JP3250241B2 - ターゲット材とその製造方法 - Google Patents
ターゲット材とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改良されたターゲット
材とその製造方法に関する。
材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の蒸着その他の目的のため、エレク
トロンビームなどを照射して金属を蒸発させるのに使用
するターゲット材には、つぎのような特性が要求され
る： イ）酸素等による汚染がないこと、 ロ）引巣のような欠陥がないこと、 ハ）結晶の配向が均一であり、蒸発が均一に起ること、 ニ）合金の場合は、組成が均一であること、 これらに加えて、リーズナブルな価格が望まれるのはも
ちろんである。
トロンビームなどを照射して金属を蒸発させるのに使用
するターゲット材には、つぎのような特性が要求され
る： イ）酸素等による汚染がないこと、 ロ）引巣のような欠陥がないこと、 ハ）結晶の配向が均一であり、蒸発が均一に起ること、 ニ）合金の場合は、組成が均一であること、 これらに加えて、リーズナブルな価格が望まれるのはも
ちろんである。
【０００３】従来のターゲット材の製造法は、上記イ）
の特性をもつように真空誘導炉などの溶解手段を使用し
てまず清浄な鋳塊をつくり、ロ）〜ニ）の要求をみたす
ためにこの鋳塊を鍛造して、結晶の微細化、組織の均一
化をはかっていた。
の特性をもつように真空誘導炉などの溶解手段を使用し
てまず清浄な鋳塊をつくり、ロ）〜ニ）の要求をみたす
ためにこの鋳塊を鍛造して、結晶の微細化、組織の均一
化をはかっていた。
【０００４】このような製造方法は、工程が多いから当
然にコストが嵩むし、鍛造に適しない材料たとえば金属
間化合物など脆いものには適用できない。
然にコストが嵩むし、鍛造に適しない材料たとえば金属
間化合物など脆いものには適用できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、前記した要求をみたすターゲット材を、短縮された
工程で、従って従来より低いコストで製造することので
きる方法を提供することにある。 本発明の特別な目的
は、鍛造が困難ないし不可能な金属材料を対象に、組織
が均一なターゲット材を製造することのできる方法を提
供することにある。
は、前記した要求をみたすターゲット材を、短縮された
工程で、従って従来より低いコストで製造することので
きる方法を提供することにある。 本発明の特別な目的
は、鍛造が困難ないし不可能な金属材料を対象に、組織
が均一なターゲット材を製造することのできる方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のターゲット材の
製造方法は、図１に示すように、金属を、コールドクル
ーシブル（３）内で、その中に置いたスターティングブ
ロック（５）上で高周波コイル（４）を用いた誘導加熱
により溶解して溶湯（１Ｂ）とし、ブロック（５）の側
から熱を奪って凝固体（１Ｃ）を形成させ、溶解材料
（１Ａ）を炉の上方から補給する一方でブロック（５）
を引き下げることにより連続的に鋳造体を得、この鋳造
体を連続鋳造の方向に対しほぼ垂直に切断することから
なる。
製造方法は、図１に示すように、金属を、コールドクル
ーシブル（３）内で、その中に置いたスターティングブ
ロック（５）上で高周波コイル（４）を用いた誘導加熱
により溶解して溶湯（１Ｂ）とし、ブロック（５）の側
から熱を奪って凝固体（１Ｃ）を形成させ、溶解材料
（１Ａ）を炉の上方から補給する一方でブロック（５）
を引き下げることにより連続的に鋳造体を得、この鋳造
体を連続鋳造の方向に対しほぼ垂直に切断することから
なる。
【０００７】図１において、符号（６）はスターティン
グブロック（５）を昇降させるためのロッドである。
（７）はＡｒガス供給管であって、これにより溶解およ
び鋳造の雰囲気を非酸化性に保つ。
グブロック（５）を昇降させるためのロッドである。
（７）はＡｒガス供給管であって、これにより溶解およ
び鋳造の雰囲気を非酸化性に保つ。
【０００８】コールドクルーシブルは、水冷を施した銅
製のルツボであって、炉壁が電気的に分割されていて、
高周波を炉内の金属材料に及ぼし、加熱溶解することの
できる構造をもった、管状の炉である。
製のルツボであって、炉壁が電気的に分割されていて、
高周波を炉内の金属材料に及ぼし、加熱溶解することの
できる構造をもった、管状の炉である。
【０００９】上記の方法により製造された本発明のター
ゲット材（２）は、図２にみるように、マクロ結晶組織
の方向が、ターゲット面（２１）に対してほぼ垂直であ
る。
ゲット材（２）は、図２にみるように、マクロ結晶組織
の方向が、ターゲット面（２１）に対してほぼ垂直であ
る。
【００１０】
【作用】コールドクルーシブルを使用して金属を誘導加
熱すると、溶解した金属が、ローレンツ斥力とよばれる
電磁圧によって炉壁から遠ざけられ、非接触状態で溶湯
の柱となって存在する。
熱すると、溶解した金属が、ローレンツ斥力とよばれる
電磁圧によって炉壁から遠ざけられ、非接触状態で溶湯
の柱となって存在する。
【００１１】この溶湯の柱は、通常はその静水圧が基部
では電磁力を上回るため、基部のわずかな部分において
水冷銅壁と接触する。 接触した溶湯は直ちに凝固する
から、汚染を受けないことはもちろんである。
では電磁力を上回るため、基部のわずかな部分において
水冷銅壁と接触する。 接触した溶湯は直ちに凝固する
から、汚染を受けないことはもちろんである。
【００１２】コールドクルーシブルに関して最近発明者
らが開発し、提案（特願平３−）した改良型を使用すれ
ば、この基部における溶湯と炉壁の接触も防ぐことがで
きる。
