いで、円筒形焼結体Wは、研削装置の研削部115にカップ砥石117を取り付け、このカップ砥石117により研削される。円筒形焼結体Wの端面が圧縮成形のばらつきや、焼結収縮のばらつき等により歪が生じているため、まずはカップ砥石117により焼結体Wの基準面Waを研削する。円筒形焼結体Wを端面加工用治具150に取り付け、主軸フランジ140が軸心C2を中心軸として回転しながら、カップ砥石117で基準面Waとなる一端面を研削加工する。そうすることで、円筒形焼結体Wの中心軸に概ね直交した基準面Waを形成することができる。   Then, the cylindrical sintered body W is ground by the cup grindstone 117 attached to the grinding unit 115 of the grinding apparatus. Since the end surface of the cylindrical sintered body W is distorted due to variations in compression molding, variations in sintering shrinkage, and the like, first, the reference surface Wa of the sintered body W is ground by the cup grindstone 117. The cylindrical sintered body W is attached to the end surface processing jig 150, and one end surface serving as the reference surface Wa is ground by the cup grindstone 117 while the main shaft flange 140 rotates about the axis C2. By doing so, it is possible to form the reference surface Wa substantially orthogonal to the central axis of the cylindrical sintered body W.

カップ砥石117の砥石面117a(ワークを研削する面)は傾斜しているので、傾斜角度に合わせて、砥石回転軸の角度を調整し、砥石面117aが主軸の回転軸に直交するよう調整する。カップ砥石117の粒度は、#80〜#400のものを用いることが好ましく、#150〜#350のものを用いることがより好ましい。また、円筒形焼結体の基準面Waの研削は、切込み量を1μm〜30μmに調整することが好ましく、10μm〜25μmに調整することがより好ましい。さらに、カップ砥石117に使用される砥粒は、特に限定されないが、常温において硬さに優れるためダイヤモンドが好ましい。   Since the grindstone surface 117a (surface on which the workpiece is ground) of the cup grindstone 117 is inclined, the angle of the grindstone rotation axis is adjusted according to the inclination angle, and the grindstone surface 117a is adjusted to be orthogonal to the rotation axis of the main shaft. . The grain size of the cup grindstone 117 is preferably # 80 to # 400, more preferably # 150 to # 350. Further, in grinding of the reference surface Wa of the cylindrical sintered body, the depth of cut is preferably adjusted to 1 μm to 30 μm, and more preferably adjusted to 10 μm to 25 μm. Furthermore, although the abrasive grain used for the cup grindstone 117 is not particularly limited, diamond is preferable because of excellent hardness at room temperature.

このように、歪の大きな円筒形焼結体Wには、円筒焼結体Wの端面を研削することで、軸心C2に直角な基準面Waを形成することができる。   Thus, the reference surface Wa perpendicular to the axis C2 can be formed on the cylindrical sintered body W having a large strain by grinding the end face of the cylindrical sintered body W.

そして、円筒形焼結体Wの軸心C2に対して直角な基準面Waが形成できたら、カップ砥石117による研削を終了する。   Then, when the reference surface Wa perpendicular to the axis C2 of the cylindrical sintered body W can be formed, the grinding with the cup grindstone 117 is finished.

次に、工程S13−bは、円筒形焼結体加工用治具に仮止め接着剤を介して焼結体を仮止めして設置する。円筒形焼結体Wは、図6(B)に示すように、円筒形焼結体Wの基準面Waを円筒形焼結体加工用治具120に備わるスリーブ部121の頂面121bに配置される仮止め接着剤124に接着させて、円筒形焼結体加工用治具120に仮止めされる。   Next, in step S13-b, the sintered body is temporarily fixed to a cylindrical sintered body processing jig via a temporary fixing adhesive. In the cylindrical sintered body W, as shown in FIG. 6B, the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W is arranged on the top surface 121b of the sleeve portion 121 provided in the cylindrical sintered body processing jig 120. It is bonded to the temporary fixing adhesive 124 and temporarily fixed to the cylindrical sintered body processing jig 120.

まず、円筒形焼結体Wを端面加工用治具150から取り外し、端面加工用治具150を主軸フランジ140から取り外す。次いで、円筒形焼結体Wの基準面Waが上方を向いていたのを、下方を向くように反転させる。すなわち、円筒形焼結体Wの他端面Wbは、上方を向くことになる。   First, the cylindrical sintered body W is removed from the end face processing jig 150, and the end face processing jig 150 is removed from the spindle flange 140. Next, the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W is turned upward so as to face downward. That is, the other end surface Wb of the cylindrical sintered body W faces upward.

円筒形焼結体Wは、図6(B)に示すように、円筒形焼結体Wの基準面Waを円筒形焼結体加工用治具120に備わるスリーブ部121の頂面121bに塗布される仮止め接着剤124に仮止めして、円筒形焼結体加工用治具120に仮止めされる。ここで、スリーブ部121の頂面121bは、この仮止め接着剤124を塗布する量を制御することにより、仮止め接着剤124の接着厚みを所望となるよう調整することができる。   As shown in FIG. 6B, the cylindrical sintered body W is applied to the top surface 121b of the sleeve portion 121 provided in the cylindrical sintered body processing jig 120 with the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W. Temporarily fixed to the temporary fixing adhesive 124 and temporarily fixed to the cylindrical sintered body processing jig 120. Here, the top surface 121b of the sleeve portion 121 can be adjusted so that the bonding thickness of the temporary fixing adhesive 124 becomes desired by controlling the amount of the temporary fixing adhesive 124 applied.

仮止め接着剤124の接着厚みは0.005mm〜0.5mmに調整されることが好ましい。接着厚みが0.005mmよりも薄いと、接着力が不足して研削中に円筒形焼結体Wが脱落する。一方、接着厚みが0.5mmよりも厚いと、研削中に円筒形焼結体Wが振動して著しくは脱落する。次いで、円筒形焼結体W付き円筒形焼結体加工用治具120は、主軸フランジ140に設置される。円筒形焼結体加工用治具120を主軸フランジ140に固定するため、締め付け手段を用いてもよい。なお、円筒形焼結体W付き円筒形焼結体加工用治具120とは、円筒形焼結体加工用治具120に備わるスリーブ部121の頂面121bに配置された仮止め接着剤124を介して円筒形焼結体Wが仮止めされていることをいう。   The adhesion thickness of the temporary fixing adhesive 124 is preferably adjusted to 0.005 mm to 0.5 mm. If the adhesive thickness is thinner than 0.005 mm, the adhesive strength is insufficient and the cylindrical sintered body W falls off during grinding. On the other hand, if the adhesion thickness is thicker than 0.5 mm, the cylindrical sintered body W vibrates during grinding and falls off significantly. Next, the cylindrical sintered body processing jig 120 with the cylindrical sintered body W is installed on the spindle flange 140. Tightening means may be used to fix the cylindrical sintered body processing jig 120 to the spindle flange 140. The cylindrical sintered body processing jig 120 with the cylindrical sintered body W is a temporary fixing adhesive 124 disposed on the top surface 121b of the sleeve portion 121 provided in the cylindrical sintered body processing jig 120. It means that the cylindrical sintered body W is temporarily fixed via

次に、工程S13−cは、焼結体の他端面を研削する。そして、基準面Waを形成した円筒形焼結体Wが仮止め接着剤124を介して円筒形焼結体加工用治具に仮止めされた後、円筒形焼結体の他端面Wbは、研削部115により研削される。   Next, process S13-c grinds the other end surface of a sintered compact. Then, after the cylindrical sintered body W on which the reference surface Wa is formed is temporarily fixed to the cylindrical sintered body processing jig via the temporary fixing adhesive 124, the other end surface Wb of the cylindrical sintered body is: Grinding is performed by the grinding unit 115.

円筒形焼結体Wの他端面Wbは、研削装置の研削部115にカップ砥石117を取り付け、このカップ砥石117により研削される。円筒形焼結体Wの他端面Wbが軸心C2に対して直角となったら、カップ砥石117による研削を終了する。   The other end face Wb of the cylindrical sintered body W is ground by the cup grindstone 117 attached to the grinding portion 115 of the grinding apparatus. When the other end face Wb of the cylindrical sintered body W is perpendicular to the axis C2, grinding by the cup grindstone 117 is finished.

なお、工程S13−aで、作業効率化を図るため、端面加工用治具150を固定する前に、研削装置の研削部115にカップ砥石117を取り付けてもよい。   In step S13-a, in order to improve work efficiency, the cup grindstone 117 may be attached to the grinding portion 115 of the grinding device before the end face processing jig 150 is fixed.

また、上述した図6(A)に示すカップ砥石117を取り外さずに、図6(B)に示す焼結体Wの研削で使用するカップ砥石117をそのまま取替えなくてもよい。このような場合には、カップ砥石117を交換しないので、焼結体Wの研削時間を短縮することができる。さらに、円筒形焼結体Wの他端面Wbの歪をなくし、より良く平滑化させるため、カップ砥石117を新たに取り替えてもよい。   Further, without removing the cup grindstone 117 shown in FIG. 6A described above, the cup grindstone 117 used in grinding the sintered body W shown in FIG. 6B may not be replaced as it is. In such a case, since the cup grindstone 117 is not replaced, the grinding time of the sintered body W can be shortened. Furthermore, the cup grindstone 117 may be newly replaced in order to eliminate the distortion of the other end face Wb of the cylindrical sintered body W and smoothen it better.

