JP6345892B1 - スパッタリングターゲットの加工方法およびスパッタリングターゲット製品の製造方法 - Google Patents
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Description
軸に沿った断面において円弧状の凹曲面を含む刃部を有する削り工具を、前記軸回りに回転して、前記刃部の前記凹曲面により、スパッタリングターゲットのスパッタリング面と側面とのなす角部を、円弧状の目標のR面に近づくように面取りして、前記スパッタリングターゲットを加工する方法であって、
前記軸に沿った断面において、前記刃部の前記凹曲面の曲率半径Raを、前記目標のR面の曲率半径Rbよりも大きくし、かつ、前記刃部の前記凹曲面の両端を、前記スパッタリングターゲットから離れるようにして、前記スパッタリングターゲットの角部を面取りする。
円板状または円筒状のスパッタリングターゲットを中心軸回りに回転させ、断面円弧状の凹曲面を含む刃部を有する削り工具の前記凹曲面により、回転している前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面と側面とのなす角部を、円弧状の目標のR面に近づくように面取りして、前記スパッタリングターゲットを加工する方法であって、
前記刃部の前記凹曲面の曲率半径Raを、前記目標のR面の曲率半径Rbよりも大きくし、かつ、前記刃部の前記凹曲面の両端を、前記スパッタリングターゲットから離れるようにして、前記スパッタリングターゲットの角部を面取りする。
前記刃部の前記凹曲面の両端を前記スパッタリングターゲットから離れるようにして、前記スパッタリングターゲットの角部を面取りするときに、目標のRの中心点Cbを原点とした座標において、前記刃部の前記凹曲面の前記曲率半径Raの第1中心点C1の前記目標のR面の中心Cbからの座標の水平方向と垂直方向のそれぞれのずれをa[mm]としたとき、
R面の切片L[mm]について、
L=Rb−Ra{1−(Rb−a)2/Ra2}1/2−aと表したとき、Rb/2≦L≦Rb、
かつ、前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面と前記スパッタリングターゲットのR面の端部のなす角θ[rad]について、
θ=π/2−cos−1{1−(Rb−a)2/Ra2}1/2と表したとき、0≦θ≦π/6
かつ、前記刃部の凹曲面の端部と前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面の間隔d[mm]について、
d=Ra−Rb+aと表したとき、0.05≦d
を満たすRa、Rb、aを設定して加工する。
ここで、aは、Cbを原点とし、C1がCbよりスパッタリングターゲットの内側にある場合は負の値、Cbより外側にある場合は正の値をとる。
図1は、本発明のスパッタリングターゲットの加工方法の第1実施形態を示す斜視図である。図2は、スパッタリングターゲットの加工方法の一実施形態を示す断面図である。図1と図2に示すように、スパッタリングターゲットの加工方法では、削り工具10を用いて、スパッタリングターゲット1のスパッタリング面2と側面3とのなす角部4をR面5に面取りする。
目標のRの中心点を中心点Cbとする。また、刃部12の凹曲面20が目標のRの両端部を通るように、スパッタリングターゲット1の角部を面取りするときの、刃部12の凹曲面20の曲率半径Raの中心点を、第2中心点C2とする。このときの刃部12の凹曲面20の位置は、図3中、点線で示す位置にある。
そして、第1中心点C1を第2中心点C2よりもスパッタリングターゲット1の角部側にずらす。つまり、目標のRの中心点Cbを原点とした座標において、第2中心点C2を第1中心点C1に移す際の、第1中心点C1の目標のRの中心点Cbからの座標の水平方向と垂直方向のそれぞれのずれをa[mm]としたとき、
R面の切片L[mm]について、L=Rb−Ra{1−(Rb−a)2/Ra2}1/2−aと表せ、Rb/2≦L≦Rb
を満たす。例えば、Ra=3.5mm、Rb=3mm、a=−0.4mmであるとき、Rb/2=1.5mm、L=2.6mm、Rb=3mmとなり、Rb/2≦L≦Rbを満たす。
θ=π/2−cos−1{1−(Rb−a)2/Ra2}1/2と表せ、0≦θ≦π/6を満たす。例えば、Ra=3.5mm、Rb=3mm、a=−0.4mmであるとき、θ=0.24rad、π/6=0.52となり、0≦θ≦π/6を満たす。
刃部12の凹曲面20の端部22(角部)とスパッタリングターゲット1のスパッタリング面2の間隔d[mm]について、
d=Ra−Rb+aと表せ、0.05≦dを満たす。例えば、Ra=3.5mm、Rb=3mm、a=−0.4mmのとき、d=0.1mmとなり、0.05≦dを満たす。
ここで、aは、Cbを原点とし、C1がCbよりスパッタリングターゲットの内側にある場合は負の値、Cbより外側にある場合は正の値をとる。
