JP5550328B2 - Mo sputtering target and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5550328B2 JP2009291358A JP2009291358A JP5550328B2 JP 5550328 B2 JP5550328 B2 JP 5550328B2 JP 2009291358 A JP2009291358 A JP 2009291358A JP 2009291358 A JP2009291358 A JP 2009291358A JP 5550328 B2 JP5550328 B2 JP 5550328B2
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Description

本発明は、半導体装置や液晶表示装置などの配線を形成するためのMoスパッタリング
ターゲットおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to a Mo sputtering target for forming a wiring of a semiconductor device, a liquid crystal display device or the like and a method for manufacturing the same.

半導体装置や液晶表示装置などの配線にはタングステンやモリブデンなどの高融点金属
が用いられている。これらの配線は、スパッタリング法と呼ばれる成膜方法が使われてい
る。スパッタリング法は、スパッタリングターゲットにArイオンをぶつけて目的とする
金属膜を得る方法である。
従来のタングステンまたはモリブデンターゲットは、例えば特許第3244167号公
報(特許文献1)には、加圧焼結することにより、平均粒径10μm以下かつ相対密度9
9%以上のターゲットを得ている。
近年、半導体装置の小型化のために配線の狭ピッチ化(小型化)が進められている。配
線を小型化するには、配線素材を低抵抗のものにする方法が有効である。理化学辞典など
を参照すると、タングステンの比抵抗値は5.65×10−6Ωcmであるのに対し、モ
リブデンの比抵抗値は5.2×10−6Ωcmである。そのため、一般的にタングステン
よりはモリブデンの方が低抵抗の配線が得られる。
特許文献1では、Mo粉末をHIPなどの加圧焼結することにより、ターゲットを得て
いる。この方法であれば、平均粒径を小さく、密度の高いスパッタリングターゲットを得
ることができる。
A refractory metal such as tungsten or molybdenum is used for wiring of a semiconductor device or a liquid crystal display device. For these wirings, a film forming method called a sputtering method is used. The sputtering method is a method for obtaining a target metal film by hitting Ar ions against a sputtering target.
A conventional tungsten or molybdenum target is disclosed, for example, in Japanese Patent No. 3244167 (Patent Document 1) by pressure sintering to obtain an average particle size of 10 μm or less and a relative density of 9
9% or more target has been obtained.
In recent years, in order to reduce the size of semiconductor devices, wiring pitches have been narrowed (downsized). In order to reduce the size of the wiring, it is effective to use a wiring material having a low resistance. Referring to the physics and chemistry dictionary and the like, the specific resistance value of tungsten is 5.65 × 10 −6 Ωcm, while the specific resistance value of molybdenum is 5.2 × 10 −6 Ωcm. Therefore, in general, molybdenum has a lower resistance wiring than tungsten.
In patent document 1, the target is obtained by pressure-sintering Mo powder, such as HIP. With this method, it is possible to obtain a sputtering target having a small average particle diameter and a high density.

特許第3244167号公報Japanese Patent No. 3244167

スパッタリング法は、ターゲットにArイオンをぶつけて、その衝撃でターゲット材の
原子を飛ばして成膜する方法である。そのため、長期間安定して成膜するにはターゲット
組織が均一である必要があるが、特許文献1のように加圧焼結するだけでは、組織に不均
一な部分ができスパッタレートが変化するなどの不具合があった。特にターゲットが大型
化すると、組織の不均一による問題が顕著になっていた。
本発明は、このような問題に鑑み、均一な組織を有するMoスパッタリングターゲット
およびその製造方法を提供するものである。
The sputtering method is a method in which an Ar ion is hit against a target, and atoms of the target material are blown by the impact to form a film. Therefore, the target structure needs to be uniform in order to form a film stably for a long period of time. However, just by pressure sintering as in Patent Document 1, a non-uniform portion is formed in the structure and the sputtering rate changes. There were problems such as. In particular, when the target is increased in size, the problem due to the non-uniformity of the structure becomes remarkable.
In view of such problems, the present invention provides a Mo sputtering target having a uniform structure and a method for producing the same.

本発明の第一のMoスパッタリングターゲットは、純度99.9%以上のMoスパッタリングターゲットにおいて、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であることを特徴とするものである。
また、繊維状組織を具備していないことが好ましい。また、直径が320mm以上であることが好ましい。また、再結晶組織であることが好ましい。
また、スパッタ面のX線回折を行ったときの(110)、(200)、(211)、(310)の各面のピークの相対強度が(110)>(211)>((200)または(310))の順で小さくなることが好ましい
発明の第二のMoスパッタリングターゲットは、純度99.9%以上のMoスパッタリングターゲットにおいて、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面のX線回折を行ったときの(110)、(200)、(211)、(310)の各面のピークの相対強度が(110)>(211)>((200)または(310))の順で小さくなることを特徴とするものである。
The first Mo sputtering target of the present invention is a Mo sputtering target having a purity of 99.9% or more, the average crystal grain size is 60 μm or less, the average Vickers hardness Hv of the sputtering surface is 150 to 200, and the variation of the Vickers hardness Hv is ± Within 10% , the sputter surface is characterized in that crystals having an aspect ratio of 3 or less have an area ratio of 70% or more .
Moreover, it is preferable not to have a fibrous structure . Also, it is preferable that the diameter is not less than 320 mm. Moreover, it is preferable that it is a recrystallized structure.
Moreover, when the X-ray diffraction of the sputter surface is performed, the relative intensity of the peaks of each surface of (110), (200), (211), (310) is (110)>(211)> ((200) or It is preferable to decrease in the order of (310)) .
When the second Mo sputtering target of the present invention is an Mo sputtering target having a purity of 99.9% or more, the average crystal grain size is 60 μm or less, and X-ray diffraction of the sputtering surface is performed (110), (200), The relative intensity of the peaks on each surface of (211) and (310) decreases in the order of (110)>(211)> ((200) or (310)).