次に、工程S13−dは、焼結体の外周面および内周面を研削する。円筒形焼結体の外周面Wcは、図6(C)に示すように、研削装置の研削部110にストレート砥石112を取り付け、このストレート砥石112により研削される。円筒形焼結体Wの外周面Wcや内周面Wdが圧縮成形のばらつきや、焼結収縮のばらつき等により歪が生じているため、まずは主軸フランジ140が軸心C2を中心軸として回転しながらストレート砥石112により焼結体Wの外周面Wcを研削する。そして、外周面Wcの回転中心軸は、主軸フランジ140の軸心C2と高い精度で一致する。   Next, process S13-d grinds the outer peripheral surface and inner peripheral surface of a sintered compact. As shown in FIG. 6C, the outer peripheral surface Wc of the cylindrical sintered body is ground by the straight grindstone 112 attached to the grinding portion 110 of the grinding apparatus. Since the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the cylindrical sintered body W are distorted due to variations in compression molding, variations in sintering shrinkage, etc., first, the spindle flange 140 rotates around the axis C2 as the central axis. However, the outer peripheral surface Wc of the sintered body W is ground by the straight grindstone 112. The rotation center axis of the outer peripheral surface Wc coincides with the axis C2 of the main shaft flange 140 with high accuracy.

また、円筒形焼結体Wの外周面Wcを研削する際に、研削部110に備わるストレート砥石112で研削する可動領域は、スリーブ部121が所定の高さからなることにより、焼結体Wの外周面Wcの下端縁まで広がる。これにより、焼結体Wの外周面Wcの基準面Wa付近まで研削することができる。   Further, when the outer peripheral surface Wc of the cylindrical sintered body W is ground, the movable region to be ground by the straight grindstone 112 provided in the grinding part 110 is formed by the sleeve part 121 having a predetermined height, so that the sintered body W Extends to the lower edge of the outer circumferential surface Wc. Thereby, it can grind to the reference surface Wa vicinity of the outer peripheral surface Wc of the sintered compact W. FIG.

ストレート砥石112の粒度は、粗研削が#80〜#200のものを用い、仕上げ研削が#200〜#400のものを用いることが好ましく、粗研削が#150〜#200のものを用い、仕上げ研削が#300〜#400のものを用いることがより好ましい。ストレート砥石112に使用される砥粒は、特に限定されないが、常温において硬さに優れるためダイヤモンドが好ましい。外周面Wcを粗研削した後に、仕上げ研削を行うのが好ましい。   The grain size of the straight grindstone 112 is preferably # 80 to # 200 for rough grinding, preferably # 200 to # 400 for final grinding, and # 150 to # 200 for rough grinding. It is more preferable to use one having a grinding of # 300 to # 400. The abrasive grains used for the straight grindstone 112 are not particularly limited, but diamond is preferred because of excellent hardness at room temperature. It is preferable to perform finish grinding after roughly grinding the outer peripheral surface Wc.

粗研削では、切り込み量を1μm〜30μmに調整することが好ましく、10μm〜25μmに調整することがより好ましい。一方、仕上げ研削による切り込み量は10μm以下に調整することが好ましく、6μm以下に調整することがより好ましい。さらに、仕上げ研削における研削量は5μm以上とすることが好ましく、10μm以上とすることがより好ましい。   In rough grinding, the depth of cut is preferably adjusted to 1 μm to 30 μm, and more preferably adjusted to 10 μm to 25 μm. On the other hand, the depth of cut by finish grinding is preferably adjusted to 10 μm or less, and more preferably adjusted to 6 μm or less. Furthermore, the grinding amount in finish grinding is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more.

円筒形焼結体Wの外周面Wcの歪みが除去され平滑化されたら、ストレート砥石112による外周面Wcの研削を終了する。   When the distortion of the outer peripheral surface Wc of the cylindrical sintered body W is removed and smoothed, the grinding of the outer peripheral surface Wc with the straight grindstone 112 is finished.

次いで、ストレート砥石112は、図6(D)に示すように、研削部110に備わるストレート砥石112が内周面Wdを研削するため、焼結体Wの中空部Whに入れる。そして、焼結体Wの内周面Wdは、主軸フランジ140を軸心C2で回転させながらストレート砥石112により研削される。なお、外周面Wcと同様に、内周面Wdを粗研削した後に仕上げ研削を行ってもよい。   Next, as shown in FIG. 6D, the straight grindstone 112 is put into the hollow portion Wh of the sintered body W because the straight grindstone 112 provided in the grinding portion 110 grinds the inner peripheral surface Wd. Then, the inner peripheral surface Wd of the sintered body W is ground by the straight grindstone 112 while rotating the main shaft flange 140 around the axis C2. Similarly to the outer peripheral surface Wc, the inner peripheral surface Wd may be subjected to rough grinding and then finish grinding.

また、内周面Wdを仕上げ研削しないで粗研削のみとしてもよい。内周面Wdは、スパッタリング面でなく、バッキングチューブとの接合面となるので、接合材を流し込んだ際に、内周面Wdとバッキングチューブとの接合面積が大きくなり、内周面Wdとバッキングチューブとの接合率を向上させることができる。   Moreover, it is good also as only rough grinding, without finishing the internal peripheral surface Wd. Since the inner peripheral surface Wd is not a sputtering surface but a bonding surface with the backing tube, when the bonding material is poured, the bonding area between the inner peripheral surface Wd and the backing tube is increased, and the inner peripheral surface Wd and the backing surface are increased. The joining rate with the tube can be improved.

なお、外周面研削と内周面研削の順番に制限はなく、内周面研削の次に外周面研削を行ってもよい。さらに、粗研削用の砥石を用いて外周面研削と内周面研削を行った後、円筒形焼結体Wを円筒形焼結体加工用治具120に取り付けたまま、仕上げ研削用の砥石に交換して、外周面研削と内周面研削を行ってもよい。   The order of the outer peripheral surface grinding and the inner peripheral surface grinding is not limited, and the outer peripheral surface grinding may be performed after the inner peripheral surface grinding. Furthermore, after performing outer peripheral surface grinding and inner peripheral surface grinding using a grinding wheel for rough grinding, a grinding wheel for finish grinding with the cylindrical sintered body W attached to the cylindrical sintered body processing jig 120 Alternatively, the outer peripheral surface grinding and the inner peripheral surface grinding may be performed.

また、焼結体Wの外周面Wcおよび内周面Wdをストレート砥石112で研削した後、焼結体Wの他端面Wbをカップ砥石117で研削してもよい。   Further, after the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the sintered body W are ground with the straight grindstone 112, the other end surface Wb of the sintered body W may be ground with the cup grindstone 117.

円筒形焼結体Wの内周面Wdの歪みが除去され平滑化されたら、ストレート砥石112による研削を終了する。   When the distortion of the inner peripheral surface Wd of the cylindrical sintered body W is removed and smoothed, the grinding with the straight grindstone 112 is finished.

このように、円筒形焼結体Wの基準面Waを円筒形焼結体加工用治具120に仮止め接着剤124で仮止めして他端面Wb、内周面Wc、および外周面Wdを研削するので、基準面Waと他端面Wbの平行度を小さくすることができ、円筒形焼結体Waの中心軸に対する直角度も小さくすることができる。また、円筒形焼結体Wを研削装置の主軸フランジ140から取り外すことなく、連続して他端面Wb、内周面Wc、および外周面Wdを研削できるので、外径と内径の回転中心軸のズレ発生が抑制され、同心度に優れた円筒形ターゲット材を研削することができる。   In this manner, the reference surface Wa of the cylindrical sintered body W is temporarily fixed to the cylindrical sintered body processing jig 120 with the temporary fixing adhesive 124, and the other end surface Wb, the inner peripheral surface Wc, and the outer peripheral surface Wd are formed. Since the grinding is performed, the parallelism between the reference surface Wa and the other end surface Wb can be reduced, and the perpendicularity with respect to the central axis of the cylindrical sintered body Wa can also be reduced. Further, the other end face Wb, the inner peripheral face Wc, and the outer peripheral face Wd can be continuously ground without removing the cylindrical sintered body W from the main spindle flange 140 of the grinding apparatus. Generation of deviation can be suppressed, and a cylindrical target material excellent in concentricity can be ground.

