JP7455750B2 - 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(発明1)
円筒形スパッタリングターゲットであって、
前記スパッタリングターゲットは、ターゲット材を少なくとも備え、
前記ターゲット材は、1又は複数の金属元素からなり、
結晶粒径が10μm以下である、該スパッタリングターゲット。
(発明2)
発明1のスパッタリングターゲットであって、接合部位が少なくとも1つ存在する、該スパッタリングターゲット。
(発明3)
発明2のスパッタリングターゲットであって、前記接合部位が、ターゲットの長手方向に沿って存在する、該スパッタリングターゲット。
(発明4)
発明2又は3のスパッタリングターゲットであって、前記接合部位が、円周方向に沿って存在する、該スパッタリングターゲット。
(発明5)
発明1~4いずれか1項のスパッタリングターゲットであって、前記金属元素がチタンである、該スパッタリングターゲット。
(発明6)
発明1~5いずれか1項のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
1枚又は複数枚の平板材料を曲げ加工する工程と、
前記曲げ加工した材料の端部同士を溶接する工程と、
を含む方法。
(発明7)
発明6の方法であって、
前記曲げ加工する工程が、1枚の平板材料を曲げ加工することで円筒形を形成することを含む、該方法。
(発明8)
発明6の方法であって、
前記曲げ加工する工程が、複数枚の平板材料を曲げ加工することで複数の円弧状材料を形成することを含み、及び
前記溶接する工程が、前記複数の円弧状材料を溶接して円筒形を形成することを含む、該方法。
(発明9)
発明6~8いずれか1項の方法であって、複数の円筒形材料を、長手方向に溶接する工程を更に含む、該方法。
1-1.構造
一実施形態において、本開示の発明は、スパッタリングターゲットに関する。スパッタリングターゲットは、ターゲット材を少なくとも備え、該ターゲット材は、直接スパッタされる部位である。また、スパッタリングターゲットは、基材(バッキングチューブ)を更に備えてもよい。そして、必要に応じて、基材とターゲット材の間には、更にボンディング層を設けてもよい。基材及びボンディング層については、公知の材料を使用することができる。
一実施形態において、ターゲット材は、1又は複数の金属元素から構成される。金属元素の例としては、Ti、Nb、Ta、Cu、Co、Mo、及びW等が挙げられるがこれらに限定されない。また、1金属元素に限定されず、ターゲット材は、複数の金属元素の合金から構成されてもよい。合金の例としては、Ti合金、Nb合金、Ta合金、Cu合金、Co合金、Mo合金、及びW合金等が挙げられるがこれらに限定されない。Ti合金の例としては、TiAl合金、及びTiNb合金等が挙げられるがこれらに限定されない。
一実施形態において、ターゲット材を構成する金属は、特定の結晶粒径を有する。より具体的には、前記結晶粒径が10μm以下である。好ましくは、前記結晶粒径が5μm以下、より好ましくは1μm以下である。下限値は特に限定されないが、典型的には、0.2μm以上である。結晶粒径が10μm以下であることにより、即ち、結晶粒径が微細であることにより、パーティクルの発生を抑制することができる。
一実施形態において、ターゲット材は、1つ又は複数の接合部位を有する。ここで、「接合部位」とは、複数のターゲット材同士が接合された痕跡部分を指す。より具体的には、エッチング後に組織を観察したときに、例えば、溶接などにより結晶粒が粗大化して、材料全体の結晶粒径より20%以上大きくなった部位を、「接合部位」と呼ぶ。ここで、接合部位の粒径の測定方法は、上記材料全体の結晶粒径の測定方法と同様である。また、接合部位の存在を検証する際には、ターゲット材の表面ではなく、内部(例えば、深さ2mmより深い位置)にて、組織を観察することによって行うことが好ましい。理由として、ターゲット材を表面加工することにより(例えば研削することにより)、ターゲット材表面上に観察される接合部位を消すことができるからである。その点、ターゲット材内部の組織であれば、表面加工によって、接合部位が消失することはないので、正確な判定が可能となる。
一実施形態において、本開示の発明は、スパッタリングターゲットの製造方法に関する。前記方法は、少なくとも以下の工程を含む。
1つ又は複数の平板材料を曲げ加工することで円筒形を形成する工程、及び、
前記材料の端部同士を溶接する工程。
以下、詳細に説明する。
