JPH0285362A - スパッタリング用合金ターゲットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、薄膜形成に使用されるスパッタリンク用６
　金ターゲツトの製造方法に関するものである。

「従来の技術・発明が解決しようとする課題」一般に、
スパッタリング用合金ターゲットを製造する方法として
は、鋳造法と粉末焼結法が知られている。

ところが、鋳造法による合金ターゲットの成形では、鋳
造欠陥やその脆性のため、密度や組成の均一なターゲッ
トの製造および機械加工が困難である。したがって、最
近では、均一性に優れ、ターゲットの大型化が可能な粉
末焼結法を採用するのが一般的になっている。

従来、この粉末焼結法によりスパッタリング用合金ター
ゲットを製造する場合において、所望の組成を得る方法
の１つとしては、ターゲット組成を一度に合金化し、得
られた鋳塊を粉砕して粉末とした後、この粉末をターゲ
ット原料粉として、加圧・焼結により成形する方法が行
なわれていた。

しかしながら、合金組成によっては、上記の合金化が困
難であったり、加圧・焼結により成形を行っても十分な
密度が得られないものがあった。

そのため、所望の組成を有するターゲットが得られなか
ったり、また、所望の組成は得られてもその成形が困難
であったりした。

具体的には、たとえば、■Ｔｅｓ。Ｚ　ｎ５ａ（ａｔ％
）ターゲットを製造するには次のような問題があった。

すなわち、Ｔｅａ。Ｚｎｓ。（ａｔ％）は、第１図に示
すように、融点が１２９０°Ｃと非常に高く、その製造
には大規模な鋳造設備と大電力とが必要であり、したが
って製造コストが非常に高かった。

また、■Ｔｅａ。Ｇｅ、。（ａｔ％）ターゲットを製造
するには次のような問題があった。すなわち、Ｔｅ５ｏ
Ｇｅｓｏ（ａｔ％）化合物を作製し、これを粉砕して粉
末とした後、この粉末をターゲット原料粉として、加圧
・焼結により成形したが、金属間化合物のため非常に脆
く取り扱いが困難であった。また、その密度は８０％以
下と非常に低かった。

また、■Ｉ　ｎ、、、Ｓ　Ｂ、。（ａｔ％）合金ターゲ
ットを製造するには次のような問題があった。すなわち
、ｌ　ｎａｏｓ　ｆ３ｔ。（ａｔ％）合金は、その反応
に係わる発熱量が大きく、−度に合金化を行うと、その
爆発的な反応のため安全操業上非常に危険であった。

また、■Ｉ　ｒ＋３ｏｓ　ｎｔｏＢ　１ｓｏ（ａｔ％）
合金ターゲットを製造するには次のような問題があった
。すなわち、Ｉ　ｎｔｏｓ　ｎｔｏＢ　ｊｓｏ（ａｔ％
）合金は、非常に粘性が高いため、粉砕する際粉砕容器
にこびりつき容易に粉砕ができなかった。

また、上記のような合金イビを行わない方法として、主
成分となる単体または合金ターゲットに、チップ状ある
いはリング状に加工した他の構成元素を埋め込んだりあ
るいは表面に固定したりした複合ターゲットの使用も行
なわれている。

しかしながら、この複合ターゲットの場合、その−ｕ雑
な構造のため、ターゲット製造工程の？ｊｉ雑化やター
ゲット組成の再現性の悪さ、また、製造コストが高い、
さらに、スパッタリングにより生成した膜において安定
した特性が得られないなどの問題があった。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、合金化の困難な組成を有する合金ター
ゲット、あるいは合金化はできても加圧・焼結により十
分な密度が得られない組成を有する合金ターゲットなど
、あらゆる構成元素およびあらゆる組成比の合金ターゲ
ットを製造することができる粉末焼結法によるスパッタ
リング用合金ターゲットの製造方法を提供することにあ
る。

「課題を解決するための手段」 この発明は、粉末焼結法による合金ターゲットの製造に
おいて、加圧・焼結前の合金化過程と粉末の製造に特徴
のあるものである。

すなわち、所望の組成を一度に合金化するのでは、なく
、ターゲット組成比とは異なる組成比を有する［１３２
種の粉末を作製した後に、それらを均一に混合すること
によって最終的に所望の組成を有する混合粉末とし、こ
の混合粉末を原料粉として粉末焼結法により合金ターゲ
ットを製造することを特徴とするものである。

したがって、この方法は、混合粉末の製造方法の違いに
よって、次の３つに分類される。

■　ターゲット構成元素の各単体粉末を均一に混合して
、所望のターゲット組成を有する混合粉末を作製し、こ
の混合粉末をターゲット原料粉として、粉末焼結法によ
り合金ターゲットを製造することを特徴とするもの。

■　ターゲット構成元素のうち合金化の容易な組成を有
する合金粉末と、単体粉末とを均一に混合して、所望の
ターケア）組成を有する混合粉末を作製し、この混合粉
末をターゲット原料粉として、粉末焼結法により合金タ
ーゲットを製造することを特徴とするもの。