また、本発明の第一のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、平均粒径10μm以下、1次粒子の割合50%以上、純度99.9%以上のMo粉末を円板状の成形体に成形する工程と、成形体を1000℃以上1500℃以下で焼結する工程と、焼結体を700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程と、焼結体を1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、を具備することを特徴とするものである。
また、第二のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、純度99.9%以上のMo粉末またはMoブロック体をEB溶解する工程と、インゴットを700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程と、インゴットを1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、を具備することを特徴とするものである。
また、第三のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、平均粒径10μm以下、1次粒子の割合50%以上、純度99.9%以上のMo粉末を成形し、1000℃以上1500℃以下で焼結したMoの焼結体または純度99.9%以上のMo粉末またはMoブロック体をEB溶解したインゴットを鉄製またはステンレス製のカプセルに密閉してから、700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程、1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、を具備することを特徴とするものである。
いずれの製造方法も、ターゲットの直径が320mm以上と大型化したものに有効である。
In addition, the first Mo sputtering target manufacturing method of the present invention has a purity of 99.9% or more, an average crystal grain size of 60 μm or less, an average Vickers hardness Hv of the sputtering surface of 150 to 200, and a variation in Vickers hardness Hv of ± Within 10%, the sputtering surface is a method of manufacturing a Mo sputtering target in which crystals with an aspect ratio of 3 or less are 70% or more in area ratio, the average particle size is 10 μm or less, the proportion of primary particles is 50% or more, and the purity is 99.99. A step of forming 9% or more of Mo powder into a disk-shaped formed body, a step of sintering the formed body at 1000 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower , and a hot working of the sintered body at 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. And a step of subjecting the sintered body to a recrystallization heat treatment at 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower .
The second Mo sputtering target is produced by a method of producing a purity of 99.9% or more, an average crystal grain size of 60 μm or less, an average Vickers hardness Hv of the sputtering surface of 150 to 200, and a variation of the Vickers hardness Hv within ± 10%. The sputtering surface is a method of manufacturing a Mo sputtering target in which crystals having an aspect ratio of 3 or less are 70% or more in area ratio, and a step of EB melting Mo powder or Mo block having a purity of 99.9% or more, and an ingot the is characterized in that it comprises a step of hot working at 700 ° C. or higher 1200 ° C. or less, a step of recrystallizing heat treatment of the ingot at 1000 ° C. or higher 1300 ° C. or less, the.
Further, the third method for producing the Mo sputtering target has a purity of 99.9% or more, an average crystal grain size of 60 μm or less, an average Vickers hardness Hv of the sputtering surface of 150 to 200, and a variation of the Vickers hardness Hv within ± 10%. The sputtering surface is a method for producing a Mo sputtering target in which crystals with an aspect ratio of 3 or less are 70% or more in area ratio, and the average particle size is 10 μm or less, the proportion of primary particles is 50% or more, and the purity is 99.9% or more. A Mo sintered body sintered at 1000 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, or an ingot containing EB-melted Mo powder or Mo block body having a purity of 99.9% or higher sealed in an iron or stainless steel capsule from to, the step of hot working at 700 ° C. or higher 1200 ° C. or less, Engineering recrystallization heat treatment at 1000 ° C. or higher 1300 ° C. or less , It is characterized in that it comprises a.
Any of the manufacturing methods is effective for a target whose diameter is increased to 320 mm or more.

本発明のMoスパッタリングターゲットは、スパッタ面のビッカース硬度のばらつきを
低減しているので均一な組織が得られている。また、スパッタ面の結晶方位をランダム配
向となっている。このため、スパッタレートが安定し、ターゲットの長寿命化が図れる。
また、本発明のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、均一な組織またはおよび
ランダム配向を有するMoスパッタリングターゲットを効率よく得ることができる。特に
、ターゲットサイズが大型化しても均一な組織またはおよびランダム配向のMoスパッタ
リングターゲットが得られる。
Since the Mo sputtering target of the present invention reduces variations in Vickers hardness on the sputtering surface, a uniform structure is obtained. Further, the crystal orientation of the sputter surface is random orientation. For this reason, the sputtering rate is stabilized and the life of the target can be extended.
Moreover, the manufacturing method of the Mo sputtering target of this invention can obtain the Mo sputtering target which has a uniform structure | tissue or random orientation efficiently. In particular, even when the target size is increased, a uniform structure or a randomly oriented Mo sputtering target can be obtained.

Moスパッタリングターゲットのスパッタ面のビッカース硬度の測定位置を示す図。The figure which shows the measurement position of the Vickers hardness of the sputter | spatter surface of Mo sputtering target.

本発明のMoスパッタリングターゲットは、純度99.9%以上のMoスパッタリング
ターゲットにおいて、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度H
vが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内であることを特徴と
するものである。
まず、Moの純度は99.9wt%以上(3N以上)である。Mo純度は高い程良く9
9.99wt%以上(4N以上)、さらには99.999wt%(5N以上)であること
が好ましい。
純度の測定は、ガス成分(酸素、窒素、炭素)を除き、金属不純物であるNa、K、M
g、Fe、Cu、Cr、Al、Ca、Ni、W、U、Thの合計値を100%から引いた
値をMoの純度とする。また、酸素は100ppm以下、窒素は30ppm以下、炭素1
0ppm以下であることが好ましい。なお、本発明では特に断りのない限り、ppmはw
tppmの意味である。
The Mo sputtering target of the present invention is an Mo sputtering target having a purity of 99.9% or more, an average crystal grain size of 60 μm or less, and an average Vickers hardness H of the sputtering surface.
It is characterized in that v is 150 to 200 and the variation in Vickers hardness Hv is within ± 10%.
First, the purity of Mo is 99.9 wt% or more (3N or more). The higher the Mo purity, the better 9
It is preferably 9.99 wt% or more (4 N or more), more preferably 99.999 wt% (5 N or more).
The purity is measured by removing metal components (oxygen, nitrogen, carbon), and metallic impurities Na, K, M
The value obtained by subtracting the total value of g, Fe, Cu, Cr, Al, Ca, Ni, W, U, and Th from 100% is the purity of Mo. Also, oxygen is 100 ppm or less, nitrogen is 30 ppm or less, carbon 1
It is preferably 0 ppm or less. In the present invention, ppm is w unless otherwise specified.
It means tppm.

平均粒径は60μm以下である。Mo結晶の平均粒径が60μmを超えると、組織が大
きくなり過ぎてビッカース硬度のばらつきを大きくする。平均粒径は、好ましくは30μ
m以下である。
平均粒径の求め方は、線インターセプト法を用いる。Moスパッタリングターゲットの
任意のスパッタ面(単位面積500μm×500μm)を拡大写真(光学顕微鏡写真など
)に撮り、直線500μm上に存在するMo結晶粒子の個数をカウントする。(500μ
m/直線500μm上のMo結晶粒子の個数)=平均値とし、この作業を3回行い、その
平均値を“平均粒径”とする。
The average particle size is 60 μm or less. When the average grain size of the Mo crystal exceeds 60 μm, the structure becomes too large and the variation in Vickers hardness is increased. The average particle size is preferably 30μ
m or less.
The line intercept method is used to obtain the average particle diameter. An arbitrary sputter surface (unit area 500 μm × 500 μm) of the Mo sputtering target is taken on an enlarged photograph (such as an optical microscope photograph), and the number of Mo crystal particles existing on a straight line 500 μm is counted. (500μ
m / number of Mo crystal particles on a straight line of 500 μm) = average value, this operation is performed three times, and the average value is defined as “average particle diameter”.

