JPH0539566A - スパツタリング用ターゲツト及びその製造方法 - Google Patents

スパツタリング用ターゲツト及びその製造方法

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JPH0539566A
JPH0539566A JP3024922A JP2492291A JPH0539566A JP H0539566 A JPH0539566 A JP H0539566A JP 3024922 A JP3024922 A JP 3024922A JP 2492291 A JP2492291 A JP 2492291A JP H0539566 A JPH0539566 A JP H0539566A
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cylindrical
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backing tube
sputtering
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JP3024922A
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Munetaka Mashima
宗位 真嶋
Jun Tamura
純 田村
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来より接合強度が向上しかつ材料のロスも
少ないスパッタリング用ターゲット及びその製造方法を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明のターゲットは、柱状の基体の外周面
にＨＩＰによりターゲット素材を接合したことに特徴が
ある。また、前記基体は、筒状であってもよい。また、
本発明のターゲットの製造方法は、柱状の基体を金型に
挿入し、前記基体と前記金型との間にターゲット素材を
充填し、この金型を密閉し、ＨＩＰを用いて焼結するこ
とに特徴がある。また、前記基体に筒状のものを用いて
もよい。 【効果】 このターゲットは、素材自体の密度及び機械
強度を向上させ、内部欠陥を少なくさせ、基体と素材と
の接合強度を大幅に向上させることができる。また、こ
の製造方法によれば、冷却効率を向上させ、加工工程を
容易にし、工程数も削減することができ、大幅なコスト
ダウンを図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、基体の外周面に熱間
静水圧プレス（以下、単にＨＩＰと略称する）によりタ
ーゲット素材を接合したスパッタリング用ターゲット及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、スパッタリング用ターゲット（以
下、単にターゲットと略称する）としてはプレーナ型
（円板状もしくは角板状）のターゲットが広く使用され
ている。しかし、このターゲットは、材料の使用効率が
３０〜４０％程度と非常に低く、また連続スパッタリン
グや長尺物のスパッタリングができない等の欠点もある
ために、最近では円筒状のターゲットが用いられつつあ
る。
【０００３】ターゲットの製造方法としては、次の様な
各種の製法が知られている。 （Ａ）プラズマ溶射法 不活性ガス雰囲気中もしくは大気中において発生したプ
ラズマを用いて溶融したターゲット素材をバッキングチ
ューブの外周面に溶射し、円筒状ターゲットを作成する
方法である。この方法は、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｓｎ等のターゲ
ットに適用される。
【０００４】（Ｂ）キャスト（溶融、鋳造）法 バッキングチューブの周囲に筒状のモールドを形成し、
該バッキングチューブとモールドの間に溶融したターゲ
ット素材を注入し、円筒状ターゲットを作成する方法で
ある。この方法は、Ｚｎ，Ｓｎ等の低融点金属のターゲ
ットに適用される。
【０００５】（Ｃ）溶射法 高圧ガスを用いて溶融したターゲット素材をバッキング
チューブの外周面に溶射し、円筒状ターゲットを作成す
る方法である。この方法は、Ｚｎ，Ｓｎ等の低融点金属
のターゲットに適用される。
【０００６】（Ｄ）電解メッキ法 電解槽中にバッキングチューブを侵せきして陰極とし、
電解液中にイオンとして存在する金属イオンをバッキン
グチューブの外周面に析出させて円筒状ターゲットを作
成する方法である。この方法は、Ｃｒ，Ｓｎ等のターゲ
ットに適用される。
【０００７】しかしながら、上記の各製法には次の様な