更に、より好ましい範囲としては、2Rb/3≦L≦Rbを満たし、かつ、0≦θ≦11π/90を満たし、かつ、0.1≦dを満たす。これにより、R面5を目標のR面105により一層近づけることができ、かつ、R面5に傷が付くことをより一層防止できる。
第1実施形態では、削り工具10を、軸11aがスパッタリングターゲット1の厚み方向に一致するように、スパッタリングターゲット1に対して配置させたが、軸11aをスパッタリング面2と平行となるように配置させ、スパッタリングターゲット1の長辺方向(角部4の延在方向)に移動させ、削り工具10の刃部12が、スパッタリングターゲット1の角部4を切削させてもよい。
図4は、本発明のスパッタリングターゲットの加工方法の第2実施形態を示す斜視図である。第2実施形態において、第1実施形態と同一の符号は、第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
円板状または円筒状のスパッタリングターゲットの面取り加工を行う際、削り工具の接近、接触の仕方は、削り工具の軸部が、スパッタリング面に対し垂直になるようにしても良いし、側面に対して垂直となるようにしてもよい。スパッタリングターゲットの形状や加工装置の種類に応じて適宜選択すればよい。
次に、スパッタリングターゲット製品の製造方法について説明する。第1実施形態または第2実施形態のスパッタリングターゲットの加工方法を用いてスパッタリングターゲットを加工して、スパッタリングターゲット製品を製造する。
次に、スパッタリングターゲットの加工方法の実施例1を説明する。表1に実施例1を示す。表1では、削り工具10の半径Ra[mm]と、第1中心点C1の目標Rの中心点Cbからのずれa[mm]、第1中心点C1の第2中心点C2からのずれb[mm]を変化させたときの、切片L[mm]、R面5の角度θ[rad]、および、隙間d[mm]の関係を示す。ここで、bは、C2を原点とし、C1がC2よりスパッタリングターゲットの内側にある場合は負の値、C2より外側にある場合は正の値をとる。
表2と表3において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したLとθの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、それらの好ましい範囲である。
表4において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したdの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、その好ましい範囲である。さらに、2点鎖線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての規定範囲が重なる範囲であり、点線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての好ましい範囲が重なる範囲である。
次に、スパッタリングターゲットの加工方法の実施例2を説明する。実施例2は、実施例1と比べて、Ra,Rbの値が相違する。Raを、2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、3.25mm、3.5mmと変化させる。Rbを2mmとする。
表5と表6において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したLとθの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、それらの好ましい範囲である。
表7において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したdの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、その好ましい範囲である。さらに、2点鎖線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての規定範囲が重なる範囲であり、点線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての好ましい範囲が重なる範囲である。
次に、スパッタリングターゲットの加工方法の実施例3を説明する。実施例3は、実施例1と比べて、Ra,Rbの値が相違する。Raを、4mm、4.25mm、4.5mm、4.75mm、5mm、5.25mm、5.5mmと変化させる。Rbを4mmとする。
表8と表9において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したLとθの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、それらの好ましい範囲である。
表10において、実線で囲んだ領域が、本願実施形態で規定したdの範囲であり、1点鎖線で囲んだ領域が、その好ましい範囲である。さらに、2点鎖線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての規定範囲が重なる範囲であり、点線で囲んだ領域が、d、θ、Lの全ての好ましい範囲が重なる範囲である。