また、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvの
ばらつきが±10%以内であることを特徴とする。図1はスパッタ面のビッカース硬度の
測定点を示す図である。円板状ターゲットの中心部(位置1)と、中心部を通り円周を均
等に分割した4本の直線上の外周近傍位置(位置2〜9)およびその1/2の距離の位置
(位置10〜17)をそれぞれ測定点とする。スパッタ面をそのまま測定できるときは、
そのまま測定するものとし、測定が困難な場合はスパッタ面を含む10mm角の試料を切
り出して測定してもよい。また、外周近傍位置は中心部から外周までの距離を100%と
したとき90%の位置で行うものとする。また、ビッカース硬度の測定は、ビッカース硬
度試験機を用いて、荷重200g、荷重付加時間15秒の条件で行うものとする。
17点の測定結果の平均値をビッカース硬度Hvの平均値とする。また、ばらつきは、
[(測定点のビッカース硬度−平均値)/平均値]×100%で求めるものとする。
まず、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200である。ビッカース硬度
Hvが150未満ではターゲットの硬度が不十分である。硬度が不十分である原因として
はターゲット内部にポア(気孔)がある場合、Feなどのやわらかい不純物金属が偏析し
ている場合などが挙げられる。
Further, the average Vickers hardness Hv of the sputtering surface is 150 to 200, and the variation of the Vickers hardness Hv is within ± 10%. FIG. 1 is a diagram showing measurement points of the Vickers hardness of the sputter surface. The central part (position 1) of the disk-shaped target, the positions near the outer periphery (positions 2 to 9) on the four straight lines that pass through the central part and the circumference is equally divided, and the positions (positions) that are ½ the distance 10 to 17) are the measurement points. When you can measure the sputter surface as it is,
The measurement is performed as it is, and when measurement is difficult, a 10 mm square sample including the sputter surface may be cut out and measured. The position near the outer periphery is assumed to be 90% when the distance from the center to the outer periphery is 100%. The measurement of Vickers hardness is performed using a Vickers hardness tester under the conditions of a load of 200 g and a load application time of 15 seconds.
The average value of the measurement results at 17 points is taken as the average value of Vickers hardness Hv. Also, the variation is
[(Vickers hardness of measurement point−average value) / average value] × 100%.
First, the average Vickers hardness Hv of the sputtering surface is 150 to 200. If the Vickers hardness Hv is less than 150, the hardness of the target is insufficient. Possible causes of insufficient hardness include a case where pores (pores) are present inside the target and a case where a soft impurity metal such as Fe is segregated.

一方、ビッカース硬度が200を超える場合は、アスペクト比が5以上の長細い繊維状
組織を具備する場合が挙げられる。このため、本発明では繊維状組織を具備していないこ
とが好ましい。繊維状の組織があると結晶粒の存在割合(粒界の存在割合)にばらつきが
できて、ビッカース硬度のばらつきを10%以下にすることが困難となる。
また、ビッカース硬度Hvのばらつきは±10%の範囲である。本発明では硬さのばら
つきを制御することにより均一な組織を得るものである。これは平均粒径を制御すること
により、部分的なMo結晶粒と粒界の存在割合を略均一なものとしたためである。
このような均一な組織とするためにはスパッタ面は、アスペクト比3以下の結晶が面積
率で70%以上であることが好ましい。アスペクト比が3以下のMo結晶粒であれば単位
面積100μm×100μmあたりのMo結晶粒の個数に大きな差が出ないので硬さのば
らつきが抑えられる。
また、ビッカース硬度のばらつきを±10%以内に抑えるには再結晶組織であることが
好ましい。再結晶組織であれば平均粒径を60μm以下、さらには30μm以下と小さく
した上で繊維状組織をなくし、アスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上とするこ
とができる。
On the other hand, when the Vickers hardness exceeds 200, there may be mentioned a case where a long and thin fibrous structure having an aspect ratio of 5 or more is provided. For this reason, in this invention, it is preferable not to comprise the fibrous structure. If there is a fibrous structure, the crystal grain existence ratio (grain boundary existence ratio) can vary, making it difficult to reduce the Vickers hardness variation to 10% or less.
Further, the variation in Vickers hardness Hv is in the range of ± 10%. In the present invention, a uniform structure is obtained by controlling the variation in hardness. This is because the ratio of the partial Mo crystal grains and grain boundaries is made substantially uniform by controlling the average grain size.
In order to obtain such a uniform structure, it is preferable that crystals having an aspect ratio of 3 or less are 70% or more in terms of area ratio on the sputtering surface. If the Mo crystal grains have an aspect ratio of 3 or less, there is no significant difference in the number of Mo crystal grains per unit area of 100 μm × 100 μm, so that variation in hardness can be suppressed.
Further, a recrystallized structure is preferable in order to suppress variation in Vickers hardness within ± 10%. In the case of the recrystallized structure, the average particle size is reduced to 60 μm or less, and further to 30 μm or less, and the fibrous structure is eliminated, so that crystals having an aspect ratio of 3 or less can be made 70% or more in area ratio.

また、スパッタレートの変化を小さくし、長寿命、長期信頼性の高いスパッタリングタ
ーゲットを得ることができる。このため、スパッタリングターゲットの厚さを6mm以上
と厚くしても十分使用できる。
また、スパッタレートの変化を小さくする方法としてはスパッタ面の結晶配向をランダ
ム配向とすることが挙げられる。ランダム配向とは、特定の結晶方位に50%以上の配向
がない状態を示すものである。結晶配向はX線回折(XRD)で測定できる。X線回折は
、Cuターゲット(Cu−Kα)、管電圧40kV、管電流100mAで行うものとする

また、スパッタ面のX線回折を行ったときの(110)、(200)、(211)、(
310)の各面のピークの相対強度が(110)>(211)>((200)または(3
10))の順で小さくなることが好ましい。(200)と(310)のX線回折強度は、
ほぼ同じ値を示すことがあるので(200)と(310)はどちらが大きくてもよい。こ
のため、(110)>(211)>(200)≧(310)または(110)>(211
)>(310)≧(200)となる。
In addition, it is possible to obtain a sputtering target having a long life and high long-term reliability by reducing the change in the sputtering rate. For this reason, even if the thickness of the sputtering target is increased to 6 mm or more, it can be used sufficiently.
Further, as a method for reducing the change in the sputtering rate, the crystal orientation of the sputter surface can be changed to random orientation. Random orientation indicates a state where there is no orientation of 50% or more in a specific crystal orientation. Crystal orientation can be measured by X-ray diffraction (XRD). X-ray diffraction is performed with a Cu target (Cu-Kα), a tube voltage of 40 kV, and a tube current of 100 mA.
In addition, (110), (200), (211), (
310) The relative intensity of the peaks on each surface is (110)>(211)> ((200) or (3
It is preferable to decrease in the order of 10)). The X-ray diffraction intensities of (200) and (310) are
Since (200) and (310) may be large, they may show almost the same value. Therefore, (110)>(211)> (200) ≧ (310) or (110)> (211
)> (310) ≧ (200).

また、Moスパッタリングターゲットから任意の試料を切り出し、スパッタ面のX線回
折を行ったとき、X線回折の各面のピークの相対強度はスパッタ面のピークの高さの順番
と、PDFピーク(粉末試料のXRDピーク)の高さの順番を比較するとほぼ同じになる
。個々のピークの高さの比は、スパッタ面とPDF(粉末)では異なる場合もあるが、検
出されるピークの高さの順番はほぼ一致する。スパッタ面のピーク順は(110)>(2
11)>((200)または(310))であり、この順番が粉末(PDFピーク)にな
っても同じ傾向であるということはターゲット全体で均一なランダム配向であることを示
すものである。
In addition, when an arbitrary sample was cut out from the Mo sputtering target and the X-ray diffraction of the sputtering surface was performed, the relative intensity of the peaks on each surface of the X-ray diffraction was determined by the order of the peak height of the sputtering surface and the PDF peak (powder When the order of the height of the XRD peak of the sample is compared, it becomes almost the same. The ratio of the heights of the individual peaks may differ between the sputter surface and the PDF (powder), but the order of the detected peak heights is almost the same. The peak order of the sputtering surface is (110)> (2
11)> ((200) or (310)), and the fact that this order is the same even when the powder (PDF peak) is obtained indicates that the target has a uniform random orientation over the entire target.