欠点があった。すなわち、プラズマ溶射法では、ターゲ
ット中にガスを巻き込み易く、このガスがターゲット中
に欠陥を発生させるために該ターゲットの密度が低く、
またターゲット素材とバッキングチューブとの間に反応
層が形成されるという欠点があった。また、キャスト法
では、対応できる金属がＺｎ，Ｓｎ等の低融点金属に限
定され、鋳造欠陥が形成され易いという欠点があった。
また、溶射法では、溶湯温度を一定に制御できるために
欠陥の少ないターゲットを得ることができるが、対応で
きる金属がＺｎ，Ｓｎ等の低融点金属に限定され、多大
な設備を必要とするために非常に高価格になるという欠
点があった。また、電解メッキ法では、ターゲット素材
の付着力は高いが、金属イオンの析出に長時間を要し、
ターゲットの厚みに限界があるという欠点があった。
【０００８】以上の様に、上記の各種の製法には様々な
欠点があるために、例えばＣｒ，Ｍｏ等のターゲットで
は、次に述べる粉末成形法により製造されたターゲット
がもっぱら用いられている。
【０００９】図３は、従来の粉末成形法により製造され
た円筒状のターゲットの一例を示す断面図である。この
ターゲット１は、円筒状のターゲット素材２の中空部３
にステンレス製のバッキングチューブ（基体）４が挿入
され、ターゲット素材２とバッキングチューブ４との間
にろう材５が充填され、このろう材５により該ターゲッ
ト素材２とバッキングチューブ４が接合された構成であ
る。この円筒状ターゲット１は、材料の使用効率が８０
〜９０％程度と非常に高く、またガラス面や鏡面等の広
い部分に均一にスパッタリングすることができることか
ら、今後益々利用分野が広がる可能性があるターゲット
である。
【００１０】このターゲット１は、通常、図４に示す方
法により製造される。まず、ターゲットの原料粉末を円
柱状のステンレススチール缶（金型）に封入し、ＨＩＰ
により熱処理を行い焼結し、円柱状の焼結体１１を得る
（同図（ａ）参照）。次に、機械加工により焼結体１１
を円筒状に加工し、円筒状のターゲット素材２とする
（同図（ｂ）参照）。次に、ターゲット素材２の中空部
３にバッキングチューブ４を挿入し、このターゲット素
材２とバッキングチューブ４との間にろう材５を充填し
てボンディング加工し、ターゲット素材２とバッキング
チューブ４を接合する（同図（ｃ）参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のター
ゲット１では、機械加工により焼結体１１を円筒状に加
工しているために、焼結体１１の内面加工が極めて困難
であり、材料のロスが非常に大きいという欠点があっ
た。また、ターゲット素材２の中空部３にバッキングチ
ューブ４を挿入し、このターゲット素材２とバッキング
チューブ４との間にろう材５を充填してボンディング加
工しているために、ターゲット素材２とバッキングチュ
ーブ４との軸合わせが難しく、これらの径の寸法に高い
精度が要求されるという欠点もあった。また、ろう材５
によりターゲット素材２とバッキングチューブ４とを接
合しているために、接合強度が弱いという欠点もあっ
た。
【００１２】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、以上の欠点を有効に解決することができるスパ
ッタリング用ターゲット及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は次の様なスパッタリング用ターゲット及
びその製造方法を採用した。すなわち、請求項１記載の
スパッタリング用ターゲットとしては、柱状の基体の外
周面にＨＩＰによりターゲット素材を接合したことを特
徴としている。
【００１４】また、請求項２記載のスパッタリング用タ
ーゲットとしては、請求項１記載のスパッタリング用タ
ーゲットにおいて、前記基体は、筒状であることを特徴
としている。
【００１５】また、請求項３記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法としては、柱状の基体を金型に挿入
し、前記基体と前記金型との間にターゲット素材を充填
し、この金型を密閉し、ＨＩＰを用いて焼結することを
特徴としている。
【００１６】また、請求項４記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法としては、請求項３記載のスパッタ
リング用ターゲットの製造方法において、前記基体は、
筒状であることを特徴としている。
【００１７】ここで、ＨＩＰを用いたのは、基体の外周
面とターゲット素材との接合強度を向上させることがで
きるためと、高密度、高強度かつ欠陥の少ないターゲッ
ト素材の成形が可能であるためである。
