JPH11269639A - スパッタリングターゲットの再生方法 - Google Patents

スパッタリングターゲットの再生方法

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JPH11269639A
JPH11269639A JP10075355A JP7535598A JPH11269639A JP H11269639 A JPH11269639 A JP H11269639A JP 10075355 A JP10075355 A JP 10075355A JP 7535598 A JP7535598 A JP 7535598A JP H11269639 A JPH11269639 A JP H11269639A
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JP
Japan
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target
spraying
raw material
powder
material powder
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JP10075355A
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English (en)
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Toshito Kishi
俊人 岸
Hiroyuki Ito
弘幸 伊藤
Tatsuo Nate
達夫 名手
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用済みターゲットを有効利用するに際
し、原料粉末に転換することなく、再利用可能な形状に
再生する安価な方法の提供を課題とする。 【解決手段】 所望粒径の使用済みターゲットと同じ材
質の粒子を使用済みターゲットにプラズマ溶射あるいは
溶射するものであり、ターゲットが酸化物ターゲットの
場合には、平均粒径0.01〜0.1mmの球状、ある
いは略球状の原料粉を粒子速度300〜1200m/秒
でプラズマ溶射し、ターゲットが貴金属等の金属あるい
は合金の場合には、平均粒径0.5〜2.0mmの球
状、あるいは略球状の原料粉を、該原料粉の融点の略半
分以下の温度で、粒子速度300〜1200m/秒で溶
射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の製造に使用
されるスパッタリングターゲットの再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】基材表面に薄膜を形成する技術の一つに
スパッタリングがある。このスパッタリングでは各種の
ターゲットが用いられている。例えば、ITO、ZnO
等の酸化物ターゲットであり、また例えば、金、白金、
銀等の貴金属である。
【0003】ところで、スパッタリングターゲットの使
用効率は15〜30%であり、全体重量の70%以上は
有効に利用されない。このような使用済みターゲットに
関しては有効な再生方法がなく、破砕して原料に転換し
有効利用を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな使用済みターゲットを破砕し、粉砕して得た繰り返
し物のみでは、通常良好な製品ターゲットは得られな
い。そのため、ニュウチャージの原料粉に繰り返し物を
混ぜ込んでいくという操作が取られる。よって、取扱量
が多い酸化物ターゲットの場合には置き場等の点での経
費が増大し、貴金属ターゲットの場合には金利等の点で
の経費が増大し、結果的に製造コストを押し上げること
になっている。
【0005】本発明は上記状況に鑑みてなされたもので
あり、使用済みターゲットを有効利用するに際し、原料
粉末に転換することなく、再利用可能な形状に再生する
安価な方法の提供を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、所望粒径の使用済みターゲットと同じ材質の粒子
を使用済みターゲットにブラズマ溶射あるいは溶射する
ものであり、ターゲットが酸化物ターゲットの場合に
は、平均粒径0.01〜0.1mmの球状、あるいは略
球状の原料粉を粒子速度300〜1200m/秒でプラ
ズマ溶射し、ターゲットが貴金属等の金属あるいは合金
の場合には、平均粒径0.5〜2.0mmの球状、ある
いは略球状の原料粉を、該原料粉の融点の略半分以下の
温度で、粒子速度300〜1200m/秒で溶射するも
のである。
【0007】
【発明の実施の形態】従来、粉末溶射技術は表面に薄膜
を付着させることに使用され、耐摩耗材料等に応用され
ている。しかし、従来と同様の使用方法では、薄膜しか
形成されず、ターゲットの再生はできない。本発明者等
は種々の検討の結果、一定の条件下で粉末溶射法を適用
すれば厚膜の形成が可能であることを見いだし、本発明