平均粒径を調製した上で、ビッカース硬度または結晶配向のどちらか一方を制御するこ
とによって安定したスパッタレートが得られるが、ビッカース硬度および結晶配向の両方
を制御した方がより安定したスパッタレートが得られる。
また、ビッカース硬度またはおよび結晶配向の制御により、直径が320mm以上の大
型のターゲットにしたとしても安定したスパッタレートが得られるので長期信頼性が向上
する。
また、相対密度は99.5%以上であることが好ましい。相対密度はモリブデンの理論
密度を10.22g/cmとし、アルキメデス法で測定した実測値を割った値で求める
。具体的には、(アルキメデス法による実測値/理論密度10.22)×100(%)=
相対密度とする。
A stable sputter rate can be obtained by adjusting either the Vickers hardness or the crystal orientation after adjusting the average particle diameter, but a more stable sputter rate can be obtained by controlling both the Vickers hardness and the crystal orientation. can get.
Further, by controlling the Vickers hardness or the crystal orientation, a stable sputtering rate can be obtained even if a large target having a diameter of 320 mm or more is obtained, so that long-term reliability is improved.
The relative density is preferably 99.5% or more. The relative density is determined by dividing the actual measurement value measured by the Archimedes method with the theoretical density of molybdenum being 10.22 g / cm 3 . Specifically, (actual measured value by Archimedes method / theoretical density 10.22) × 100 (%) =
Relative density.

次に製造方法について説明する。本発明のMoスパッタリングターゲットの製造方法は
特に限定されるものではないが、効率よく得る方法として次のものが挙げられる。
本発明の第一のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、平均粒径10μm以下、
1次粒子の割合50%以上、純度99.9%以上のMo粉末を円板状の成形体に成形する
工程と、成形体を1000℃以上で焼結する工程と、焼結体を700℃以上の温度で熱間
加工する工程と、焼結体を700℃以上で再結晶熱処理する工程、を具備することを特徴
とするものである。
Next, a manufacturing method will be described. Although the manufacturing method of Mo sputtering target of this invention is not specifically limited, The following are mentioned as a method obtained efficiently.
The production method of the first Mo sputtering target of the present invention has an average particle size of 10 μm or less,
A step of forming Mo powder having a primary particle ratio of 50% or more and a purity of 99.9% or more into a disk-shaped formed body, a step of sintering the formed body at 1000 ° C. or higher, and a sintered body at 700 ° C. It comprises a step of hot working at the above temperature and a step of recrystallizing the sintered body at 700 ° C. or higher.

第一の製造方法は、原料粉末として平均粒径10μm以下、1次粒子の割合50%以上
、純度99.9%以上のMo粉末を使うことを特徴とするものである。
ビッカース硬度の制御にはMo結晶の平均粒径の制御が必要である。Mo粉末の平均粒
径は10μm以下が好ましい。平均粒径が10μmを超えると焼結後に粒成長が起きたと
き、ターゲットの平均粒径(平均結晶粒径)が60μmを超えるおそれがある。
また、1次粒子の割合は50%以上であることが好ましい。粒子同士がくっついた2次
粒子を多く含んだMo粉末を使うと、部分的にMo結晶の存在割合に偏りができてビッカ
ース硬度のばらつきが10%を超えるおそれがある。1次粒子が50%以上のMo粉末の
製造方法は、Mo粉末を十分に粉砕、篩分けする方法や、特願2009−163106号
に記載したように、Mo粉末を製造する工程で内壁をMoで覆った容器を使うことや乾燥
工程(モリブデン化合物を含む第2の水溶液を乾燥させることにより酸化モリブデン粉末
を調製する工程)として、第2の水溶液を回転板上に噴射し、モリブデン化合物が回転板
をはじいて落下している途中で、スプレードライヤーにより乾燥させる工程が挙げられる
。1次粒子の割合の高いMo粉末の製法方法は、特願2009−163106号を参照と
する。
The first production method is characterized in that Mo powder having an average particle size of 10 μm or less and a primary particle ratio of 50% or more and a purity of 99.9% or more is used as a raw material powder.
In order to control the Vickers hardness, it is necessary to control the average grain size of the Mo crystal. The average particle diameter of the Mo powder is preferably 10 μm or less. If the average particle size exceeds 10 μm, the average particle size (average crystal particle size) of the target may exceed 60 μm when grain growth occurs after sintering.
Moreover, it is preferable that the ratio of a primary particle is 50% or more. When Mo powder containing a large amount of secondary particles in which particles are bonded to each other is used, the proportion of Mo crystals may be partially biased and the Vickers hardness variation may exceed 10%. The production method of Mo powder with 50% or more primary particles is a method of sufficiently pulverizing and sieving the Mo powder, or as described in Japanese Patent Application No. 2009-163106, the inner wall is formed by Mo in the process of producing Mo powder. As a drying step (a step of preparing molybdenum oxide powder by drying the second aqueous solution containing the molybdenum compound), the second aqueous solution is sprayed onto the rotating plate, and the molybdenum compound rotates. There is a step of drying with a spray dryer while dropping the plate. Refer to Japanese Patent Application No. 2009-163106 for the manufacturing method of Mo powder with a high ratio of primary particles.

次に、Mo粉末を円板状の成形体に成形する工程を行う。成形体は金型成型などの公知
の形成方法が適用でき、金型不純物が混入するのを防ぐために内壁をMoで覆うことも効
果的である。金型成型であれば金型サイズを大型にすることにより、直径320mm以上
または厚さ6mm以上といった大型ターゲットを製造することができる。
次に、成形体を1000℃以上で焼結する工程を行う。焼結方法は、ホットプレスやH
IPなどが適用できる。また、常圧焼結、ホットプレスまたはHIPを組合せて多段焼結
する方法が挙げられる。焼結温度は焼結時に付加する圧力にもよるが、1000〜150
0℃の範囲が好ましい。1500℃を超えるとMo結晶の粒成長が促進され、Mo結晶粒
径の平均粒径を60μm以下にするのが困難になる。また、圧力は500atm(50M
Pa)以上が好ましい。
Next, the process which shape | molds Mo powder to a disk-shaped molded object is performed. A known forming method such as mold molding can be applied to the molded body, and it is also effective to cover the inner wall with Mo in order to prevent contamination of the mold impurities. In the case of mold molding, a large target having a diameter of 320 mm or more or a thickness of 6 mm or more can be produced by increasing the mold size.
Next, the process of sintering a molded object at 1000 degreeC or more is performed. The sintering method is hot press or H
IP etc. can be applied. Moreover, the method of multi-stage sintering combining atmospheric pressure sintering, hot press, or HIP is mentioned. The sintering temperature depends on the pressure applied during sintering, but is 1000 to 150.
A range of 0 ° C. is preferred. If the temperature exceeds 1500 ° C., the grain growth of Mo crystals is promoted, and it becomes difficult to make the average grain size of Mo crystal grains 60 μm or less. The pressure is 500 atm (50M
Pa) or more is preferable.

