JPWO2013105424A1 - 高純度銅スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、ターゲットとバッキングプレートを一体化することが前提となっているので、従来の使用効率の面では劣ることが必然である。
この場合、ターゲットとバッキングプレートを一体化することが前提となっているので、従来の使用効率の面では劣ることが必然である。その他の参考例(特許文献4参照)として、重量で少なくとも99.99%の銅と、少なくも1〜50ミクロンの平均結晶粒度と、約15ksi以上の降伏強さを有する、銅を含むスパッタリングターゲットが挙げられる。
この場合、ターゲット材料の変形の抑制が要求される。ターゲットの変形が少ないと、表面の平滑性を維持することができ、均一性(ユニフォーミティ)に優れた薄膜を形成することができる。しかしながら、従来技術では、バッキングプレートを使用せずに、ターゲットのみで変形抑制し、使用効率を高めることを意図して高純度銅スパッタリングターゲット材料が開発された例はない。
1)高純度銅スパッタリングターゲットであって、該ターゲットのフランジ部のビッカース硬度が90〜100Hvの範囲であり、ターゲットの中央のエロージョン部のビッカース硬度が55〜70Hvの範囲にあり、かつエロージョン部の結晶粒径が80μm以下であることを特徴とする高純度銅スパッタリングターゲット。
さらに、近年使用材料のリサイクルを考える必要があり、BP材を使用するターゲットに比べ、一体型は全てが同一材料のため、再生が容易であり、経済的にも有利であるという効果を有する。
ターゲットのフランジ部は、ターゲットのサイズにもよるが、通常ターゲットの外周から20〜50mm程度の範囲とする。この範囲は、通常のターゲットで実施する寸法であり、必要に応じて、この範囲外のターゲットを製造できることは言うまでもない。また、フランジ部は、エロージョンを受けない。ターゲットの説明図を、図1に示す。
通常、高純度銅スパッタリングターゲットには、純度が99.999%(5N)以上、さらには純度が99.9999%(6N)以上の銅を使用する。これによって、スパッタリング中又はスパッタリング後の反りを低減でき、均一性(ユニフォーミティ)に優れた薄膜を形成できる。なお、一般に反りは、エロージョン面側が凸状に発生するが、この反りを低減できる効果を有する。
以上のようにして作製した高純度銅スパッタリングターゲットは、バッキングプレートには原則として溶接、拡散接合等の手段による接合はしない。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度82%)して、φ530×30tとした後、300°Cで1時間熱処理後、外周より20mmの位置までを冷間鍛造(加工度50%)した。
この結果、フランジ部の硬さは100Hv、エロージョン部の(111)配向率は65.5%、結晶粒径は35μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。
次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度80%)して、φ530×30tとした後、325°Cで1時間熱処理後、外周より30mmの位置までを冷間鍛造(加工度40%)した。次に、これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは95Hv、エロージョン部の(111)配向率は64.3%、結晶粒径は40μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度80%)して、φ530×30tとした後、325°Cで1時間熱処理後、外周より40mmの位置までを冷間鍛造(加工度40%)した。次に、これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは95Hv、エロージョン部の(111)配向率は67.1%、結晶粒径は40μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度78%)して、φ530×30tとした後、350°Cで1時間熱処理後、外周より50mmの位置までを冷間鍛造(加工度30%)した。次に、これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは90Hv、エロージョン部の(111)配向率は68.3%、結晶粒径80μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度78%)して、φ530×30tとした後、375°Cで1時間熱処理後、これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは58Hv、エロージョン部の(111)配向率は66.3%、結晶粒径は120μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度78%)して、φ530×30tとした後、350°Cで1時間熱処理後、外周より30mmの位置までを冷間鍛造(加工度10%)した。これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは63Hv、エロージョン部の(111)配向率は68.1%、結晶粒径は70μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度80%)して、φ530×30tとした後、325°Cで1時間熱処理後、外周より40mmの位置までを冷間鍛造(加工度10%)した。これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは65Hv、エロージョン部の(111)配向率は67.2%、結晶粒径は45μmとなった。この結果を、表1に示す。
純度6Nの高純度銅(Cu)を、カーボンルツボ(坩堝)を用いて高真空雰囲気中で溶解した。この銅の溶湯を、高真空雰囲気中でカーボン鋳型に鋳込んでインゴットを得た。次に、製造したインゴットを400°Cで温間鍛造を行った。次に、必要量を切断後、圧延(冷間加工度82%)して、φ530×30tとした後、300°Cで1時間熱処理後、外周より50mmの位置までを冷間鍛造(加工度20%)した。これを、機械加工でターゲット部直径430mm、トータル厚さ25mmのターゲットに加工した。
この結果、フランジ部の硬さは68Hv、エロージョン部の(111)配向率は65.3%、結晶粒径は35μmとなった。この結果を、表1に示す。
さらに、近年使用材料のリサイクルを考える必要があり、BP材を使用するターゲットに比べ、一体型は全てが同一材料のため、再生が容易であり、経済的にも有利であるという効果を有する。
Claims (7)
- 高純度銅スパッタリングターゲットであって、該ターゲットのフランジ部のビッカース硬度が90〜100Hvの範囲であり、ターゲットの中央のエロージョン部のビッカース硬度が55〜70Hvの範囲にあり、かつエロージョン部の結晶粒径が80μm以下であることを特徴とする高純度銅スパッタリングターゲット。
- 高純度銅スパッタリングターゲットであって、該ターゲットのフランジ部の(111)配向率が20〜30%であり、ターゲットの中央のエロージョン部の(111)配向率が57〜68%であることを特徴とする高純度銅スパッタリングターゲット。
- 高純度銅スパッタリングターゲットであって、該ターゲットのフランジ部の(111)配向率が20〜30%であり、ターゲットの中央のエロージョン部の(111)配向率が57〜68%であることを特徴とする請求項1記載の高純度銅スパッタリングターゲット。
- 高純度銅スパッタリングターゲットであって、該ターゲット使用後の反り量が2.0mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の高純度銅スパッタリングターゲット。
- 銅の純度が99.999%(5N)以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の高純度銅スパッタリングターゲット。
- 冷間加工組織を有するフランジ部を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の高純度銅スパッタリングターゲット。
- ターゲットの外周から20mm〜50mmの範囲をフランジ部とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の高純度銅スパッタリングターゲット。
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