らが開発し、提案（特願平３−）した改良型を使用すれ
ば、この基部における溶湯と炉壁の接触も防ぐことがで
きる。
【００１３】スターティングブロックは、コールドクル
ーシブルの水冷銅壁に接してよく冷却されているので、
溶解した金属のもつ熱はもっぱらこのブロック側に奪わ
れ、横方向に失なわれる量はわずかである。 このた
め、凝固の進行はブロックから上方へ向う。 溶解材料
を補給しながらスターティングブロックを引き下げて行
けば、コールドクルーシブルの内径に応じた断面形状の
連続鋳造片が得られる。
ーシブルの水冷銅壁に接してよく冷却されているので、
溶解した金属のもつ熱はもっぱらこのブロック側に奪わ
れ、横方向に失なわれる量はわずかである。 このた
め、凝固の進行はブロックから上方へ向う。 溶解材料
を補給しながらスターティングブロックを引き下げて行
けば、コールドクルーシブルの内径に応じた断面形状の
連続鋳造片が得られる。
【００１４】コールドクルーシブルとして上記した改良
型を用いれば、内径より小さい断面をもった金属の凝固
体が得られる。 これは、厳密な意味では鋳造されたも
のではないが、便宜上、炉内径と同じ断面のものと同視
して、ここでは鋳造片に含める。
型を用いれば、内径より小さい断面をもった金属の凝固
体が得られる。 これは、厳密な意味では鋳造されたも
のではないが、便宜上、炉内径と同じ断面のものと同視
して、ここでは鋳造片に含める。
【００１５】いずれにせよ、鋳造片は鋳造の方向に沿っ
てほぼ平行に結晶が成長したマクロ組織をもったものと
なる。 この凝固は積層凝固方式によっているので、ヒ
ケスや偏析の問題はなく、均一な鋳造片が得られる。
てほぼ平行に結晶が成長したマクロ組織をもったものと
なる。 この凝固は積層凝固方式によっているので、ヒ
ケスや偏析の問題はなく、均一な鋳造片が得られる。
【００１６】こうして得た鋳造片を輪切りにしたターゲ
ット材は、そのターゲット面に結晶の横断面が並んでい
るから、エレクトロンビームの照射やＡｒイオンなどの
衝撃に対する挙動が、どの部分でも同様である。 具体
的にいえば、ターゲット材の金属の蒸発による減り方が
均一で、平坦面を保ったまま減って行く。
ット材は、そのターゲット面に結晶の横断面が並んでい
るから、エレクトロンビームの照射やＡｒイオンなどの
衝撃に対する挙動が、どの部分でも同様である。 具体
的にいえば、ターゲット材の金属の蒸発による減り方が
均一で、平坦面を保ったまま減って行く。
【００１７】
【発明の効果】上記のようにして、本発明により更新さ
れた表面が常に均質であって、そこから飛び出す金属原
子の方向をコントロールすることの容易な、従って長期
にわたって使用できるターゲット材が提供される。 こ
のターゲット材は、従来品とちがって鍛造の工程を要し
ないから、コストは低廉である。 とくに、金属間化合
物をはじめとする脆い金属に対して本発明を適用すれ
ば、従来は望めなかった均質のターゲット材が得られ
る。
れた表面が常に均質であって、そこから飛び出す金属原
子の方向をコントロールすることの容易な、従って長期
にわたって使用できるターゲット材が提供される。 こ
のターゲット材は、従来品とちがって鍛造の工程を要し
ないから、コストは低廉である。 とくに、金属間化合
物をはじめとする脆い金属に対して本発明を適用すれ
ば、従来は望めなかった均質のターゲット材が得られ
る。
【００１８】本発明は任意の金属を対象に実施できる
が、とくにその意義を発揮するのは、高融点の活性金属
やその合金、金属間化合物などであって、つぎに挙げる
ものがその代表である： 単一金属：Ｍｏ，Ｃｒ，Ｎｂ 合金：Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５Ｍｏ，ＰＣパー
マロイ，センダスト 金属間化合物：ＴｉＡｌ，ＮｉＴｉ，Ｎｂ3Ａｌ
が、とくにその意義を発揮するのは、高融点の活性金属
やその合金、金属間化合物などであって、つぎに挙げる
ものがその代表である： 単一金属：Ｍｏ，Ｃｒ，Ｎｂ 合金：Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５Ｍｏ，ＰＣパー
マロイ，センダスト 金属間化合物：ＴｉＡｌ，ＮｉＴｉ，Ｎｂ3Ａｌ
【図１】 本発明のターゲット材の製造方法を説明する
ための、操業中の製造装置の縦断面図。
ための、操業中の製造装置の縦断面図。
【図２】 本発明のターゲット材のマクロ組織を説明す
るための、一部を切り欠いて示した斜視図。
るための、一部を切り欠いて示した斜視図。
１Ａ 溶解材料 １Ｂ 金属溶湯 １Ｃ 金属凝固体 ２ ターゲット材 ２１ ターゲット面 ３ コールドクルーシブル ４ 高周波コイル ５ スターティングブロック ６ 昇降ロッド ７ Ａｒ供給管
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−311394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262461（ＪＰ，Ａ) 電気製鋼，第62巻，第１号，２月, 1991，出向井 登 外３名「コールドク ルーシブルレビテーション溶解」ｐ．12 −22 材料とプロセス，第３巻，第４号，９ 月，1990，一柳信吾 外２名「コールド クルーシブルの伝熱解析」ｐ．912 材料とプロセス，第２巻，第５号，９ 月，1989，芝田智樹 外２名「コールド クルーシブルの浮遊溶解挙動」ｐ．1353 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C22C 1/02
Claims (3)
- 【請求項１】 金属を、コールドクルーシブル内に置い
たスターティングブロック上で誘導加熱により溶解し、
ブロックの側から熱を奪って凝固させ、溶解材料を炉の
上方から補給する一方でブロックを引き下げることによ