次に、得られたMo焼結体を700℃以上で熱間加工する工程を行う。熱間加工は、熱
間鍛造、熱間押出、熱間圧延などである。熱間加工温度が700℃未満であると加工歪が
残存し易い。熱間加工温度の上限は特に限定されるものではないが装置の負荷を考慮する
と1200℃以下が好ましい。また、加工率については任意であり、Mo焼結体と求める
ターゲットサイズから適宜選定していく。
次に、得られたMo焼結体を700℃以上で再結晶熱処理する工程を行う。焼結工程後
の焼結体は程度の差はあれMo結晶が粒成長している。粒成長しているとMo結晶の存在
割合にばらつきがでてビッカース硬度や結晶方位にばらつきがでる。このため、再結晶さ
せることにより、組織をより均一にする方法が有効である。完全に再結晶させるには再結
晶熱処理温度を1000℃以上1300℃以下にすることが好ましい。特に直径が320
mm以上または厚さ6mm以上の大型ターゲットのときはこの温度が有効である。
再結晶熱処理後は、必要に応じ、表面加工、バッキングプレートの接合を行うものとす
る。
Next, the process which hot-processes the obtained Mo sintered compact at 700 degreeC or more is performed. Hot working includes hot forging, hot extrusion, hot rolling, and the like. If the hot working temperature is less than 700 ° C., working strain tends to remain. The upper limit of the hot working temperature is not particularly limited, but is preferably 1200 ° C. or lower in consideration of the load on the apparatus. Further, the processing rate is arbitrary, and is appropriately selected from the Mo sintered body and the desired target size.
Next, the obtained Mo sintered body is subjected to a recrystallization heat treatment at 700 ° C. or higher. In the sintered body after the sintering process, Mo crystals grow to some extent. When the grains are growing, the ratio of the Mo crystals present varies, and the Vickers hardness and crystal orientation vary. For this reason, a method of making the structure more uniform by recrystallization is effective. For complete recrystallization, the recrystallization heat treatment temperature is preferably set to 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower. Especially the diameter is 320
This temperature is effective for a large target having a thickness of mm or more or a thickness of 6 mm or more.
After the recrystallization heat treatment, surface processing and backing plate bonding are performed as necessary.

本発明の第二のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、純度99.9%以上のM
o粉末またはMoブロック体をEB溶解する工程と、インゴットを700℃以上の温度で
熱間加工する工程と、インゴットを700℃以上で再結晶熱処理する工程、を具備するこ
とを特徴とするものである。
まず、第二の製造方法は、純度99.9%以上のMo粉末またはMoブロック体をEB
溶解する工程を行う。Moブロック体とは、Mo粉末の成形体、Mo粉末の焼結体、Mo
の溶解インゴットのいずれかである。
Mo粉末またはMoブロック体のいずれかをEB溶解(電子ビーム溶解)してインゴッ
トを製造する。EB溶解することにより、Mo粉末中またはMoブロック体中の不純物を
さらに低減することができる。また、Mo粉末またはMoブロック体のMo結晶サイズの
ばらつきを一旦リセットしたインゴットを製造することができる。このため、Mo純度9
9.99wt%以上のより高純度のMoスパッタリングターゲットを得るのに好適である

次に、得られたMoインゴットを700℃以上で熱間加工する工程を行う。熱間加工は
、熱間鍛造、熱間押出、熱間圧延などである。熱間加工温度が700℃未満であると加工
歪が残存し易い。熱間加工温度の上限は特に限定されるものではないが装置の負荷を考慮
すると1200℃以下が好ましい。また、加工率については任意であり、Moインゴット
と求めるターゲットサイズから適宜選定していく。
The manufacturing method of the second Mo sputtering target according to the present invention has a purity of 99.9% or more.
o The step of EB melting the powder or Mo block body, the step of hot working the ingot at a temperature of 700 ° C. or higher, and the step of recrystallizing the ingot at 700 ° C. or higher. is there.
First, in the second production method, Mo powder or Mo block having a purity of 99.9% or more is converted into EB.
A process of dissolving is performed. Mo block body is a compact of Mo powder, a sintered body of Mo powder, Mo
One of the melting ingots.
Either the Mo powder or the Mo block body is EB-melted (electron beam melting) to produce an ingot. By EB dissolution, impurities in the Mo powder or the Mo block body can be further reduced. Moreover, the ingot which once reset the dispersion | variation in Mo crystal size of Mo powder or a Mo block body can be manufactured. For this reason, Mo purity 9
It is suitable for obtaining a higher-purity Mo sputtering target of 9.99 wt% or more.
Next, a step of hot working the obtained Mo ingot at 700 ° C. or higher is performed. Hot working includes hot forging, hot extrusion, hot rolling, and the like. If the hot working temperature is less than 700 ° C., working strain tends to remain. The upper limit of the hot working temperature is not particularly limited, but is preferably 1200 ° C. or lower in consideration of the load on the apparatus. Further, the processing rate is arbitrary, and is appropriately selected from the Mo ingot and the desired target size.

次に、得られたインゴットを700℃以上で再結晶熱処理する工程を行う。再結晶させ
ることにより、組織をより均一にすることができる。
第一の製造方法と同様に、再結晶後は、必要に応じ、表面加工、バッキングプレートの
接合を行うものとする。
Next, a step of subjecting the obtained ingot to recrystallization heat treatment at 700 ° C. or higher is performed. By recrystallization, the structure can be made more uniform.
Similar to the first manufacturing method, after recrystallization, surface processing and bonding of the backing plate are performed as necessary.

本発明の第三のMoスパッタリングターゲットの製造方法は、Moの焼結体またはイン
ゴットを鉄製またはステンレス製のカプセルに密閉してから、700℃以上で熱間加工す
る工程、700℃以上で再結晶熱処理する工程、を具備することを特徴とするものである