【００１８】
【作用】この発明の請求項１記載のスパッタリング用タ
ーゲットでは、ターゲット素材の密度及び機械強度が高
まり欠陥も少なくなる。また、柱状の基体とターゲット
素材との接合強度が高まり、従来の様にろう材を介する
必要がなくなる。
【００１９】また、請求項２記載のスパッタリング用タ
ーゲットでは、ターゲット素材の密度及び機械強度が高
まり欠陥も少なくなる。また、筒状の基体とターゲット
素材との接合強度が高まり、従来の様にろう材を介する
必要がなくなる。
【００２０】また、請求項３記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法では、基体とターゲット素材との接
合強度が向上し、冷却効率が向上する。また、ターゲッ
ト素材の機械加工をする必要がなくなり、ターゲット素
材と基体との軸合わせも不要になり、加工工程が容易に
なり、工程数も削減される。
【００２１】また、請求項４記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法では、基体とターゲット素材との接
合強度が向上し、冷却効率が向上する。また、ターゲッ
ト素材の機械加工をする必要がなくなり、ターゲット素
材と基体との軸合わせも不要になり、加工工程が容易に
なり、工程数も削減される。また、筒状の基体を用いる
ことにより、基体を円筒状に加工する工程が省ける。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１は、円筒状のターゲットの断面図である。このター
ゲット２１は、円筒状のステンレス製のバッキングチュ
ーブ（基体）２２の外周面２２ａに、ターゲット素材２
３がＨＩＰにより同心円状に接合された構成である。タ
ーゲット素材２３としては、例えば、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔ
ｉ，Ｗ等の金属材料が好適に用いられる。
【００２３】次に、図２に基づきターゲットの製造方法
について説明する。まず、円柱状のステンレス製のバッ
キングチューブ（基体）３１を円筒状のステンレススチ
ール缶（金型）３２内に挿入し、バッキングチューブ３
１とステンレススチール缶３２との間にターゲット原料
３３を充填した（同図（ａ）参照）。ターゲット原料３
３としては、粉体状のＣｒ金属粉体を用いた。次に、こ
のステンレススチール缶３２を密閉し、ＨＩＰにより焼
結した。ＨＩＰは、１２００℃、１.０ｔｏｎ／ｃｍ2の
下で１時間行った。これにより、ターゲット原料３３は
焼結されてターゲット素材２３になった（同図（ｂ）参
照）。次に、機械加工によりバッキングチューブ３１の
中央部をくり抜き、円筒状のバッキングチューブ２２と
した。（同図（Ｃ）参照）。以上により、バッキングチ
ューブ２２の外周面２２ａに、ターゲット素材２３がＨ
ＩＰにより同心円状に接合されたターゲット２１を製造
することができた。
【００２４】表１は、上記実施例のターゲットと従来の
ろう付けによるターゲット（比較例）の接合強度を比較
したものである。
【表１】 表１から明らかな様に、上記実施例のターゲットでは、
引張強度、剥離に至るまでの出力共に従来のもの（比較
例）と比べて大幅に向上していることがわかる。したが
って、ターゲット素材の密度及び機械強度が高まり欠陥
も少なくなり、基体とターゲット素材との接合強度も向
上していることがわかる。
【００２５】また、表２は、上記実施例のターゲットの
製造方法と従来のろう付けによるターゲットの製造方法
（比較例）のＨＩＰ後の加工工程の工程数及び内容を比
較したものである。
【表２】 表２から明らかな様に、上記実施例のターゲットの製造
方法では、従来のろう付けによるターゲットの製造方法
と比べて加工工程の工程数が大幅に削減されており、し
かも、各加工工程が簡単化されていることがわかる。
【００２６】以上説明した様に、この実施例のターゲッ
ト２１では、円筒状のステンレス製のバッキングチュー
ブ２２の外周面２２ａに、ターゲット素材２３がＨＩＰ
により同心円状に接合された構成としたので、ターゲッ
ト素材２３自体の密度及び機械強度を大幅に向上させる
とともに内部の欠陥も少なくすることができ、バッキン
グチューブ２２とターゲット素材２３との接合強度も大
幅に向上させることができ、したがって、ターゲット素
材２３の引張強度、剥離に至るまでの出力共に従来のも
のと比べて大幅に向上させることができる。また、ター
ゲット素材２３の厚みが制約されることがない。
【００２７】また、この実施例のターゲットの製造方法
では、バッキングチューブ２２とターゲット素材２３と
の接合強度を大幅に向上させることができるので、冷却