に至った。
【0008】本発明においてプラズマ溶射を用いるか通
常の溶射を用いるかは溶射する原料粉の融点による。原
料粉が酸化物の場合、必然的に原料粉の融点が高くな
り、プラズマ溶射を用いることが推奨されることにな
る。原料粉が金銀等の比較的融点の低い貴金属の場合に
はプラズマ溶射でなくとも良いが、融点が2000℃を
越えるタングステン、モリブデン等の金属の場合にはプ
ラズマ溶射が同様に推奨される。
【0009】ターゲットがITO、酸化亜鉛、酸化イン
ジウム、酸化チタン等の酸化物ターゲットやタングステ
ン、モリブデン等の高融点金属ターゲットの場合、溶射
条件としては、溶射時の温度を十分に高くすることが必
要なため、プラズマ溶射が推奨される。
【0010】溶射に用いる粉末は、ターゲットがITO
の場合には、ITO粉末というようにターゲット材質と
同じもの、すなわち共材とすることは当然である。酸化
物ターゲットの場合には、溶射する粒子の粒径が大きす
ぎると溶射中に溶融状態になりにくく、膜の形成が困難
となるので、平均粒径0.1mm以下の球状または球形
に近い粒子を用いることが推奨される。また、粒径分布
は、可能な限り狭い方が均質な製品を得易く、好まし
い。
【0011】溶射する粒子の速度は毎秒300m以上と
する。溶射温度あるいは粒子速度が低い場合、粒子表面
が活性化せず、膜を形成することが不可能となる。逆に
極度に温度が高かったり、粒子速度が速い場合には、タ
ーゲットの温度が上昇し、ターゲットに割れが発生した
り、ターゲットを基材に接合しているバッキングブレー
トとターゲットとか剥離してしまう。よって、プラズマ
溶射の場合には溶射する粒子の速度は、粒径とのかねあ
いもあるが、概ね毎秒1200m以下とすることが好ま
しい。
【0012】ターゲットが金、銀、白金などの貴金属、
ニッケル、コバルト、あるいはこれらの合金などで構成
された金属ターゲットの場合、溶射に用いる粒子が金属
となり、一般に酸化物より融点は低くなる。このため、
概ねプラズマ溶射を使用するに至らない。溶射時の温度
は各原料金属の融点の1/2以下の温度となるように
し、溶射粒子の速度は毎秒300〜1200mとする。
溶射温度が高すぎたり粒子速度が速すぎると、粒子が完
全に溶融してしまい、垂れ下がって所望の部位に厚膜を
形成することが不可能となる。極度に低い場合は付着力
が低下するが、その後の使用条件を考慮すると、粒子が
付着されていれば問題とはならないため、表面の付着が
見られる温度であれぱ使用することが可能である。具体
的には各粒子の材質と溶射速度によるため、低温で溶射
する場合には、事前に確認することが好ましい。
【0013】溶射に用いる粉末は、平均粒径0.5〜
2.0mmの球状または球形に近い粉末とする。平均粒
径が0.5mm未満の場合、粉末の活性が強く、溶融状
態になり易く、厚い膜を形成することが困難となる。ま
た2.0mmを上回ると、溶射の際、使用済みターゲッ
トに与えられる衝撃が強く、ターゲットの温度上昇を招
き、ターゲットの反り、バッキングプレートからの剥離
の原因となる。また、粉末の粒度分布は、可能な限り狭
い方が均質な製品を得易く、好ましいのは上記酸化物タ
ーゲットと同じである。
【0014】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
【0015】(実施例1)Cu製のバッキングプレート
に接合されて使用された直径127mmのITOターゲ
ットを、立てて固定し、平均粒径0.08mmのITO
粉末を用いて溶射を行った。
【0016】粉末の粒度分布を調べたところ、粒径0.
05〜0.1mmのものが全体の98%であった。溶射
温度は1000℃、粒子速度は毎秒1000mとした。
使用済みターゲットのエロージョン部に沿って溶射ガン
を移動させ、溶射を5分間行った。溶射後のターゲット
表面形状は、最大1.2mmの凹凸が見られた。
【0017】この再生したターゲットを用いて常法に従
いスパッタリングを行いガラス板上に厚さ1500オン
グストロームのITO膜を形成したところ、スパッタリ
ングは正常に実施でき、ガラス板上に形成されたITO
膜の膜厚分布に異常は見られなかった。
【0018】(実施例2)Cu製のバッキングブレート
に接合されて使用された127mm×507mmの矩形
のAZOターゲットを、立てて固定し、平均粒径0.0
6mmのAZO粉末を用いて溶射を行った。
【0019】粉末の粒度分布は、粒径0.04〜0.8
mmのものが全体の98%であった。溶射温度は100
0℃、粒子速度は毎秒1000mとした。使用済みター
ゲットのエロージョン部と想定される領域に沿って溶射
ガンを移動させながら、溶射を2分間行った。溶射後の
ターゲット表面形状は最大1.8mmの凹凸が見られ
た。
【0020】この再生したターゲットを用いて常法に従
いスパッタリングを行いガラス板上に厚さ2000オン
グストロームのAZO膜を形成したところ、スパッタリ
ングは正常に実施でき、ガラス板上に形成されたAZO
膜の膜厚分布に異常は見られなかった。
【0021】(実施例3)Cu製のバッキングブレート