ここで平行度は、基準面Waに対する、他端面Wbの平行の度合いを意味し、たとえばハイトゲージにより求めることができる。また、直角度とは、ターゲット材を定盤上に載置したイケールに、その外周面が常盤と平行となるように固定した状態で、ハイトゲージ等により、円周方向の少なくとも4箇所において基準面Wa側および他端面Wb側の高さを測定し、その差の最大値を算出することにより求めることができる。   Here, the degree of parallelism means the degree of parallelism of the other end face Wb with respect to the reference plane Wa, and can be obtained by, for example, a height gauge. In addition, the squareness means that the target material is fixed to the scale placed on the surface plate so that the outer peripheral surface thereof is parallel to the regular plate, and at least four reference surfaces in the circumferential direction using a height gauge or the like. It can be obtained by measuring the height on the Wa side and the other end face Wb side and calculating the maximum value of the difference.

次に、工程S13−eでは、焼結体Wを研削することにより得られるターゲット材を取り外す。すなわち、前述した焼結体Wの外周面Wcおよび内周面Wdが研削されたことで、この外周面Wcおよび内周面Wdの歪がなくなり、焼結体Wの研削が終了となる。   Next, in step S13-e, the target material obtained by grinding the sintered body W is removed. That is, by grinding the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd of the sintered body W described above, the distortion of the outer peripheral surface Wc and the inner peripheral surface Wd is eliminated, and the grinding of the sintered body W is completed.

焼結体Wから仮止め接着剤を剥離する剥離手段としては、たとえば、仮止め接着剤124を有機溶剤によって溶解したり、または、加熱溶融したりする手段を挙げることができる。ただし、剥離後の円筒形焼結体Wの他端面Wbに不純物が残存したり、その他端面Wbの表面粗さが悪化したりすると、スパッタリング時にアーキングやノジュールの発生の原因となる。このため、円筒形焼結体の材質を考慮の上、有機溶剤の種類または加熱温度を適切に選択することが必要となる。   Examples of the peeling means for peeling the temporary fixing adhesive from the sintered body W include a means for dissolving the temporary fixing adhesive 124 with an organic solvent or heating and melting it. However, if impurities remain on the other end face Wb of the cylindrical sintered body W after peeling or the surface roughness of the other end face Wb deteriorates, arcing and nodules are caused during sputtering. For this reason, it is necessary to appropriately select the type of organic solvent or the heating temperature in consideration of the material of the cylindrical sintered body.

たとえば、有機溶剤を用いて剥離する場合は、アルコール、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の有機溶剤を用いることが好ましい。また、加熱溶融によって剥離する場合は、加熱温度を、仮止め接着剤124の熱溶融温度よりも10℃〜50℃程度高い温度とすることが好ましい。   For example, when peeling using an organic solvent, it is preferable to use an organic solvent such as alcohol, methyl ethyl ketone, or ethyl acetate. In the case of peeling by heating and melting, the heating temperature is preferably set to a temperature higher by about 10 ° C. to 50 ° C. than the heat melting temperature of the temporary fixing adhesive 124.

また、加熱溶融によって剥離する場合、急激に加熱すると、円筒形焼結体Wと、円筒形焼結体加工用治具120との熱膨張率の差に起因して、円筒形焼結体Wに割れや欠けが生じる場合がある。このため、加熱速度を適宜調整することが好ましく、5℃/分〜50℃/分程度に調整することがより好ましい。さらに、不純物の残存を抑制するために、剥離した円筒形焼結体Wの基準面Waを研磨することが好ましい。   In the case of peeling by heating and melting, if heated rapidly, the cylindrical sintered body W is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the cylindrical sintered body W and the cylindrical sintered body processing jig 120. May crack or chip. For this reason, it is preferable to adjust a heating rate suitably, and it is more preferable to adjust to about 5 to 50 degree-C / min. Furthermore, in order to suppress the remaining of impurities, it is preferable to polish the reference surface Wa of the peeled cylindrical sintered body W.

両端面Wa,Wb、外周面Wc、および内周面Wdが研削された円筒形焼結体Wを円筒形焼結体加工用治具120から取り外すことにより、図6(E)に示すように、ターゲット材が得られる。   As shown in FIG. 6 (E), by removing the cylindrical sintered body W from which both end faces Wa and Wb, the outer peripheral face Wc, and the inner peripheral face Wd have been ground from the cylindrical sintered body processing jig 120. A target material is obtained.

したがって、上記の各工程を行うことで、本実施形態により製造される円筒形ターゲット材が完成する。これにより、円筒形焼結体の取付け取外しおよび芯出し工程が削減され、20〜30%の研削時間を短縮することができる。また、基準面を研削した後、他端面、外周面及び内周面研削において、焼結体を取り外さず連続して研削するため、円筒形ターゲット材の端面の平行度、直角度をそれぞれ0.1mm以下にすることができ、外周面と内周面の同心度を0.03mm以下とすることができる。本実施形態では、特許文献2と異なり、焼結体の外周面に接着剤を使用しないことにより、スパッタリングされる円筒形ターゲット材の外周面が接着材により汚染されることがなく、スパッタリング時の異常放電を低減できる。   Therefore, the cylindrical target material manufactured by this embodiment is completed by performing each said process. Thereby, the attachment removal of a cylindrical sintered compact and a centering process are reduced, and the grinding time of 20 to 30% can be shortened. In addition, after grinding the reference surface, the other end face, outer peripheral face and inner peripheral face are ground continuously without removing the sintered body. The concentricity between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface can be 0.03 mm or less. In this embodiment, unlike Patent Document 2, by not using an adhesive on the outer peripheral surface of the sintered body, the outer peripheral surface of the cylindrical target material to be sputtered is not contaminated by the adhesive, and at the time of sputtering. Abnormal discharge can be reduced.

また、本実施形態では、上述した本実施形態に係る端面加工用治具または円筒形焼結体加工用治具を使用した研削を用い、特に、主軸フランジが鉛直方向にある研削装置に備わる円筒形焼結体加工用治具を用いる円筒形ターゲット材の製造方法は、歪が少なく作業性に優れるので好ましい。このような加工用治具による研削は、旋盤加工と異なり、研削負荷が小さいので、脆性な酸化物焼結体の研削においても、クラックや欠けの発生を効果的に抑制することができる。   Further, in the present embodiment, grinding using the end face processing jig or the cylindrical sintered body processing jig according to the above-described embodiment is used, and in particular, a cylinder provided in a grinding apparatus having a spindle flange in a vertical direction. A method for manufacturing a cylindrical target material using a jig for processing a shaped sintered body is preferable because it has less distortion and is excellent in workability. Unlike the lathe process, the grinding by such a processing jig has a small grinding load, so that the generation of cracks and chips can be effectively suppressed even when grinding a brittle oxide sintered body.

さらに、本実施形態では、高い焼結密度が求められる円筒形ターゲット材は、その製造方法から大きな歪みが解消されるため、後述するバッキングチューブとの軸合わせ作業する際の大きな問題とならない。   Furthermore, in this embodiment, since the large distortion is eliminated from the manufacturing method of the cylindrical target material for which a high sintering density is required, it does not become a big problem at the time of axial alignment work with a backing tube described later.

[3.ターゲット材]
本発明の一実施形態に係るターゲット材は、上述した本実施形態に係る円筒形ターゲット材の製造方法により製造されるものであり、円筒形スパッタリングターゲットに用いられる。この円筒形スパッタリングターゲットは、Ti材やSUS材からなる円筒形基材の外周面に中空円筒形状のセラミック焼結体からなるターゲット材を、低融点はんだ接合材、たとえばインジウムを主成分とするインジウム合金等でセラミックスの焼結体と円筒形基材を接続したものである。
[3. Target material]
The target material which concerns on one Embodiment of this invention is manufactured by the manufacturing method of the cylindrical target material which concerns on this embodiment mentioned above, and is used for a cylindrical sputtering target. In this cylindrical sputtering target, a target material made of a hollow cylindrical ceramic sintered body is formed on the outer peripheral surface of a cylindrical base material made of Ti material or SUS material, and a low melting point solder joint material, for example, indium containing indium as a main component. A ceramic sintered body and a cylindrical base material are connected with an alloy or the like.

ターゲット材の材質は特に限定されるものではないが、たとえば、透明導電膜等に用いられる光学膜材料である、ITO(In−SnO)、IGZO(In−Ga−ZnO)、AZO(Al−ZnO)、およびZTO(ZnO−SnO)等である。 The material of the target material is not particularly limited. For example, ITO (In 2 O 3 —SnO 2 ) and IGZO (In 2 O 3 —Ga 2 O), which are optical film materials used for transparent conductive films and the like, are used. 3 -ZnO), AZO (Al 2 O 3 -ZnO), and a ZTO (ZnO-SnO 2) or the like.

本実施形態に係るターゲット材は、中空円筒形状であれば、サイズは特に限定はしないが、特に、外径が80mm〜200mm、内径が40mm〜190mm、肉厚が5mm〜20mm、かつ、全長が50mm〜500mmが好適である。   The target material according to this embodiment is not particularly limited in size as long as it has a hollow cylindrical shape. In particular, the outer diameter is 80 mm to 200 mm, the inner diameter is 40 mm to 190 mm, the wall thickness is 5 mm to 20 mm, and the overall length is 50 mm to 500 mm is preferred.