次に、本願実施例の実験データについて説明する。純度99.999%の高純度Al製の圧延板を準備した。門型マシニングセンタに表面加工用のカッター、側面加工用のエンドミルを設置して切削加工を行ない、長辺が2300mmであり、短辺が190mmであるスパッタリングターゲット材を得た。そして、門型マシニングセンタにR加工用の切削工具(Rカッター)を固定して、回転数8000rpm、工具送り速度1000mm/minの加工条件でスパッタリングターゲット材の角部の加工を行ない、スパッタリングターゲットを得た。その際に、Ra=3.25、Rb=3、a=0.009(b=0.25)を設定して加工を行なった際、刃物の角部によるスパッタリングターゲットへの傷付き不良率は、0%だった。また、Ra=3.5、Rb=3、a=−0.369(b=0.1)を設定して加工を行なった際、刃物の角部によるスパッタリングターゲットへの傷付き不良率は0%だった。
1a 中心軸
2 スパッタリング面
3 側面
4 角部
5 R面
10 削り工具
11 軸部
11a 軸
12 刃部
20 凹曲面
21 第1端
22 第2端
30 側面
31 先端面
105 目標のR面
C1 第1中心点
C2 第2中心点
Cb 目標のR面の中心
d 凹曲面の両端とスパッタリングターゲットとの隙間
Ra 削り工具の刃部の凹曲面の曲率半径
Rb スパッタリングターゲットの目標のR面の曲率半径
Claims (3)
- 軸に沿った断面において円弧状の凹曲面を含む刃部を有する削り工具を、前記軸回りに回転して、前記刃部の前記凹曲面により、スパッタリングターゲットのスパッタリング面と側面とのなす角部を、円弧状の目標のR面に近づくように面取りして、前記スパッタリングターゲットを加工する方法であって、
前記軸に沿った断面において、前記刃部の前記凹曲面の両端を、前記スパッタリングターゲットから離れるようにして、前記スパッタリングターゲットの角部を面取りし、
目標のR面の曲率半径Rbの中心点Cbを原点とした座標において、前記刃部の前記凹曲面の曲率半径Raの第1中心点C1の前記目標のR面の曲率半径Rbの中心点Cbからの座標の水平方向と垂直方向のそれぞれのずれをa[mm]としたとき、
R面の切片L[mm]について、
L=Rb−Ra{1−(Rb−a) 2 /Ra 2 } 1/2 −aと表したとき、Rb/2≦L≦Rb、
かつ、前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面と前記スパッタリングターゲットのR面の端部のなす角θ[rad]について、
θ=π/2−cos −1 {1−(Rb−a) 2 /Ra 2 } 1/2 と表したとき、0≦θ≦π/6
かつ、前記刃部の凹曲面の端部と前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面の間隔d[mm]について、
d=Ra−Rb+aと表したとき、0.05≦d
を満たすRa、Rb、aを設定して加工する、スパッタリングターゲットの加工方法。 - 円板状または円筒状のスパッタリングターゲットを中心軸回りに回転させ、断面円弧状の凹曲面を含む刃部を有する削り工具の前記凹曲面により、回転している前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面と側面とのなす角部を、円弧状の目標のR面に近づくように面取りして、前記スパッタリングターゲットを加工する方法であって、
前記刃部の前記凹曲面の両端を、前記スパッタリングターゲットから離れるようにして、前記スパッタリングターゲットの角部を面取りし、
目標のR面の曲率半径Rbの中心点Cbを原点とした座標において、前記刃部の前記凹曲面の曲率半径Raの第1中心点C1の前記目標のR面の曲率半径Rbの中心点Cbからの座標の水平方向と垂直方向のそれぞれのずれをa[mm]としたとき、
R面の切片L[mm]について、
L=Rb−Ra{1−(Rb−a) 2 /Ra 2 } 1/2 −aと表したとき、Rb/2≦L≦Rb、
かつ、前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面と前記スパッタリングターゲットのR面の端部のなす角θ[rad]について、
θ=π/2−cos −1 {1−(Rb−a) 2 /Ra 2 } 1/2 と表したとき、0≦θ≦π/6
かつ、前記刃部の凹曲面の端部と前記スパッタリングターゲットのスパッタリング面の間隔d[mm]について、
d=Ra−Rb+aと表したとき、0.05≦d
を満たすRa、Rb、aを設定して加工する、スパッタリングターゲットの加工方法。 - 請求項1または2に記載のスパッタリングターゲットの加工方法を用いてスパッタリングターゲットを加工して、スパッタリングターゲット製品を製造する、スパッタリングターゲット製品の製造方法。
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