に接合されて使用された直径127mmのAuターゲッ
トを、立てて固定し、平均粒径1.0mmのAu粉末を
用いて溶射を行った。
【0022】粉末の粒度分布を調べたところ、粒径が
0.5〜1.5mmのものが全体の98%であった。溶
射温度は500℃、粒子速度は毎秒600mとした。使
用済みターゲットのエロージョン部に沿って溶射ガンを
移動させながら、溶射を3分間行った。溶射後のターゲ
ット表面形状は、最大1.2mmの凹凸が見られた。
【0023】この再生したターゲットを用いて常法に従
いスパッタリングを行いガラス板上に厚さ500オング
ストロームのAu膜を形成したところ、スパッタリング
は正常に実施でき、得られた膜の膜厚分布に異常は見ら
れなかった。
【0024】(実施例4)Cu製のバッキングプレート
に接合されて使用された127mm×507mmの矩形
の50%Pt−50%Coターゲットを、立てて固定
し、平均粒径1.Ommの同一組成のPtCo合金粉末
を用いて溶射を行った。
【0025】粉末の粒度分布を調べたところ、粒径が
0.5〜1.5mmのものが98%であった。溶射温度
は700℃、粒子速度は毎秒600mとした。使用済み
ターゲットのエロージョン部に沿って溶射ガンを移動さ
せながら、溶射を3分間行った。溶射後のターゲット表
面形状は、最大1.2mmの凹凸が見られた。
【0026】この再生したターゲットを用いて常法に従
いスパッタリングを行い、ガラス板上に厚さ700オン
グストロームのPtCo合金膜を形成したところ、スパ
ッタリングは正常に実施でき、得られた膜の膜厚分布に
異常は見られなかった。
【0027】(比較例1)Cu製のバッキングブレート
に接合して使用された直径127mmのITOターゲッ
トを立てて固定し、平均粒径0.3mmのITO粉末を
用いて溶射を行った。
【0028】粉末の粒度分布を調べたところ、粒径が
0.1〜0.5mmのものが全体の98%であった。溶
射温度は1000℃、粒子速度は毎秒1000mとし
た。使用済みターゲットのエロージョン部に沿って溶射
ガンを移動させながら、溶射を3分間行ったところ、溶
射中にターゲットの割れ、バッキングブレートとターゲ
ットの界面での剥離が生じ、スパッタリングターゲット
を再生できなかった。
【0029】(比較例2)Cu製のバッキングブレート
に接合して使用された直径127mmのAuターゲット
を、立てて固定し、平均粒径1.0mmのAu粉末を用
いて溶射を行った。
【0030】粉末の粒度分布を調べたところ、粒径が
0.5〜1.5mmのものが全体の98%であった。溶
射温度は900℃、粒子速度は毎秒1500mとした。
使用済みターゲットのエロージョン部に沿って溶射ガン
を移動させながら、溶射を3分間行ったところ、溶射中
にターゲットの温度が上昇し、バッキングブレートとタ
ーゲットの界面にて剥離が生じ、スパッタリングターゲ
ットを再生することができなかった。
【0031】
【発明の効果】本発明に従えば、再生すべきスパッタリ
ングターゲットと同じ材質の粉末粒子をエロージョン部
に溶射し、肉盛りすることができるため、簡便、且つ安
価にスパッタリングターゲットを再生できる。
【0032】また、再生すべきスパッタリングターゲッ
トを粉砕する必要もないため、置き場等を確保する必要
もなく、金利等の負担も考慮しなくても良くなる。この
ため、本発明によりもたらされる経済効果は少なくな
い。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望粒径の使用済みターゲットと同じ
    材質の粒子を使用済みターゲットにブラズマ溶射するこ
    とを特徴とするスパッタリングターゲットの再生方法。
  2. 【請求項2】 ターゲットが酸化物ターゲットであ
    り、平均粒径0.01〜0.1mmの球状、あるいは略
    球状の原料粉を粒子速度300〜1200m/秒でプラ
    ズマ溶射することを特徴とする請求項1記載の再生方
    法。
  3. 【請求項3】 ターゲットがモリブデン、タングステ
    ン等の高融点金属ターゲットであり、平均粒径0.01
    〜0.1mmの球状、あるいは略球状の原料粉を粒子速
    度300〜1200m/秒でプラズマ溶射することを特
    徴とする請求項1記載の再生方法。
  4. 【請求項4】 所望粒径の使用済みターゲットと同じ
    材質の粒子を使用済みターゲットに溶射して再生するこ
    とを特徴とするスパッタリングターゲットの再生方法。
  5. 【請求項5】 ターゲットが金、銀、白金等の貴金
    属、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金であり、平
    均粒径0.5〜2.0mmの球状、あるいは略球状の原
    料粉を、該原料粉の融点の略半分以下の温度で、粒子速
    度300〜1200m/秒で溶射する請求項4記載の再
    生方法。
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