また、ターゲット材の端面の平行度、直角度をそれぞれ0.1mm以下であることを特徴としている。従来の製造方法では、ターゲット材の端面の平行度および直角度が大きい円筒形ターゲットは、分割隙間寸法の変化が大きくなってスパッタリングが不安定になり、場合によっては異常放電が多発する。これを改善することができる。   Further, the parallelism and perpendicularity of the end face of the target material are each 0.1 mm or less. In the conventional manufacturing method, a cylindrical target having a large parallelism and perpendicularity of the end face of the target material has a large change in the division gap dimension, resulting in unstable sputtering, and abnormal discharge frequently occurs in some cases. This can be improved.

また、外径と内径の同心度が0.03mm以下であることを特徴としている。前述した加工用治具や研削方法を行うことで、同心度を0.03mm以下とすることが可能となる。従来の製造方法では、ターゲット材の外径中心と内径中心の同心度が大きい円筒形ターゲットが偏芯して回転しスパッタリングが不安定になり、場合によっては異常放電が多発する。これを、改善することができる。さらに、このターゲット材は、外径真円度が0.04mm以下であり、かつ内径真円度が0.03mm以下とすることも可能となる。なお、このターゲット材は、同心度や真円度が優れているので、円筒形スパッタリングターゲットを作製するのに適している。   Further, the concentricity of the outer diameter and the inner diameter is 0.03 mm or less. By performing the processing jig and the grinding method described above, the concentricity can be made 0.03 mm or less. In the conventional manufacturing method, a cylindrical target having a large concentricity between the center of the outer diameter and the center of the inner diameter of the target material is eccentric and rotated, resulting in unstable sputtering, and abnormal discharge frequently occurs in some cases. This can be improved. Further, this target material can have an outer diameter roundness of 0.04 mm or less and an inner diameter roundness of 0.03 mm or less. In addition, since this target material is excellent in concentricity and roundness, it is suitable for producing a cylindrical sputtering target.

[4.円筒形スパッタリングターゲットの製造方法]
図7は、本発明の一実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。本実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法は、図7に示すように、ターゲット材とバッキングチューブとを配置する配置工程S21と、接合材を充填する充填工程S22と、接合層を形成する接合工程S23とを有する。
[4. Manufacturing method of cylindrical sputtering target]
FIG. 7 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a cylindrical sputtering target according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the manufacturing method of the cylindrical sputtering target according to the present embodiment forms an arrangement step S21 in which the target material and the backing tube are arranged, a filling step S22 in which the bonding material is filled, and a bonding layer. Joining process S23.

配置工程S21は、上記ターゲット材の製造方法で作製されるターゲット材と、Ti材やSUS材からなる円筒形基材(バッキングチューブ)を用意し、ターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置となるように組み上げる。   The arranging step S21 prepares a target material produced by the above-described target material manufacturing method and a cylindrical base material (backing tube) made of Ti material or SUS material, and coaxially arranges the backing tube in the hollow portion of the target material. Assemble to become.

充填工程S22は、ターゲット材とバッキングチューブとの隙間に接合材を充填する。接合材としては、インジウム系低融点接合材の他に、インジウム粉末を含有する樹脂ペースト、導電性樹脂等を用いることができるが、導電性や展延性の観点から、インジウム系低融点接合材が好ましく、融点が130℃〜160℃のインジウム系低融点接合材がより好ましい。また、ターゲット材とバッキングチューブとの隙間に接合材を充填する手段としては、ターゲット材とバッキングチューブとを直立状態、傾斜させた状態、または水平に寝かせた状態で、これらの隙間に接合材を充填することができる。   In the filling step S22, the bonding material is filled in the gap between the target material and the backing tube. As the bonding material, in addition to the indium-based low-melting-point bonding material, a resin paste containing indium powder, a conductive resin, or the like can be used. From the viewpoint of conductivity and spreadability, an indium-based low-melting-point bonding material is used. Preferably, an indium-based low melting point bonding material having a melting point of 130 ° C. to 160 ° C. is more preferable. In addition, as a means for filling the gap between the target material and the backing tube with the bonding material, the target material and the backing tube are placed in an upright state, inclined state, or horizontally laid, and the bonding material is inserted into these gaps. Can be filled.

接合工程S23は、ターゲット材とバッキングチューブとを放冷させることにより接合材を固化し、隙間に接合層を形成する。ターゲット材とバッキングチューブとを放冷させることにより、ターゲット材とバッキングチューブとの隙間に充填された接合材が冷却されるので、円筒形スパッタリングターゲットにおける接合層を形成する。   Joining process S23 solidifies a joining material by allowing a target material and a backing tube to cool, and forms a joining layer in a crevice. By allowing the target material and the backing tube to cool, the bonding material filled in the gap between the target material and the backing tube is cooled, so that a bonding layer in the cylindrical sputtering target is formed.

次いで、接合材が完全に固化して接合層が形成されたことを確認した後、使用したマスキングテープ等を取り除き、円筒形スパッタリングターゲットが得られる。この得られた円筒形スパッタリングターゲットは、同心度に優れた焼結体からなるターゲット材を用いているので、高い接合率を有する接合層を形成し、スパッタリング時に割れ、欠け、剥離等の不具合が発生しないものである。   Next, after confirming that the bonding material is completely solidified and a bonding layer is formed, the used masking tape and the like are removed, and a cylindrical sputtering target is obtained. Since the obtained cylindrical sputtering target uses a target material made of a sintered body excellent in concentricity, a bonding layer having a high bonding rate is formed, and there are problems such as cracking, chipping and peeling during sputtering. It does not occur.

上記の工程を行うことで、円筒形スパッタリングターゲットの作製時に高い接合率を有する接合層を形成することができる。そして、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法では、スパッタリング時に割れ、欠け、剥離等の不具合が発生しない円筒形スパッタリングターゲットを得ることができる。また、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法では、このような円筒形スパッタリングターゲットを、工業規模の生産において、容易に得ることができるので、その工業的意義は極めて大きい。   By performing the above steps, a bonding layer having a high bonding rate can be formed when a cylindrical sputtering target is manufactured. And in the manufacturing method of a cylindrical sputtering target, the cylindrical sputtering target which does not generate | occur | produce troubles, such as a crack, a chip | tip, and peeling at the time of sputtering, can be obtained. Moreover, in the manufacturing method of a cylindrical sputtering target, since such a cylindrical sputtering target can be obtained easily in industrial scale production, the industrial significance is very large.

以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example.

(実施例1)
酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とからなる混合粉末に、水、バインダおよび分散剤を加えてスラリー化した後、噴霧乾燥することにより造粒粉末を得た。次いで、この造粒粉末を、シリコーンゴム製の上蓋と、軟質ゴム製の外枠と、硬質プラスチックゴム製の中枠とからなる成形型に充填し、CIP法により294MPaの圧力を加えて、円筒形成形体を得た。この円筒形成形体を、大気雰囲気中、500℃まで200時間以上かけて昇温することで脱脂処理した。その後、純酸素雰囲気に切り替え、1550℃まで昇温し、この温度で20時間保持することにより焼成することで、相対密度が99%の円筒形状の酸化インジウム・スズ(ITO)焼結体(以下、「円筒形焼結体」ともいう。)を得た。
Example 1
Water, a binder, and a dispersing agent were added to a mixed powder composed of indium oxide powder and tin oxide powder to form a slurry, and then granulated powder was obtained by spray drying. Next, this granulated powder is filled into a mold comprising an upper lid made of silicone rubber, an outer frame made of soft rubber, and an inner frame made of hard plastic rubber, and a pressure of 294 MPa is applied by the CIP method to form a cylinder. A formed form was obtained. The cylindrical formed body was degreased by raising the temperature to 500 ° C. over 200 hours in an air atmosphere. After that, by switching to a pure oxygen atmosphere, raising the temperature to 1550 ° C. and holding it at this temperature for 20 hours, it is fired to form a cylindrical indium tin oxide (ITO) sintered body having a relative density of 99% (below) , Also referred to as “cylindrical sintered body”).

この円筒形焼結体の高さ、外径および内径をノギスで測定した結果、長さが202.1〜203.4mm、外径が152.4mm〜154.6mm、内径が131.0mm〜132.8mmであって、表1に示すように、長さ歪は1.3mm、外径歪は2.2mm、内径歪は1.8mmであった。目標研削寸法は、高さ201mm、外径が151mm、内径が135mmとした。   As a result of measuring the height, outer diameter and inner diameter of this cylindrical sintered body with calipers, the length was 202.1 to 203.4 mm, the outer diameter was 152.4 mm to 154.6 mm, and the inner diameter was 131.0 mm to 132. As shown in Table 1, the length strain was 1.3 mm, the outer diameter strain was 2.2 mm, and the inner diameter strain was 1.8 mm. The target grinding dimensions were a height of 201 mm, an outer diameter of 151 mm, and an inner diameter of 135 mm.

この円筒形焼結体を研削するため、研削装置として立形研削装置(会社名:トーヨーエイテック株式会社、製品名:TVG)を用意した。   In order to grind the cylindrical sintered body, a vertical grinding apparatus (company name: Toyo Advanced Technologies Co., Ltd., product name: TVG) was prepared as a grinding apparatus.