以下ではチタンを例に説明する。まず、溶解法によってチタンインゴットを準備する。チタンインゴットの純度は、3N(99.9質量%)以上、好ましくは4N(99.99質量%)以上、より好ましくは4N5(99.995質量%)以上、さらに好ましくは5N(99.999質量%)以上、最も好ましくは5N5(99.9995質量%)以上である。
上記平板材料は、適宜切断を行うことで矩形(図1 10)に仕上げることができる。その後、平板材料を円弧状に曲げ加工をする(図1 20)。加工手段としては、円柱状の金型を用いたプレス加工など、公知の手段を用いることができる。
上記の方法で、円弧状に曲げ加工された材料を得られた後は、当該材料を複数用意して、円筒形に組み立てる。例えば、半円状に曲げ加工された2枚の材料を、円筒形に組み立てる(図1 30)。
上記曲げ加工工程及び溶接工程を繰り返すことで、複数の円筒形ターゲット材が得られる。複数の円筒形ターゲット材(図2 50)を、長手方向に沿って接合させて溶接してもよい。これにより、長手方向にサイズが拡大した円筒形ターゲット材が得られる(図2 60)。また、このように溶接した場合、円周方向に沿って接合部位が形成される。
上述したターゲット材は、基材(バッキングチューブ)と接合させてもよい。これにより、基材とターゲット材を備えるスパッタリングターゲットを得ることができる。また、ろう材等を用いて接合することにより、基材とターゲット材との間にボンディング層が形成されてもよい。
上述したスパッタリングターゲットは、薄膜形成に利用することができる。薄膜形成の手段としてスパッタリングが用いられるが、スパッタリングの条件は特に限定されず、当分野で設定される条件でスパッタすることができる。
純度4N5以上のチタンからなる平板を2枚準備した(酸素含有量は180質量ppmであった)。これらの平板の粒径を光学顕微鏡で観察して測定したところいずれも8μmであった。
鍛造及び圧延の条件を適宜変更したことを除いて、実施例1と同様にして曲げ加工及び溶接を行い、これを円筒形に形成した。なおこの平板は、実質的に平均粒径のみが実施例1のものと異なる。
その後、非溶接部分の結晶組織を光学顕微鏡で観察した。その結晶組織を図5に示す。非溶接部分の結晶粒径を、先述したように光学顕微鏡(領域200μm×200μm)のよる観察で切断法により測定したところ、結晶粒径は曲げ加工前と同じ9.6μmであった。
鍛造及び圧延の条件を適宜変更したことを除いて、実施例1と同様にして曲げ加工及び溶接を行い、これを円筒形に形成した。なおこの平板は、実質的に平均粒径のみが実施例1のものと異なる。
その後、非溶接部分の結晶組織を光学顕微鏡で観察した。その結晶組織を図6に示す。非溶接部分の結晶粒径を、先述したように光学顕微鏡(領域200μm×200μm)のよる観察で切断法により測定したところ、結晶粒径は曲げ加工前と同じ4.1μmであった。
Claims (6)
- 円筒形スパッタリングターゲットであって、
前記円筒形スパッタリングターゲットは、ターゲット材を少なくとも備え、
前記ターゲット材の材質は、Ti、Nb、Ta、Cu、Co、Ti合金、Nb合金、Ta合金、Cu合金又はCo合金であり、
結晶粒径が9.6μm以下であり、
接合部位は少なくとも1つ存在し、前記接合部位は、ターゲット材の部分同士が接合された部位であり、以下の(1)及び/又は(2)を満たし、
前記接合部位の幅は、1mm~15mmである、該円筒形スパッタリングターゲット。
(1)接合部位が、前記円筒形スパッタリングターゲットの長手方向に沿って存在する。
(2)接合部位が、前記円筒形スパッタリングターゲットの円周方向に沿って存在する。 - 請求項1の円筒形スパッタリングターゲットであって、前記ターゲット材の材質がTiである、該円筒形スパッタリングターゲット。
- 請求項1又は2の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、
1枚又は複数枚の平板材料を曲げ加工する工程と、
前記曲げ加工した材料の端部同士を溶接する工程と、
を含む方法。 - 請求項3の方法であって、
前記曲げ加工する工程が、1枚の平板材料を曲げ加工することで円筒形を形成することを含む、該方法。 - 請求項3の方法であって、
前記曲げ加工する工程が、複数枚の平板材料を曲げ加工することで複数の円弧状材料を形成することを含み、及び
前記溶接する工程が、前記複数の円弧状材料を溶接して円筒形を形成することを含む、該方法。 - 請求項3~5いずれか1項の方法であって、複数の円筒形材料を、長手方向に溶接する工程を更に含む、該方法。
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