り連続的に鋳造体を得、この鋳造体を連続鋳造の方向に
対しほぼ垂直に切断することからなるターゲット材の製
造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法により製造した、
マクロ結晶組織の方向がターゲット面に対してほぼ垂直
であるターゲット材。 - 【請求項３】 ターゲット材が、Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，ＣｒおよびＳｉからえらん
だ金属またはそれらの合金である請求項２のターゲット
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28958591A JP3250241B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | ターゲット材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28958591A JP3250241B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | ターゲット材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125523A JPH05125523A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3250241B2 true JP3250241B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17745141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28958591A Expired - Fee Related JP3250241B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | ターゲット材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250241B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102782181A (zh) * | 2011-02-09 | 2012-11-14 | Jx日矿日石金属株式会社 | 铟靶材及其制造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3769761B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2006-04-26 | 住友化学株式会社 | アルミニウム合金単結晶ターゲットおよびその製造方法 |
| DE19953470A1 (de) * | 1999-11-05 | 2001-05-23 | Heraeus Gmbh W C | Rohrtarget |
| EP1111086B1 (en) * | 1999-12-20 | 2009-04-08 | United Technologies Corporation | Use of a cathode for cathodic arc deposition |
| JP2001271161A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-10-02 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | スパッタリングターゲットの製造方法 |
| JP4388263B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2009-12-24 | 日鉱金属株式会社 | 珪化鉄スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| JP4805284B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2011-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | スパッタリング用ターゲット及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP28958591A patent/JP3250241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 材料とプロセス，第２巻，第５号，９月，１９８９，芝田智樹 外２名「コールドクルーシブルの浮遊溶解挙動」ｐ．１３５３ |
| 材料とプロセス，第３巻，第４号，９月，１９９０，一柳信吾 外２名「コールドクルーシブルの伝熱解析」ｐ．９１２ |
| 電気製鋼，第６２巻，第１号，２月，１９９１，出向井 登 外３名「コールドクルーシブルレビテーション溶解」ｐ．１２−２２ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102782181A (zh) * | 2011-02-09 | 2012-11-14 | Jx日矿日石金属株式会社 | 铟靶材及其制造方法 |
| CN102782181B (zh) * | 2011-02-09 | 2015-11-25 | Jx日矿日石金属株式会社 | 铟靶材及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05125523A (ja) | 1993-05-21 |
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