図3に示す端面加工用治具を研削装置の主軸フランジにボルト締めで固定した。端面加工用治具は、台座の外径が350mm、支柱の高さが200mm、支柱の本数が4本、押付ボルトの本数は各支柱に2本ずつ、台座、支柱、押付ボルトはクロムモリブデン鋼製、押付ボルト先端はウレタンゴムとした。   The end face processing jig shown in FIG. 3 was fixed to the spindle flange of the grinding apparatus by bolting. The end face processing jig has a pedestal outer diameter of 350 mm, a column height of 200 mm, the number of columns is four, the number of pressing bolts is two for each column, and the pedestal, column and pressing bolts are chrome molybdenum steel. Made of urethane rubber at the tip of the pressing bolt.

次に、円筒形焼結体を端面加工用治具に設置した。具体的には、図3に示すように、円筒形焼結体を支柱の間に配置した。このとき、焼結体は歪が大きいので、焼結体中心は明確でないが、概ね主軸フランジ回転中心と一致するよう配置した。次に、押付ボルトの先端を焼結体の外径部に押し当てて固定し、設置した。   Next, the cylindrical sintered body was placed on an end face processing jig. Specifically, as shown in FIG. 3, a cylindrical sintered body was disposed between the columns. At this time, since the sintered body has a large strain, the center of the sintered body is not clear, but it is arranged so as to substantially coincide with the rotation center of the spindle flange. Next, the tip of the pressing bolt was pressed against the outer diameter portion of the sintered body and fixed and installed.

次に、立形研削装置にカップ砥石を設置した。カップ砥石は粒度#170の電着ダイヤモンド砥石を用意した。カップ砥石は、図3に示すように、傾斜しているので、カップ砥石の砥石面が軸心C2に対して直角となるように調整した。   Next, a cup grindstone was installed in the vertical grinding apparatus. As the cup grindstone, an electrodeposited diamond grindstone having a particle size of # 170 was prepared. Since the cup grindstone is inclined as shown in FIG. 3, the grindstone surface of the cup grindstone was adjusted to be perpendicular to the axis C <b> 2.

次に、焼結体の基準面を研削した。主軸フランジ回転数100rpm、砥石回転数3000rpm、切込み量0.02mmの条件で研削し、基準面を形成した円筒形焼結体を作製した。   Next, the reference surface of the sintered body was ground. A cylindrical sintered body having a reference surface was prepared by grinding under conditions of a spindle flange rotation speed of 100 rpm, a grinding wheel rotation speed of 3000 rpm, and a cutting depth of 0.02 mm.

その後、円筒形焼結体を端面加工用治具から取り外し、端面加工用治具を主軸フランジから取り外した。そして、円筒形焼結体の基準面が上方を向いていたのを、下方を向くように反転させた。   Thereafter, the cylindrical sintered body was removed from the end face processing jig, and the end face processing jig was removed from the spindle flange. Then, the reference surface of the cylindrical sintered body was turned upward so as to face downward.

次に、円筒形焼結体の他端面を研削するため、図4(A)および(B)に示す円筒形焼結体加工用治具を用意した。円筒形焼結体加工用治具は、台座の外径は300mm、スリーブ部の外径が150mm、スリーブ部の内径が136mm、スリーブ部の外径と内径との幅が7mm、スリーブ部の高さが30mm、スリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzが12μmのクロムモリブデン鋼製を用意した。   Next, in order to grind the other end surface of the cylindrical sintered body, a cylindrical sintered body processing jig shown in FIGS. 4A and 4B was prepared. The cylindrical sintered body processing jig has an outer diameter of the pedestal of 300 mm, an outer diameter of the sleeve portion of 150 mm, an inner diameter of the sleeve portion of 136 mm, a width between the outer diameter of the sleeve portion and the inner diameter of 7 mm, and a high height of the sleeve portion. A chrome molybdenum steel having a thickness of 30 mm and a 10-point average surface roughness Rz of 12 μm on the top surface of the sleeve portion was prepared.

次に、円筒形焼結体の基準面を、熱溶融温度が120℃の仮止め接着剤(会社名:日化精工株式会社、製品名:アドフィックス)を用いて接着剤の厚みが0.05mmとなるよう調整し、円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の頂面に固定した。   Next, the reference surface of the cylindrical sintered body was bonded to a temporary adhesive with a heat melting temperature of 120 ° C. (company name: Nikka Seiko Co., Ltd., product name: Adfix) with a thickness of 0. It adjusted so that it might be set to 05 mm, and it fixed to the top face of the sleeve part of the jig for cylindrical sintered compact processing.

円筒形焼結体を固定した円筒形焼結体加工用治具を立形研削装置の主軸フランジに配置した。円筒形焼結体は歪が大きいので、焼結体中心は明確でないが、概ね主軸フランジ回転中心と一致するよう、円筒形焼結体加工用治具の位置を調整した後、主軸フランジにボルト締めで固定した。   A cylindrical sintered body processing jig to which the cylindrical sintered body was fixed was disposed on the spindle flange of the vertical grinding apparatus. Since the cylindrical sintered body has a large strain, the center of the sintered body is not clear, but after adjusting the position of the cylindrical sintered body processing jig so that it almost coincides with the center of rotation of the main shaft flange, bolts are attached to the main shaft flange. It was fixed by tightening.

次に、研削部には、カップ砥石を設置した。なお、カップ砥石は、前述の基準面研削に用いたものと同一であるので、詳細は省略する。   Next, a cup grindstone was installed in the grinding part. In addition, since the cup grindstone is the same as that used for the above-mentioned reference surface grinding, details are omitted.

次に、円筒形焼結体の他端面を研削した。研削条件は前述の基準面研削と同じとし、基準面と他端面の間の長さが200mmとなるまで研削した。その結果、この基準面と他端面の間の長さは、ターゲット材の長さになった。   Next, the other end surface of the cylindrical sintered body was ground. The grinding conditions were the same as those for the reference surface grinding described above, and grinding was performed until the length between the reference surface and the other end surface reached 200 mm. As a result, the length between the reference surface and the other end surface is the length of the target material.

次に、研削部には、カップ砥石からストレート砥石に替えて、ストレート砥石を設置した。砥石交換は、立形研削装置の自動砥石交換装置により実施した。ストレート砥石は、粗研削用と、仕上げ研削用の2つを用意した。粗研削として、粒度#170の電着ダイヤモンド砥石を用い、主軸フランジ回転数100rpm、砥石回転数3000rpm、切込み量0.02mmの条件で、外周面を研削した後、連続して内周面を研削した。続いて、仕上げ研削として、粒度#325の電着ダイヤモンド砥石を用いて、主軸フランジ回転数100rpm、砥石回転数3000rpm、切込み量0.005mmの条件で、外周面のみ仕上げ研削し、目標の外径および内径寸法まで研削した。   Next, instead of the cup grindstone, the straight grindstone was installed in the grinding part. The grinding wheel was replaced by an automatic grinding wheel exchange device of a vertical grinding machine. Two straight grindstones for rough grinding and finish grinding were prepared. For rough grinding, an electrodeposited diamond grindstone with a grain size of # 170 was used, and after grinding the outer peripheral surface under conditions of a spindle flange rotation speed of 100 rpm, a grinding wheel rotation speed of 3000 rpm, and a cutting depth of 0.02 mm, the inner peripheral surface was continuously ground. did. Subsequently, as the finish grinding, only the outer peripheral surface is finish-ground using the electrodeposited diamond grindstone of particle size # 325 under the conditions of the spindle flange rotation speed of 100 rpm, the grindstone rotation speed of 3000 rpm, and the cutting depth of 0.005 mm. And ground to inner diameter.

次に、研削した円筒形焼結体が固定された円筒形焼結体加工用治具を、主軸フランジから取り外して、オーブンに投入し150℃に加熱した。仮止め接着剤が溶融したところで、ターゲット材を円筒形焼結体加工用治具から剥離した。ターゲット材の剥離面に残存する接着剤を、粒度#320のエメリー紙で研削除去した。   Next, the cylindrical sintered body processing jig to which the ground cylindrical sintered body was fixed was removed from the spindle flange, put into an oven, and heated to 150 ° C. When the temporary fixing adhesive was melted, the target material was peeled from the cylindrical sintered body processing jig. The adhesive remaining on the peeled surface of the target material was removed by grinding with emery paper having a particle size of # 320.

仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が72であって、研削時間短縮は28%であった。   The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 72, and the grinding time reduction was 28%.

得られたターゲット材を3次元測定機(会社名:株式会社ミツトヨ製、製品名:Crysta−Apex)にて形状測定した結果、表2に示すように、長さが200.01mm、外径が151.02mm、内径が134.98mm、端面の平行度が0.05mm、直角度が0.03mm、外径の真円度が0.008mm、内径の真円度が0.010mm、外径および内径の同心度が0.006mmであった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine (company name: Mitutoyo Corporation, product name: Crysta-Apex), as shown in Table 2, the length was 200.01 mm and the outer diameter was 151.02 mm, inner diameter 134.98 mm, end face parallelism 0.05 mm, perpendicularity 0.03 mm, outer diameter roundness 0.008 mm, inner diameter roundness 0.010 mm, outer diameter and The concentricity of the inner diameter was 0.006 mm.