効率を大幅に向上させることができる。また、ターゲッ
ト素材２３の機械加工をする必要がなくなり、ターゲッ
ト素材２３とバッキングチューブ２２との軸合わせも不
要になり、加工工程を容易にすることができるとともに
工程数も削減することができる。したがって、大幅なコ
ストダウンを図ることができる。また、筒状のバッキン
グチューブ２２を用いたので、円筒状に加工する工程を
省くことができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明した様に、この発明の請求項１
記載のスパッタリング用ターゲットによれば、柱状の基
体の外周面にＨＩＰによりターゲット素材を接合したこ
ととしたので、ターゲット素材自体の密度及び機械強度
を大幅に向上させるとともに内部の欠陥も少なくするこ
とができ、柱状の基体とターゲット素材との接合強度も
大幅に向上させることができ、したがって、ターゲット
素材の引張強度、剥離に至るまでの出力共に従来のもの
と比べて大幅に向上させることができる。また、ターゲ
ット素材の厚みが制約されることがない。
【００２９】また、請求項２記載のスパッタリング用タ
ーゲットによれば、請求項１記載のスパッタリング用タ
ーゲットにおいて、前記基体は、筒状であることとした
ので、ターゲット素材自体の密度及び機械強度を大幅に
向上させるとともに内部の欠陥も少なくすることがで
き、筒状の基体とターゲット素材との接合強度も大幅に
向上させることができ、したがって、ターゲット素材の
引張強度、剥離に至るまでの出力共に従来のものと比べ
て大幅に向上させることができる。また、ターゲット素
材の厚みが制約されることがない。
【００３０】また、請求項３記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法によれば、柱状の基体を金型に挿入
し、前記基体と前記金型との間にターゲット素材を充填
し、この金型を密閉し、ＨＩＰを用いて焼結することと
したので、冷却効率を大幅に向上させることができる。
また、ターゲット素材の機械加工をする必要がなくな
り、ターゲット素材と基体との軸合わせも不要になり、
加工工程を容易にすることができるとともに工程数も削
減することができる。したがって、大幅なコストダウン
を図ることができる。
【００３１】また、請求項４記載のスパッタリング用タ
ーゲットの製造方法によれば、請求項３記載のスパッタ
リング用ターゲットの製造方法において、前記基体は、
筒状であることとしたので、冷却効率を大幅に向上させ
ることができる。また、ターゲット素材の機械加工をす
る必要がなくなり、ターゲット素材と基体との軸合わせ
も不要になり、加工工程を容易にすることができるとと
もに工程数も削減することができる。したがって、大幅
なコストダウンを図ることができる。また、筒状の基体
を用いたので、円筒状に加工する工程を省くことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパッタリング用ターゲットの断面図
である。
【図２】本発明のスパッタリング用ターゲットの製造方
法を示す工程図である。
【図３】従来のスパッタリング用ターゲットの断面図で
ある。
【図４】従来のスパッタリング用ターゲットの製造方法
を示す工程図である。
【符号の説明】
２１ スパッタリング用ターゲット ２２ バッキングチューブ（円筒状の基体） ２２ａ 外周面 ２３ ターゲット素材 ３１ バッキングチューブ（円柱状の基体） ３２ ステンレススチール缶（金型） ３３ ターゲット原料

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 柱状の基体の外周面に熱間静水圧プレス
    によりターゲット素材を接合したことを特徴とするスパ
    ッタリング用ターゲット。
  2. 【請求項２】 前記基体は、筒状であることを特徴とす
    る請求項１記載のスパッタリング用ターゲット。
  3. 【請求項３】 柱状の基体を金型に挿入し、前記基体と
    前記金型との間にターゲット素材を充填し、この金型を
    密閉し、熱間静水圧プレスを用いて焼結することを特徴
    とするスパッタリング用ターゲットの製造方法。
  4. 【請求項４】 前記基体は、筒状であることを特徴とす
    る請求項３記載のスパッタリング用ターゲットの製造方
    法。
JP3024922A 1991-02-19 1991-02-19 スパツタリング用ターゲツト及びその製造方法 Pending JPH0539566A (ja)

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