■　ターゲット構成元素のうち合金化の容易な組成を有
する合金粉末と、ターゲット構成元素のうち合金化の容
易な別の組成を有する合金粉末とを混合して、所望のタ
ーゲット組成を有する混合粉末を作製し、この混合粉末
をターゲット原料粉として、粉末焼結法により合金ター
ゲットを製造することを特徴とするもの。

上記いずれかの方法を選択することにより所望の組成を
有する合金ターゲ７１−を容易に製造できる。また、所
望の密度および成形後の強度を有する合金ターゲットも
、上記いずれかの方法を選択することにより製造できる
。どの方法を用いるかはその合金ターゲットの構成元素
の種類およびその組成比によって決定されるものである
。さらに、これらの方法は、多数元素系合金ターゲット
においても適用できるものである。また、被混合粉末の
種類の数も限定されない。

以上のことから、この発明は、−度に合金化を行ってタ
ーゲット原料を得る従来の粉末焼結法と、複合ターゲッ
トとを融合した方法と考えることができ、いわばミクロ
的な複合ターゲットと呼ぶことができるものである。

「実施例」 以下、この発明の詳細な説明する。

（実施例１　） Ｔｅｓ。Ｚｎｓ。（８１％）ターゲットを次のようにし
て製造した。

すなわち、Ｔｅｍ体粉米粉末ｎ単体粉末とを均一に混合
し、得られたテルル亜鉛混合粉末をターゲット原料粉と
して、粉末焼結法によりＴｅａ。Ｚｒ＋１ｏ（８１％）
ターゲットを製造した。

この方法においては、前記従来例■の方法に比べて、エ
ネルギーコスト的に非常に有利であり、しかも容易に所
望の合金ターゲットが製造できた。

（実施例２） Ｔ　ｅｓｏＧ　ｅ５ｏ（８１％）ターゲットを次のよう
にして製造した。

すなわち、ＴｃｔｏＧｅｓｏ合金を作製し、これを粉砕
して粉末とした後、この粉末に不足分のＧｅ単体粉末を
加えてこれらを均一に混合して、トータル組成′ｒｅｓ
。Ｇｅｓ。（８１％）の混合粉末を作製し、得られた混
合粉末をターゲット原料粉として、粉末焼結法によりＴ
ｅａ。Ｇｅｓ。（８１％）ターゲットを製造した。

その結果、前記従来例■の方法と異なり、密度９２％の
十分な強度をもった合金ターゲノ！・を製造することが
できた。

（実施例３　） Ｉ　ｎ５ｏＳ　ｅｔ。（８１％）合金ターゲットを次の
ようにして製造した。

すなわち、Ｉｎｓ。Ｓ　８ｓｏ（８１％）化合物を作製
し、これを粉砕して粉末とした後、この粉末に不足分の
Ｉｎ単体粉末を加えてこれらを均一に混合して、トータ
ル組成Ｉｎ、。Ｓｅｔ。（８１％）の混合粉末を作製し
、得られた混合粉末をターゲット原料粉として、粉末焼
結法によりＩ　ｎ６６Ｓ　ｅ２゜（８１％）合金ターゲ
ットを製造した。

この方法においては、前記従来例■の方法におけるよう
な危険を伴うこともなく、容易に製造することができた
。

（実施例４　） Ｉ　ｎ：＋ｏｓ　ｎｔｏＢ　１ｓｏ（８１％）合金ター
ゲットを次のようにして製造した。

すなわち、［ｎ５ｏＢ　１ｓｏ（８１％）合金とＳ　ｎ
５ｏＢ　ｊ５゜（８１％）合金はいずれも合金化が容易
であり、また粉砕も容易である。そこで、まず、Ｉｎｓ
。Ｂｕｓ。（８１％）合金とＳｎｓ。Ｂ　１ｓｏ（８１
％）合金とをそれぞれ作製し、各合金を粉砕して粉末と
した後、これら粉末を均一に混合してトータル組成１　
ｎ、、Ｓ　ｎｔ。Ｂｉ、。（８１％）の混合粉末を作製
し、この混合粉末をターゲット原料粉として粉末焼結法
によりＩ　ｎ＝ｏＳ　ｎ、。Ｂｉ６゜（８１％）合金タ
ーゲットを作製した。

この方法においては、前記従来例■のように粉砕が困難
ということもなく、容易に製造できた。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、従来、合金化
あるいは成形が困難であったり、製造に多大なコストを
要したり、また安全上問題があるなど様々な問題により
製造に支障をきたしていたスパッタリング用ターゲット
を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は’ｒｅ−Ｚｎ二元系合金状態図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターゲット組成比とは異なる組成比を有する複数種の粉
   末を作製した後に、それらを均一に混合することによっ
   て所望の組成を有する混合粉末とし、この混合粉末を原
   料粉として、粉末焼結法により合金ターゲットを製造す
   ることを特徴とするスパッタリング用合金ターゲットの
   製造方法。