同様にしてITOターゲット材をもう1個作製し、2個のターゲット材をバキングチューブに金属In半田を用いて接合して円筒形スパッタリングターゲットを作製した。この円筒形ターゲットをスパッタ装置のロータリーカソード(会社名:SCI社、製品名:QRM)に取り付けて、Ar−2%O混合ガス、ガス圧0.6Pa、DC投入電力15kW/mの条件で1時間スパッタ放電し、異常放電数を評価した。その結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。 Similarly, another ITO target material was produced, and the two target materials were joined to a backing tube using metal In solder to produce a cylindrical sputtering target. This cylindrical target is attached to a rotary cathode (company name: SCI company, product name: QRM) of a sputtering device, and Ar-2% O 2 mixed gas, gas pressure 0.6 Pa, DC input power 15 kW / m. Sputter discharge was performed for 1 hour, and the number of abnormal discharges was evaluated. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute, which was very small and good.

(実施例2)
実施例2では、実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が99%、長さ歪が1.0mm、外径歪が1.8mm、内径歪が1.9mmのITO円筒形焼結体が得られた。内周面を研削した後に、連続して外周面を研削した以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が73であって、研削時間短縮は27%であった。
(Example 2)
In Example 2, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, an ITO cylindrical sintered body having a relative density of 99%, a length strain of 1.0 mm, an outer diameter strain of 1.8 mm, and an inner diameter strain of 1.9 mm was obtained. A target material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the outer peripheral surface was continuously ground after the inner peripheral surface was ground. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 73, and the grinding time reduction was 27%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.07mm、直角度が0.05mm、外径の真円度が0.010mm、内径の真円度が0.009mm、外径および内径の同心度が0.009mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.07 mm, the perpendicularity was 0.05 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.010 mm. The roundness of the inner diameter was 0.009 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.009 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(実施例3)
実施例3では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が1.9mm、外径歪が2.0mm、内径歪が1.8mmのAZO円筒形焼結体が得られた。支柱高さを120mmとした以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が74であって、研削時間短縮は26%であった。
Example 3
In Example 3, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 1.9 mm, an outer diameter strain of 2.0 mm, and an inner diameter strain of 1.8 mm was obtained. A target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the column height was 120 mm. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 74, and the grinding time reduction was 26%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.04mm、直角度が0.07mm、外径の真円度が0.015mm、内径の真円度が0.020mm、外径および内径の同心度が0.011mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.04 mm, the perpendicularity was 0.07 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.015 mm. The roundness of the inner diameter was 0.020 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.011 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(実施例4)
実施例4では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が2.0mm、外径歪が2.1mm、内径歪が1.9mmのAZO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の面幅を4mmとした以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が74であって、研削時間短縮は26%であった。
(Example 4)
In Example 4, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 2.0 mm, an outer diameter strain of 2.1 mm, and an inner diameter strain of 1.9 mm was obtained. A target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface width of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig was 4 mm. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 74, and the grinding time reduction was 26%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.03mm、直角度が0.05mm、外径の真円度が0.022mm、内径の真円度が0.015mm、外径および内径の同心度が0.010mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.03 mm, the perpendicularity was 0.05 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.022 mm. The roundness of the inner diameter was 0.015 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.010 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(実施例5)
実施例5では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が1.5mm、外径歪が2.4mm、内径歪が2.1mmのAZO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の高さを100mmとした以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が76であって、研削時間短縮は24%であった。
(Example 5)
In Example 5, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 1.5 mm, an outer diameter strain of 2.4 mm, and an inner diameter strain of 2.1 mm was obtained. A target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the height of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig was set to 100 mm. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 76, and the grinding time reduction was 24%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.09mm、直角度が0.09mm、外径の真円度が0.026mm、内径の真円度が0.018mm、外径および内径の同心度が0.020mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.09 mm, the perpendicularity was 0.09 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.026 mm. The roundness of the inner diameter was 0.018 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.020 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(実施例6)
実施例6では、酸化亜鉛粉末と酸化スズ粉末を用い、酸素雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が95%、長さ歪が1.6mm、外径歪が2.0mm、内径歪が2.0mmのZTO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzを2μmとした以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が73であって、研削時間短縮は27%であった。
(Example 6)
In Example 6, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and tin oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an oxygen atmosphere. As a result, as shown in Table 1, a ZTO cylindrical sintered body having a relative density of 95%, a length strain of 1.6 mm, an outer diameter strain of 2.0 mm, and an inner diameter strain of 2.0 mm was obtained. A target material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig was 2 μm. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 73, and the grinding time reduction was 27%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.05mm、直角度が0.04mm、外径の真円度が0.032mm、内径の真円度が0.022mm、外径および内径の同心度が0.015mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.05 mm, the perpendicularity was 0.04 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.032 mm. The roundness of the inner diameter was 0.022 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.015 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(実施例7)
実施例7では、酸化亜鉛粉末と酸化スズ粉末を用い、酸素雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が95%、長さ歪が1.8mm、外径歪が2.3mm、内径歪が2.2mmのZTO円筒形焼結体が得られた。熱溶融温度280℃の仮止め接着剤としてエポキシ系樹脂(会社名:日化精工株式会社製、製品名:Bボンド)を用い、オーブンで310℃に加熱して剥離した以外は、実施例1と同様にしてターゲット材を作製した。仮止め接着作業の開始から、端面および内外周面の研削後の剥離作業終了までに要した時間率(研削時間率)は、表2に示すように、後述する比較例1の内外周面研削時間を100とした相対値が75であって、研削時間短縮は25%であった。
(Example 7)
In Example 7, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and tin oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an oxygen atmosphere. As a result, as shown in Table 1, a ZTO cylindrical sintered body having a relative density of 95%, a length strain of 1.8 mm, an outer diameter strain of 2.3 mm, and an inner diameter strain of 2.2 mm was obtained. Example 1 except that an epoxy resin (company name: manufactured by Nikka Seiko Co., Ltd., product name: B bond) was used as a temporary fixing adhesive at a heat melting temperature of 280 ° C., and it was peeled off by heating to 310 ° C. in an oven. A target material was produced in the same manner as described above. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation to the end of the peeling operation after grinding of the end faces and the inner and outer peripheral surfaces, as shown in Table 2, is the inner and outer peripheral surface grinding of Comparative Example 1 described later. The relative value when the time was 100 was 75, and the grinding time reduction was 25%.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.04mm、直角度が0.06mm、外径の真円度が0.006mm、内径の真円度が0.004mm、外径および内径の同心度が0.002mmであった。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製して、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電数は1回/分未満であって、極めて少なく良好であった。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was 0.04 mm, the perpendicularity was 0.06 mm, and the roundness of the outer diameter was 0.006 mm. The roundness of the inner diameter was 0.004 mm, and the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.002 mm. Further, another target material was prepared in the same manner as in Example 1, a cylindrical sputtering target was prepared, and abnormal discharge was evaluated by sputter discharge. As a result, the number of abnormal discharges was less than 1 time / minute. Very good.

(比較例1)
比較例1では、実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が99%、長さ歪が1.4mm、外径歪が2.1mm、内径歪が2.2mmのITO円筒形焼結体が得られた。平面研削装置のテーブル上に、円筒形焼結体をマグネットで固定し、基準面を研削した後、固定を取り外して焼結体の上下を反転し、円筒形焼結体の他端面を研削した。次に、熱溶融温度が120℃の仮止め接着剤を用いて、一端面を平板状固定治具に接着した後、回転軸が水平方向である円筒研削装置を用いて、外周面を研削した。研削した円筒形焼結体が固定された状態の平板状固定治具を、円筒研削装置から取り外して、オーブンに投入し150℃に加熱した。仮止め接着剤が溶融したところで、円筒形焼結体を平板状固定治具から剥離して取り外した。この円筒形焼結体を内面研削装置の三つ爪のスクロールチャックに取り付けて、ダイヤルゲージを外周面に接触させながら回転させ、内面研削装置の回転軸と外周面の中心軸が一致するよう芯出し作業を行った。ダイヤルゲージの位置を円筒形焼結体長さの異なる位置において繰り返し同様の作業を行って回転軸のズレを小さくした後、内周面を研削し、取り外して円筒形ターゲット材を得た。外周面研削のための仮止め接着作業の開始から、内周面を研削後の取外し作業終了までに要した時間率(研削時間率)を相対値で100とし、表2に記した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, an ITO cylindrical sintered body having a relative density of 99%, a length strain of 1.4 mm, an outer diameter strain of 2.1 mm, and an inner diameter strain of 2.2 mm was obtained. After fixing the cylindrical sintered body on the table of the surface grinding machine with a magnet and grinding the reference surface, the fixing was removed and the sintered body was turned upside down, and the other end surface of the cylindrical sintered body was ground. . Next, after bonding one end surface to the flat fixture using a temporary fixing adhesive having a heat melting temperature of 120 ° C., the outer peripheral surface was ground using a cylindrical grinding apparatus having a horizontal rotation axis. . The flat plate-shaped fixing jig in which the ground cylindrical sintered body was fixed was removed from the cylindrical grinding apparatus, put into an oven, and heated to 150 ° C. When the temporary fixing adhesive was melted, the cylindrical sintered body was peeled off from the flat fixture and removed. This cylindrical sintered body is attached to the three-jaw scroll chuck of the internal grinding device, and rotated while the dial gauge is in contact with the outer peripheral surface, so that the rotation axis of the internal grinding device and the central axis of the outer peripheral surface are aligned. The work was done. The same operation was repeated at different positions of the cylindrical sintered body at the position of the dial gauge to reduce the displacement of the rotating shaft, and then the inner peripheral surface was ground and removed to obtain a cylindrical target material. The time rate (grinding time rate) required from the start of the temporary bonding operation for grinding the outer peripheral surface to the end of the removal operation after grinding the inner peripheral surface was taken as a relative value of 100 and is shown in Table 2.