まず、Moの焼結体またはインゴットを鉄製またはステンレス製のカプセルに密閉して
から、700℃以上で熱間加工する工程を行う。焼結法により製造したMo焼結体または
溶解法により製造したMoインゴットを、鉄製またはステンレス製のカプセルに密封する
。カプセルに密封することにより、外部からの不純物の混入や表面酸化を防ぐことができ
る。
鉄製またはステンレス製のカプセルはMoよりも柔らかいので熱間加工の邪魔にはならな
い。この上で、700℃以上で熱間加工を行う。熱間加工は、熱間鍛造、熱間圧延、熱間
押出などの塑性加工が挙げられ、ターゲットサイズの調製、平均粒径(平均結晶粒径)、
結晶配向の制御に効果的である。
次に、700℃以上で再結晶熱処理する工程を行う。再結晶することによりMo結晶の
平均粒径をより微細化することができる。再結晶後は、必要に応じ、表面加工、バッキン
グプレートの接合を行うものとする。
The third Mo sputtering target production method of the present invention is a step of sealing a Mo sintered body or ingot in an iron or stainless steel capsule and then hot working at 700 ° C. or higher, and recrystallizing at 700 ° C. or higher. And a step of heat treatment.
First, after a Mo sintered body or ingot is sealed in an iron or stainless steel capsule, a hot working process is performed at 700 ° C. or higher. The Mo sintered body manufactured by the sintering method or the Mo ingot manufactured by the melting method is sealed in an iron or stainless steel capsule. By sealing the capsule, it is possible to prevent external impurities and surface oxidation.
Iron or stainless steel capsules are softer than Mo and do not interfere with hot working. Then, hot working is performed at 700 ° C. or higher. Hot working includes plastic working such as hot forging, hot rolling, hot extrusion, etc., target size preparation, average grain size (average crystal grain size),
It is effective for controlling the crystal orientation.
Next, a recrystallization heat treatment step is performed at 700 ° C. or higher. By recrystallization, the average grain size of the Mo crystal can be further refined. After recrystallization, surface processing and backing plate bonding are performed as necessary.

また、第三の製造方法においては、Mo焼結体を得る方法は第一の製造方法、Moイン
ゴットを得る方法は第二の製造方法を使うことが好ましい。第一の製造方法の焼結体また
は第二の製造方法のインゴットを使った上で第三の製造方法を適用した場合、ビッカース
硬度のばらつきは±5%以内に制御することができる。
以上のような製造方法であれば、Mo結晶の平均粒径を小さくした上でビッカース硬度
や結晶配向の制御を行うことができる。このため、ターゲットの直径が320mm以上ま
たはおよび厚さが6mm以上の大型のターゲットを製造することができる。
In the third production method, it is preferable to use the first production method as the method for obtaining the Mo sintered body and the second production method as the method for obtaining the Mo ingot. When the third manufacturing method is applied after using the sintered body of the first manufacturing method or the ingot of the second manufacturing method, the variation in Vickers hardness can be controlled within ± 5%.
If it is the above manufacturing methods, Vickers hardness and crystal orientation can be controlled after reducing the average grain size of Mo crystals. For this reason, a large target having a target diameter of 320 mm or more and a thickness of 6 mm or more can be produced.

[実施例]
(実施例1)
平均粒径10μm、1次粒子の割合が60%、純度99.99%のMo粉末を用意した
。このMo粉末を用いて、円柱状の成形体を製造し、1200℃、圧力1100atm、
5時間でHIP焼結を行った。次いで、熱間加工(1100℃×1時間加熱後の圧延加工
)1200℃×3時間の再結晶熱処理を行った。
表面研磨加工を行い直径350mm×厚さ10mmのMoスパッタリングターゲットを
得た後、バッキングプレートを接合した。なお、Moターゲットの相対密度は99.8%
であった。
(実施例2)
平均粒径10μm、1次粒子の割合が50%、純度99.99%Mo粉末を焼結して焼
結体(Moブロック体)を得た後、EB溶解してMoインゴットを製造した。Moインゴ
ットを1150℃で熱間加工(圧延および鍛造)、1000℃×5時間の再結晶熱処理を
施して円柱状のMoターゲットを得た。表面研磨加工を行い直径300mm×厚さ10m
mのMoスパッタリングターゲットを得た後、バッキングプレートを接合した。なお、M
o純度を測定したところ、99.995wt%以上と高純度化していた。また、Moター
ゲットの相対密度は99.9%であった。
(実施例3)
平均粒径7μm、1次粒子の割合が70%、純度99.99%のMo粉末を用意した。
このMo粉末を用いて、円柱状の成形体を製造し、1200℃、圧力600atm、6時
間でホットプレス焼結を行った。次いで、ステンレス製のカプセルでMo焼結体を覆った

その後、850〜1150℃の熱間鍛造工程、850〜1150℃での熱間圧延工程に
より形状を整えた。ステンレス製カプセルを外して、1100℃で再結晶熱処理を施した
。表面研磨を行うことにより、直径400mm×厚さ8mmのMoスパッタリングターゲ
ットを製造した。その後、バッキングプレートを接合した。なお、Moターゲットの相対
密度は99.9%であった。
[Example]
Example 1
Mo powder having an average particle size of 10 μm, a primary particle ratio of 60%, and a purity of 99.99% was prepared. Using this Mo powder, a cylindrical shaped body was manufactured, 1200 ° C., pressure 1100 atm,
HIP sintering was performed in 5 hours. Then, hot working (rolling after heating at 1100 ° C. × 1 hour) was performed at 1200 ° C. × 3 hours.
Surface polishing was performed to obtain a Mo sputtering target having a diameter of 350 mm and a thickness of 10 mm, and then a backing plate was joined. The relative density of the Mo target is 99.8%.
Met.
(Example 2)
An average particle size of 10 μm, a primary particle ratio of 50%, and a purity of 99.99% Mo powder was sintered to obtain a sintered body (Mo block body), and then EB melted to produce a Mo ingot. The Mo ingot was subjected to hot working (rolling and forging) at 1150 ° C. and recrystallization heat treatment at 1000 ° C. for 5 hours to obtain a cylindrical Mo target. Surface polishing is performed, diameter 300mm x thickness 10m
After obtaining m Mo sputtering target, the backing plate was joined. M
o When the purity was measured, the purity was as high as 99.995 wt% or more. The relative density of the Mo target was 99.9%.
(Example 3)
An Mo powder having an average particle size of 7 μm, a primary particle ratio of 70%, and a purity of 99.99% was prepared.
Using this Mo powder, a cylindrical molded body was manufactured, and hot press sintering was performed at 1200 ° C. and a pressure of 600 atm for 6 hours. Next, the Mo sintered body was covered with a stainless steel capsule.
Thereafter, the shape was adjusted by a hot forging process at 850 to 1150 ° C. and a hot rolling process at 850 to 1150 ° C. The stainless capsule was removed and recrystallization heat treatment was performed at 1100 ° C. By performing surface polishing, a Mo sputtering target having a diameter of 400 mm and a thickness of 8 mm was manufactured. Thereafter, the backing plate was joined. The relative density of the Mo target was 99.9%.

