JP6397592B1 - スパッタリングターゲットの製造方法およびスパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ビッカース硬度が100以下である、金属から構成されるターゲット材のスパッタ面に対して、互いに番手の異なる複数の研磨材を用いて小さい番手から大きい番手に順に多段の研磨を行う、スパッタリングターゲットの製造方法。
【選択図】図1
Description
なお、長辺方向の長さと、短辺方向の長さとは、同一であっても、異なっていてもよい。
バッキングプレート6の短辺および長辺の長さは特に限定されず、ターゲット材2よりも長くてもよく、また、図1に示される短辺のように同じ長さであってもよい。また、ターゲット材2の短辺および長辺よりもやや短い短辺と長辺とから構成される上面を有する長尺の板状にも形成され得る。特に長辺方向の長さが1000mm〜3500mmであり、短辺方向の長さが180mm〜1900mmであるような、フラットパネルディスプレイ用のサイズの大きなターゲット材では、表面凹凸とそのばらつき(標準偏差)を小さくすることが特に困難であることから、本願発明を好適に適用することができる。
また、ターゲット材2を準備する工程において、所定の寸法に加工されたビッカース硬度(HV)が100以下である、金属から構成されるターゲット材2を購入したものを用いてもよいし、スパッタリングターゲット1の製造工程において、バッキングプレート6との接合に異常が生じ、製品スペックから外れたスパッタリングターゲットより、バッキングプレートを取り外し、さらに接合材を除去したものをターゲット材2としてもよい。
また、ターゲット材2の具体的な製造方法の一例を説明する。圧延に関して、例えば、特開2010-132942号公報やWO2011/034127に記載され、押出に関して、例えば、特開2008-156694号公報に記載され、鍛造に関して、例えば、特開2017-150015号公報や特開2001-240949号公報に記載されている。または、アルミニウム技術便覧(軽金属協会アルミニウム技術便覧編集委員会 編、カロス出版、新版、1996年11月18日発行)に記載されている。
ボンディング方法として、ホットプレスや熱間等方圧加圧法を利用した拡散接合方法を利用することもできる。また、ターゲット材2が円板状の場合には、ターゲット材2を配置するためのリング部から主に構成された支持部材を用いてもよい。前記支持部材は、スパッタリング装置への固定を可能とするためのフランジ部を有することが好ましい。ターゲット材2はTIG溶接(Tungsten Inert Gas welding)やEB溶接(Electron Beam welding)にて前記リング状の支持部材に取り付けることができる。この溶接工程においても、ターゲット表面に酸化層が厚く形成されることがあり、この酸化層を除去または低減するために研磨を実施することがある。
研磨機としては好ましくはオービタルサンダが使用されるが、これに限定されず、ミニアングルサンダ、ディスクグラインダ、ベルトサンダ等の任意の研磨機を使用することもできる。
例えば、図3に示すようにターゲット材2のスパッタ面3を3分割した場合には、ハッチングされた部分で示される領域S1、S2およびS3の面積は実質的に等しくなる。スパッタリングターゲット1の評価は、上記のように分割した各領域の表面の粗さの尺度である算術平均粗さRaを、例えば、接触式表面粗さ計により測定し、測定された複数の算術平均粗さRaの平均値および標準偏差を算出することにより行われる。表面粗さの測定は、前記分割された領域の中心で測定を行なうのが好ましい。本明細書において算術平均粗さRaは、接触式表面粗さ計によって得られる測定曲線上の任意の点の高さから、測定曲線上の全ての点の平均の高さを引いた値(偏差Yi)の絶対値を合計して平均した値であり、以下の式
で表される。
ターゲット材2の材料は、前述のようなHVを有するものであれば特に限定されず、例えばAl、Cuおよびこれらを含む金属等を使用することができる。バッキングプレート6にはターゲット材2の硬度よりも大きい硬度を有する金属が使用されることが好ましく、例えばCu、Al合金、Ti等を使用することができる。
また、円筒形のターゲット材を準備する工程において、所定の寸法に加工されたビッカース硬度(HV)が100以下である、金属から構成される円筒形のターゲット材を購入したものを用いてもよいし、円筒形のスパッタリングターゲットの製造工程において、バッキングチューブとの接合に異常が生じ、製品スペックから外れた円筒形のスパッタリングターゲットより、バッキングチューブを取り外し、さらに接合材を除去したものを円筒形のターゲット材としてもよい。
また、円筒形のターゲット材の具体的な製造方法の一例を説明する。押出法に関して、例えば、特開2013-185238号公報や特開2009-90367号公報に記載されている。または、アルミニウム技術便覧(軽金属協会アルミニウム技術便覧編集委員会 編、カロス出版、新版、1996年11月18日発行)に記載されている。
ビッカース硬度が16である純度99.999%の高純度Al製の圧延板を準備し、門型マシニングセンタで切削加工を行なうことで300mm×350mm×t16mmのターゲット材2を作製した。ビッカース硬度については、ターゲット材2と同じ高純度Al製の圧延板から50mm×50mm×t16mmの測定用サンプルを作製し、株式会社島津製作所製の微小硬度計HMV−2TADWを使用し、試験力9.807N、試験力保持時間15sの条件で圧痕をつけた後、JIS Z2244:2003に基づいて測定を行なった。ターゲット材2のスパッタ面については、平坦な面となるようフライス加工を施した。図3に示すように、スパッタ面3を便宜的に3つの領域に分割し、各領域の中心において株式会社ミツトヨ製の小型表面粗さ計サーフテストSJ−301を使用してJIS B0601 2001に基づいて算術平均粗さRaを測定したところ、スパッタ面3の複数の算術平均粗さRaの平均値は0.32μmだった。切削加工後のターゲット材2と、純度99.99%の無酸素銅から構成されるバッキングプレート6とを200℃でハンダボンディングして、スパッタリングターゲット1を形成した。形成されたスパッタリングターゲット1に対してUT検査を行った後、ケンマロンによってバッキングプレート6を研磨した。