得られたターゲット材を3次元測定機にて形状測定した結果、表2に示すように、端面の平行度が0.36mm、直角度が0.67mmと大きかった。また、外径の真円度が0.008mm、内径の真円度が0.010mmであったが、外径および内径の同心度は0.200mmであって外径と内径の中心位置がズレていた。また、実施例1と同様にターゲット材をもう1個作製し、実施例1と同様に、円筒形スパッタリングターゲットを作製し、スパッタ放電して異常放電評価を行った結果、異常放電が1回/分以上発生した。   As a result of measuring the shape of the obtained target material with a three-dimensional measuring machine, as shown in Table 2, the parallelism of the end face was as large as 0.36 mm and the perpendicularity was as large as 0.67 mm. The roundness of the outer diameter was 0.008 mm and the roundness of the inner diameter was 0.010 mm. However, the concentricity of the outer diameter and the inner diameter was 0.200 mm, and the center positions of the outer diameter and the inner diameter were misaligned. It was. Further, another target material was produced in the same manner as in Example 1, and a cylindrical sputtering target was produced in the same manner as in Example 1. As a result of performing abnormal discharge evaluation by performing sputter discharge, abnormal discharge was performed once / Occurs for over a minute.

(比較例2)
比較例2では、実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が99%、長さ歪が1.7mm、外径歪が1.9mm、内径歪が2.4mmのITO円筒形焼結体が得られた。端面加工用治具の支柱高さが70mmであること以外は実施例1と同様にして基準面を研削加工したところ、円筒形焼結体が端面加工用治具から外れて破損した。表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, an ITO cylindrical sintered body having a relative density of 99%, a length strain of 1.7 mm, an outer diameter strain of 1.9 mm, and an inner diameter strain of 2.4 mm was obtained. When the reference surface was ground in the same manner as in Example 1 except that the column height of the end surface processing jig was 70 mm, the cylindrical sintered body was detached from the end surface processing jig and damaged. As shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例3)
比較例3では、実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が99%、長さ歪が1.2mm、外径歪が2.5mm、内径歪が1.7mmのITO円筒形焼結体が得られた。端面加工用治具の押付ボルト先端にウレタンゴムを備えない状態で、円筒形焼結体の外周面を固定したところ、焼結体にクラックが生じたので、研削は行わなかった。表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, an ITO cylindrical sintered body having a relative density of 99%, a length strain of 1.2 mm, an outer diameter strain of 2.5 mm, and an inner diameter strain of 1.7 mm was obtained. When the outer peripheral surface of the cylindrical sintered body was fixed in a state where no urethane rubber was provided at the end of the pressing bolt of the end face processing jig, a crack occurred in the sintered body, and thus grinding was not performed. As shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例4)
比較例4では、実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が99%、長さ歪が1.1mm、外径歪が2.2mm、内径歪が2.0mmのITO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の端面幅が3mmであること以外は、実施例1と同様にして研削したところ、円筒形焼結体が円筒形焼結体加工用治具から外れて破損した。表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 4, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, an ITO cylindrical sintered body having a relative density of 99%, a length strain of 1.1 mm, an outer diameter strain of 2.2 mm, and an inner diameter strain of 2.0 mm was obtained. Except that the end face width of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig is 3 mm, the cylindrical sintered body is removed from the cylindrical sintered body processing jig when ground in the same manner as in Example 1. It was detached and damaged. As shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例5)
比較例5では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が2.2mm、外径歪が1.9mm、内径歪が2.1mmのAZO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の高さを120mmとした以外は、実施例1と同様にして研削したところ、円筒形焼結体が振動して異音が発生したので、研削を中止した。表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 2.2 mm, an outer diameter strain of 1.9 mm, and an inner diameter strain of 2.1 mm was obtained. Grinding was performed in the same manner as in Example 1 except that the height of the sleeve portion of the jig for processing the cylindrical sintered body was set to 120 mm. Canceled. As shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例6)
比較例6では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が1.5mm、外径歪が2.1mm、内径歪が2.1mmのAZO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzを1μmとした以外は、実施例1と同様にして研削したところ、円筒形焼結体が円筒形焼結体加工用治具から外れて破損した。このため、表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 6)
In Comparative Example 6, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 1.5 mm, an outer diameter strain of 2.1 mm, and an inner diameter strain of 2.1 mm was obtained. Grinding in the same manner as in Example 1 except that the ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig was 1 μm. It broke off from the binding tool. For this reason, as shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例7)
比較例7では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が2.6mm、外径歪が1.9mm、内径歪が1.8mmのAZO円筒形焼結体が得られた。円筒形焼結体加工用治具のスリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzを50μmとした以外は、実施例1と同様にして研削していたところ、円筒形焼結体が円筒形焼結体加工用治具から外れて破損した。スリーブ部の頂面に前回の仮止め接着剤が残留しており、新しい接着剤との界面で剥離していた。このため、表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 7, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 2.6 mm, an outer diameter strain of 1.9 mm, and an inner diameter strain of 1.8 mm was obtained. Grinding was performed in the same manner as in Example 1 except that the ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion of the cylindrical sintered body processing jig was 50 μm. It was detached from the jig for processing the shaped sintered body and damaged. The temporary tacking adhesive from the previous time remained on the top surface of the sleeve, and was peeled off at the interface with the new adhesive. For this reason, as shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例8)
比較例8では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が2.4mm、外径歪が2.3mm、内径歪が2.4mmのAZO円筒形焼結体が得られた。熱溶融温度40℃の仮止め接着剤を用いた以外は、実施例1と同様にして研削したところ、円筒形焼結体が円筒形焼結体加工用治具から外れて破損した。このため、表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 8)
In Comparative Example 8, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 2.4 mm, an outer diameter strain of 2.3 mm, and an inner diameter strain of 2.4 mm was obtained. Except for using a temporary adhesive with a heat melting temperature of 40 ° C., grinding was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the cylindrical sintered body was detached from the cylindrical sintered body processing jig and damaged. For this reason, as shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

(比較例9)
比較例9では、酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末を用い、空気雰囲気中、1340℃で焼結した以外は実施例1と同様にして円筒形焼結体を作製した。その結果、表1に示すように、相対密度が97%、長さ歪が1.2mm、外径歪が2.2mm、内径歪が2.2mmのAZO円筒形焼結体が得られた。熱溶融温度320℃のエポキシ接着剤で仮止め固定した以外は、実施例1と同様にして研削した。円筒形焼結体加工用治具から剥離するために、オーブンに投入して350℃に加熱したが、一部固着したままで剥離できなかった。強く引き剥がそうとしたところ円筒形ターゲット材が破損した。このため、表2に示すように、3次元測定機にて形状測定せず、かつ円筒形ターゲット材を作製しなかった。
(Comparative Example 9)
In Comparative Example 9, a cylindrical sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide powder and aluminum oxide powder were used and sintered at 1340 ° C. in an air atmosphere. As a result, as shown in Table 1, an AZO cylindrical sintered body having a relative density of 97%, a length strain of 1.2 mm, an outer diameter strain of 2.2 mm, and an inner diameter strain of 2.2 mm was obtained. Grinding was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was temporarily fixed with an epoxy adhesive having a heat melting temperature of 320 ° C. In order to peel off from the cylindrical sintered body processing jig, it was put in an oven and heated to 350 ° C., but could not be peeled off while partly fixed. The cylindrical target material was damaged when it was strongly peeled off. For this reason, as shown in Table 2, the shape was not measured with a three-dimensional measuring machine, and a cylindrical target material was not produced.