(比較例1)
平均粒径5μm、1次粒子の割合40%、純度99.99%のMo粉末を用意した。こ
のMo粉末を用いて円板状の成形体を製造し、1250℃、1000atm、2時間のH
IP処理を行った。HIP焼結体を550℃で熱間加工して形状を整えた。その後、55
0℃で再結晶熱処理を行った。
その後、表面加工を行い、直径300mm×厚さ8mmのMoスパッタリングターゲッ
トを製造した。次いでバッキングプレートの接合を行った。得られたMoターゲットの相
対密度は99.8%であった。
実施例1〜3および比較例1のMoスパッタリングターゲットに関し、Mo結晶の平均
粒径、アスペクト比3以下の割合(面積%)ビッカース硬度の平均値およびばらつきを測
定した。以下にその結果を示す。
Mo結晶の測定はスパッタ面に平行な任意の断面において単位面積500μm×500
μmの拡大写真を撮り、線インターセプト法で行った。同様の拡大写真にてアスペクト比
3以下のMo結晶の割合(面積%)を求めた。
また、ビッカース硬度については図1に示した5mm角の試料17点を切り出し、ビッ
カース硬度試験機を用いて、荷重200g、荷重付加時間15秒の条件で行った。
(Comparative Example 1)
Mo powder having an average particle size of 5 μm, a primary particle ratio of 40%, and a purity of 99.99% was prepared. Using this Mo powder, a disk-shaped molded body was manufactured, and 1250 ° C., 1000 atm, 2 hours of H
IP treatment was performed. The HIP sintered body was hot worked at 550 ° C. to adjust the shape. Then 55
Recrystallization heat treatment was performed at 0 ° C.
Then, surface processing was performed and the Mo sputtering target of diameter 300mm x thickness 8mm was manufactured. Next, the backing plate was joined. The relative density of the obtained Mo target was 99.8%.
For the Mo sputtering targets of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the average particle size of Mo crystals, the ratio (area%) of the aspect ratio of 3 or less, the average value and the variation of Vickers hardness were measured. The results are shown below.
The measurement of Mo crystal is performed in a unit area of 500 μm × 500 in an arbitrary cross section parallel to the sputtering surface
An enlarged photograph of μm was taken and the line intercept method was used. The ratio (area%) of Mo crystals having an aspect ratio of 3 or less was determined from the same enlarged photograph.
Further, for Vickers hardness, 17 samples of 5 mm square shown in FIG. 1 were cut out, and a Vickers hardness tester was used under the conditions of a load of 200 g and a load application time of 15 seconds.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

表から分かる通り、実施例1〜3に係るMoターゲットは、ビッカース硬度Hvの平均
値は150〜200の範囲内であり、そのばらつきも10%以内であった。また、組織を
観察した結果、アスペクト比5以上の繊維状の組織は観察されなかった。
一方、比較例1のものはビッカース硬度Hvが200を超え、そのばらつきは10%を
超えていた。組織を観察した結果、アスペクト比5以上の繊維状の組織が面積比5%観察
された。
次に、実施例1〜3および比較例1のスパッタリングターゲットのスパッタ面のX線回
折分析を行い、配向性を確認した。X線回折は、銅ターゲット(Cu−Kα)、管電圧4
0kV、管電流100mAで行った。(110)、(200)、(211)、(310)
の相対強度比の順番を調べた。X線回折ではビッカース硬度の測定に使った試料17個の
スパッタ面を使って分析した(ビッカース硬度測定のための圧痕形成前に分析した)。そ
の結果を表2に示す。
As can be seen from the table, in the Mo targets according to Examples 1 to 3, the average value of the Vickers hardness Hv was in the range of 150 to 200, and the variation thereof was also within 10%. Further, as a result of observing the structure, a fibrous structure having an aspect ratio of 5 or more was not observed.
On the other hand, the thing of the comparative example 1 had Vickers hardness Hv exceeding 200, and the dispersion | variation exceeded 10%. As a result of observing the structure, a fibrous structure having an aspect ratio of 5 or more was observed with an area ratio of 5%.
Next, X-ray diffraction analysis was performed on the sputtering surfaces of the sputtering targets of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 to confirm the orientation. X-ray diffraction shows copper target (Cu-Kα), tube voltage 4
The test was performed at 0 kV and a tube current of 100 mA. (110), (200), (211), (310)
The order of relative intensity ratios was examined. In X-ray diffraction, analysis was performed using 17 sputter surfaces of samples used for measurement of Vickers hardness (analysis was performed before forming an indentation for measuring Vickers hardness). The results are shown in Table 2.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

表から分かる通り、実施例1〜3に係るスパッタリングターゲットは、X線回折強度の
順番は(110)>(211)>(200)>(310)または(110)>(211)
>(310)>(200)であった。いずれもランダム配向を示すものであった。それに
対し、比較例1のものは部分的に異なる配向を示す箇所があった。
また、各試料を粉末に粉砕して粉末のX線回折を分析した結果を表3に示す。
As can be seen from the table, in the sputtering targets according to Examples 1 to 3, the order of X-ray diffraction intensities is (110)>(211)>(200)> (310) or (110)> (211).
>(310)> (200). All showed random orientation. On the other hand, the thing of the comparative example 1 had the location which shows a partially different orientation.
Table 3 shows the results of pulverizing each sample into powder and analyzing the X-ray diffraction of the powder.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

実施例に係るMoスパッタリングターゲットは、スパッタ面のX線回折の強度の順番と
粉末での強度の順番が同じであった。このため、実施例に係るターゲットはランダム配向
が全体に渡って維持されていることが分かる。
それに対し、比較例のものは場所(試料)によって異なる箇所があった。これはターゲ
ットの厚さ方向に進むに従って結晶配向が異なる箇所があることを意味するものである。
次に、実施例1〜3および比較例1に係るMoスパッタリングターゲットを用いてスパ
ッタリングを行いMo膜の成膜工程を行った。この結果、実施例1〜3に係るMoスパッ
タリングターゲットを使った場合は、単位時間あたりの成膜量の変化が最後まで5%以内
であった。それに対し、比較例1のものは10%変わる時間帯があった。このため、比較
例1に係るものはスパッタレートが大きく変化していることが分かる。
本実施例に係るMoスパッタリングターゲットは、スパッタレートが安定し、長期信頼
性の高い成膜を行うことが可能である。
In the Mo sputtering target according to the example, the order of the intensity of the X-ray diffraction on the sputtering surface and the order of the intensity of the powder were the same. For this reason, it turns out that the random orientation is maintained throughout the target which concerns on an Example.
On the other hand, the thing of the comparative example had a different location by a place (sample). This means that there is a portion where the crystal orientation is different as it goes in the thickness direction of the target.
Next, sputtering was performed using the Mo sputtering target according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 to perform a Mo film forming step. As a result, when the Mo sputtering target according to Examples 1 to 3 was used, the change in the film formation amount per unit time was within 5% until the end. On the other hand, the thing of the comparative example 1 had the time slot | zone which changes 10%. For this reason, it can be seen that the sputtering rate of the comparative example 1 is greatly changed.
The Mo sputtering target according to the present example has a stable sputtering rate and can perform film formation with high long-term reliability.

(実施例4〜6)
平均粒径10μm、1次粒子の割合80%、純度99.99%のMo粉末を用意した。
このMo粉末を用いて円板状に成型し表4に示す製造工程にて実施例4〜6に係るスパッ
タリングターゲットを製造した。各ターゲットについて実施例1と同様の測定を行った。
以下にその結果を示す。
(Examples 4 to 6)
Mo powder having an average particle diameter of 10 μm, a primary particle ratio of 80%, and a purity of 99.99% was prepared.
Using this Mo powder, a sputtering target according to Examples 4 to 6 was manufactured in a manufacturing process shown in Table 4 after being formed into a disk shape. The same measurement as in Example 1 was performed for each target.
The results are shown below.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

実施例4〜6に係るMoスパッタリングターゲットについてMo結晶の平均粒径、アスペ
クト比3以下の割合、スパッタ面のビッカース硬度(平均値、ばらつき)について調べた
The Mo sputtering targets according to Examples 4 to 6 were examined for the average grain size of Mo crystals, the ratio of the aspect ratio of 3 or less, and the Vickers hardness (average value, variation) of the sputtering surface.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

次に、スパッタ面の試料についてX線回折を行い強度の順番を調べた。 Next, X-ray diffraction was performed on the sample on the sputtered surface, and the order of intensity was examined.