研磨後、ターゲット材2のスパッタ面3をエアーブローし、エタノール拭きを行った。続いて、研磨前と同様に、スパッタ面3を便宜的に3つの領域に分割し、各領域の中心において算術平均粗さRaのパラメータを測定し、スパッタ面3の複数の算術平均粗さの平均値および標準偏差σを算出した。複数の研磨において使用した研磨材の番手と、算出した複数の算術平均粗さRaの平均値、標準偏差σおよび最大値と最小値の差とを、以下の表1に示した。
さらに、ビッカース硬度が16である純度99.999%の高純度Al製の圧延板を準備し、門型マシニングセンタで切削加工を行なうことで950mm×1000mm×t16mmのターゲット材2を作製した。ビッカース硬度については、実施例1〜7と同様の方法で測定を行った。ターゲット材2のスパッタ面については、平坦な面となるようフライス加工を施した。スパッタ面3を便宜的に16の領域に分割し、各領域の中心において株式会社ミツトヨ製の小型表面粗さ計サーフテストSJ−301を使用してJIS B0601 2001に基づいて算術平均粗さRaを測定したところ、スパッタ面3の複数の算術平均粗さRaの平均値は0.35μmだった。切削加工後のターゲット材2と、純度99.99%の無酸素銅から構成されるバッキングプレート6とを200℃でハンダボンディングして、スパッタリングターゲット1を形成した。形成されたスパッタリングターゲット1に対してUT検査を行った後、ケンマロンによってバッキングプレート6を研磨した。
ビッカース硬度が88である純度99.99%の無酸素銅製の圧延板を準備し、門型マシニングセンタで切削加工を行なった300mm×350mm×t16mmのターゲット材2を作製した。ビッカース硬度については、ターゲット材2と同じ無酸素銅製の圧延板から50mm×50mm×t16mmの測定用サンプルを作製し、株式会社明石製作所製のビッカース硬度計AVK−Aを使用し、試験力20kgf、試験力保持時間15sの条件で圧痕をつけた後、JIS Z2244:2003に基づいて測定を行なった。ターゲット材2のスパッタ面については、平坦な面となるようフライス加工を施した。スパッタ面3を便宜的に3つの領域に分割し、各領域の中心において株式会社ミツトヨ製の小型表面粗さ計サーフテストSJ−301を使用してJIS B0601 2001に基づいて算術平均粗さRaを測定したところ、スパッタ面3の複数の算術平均粗さRaの平均値は0.29μmだった。切削加工後のターゲット材2と、純度99.99%の無酸素銅から構成されるバッキングプレート6とを200℃でハンダボンディングして、スパッタリングターゲット1を形成した。形成されたスパッタリングターゲット1に対してUT検査を行った後、ケンマロンによってバッキングプレート6を研磨した。
ビッカース硬度が16である純度99.999%の高純度Al製の圧延板を準備し、門型マシニングセンタで切削加工を行なうことで300mm×350mm×t16mmのターゲット材2を作製した。ビッカース硬度については、実施例1〜7と同様の方法で測定を行った。ターゲット材2のスパッタ面については、平坦な面となるようフライス加工を施した。スパッタ面3を便宜的に3つの領域に分割し、各領域の中心において株式会社ミツトヨ製の小型表面粗さ計サーフテストSJ−301を使用してJIS B0601 2001に基づいて算術平均粗さRaを測定したところ、スパッタ面3の複数の算術平均粗さRaの平均値は0.42μmだった。切削加工後のターゲット材2と、純度99.99%の無酸素銅から構成されるバッキングプレート6とを200℃でハンダボンディングして、スパッタリングターゲット1を形成した。形成されたスパッタリングターゲット1に対してUT検査を行った後、ケンマロンによってバッキングプレート6を研磨した。
2 ターゲット材
3 スパッタ面
4 研磨材
6 バッキングプレート
Claims (7)
- ビッカース硬度が100以下である、金属から構成されるターゲット材のスパッタ面に対して、互いに番手の異なる複数の研磨材を用いて小さい番手から大きい番手に順に多段の研磨を行い、
前記多段の研磨のうちの連続する2つの段階において、後の段階において使用する研磨材の番手は、先の段階において使用する研磨材の番手の1.0倍を越え2.5倍未満である、
スパッタリングターゲットの製造方法。 - 前記多段の研磨のうちの最後の段階において使用する研磨材の番手は、最後の段階の1つ前の段階において使用する研磨材の番手の1.7倍以下である、請求項1に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 前記多段の研磨のうちの最初の段階において使用する研磨材の番手は、#320より大きい、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製造方法。
- 前記多段の研磨のうちの最後の段階において使用する研磨材の番手は、#800以上#1500以下である、請求項1から3のいずれか1つに記載のスパッタリングターゲット
の製造方法。 - 前記ターゲット材を構成する前記金属はAlまたはAl合金である、請求項1から4のいずれか1つに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 前記ターゲット材を構成する前記金属はCuまたはCu合金である、請求項1から4のいずれか1つに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
- 金属から構成されるターゲット材を有し、ターゲット材のスパッタ面において複数の測定点で測定を行なった算術平均粗さRaの平均は0.5μm以下であり、複数の測定点で測定を行なった算術平均粗さRaの標準偏差は0.1μm以下である、スパッタリングターゲット。
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