Figure 2018193603
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Figure 2018193603
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(実施例に基づく考察)
実施例1〜実施例7による円筒形ターゲット材の製造方法は、実施例1〜実施例7により得られた表2に示す結果から、スリーブ部の内径が円筒形焼結体の内径より大きく、かつスリーブ部の外径が円筒形焼結体の外径より小さくし、スリーブ部の頂面には焼結体を仮止めするために仮止め接着剤が塗布されることにより、ターゲット材の外径と内径との同心度が0.030mm以下となり、有用であることを確認した。また、実施例1〜実施例7と比較例1との加工時間を比較すると、約30%短縮化できたことを確認した。そして、実施例1〜実施例7により得られた円筒形ターゲット材には異常放電の発生がほとんど発生しなかったことから、このような円筒形ターゲット材は、工業的価値が高いことも確認した。
(Consideration based on Examples)
From the results shown in Table 2 obtained by Examples 1 to 7, the manufacturing method of the cylindrical target material according to Examples 1 to 7, the inner diameter of the sleeve portion is larger than the inner diameter of the cylindrical sintered body, In addition, the outer diameter of the sleeve portion is made smaller than the outer diameter of the cylindrical sintered body, and a temporary fixing adhesive is applied to the top surface of the sleeve portion to temporarily fix the sintered body. The concentricity between the diameter and the inner diameter was 0.030 mm or less, which was confirmed to be useful. Moreover, when the processing time of Example 1- Example 7 and the comparative example 1 was compared, it was confirmed that it was shortened by about 30%. And since generation | occurrence | production of abnormal discharge hardly generate | occur | produced in the cylindrical target material obtained by Example 1- Example 7, it was also confirmed that such a cylindrical target material has high industrial value. .

100 研削装置、110 研削部、111 支持軸、112 ストレート砥石、115 研削部、116 支持軸、117 カップ砥石、117a 砥石面、120 円筒形焼結体加工用治具、121 スリーブ部、121a 底面、121b 頂面、122 基台、123 開口溝、124 仮止め接着剤、130 支持体、131 昇降移動部、132 コラム、140 主軸フランジ、141 回転移動部、142 ベッド、150 端面加工用治具、151 台座、152 支柱、153 押付けボルト、153a 弾性体、C2,C1 軸心、W 焼結体、Wa 基準面、Wb 他端面、Wc 外周面、Wd 内周面、Wh 中空部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Grinding device, 110 Grinding part, 111 Support shaft, 112 Straight grindstone, 115 Grinding part, 116 Support shaft, 117 Cup grindstone, 117a Grinding wheel surface, 120 Cylindrical sintered compact processing jig, 121 Sleeve part, 121a Bottom surface, 121b Top surface, 122 Base, 123 Opening groove, 124 Temporary adhesive, 130 Support, 131 Lifting / moving part, 132 Column, 140 Spindle flange, 141 Rotating / moving part, 142 Bed, 150 End face processing jig, 151 Pedestal, 152 support, 153 pressing bolt, 153a elastic body, C2, C1 axis, W sintered body, Wa reference surface, Wb other end surface, Wc outer peripheral surface, Wd inner peripheral surface, Wh hollow part

Claims (10)

円筒状の焼結体を研削することにより円筒状のターゲット材を作製する研削工程を含む円筒形ターゲット材の製造方法であって、
前記研削工程は、前記焼結体の一端面を研削する工程と、円筒形焼結体加工用治具に仮止め接着剤を介して該焼結体を仮止めして設置する工程と、該焼結体の他端面を研削する工程と、該焼結体の外周面および内周面を研削する工程と、該焼結体を研削することにより得られる前記ターゲット材を取り外す工程とを有し、
前記円筒形焼結体加工用治具には、円筒状のスリーブ部と、該スリーブ部の底面に設けられる基台とを備え、
前記スリーブ部の内径が前記焼結体の内径より大きく、かつ前記スリーブ部の外径が前記焼結体の外径より小さく、
前記仮止め接着剤は、前記スリーブ部の頂面に塗布され、前記焼結体が仮止めされることを特徴とする円筒形ターゲット材の製造方法。
A method for producing a cylindrical target material comprising a grinding step of producing a cylindrical target material by grinding a cylindrical sintered body,
The grinding step includes a step of grinding one end surface of the sintered body, a step of temporarily fixing the sintered body to a cylindrical sintered body processing jig via a temporary fixing adhesive, A step of grinding the other end face of the sintered body, a step of grinding the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the sintered body, and a step of removing the target material obtained by grinding the sintered body. ,
The cylindrical sintered body processing jig includes a cylindrical sleeve portion and a base provided on the bottom surface of the sleeve portion,
An inner diameter of the sleeve portion is larger than an inner diameter of the sintered body, and an outer diameter of the sleeve portion is smaller than an outer diameter of the sintered body,
The method for producing a cylindrical target material, wherein the temporary fixing adhesive is applied to a top surface of the sleeve portion, and the sintered body is temporarily fixed.
前記スリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzが、2μm以上12μm以下であることを特徴とする請求項1記載の円筒形ターゲット材の製造方法。   2. The method for producing a cylindrical target material according to claim 1, wherein a ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion is 2 μm or more and 12 μm or less. 前記スリーブ部の高さが、30mm以上100mm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の円筒形ターゲット材の製造方法。   3. The method for manufacturing a cylindrical target material according to claim 1, wherein the sleeve portion has a height of 30 mm to 100 mm. 前記焼結体の一端面を、端面加工用治具により研削し、
前記端面加工用治具は、台座と、該台座から鉛直上に固定される支柱と、前記焼結体を保持する押付ボルトとを備え、
前記支柱の本数が、3本または4本であり、
前記支柱の高さが、前記焼結体の長さの1/2以上、該焼結体の長さ以下であり、
前記押付ボルトの端部が、弾性体であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の円筒形ターゲット材の製造方法。
Grinding one end face of the sintered body with an end face processing jig,
The jig for end face processing includes a pedestal, a column fixed vertically from the pedestal, and a pressing bolt for holding the sintered body,
The number of the columns is 3 or 4,
The height of the column is not less than 1/2 of the length of the sintered body and not more than the length of the sintered body,
The method for manufacturing a cylindrical target material according to any one of claims 1 to 3, wherein an end of the pressing bolt is an elastic body.
円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の円筒形ターゲット材の製造方法により製造される円筒状のターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置する配置工程と、
前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの隙間に接合材を充填する充填工程と、
前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを放冷させることにより前記接合材を固化し、前記隙間に接合層を形成する接合工程とを有することを特徴とする円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
A method of manufacturing a cylindrical sputtering target,
An arrangement step of coaxially arranging a backing tube in a hollow portion of a cylindrical target material manufactured by the method for manufacturing a cylindrical target material according to any one of claims 1 to 4,
A filling step of filling a bonding material into a gap between the target material and the backing tube;
A method of manufacturing a cylindrical sputtering target, comprising: a bonding step of solidifying the bonding material by allowing the target material and the backing tube to cool, and forming a bonding layer in the gap.
円筒状の焼結体を研削するための円筒形焼結体加工用治具であって、
円筒状のスリーブ部と、
前記スリーブ部の底面に設けられる基台とを備え、
前記スリーブ部の頂面は、前記焼結体を仮止めする仮止め接着剤を塗布可能に構成され、
前記スリーブ部の内径が前記焼結体の内径より大きく、かつ前記スリーブ部の外径が前記焼結体の外径より小さいことを特徴とする円筒形焼結体加工用治具。
A cylindrical sintered body processing jig for grinding a cylindrical sintered body,
A cylindrical sleeve portion;
A base provided on the bottom surface of the sleeve portion,
The top surface of the sleeve portion is configured to be capable of applying a temporary fixing adhesive for temporarily fixing the sintered body,
A cylindrical sintered body processing jig, wherein an inner diameter of the sleeve portion is larger than an inner diameter of the sintered body, and an outer diameter of the sleeve portion is smaller than an outer diameter of the sintered body.
前記スリーブ部の頂面の十点平均表面粗さRzが、2μm以上12μm以下であることを特徴とする請求項6記載の円筒形焼結体加工用治具。   The cylindrical sintered body processing jig according to claim 6, wherein a ten-point average surface roughness Rz of the top surface of the sleeve portion is 2 μm or more and 12 μm or less. 前記スリーブ部の高さが、30mm以上100mm以下であることを特徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項記載の円筒形焼結体加工用治具。   The cylindrical sintered body processing jig according to claim 6, wherein a height of the sleeve portion is 30 mm or more and 100 mm or less. 円筒状の焼結体を研削する研削装置であって、
前記焼結体の両端面、外周面、および内周面を研削する研削手段と、
請求項6ないし請求項8のいずれか1項に記載の円筒形焼結体加工用治具とを備えることを特徴とする研削装置。
A grinding apparatus for grinding a cylindrical sintered body,
Grinding means for grinding both end surfaces, outer peripheral surface, and inner peripheral surface of the sintered body;
A grinding apparatus comprising: the cylindrical sintered body processing jig according to any one of claims 6 to 8.
円筒形スパッタリングターゲットの原料として用いられる円筒形ターゲット材であって、
外径および内径の同心度が、0.03mm以下であることを特徴とする円筒形ターゲット材。
A cylindrical target material used as a raw material for a cylindrical sputtering target,
A cylindrical target material having an outer diameter and an inner diameter of 0.03 mm or less.
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