Figure 0005550328
Figure 0005550328

いずれもスパッタ面とPDFとの強度比を比べたとき、いずれも同じ順番を示した。こ
のため、スパッタ面に限らず、ターゲット内部でもランダム配向が維持されていることが
分かる。
これらターゲットを用いてスパッタしたところ、単位時間あたりの成膜量の変化が最後
まで5%以内であった。このため、最後まで安定したスパッタレートを維持できることが
分かった。
All showed the same order when the intensity ratios of the sputtering surface and the PDF were compared. Therefore, it can be seen that the random orientation is maintained not only on the sputtering surface but also inside the target.
When sputtering was performed using these targets, the change in the film formation amount per unit time was within 5% until the end. For this reason, it turned out that the stable sputtering rate can be maintained to the last.

1…スパッタリングターゲットのスパッタ面 1 ... Sputtering surface of sputtering target

Claims (10)

純度99.9%以上のMoスパッタリングターゲットにおいて、
平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であることを特徴とするMoスパッタリングターゲット。
In a Mo sputtering target with a purity of 99.9% or more,
The average crystal grain size is 60 μm or less, the average Vickers hardness Hv of the sputtered surface is 150 to 200, the variation of the Vickers hardness Hv is within ± 10% , and the sputtered surface has a crystal with an aspect ratio of 3 or less and the area ratio is 70% or more. Mo sputtering target characterized by this.
繊維状組織を具備していないことを特徴とする請求項1記載のMoスパッタリングターゲット。   The Mo sputtering target according to claim 1, wherein the Mo sputtering target does not have a fibrous structure. 直径が320mm以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のMoスパッタリングターゲット。 The Mo sputtering target according to claim 1 or 2 , wherein the diameter is 320 mm or more. 再結晶組織であることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のMoスパッタリングターゲット。 The Mo sputtering target according to any one of claims 1 to 3 , wherein the Mo sputtering target has a recrystallized structure. スパッタ面のX線回折を行ったときの(110)、(200)、(211)、(310)の各面のピークの相対強度が(110)>(211)>((200)または(310))の順で小さくなることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のMoスパッタリングターゲット。 When the X-ray diffraction of the sputtered surface is performed, the relative intensity of the peaks of each surface of (110), (200), (211), (310) is (110)>(211)> ((200) or (310) The Mo sputtering target according to any one of claims 1 to 4 , wherein the Mo sputtering target decreases in the order of)). 純度99.9%以上のMoスパッタリングターゲットにおいて、
平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面のX線回折を行ったときの(110)、(200)、(211)、(310)の各面のピークの相対強度が(110)>(211)>((200)または(310))の順で小さくなることを特徴とするMoスパッタリングターゲット。
In a Mo sputtering target with a purity of 99.9% or more,
When the average crystal grain size is 60 μm or less and the X-ray diffraction of the sputtered surface is performed, the relative intensity of the peaks of each surface of (110), (200), (211), (310) is (110)> (211) > Mo sputtering target characterized by decreasing in the order of ((200) or (310)).
純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、
平均粒径10μm以下、1次粒子の割合50%以上、純度99.9%以上のMo粉末を円板状の成形体に成形する工程と、
成形体を1000℃以上1500℃以下で焼結する工程と、
焼結体を700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程と、
焼結体を1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、
を具備することを特徴とするMoスパッタリングターゲットの製造方法。
Purity 99.9% or more, average grain size 60 μm or less, spatter surface average Vickers hardness Hv is 150 to 200, Vickers hardness Hv variation is within ± 10%, and sputter surface has an aspect ratio of 3 or less crystal And a manufacturing method of a Mo sputtering target which is 70% or more,
A step of forming Mo powder having an average particle diameter of 10 μm or less and a primary particle ratio of 50% or more and a purity of 99.9% or more into a disk-shaped molded body;
Sintering the molded body at 1000 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower ;
A step of hot working the sintered body at 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower ;
A step of subjecting the sintered body to recrystallization heat treatment at 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower ,
The manufacturing method of Mo sputtering target characterized by comprising.
純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、
純度99.9%以上のMo粉末またはMoブロック体をEB溶解する工程と、
インゴットを700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程と、
インゴットを1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、
を具備することを特徴とするMoスパッタリングターゲットの製造方法。
Purity 99.9% or more, average grain size 60 μm or less, spatter surface average Vickers hardness Hv is 150 to 200, Vickers hardness Hv variation is within ± 10%, and sputter surface has an aspect ratio of 3 or less crystal And a manufacturing method of a Mo sputtering target which is 70% or more,
EB dissolution of Mo powder or Mo block having a purity of 99.9% or more,
Hot working the ingot at 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less ;
A step of recrystallizing the ingot at 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower ,
The manufacturing method of Mo sputtering target characterized by comprising.
純度99.9%以上、平均結晶粒径が60μm以下、スパッタ面の平均ビッカース硬度Hvが150〜200でビッカース硬度Hvのばらつきが±10%以内、スパッタ面はアスペクト比3以下の結晶が面積率で70%以上であるMoスパッタリングターゲットの製造方法であって、
平均粒径10μm以下、1次粒子の割合50%以上、純度99.9%以上のMo粉末を成形し、1000℃以上1500℃以下で焼結したMoの焼結体または純度99.9%以上のMo粉末またはMoブロック体をEB溶解したインゴットを鉄製またはステンレス製のカプセルに密閉してから、700℃以上1200℃以下で熱間加工する工程、
1000℃以上1300℃以下で再結晶熱処理する工程、
を具備することを特徴とするMoスパッタリングターゲットの製造方法。
Purity 99.9% or more, average grain size 60 μm or less, spatter surface average Vickers hardness Hv is 150 to 200, Vickers hardness Hv variation is within ± 10%, and sputter surface has an aspect ratio of 3 or less crystal And a manufacturing method of a Mo sputtering target which is 70% or more,
Mo sintered body obtained by molding Mo powder having an average particle size of 10 μm or less, a primary particle ratio of 50% or more, and a purity of 99.9% or more, and sintering at 1000 ° C. or more and 1500 ° C. or less, or a purity of 99.9% or more A process of hot working at 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less after sealing an ingot obtained by EB-dissolving Mo powder or Mo block body in an iron or stainless steel capsule,
Recrystallization heat treatment at 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower ,
The manufacturing method of Mo sputtering target characterized by comprising.
ターゲットの直径が320mm以上であることを特徴とする請求項、請求項、請求項のいずれか1項に記載のMoスパッタリングターゲットの製造方法。 The diameter of a target is 320 mm or more, The manufacturing method of the Mo sputtering target of any one of Claim 7 , Claim 8 and Claim 9 characterized by the above-mentioned.
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