KR101273021B1

KR101273021B1 - 스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 스퍼터링 타겟

Info

Publication number: KR101273021B1
Application number: KR1020117005549A
Authority: KR
Inventors: 준이치로 하기하라; 슈이치 하가시; 쇼조 감바라
Original assignee: 가부시키가이샤 아루박
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2013-06-10
Also published as: US9017493B2; JP5433684B2; TWI460298B; JPWO2011018895A1; TW201116642A; KR20110042216A; DE112010003274T5; WO2011018895A1; CN102171380A; US20120132523A1; CN102171380B

Abstract

결정립의 미세화와 균일화를 가능하게 하는 스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 스퍼터링 타겟을 제공한다.
본 발명의 일실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법은, 제1 축방향(z축 방향) 및 상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향(xy평면 방향)으로 응력을 가함으로써, 금속의 잉곳을 단조하는 공정을 포함한다. 상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는 제2 축방향(c11, c12, c21, c22 축방향)으로 응력을 가함으로써, 상기 잉곳은 보다 더 단조된다. 상기 잉곳은, 그 재결정 온도 이상의 온도로 열처리 된다. 이와 같이, 제1 축방향 및 이와 직교하는 평면 방향 뿐만 아니라, 제2 축방향으로도 미끄럼 변형을 일으키게 할 수 있기 때문에, 내부 응력의 고밀도화, 균일화를 도모할 수 있다.

Description

스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 스퍼터링 타겟{SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR MANUFACTURING A SPUTTERING TARGET}

본 발명은, 금속을 단조 함으로써 성형되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 해당 방법에 의해 제조된 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.

근년, 반도체 장치, 태양전지, FPD(Flat Panel Display) 및 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 기술을 이용한 전자 디바이스의 제조 분야에 있어, 금속층 또는 절연층의 성막에 스퍼터링법이 넓게 이용되고 있다. 스퍼터링법은, 성막 재료로 구성된 타겟과 기판을 대향 배치한 진공 챔버 내에서 플라즈마를 형성하고, 플라즈마 중의 이온을 타겟으로 충돌 시킴으로써 생성되는 타겟으로부터의 스퍼터 입자를, 기판 상에 퇴적시키는 것으로 성막한다.

타겟이 안정된 스퍼터링, 및 형성되는 박막의 막질은, 사용되는 타겟의 품질에 강하게 의존한다. 즉, 스퍼터링 타겟은, 상대 밀도가 높은 것, 조성이 균질인 것, 결정립이 미세한 것 등이 요구되고 있다. 예컨대 금속제 타겟의 제조에서는, 결정성 금속의 잉곳(ingot)에 압연이나 단조 등의 기계 가공을 실시 함으로써, 상기 제반 특성을 얻도록 하고 있다.

예컨대, 특허 문헌 1에는, 알루미늄과 구리의 합금 잉곳(주괴, 鑄塊)을 냉간 가공(cold working)하고, 그 가공재를 아르곤 기류 중에서 소정 온도로 소둔(annealing)한 후 급냉하는, 알루미늄 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법이 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 코발트 잉곳에 대해서 열간 단조와 열간 압연에 의해 판재를 제작하고, 이 판재의 두께를 균일하게 한 후, 2축 방향으로의 동일 압연율에서의 냉간 압연 공정과 소정의 온도에서의 열처리 공정을 반복하는, 스퍼터링용 코발트 타겟의 제조 방법이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2002-69626호 공보(단락[0006]) 특허 문헌 2 : 일본특허공개 2007-297679호 공보(단락[0015])

종래의 스퍼터링 타겟의 제조 방법에서는, 3 차원적으로 XYZ축을 고려했을 때, 잉곳에 인가하는 응력의 방향은 모두 XYZ축에 따른 것이다. 따라서, 결정의 미끄럼 변형에 의해 발생하는 전위(dislocation)는 동축 방향으로 밖에 형성되지 않고, 전위의 동축 방향으로의 집중 중복을 피할 수 없기 때문에, 내부 응력이 불균일하게 되는 것과 동시에, 결정입자 사이즈를 효율적으로 미세화하는 것이 곤란하다.

또한, 압연 또는 단조 후에 가공재를 열처리 하는 경우에서, 내부 응력의 격차에 기인하여 재결정핵이 불균일에 발생한다. 즉, 미끄럼 변형이 빈번하게 발생한 영역(전위 밀도가 높은 영역)과 미끄럼 변형이 비교적 적은 영역(전위 밀도기 낮은 영역)과의 사이에 재결정립의 입자 사이즈가 크게 달라 버려, 미세 조직을 균일하게 형성하는 것이 매우 곤란해진다.

이상과 같은 사정을 고려하여, 본 발명의 목적은, 결정립의 미세화와 균일화를 가능으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조 방법 및 스퍼터링 타겟을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법은, 제1 축방향 및 상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향으로 응력을 가함으로써, 금속의 잉곳을 단조하는 공정을 포함한다. 상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는 제2 축방향으로 응력을 가함으로써, 상기 잉곳은 보다 더 단조된다. 상기 잉곳은, 그 재결정 온도 이상의 온도로 열처리 된다.

또한, 본 발명의 일 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟은, 타겟 본체와, 피(被)스퍼터면을 구비한다. 상기 타겟 본체는, 금속으로 구성된 판 형상을 갖는다. 상기 피스퍼터면은, 70 ㎛ 이하의 평균 입자 지름과, (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비가 0.3 이하인 결정 방위를 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.
도 2는 상기 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 개략도이다.
도 3은 비교예와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 설명하는 개략 공정도이다.
도 4는 X선 회절 결과의 일례를 나타내는 도면이고, (a)는 실시 형태와 관련되는 샘플을 나타내고, (b)는 비교예와 관련되는 샘플을 나타내고 있다.
도 5는 조직 사진의 일례이고, (a)는 실시 형태와 관련되는 샘플을 나타내고, (b)는 비교예와 관련되는 샘플을 나타내고 있다.
도 6는 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 설명하는 개략 공정도이다.
도 7은 도 1의 변형예를 나타내는 공정도이다.

본 발명의 일실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법은, 제1 축방향 및 상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향으로 응력을 가함으로써, 금속의 잉곳을 단조하는 공정을 포함한다. 상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는 제2 축방향으로 응력을 가함으로써, 상기 잉곳은 보다 더 단조된다. 상기 잉곳은, 그 재결정 온도 이상의 온도로 열처리 된다.

상기 스퍼터링 타겟의 제조 방법에서는, 잉곳의 단조 시에 있어, 상기 제1 축방향 및 이와 직교하는 평면 방향 뿐만 아니라, 이들에 교차하는 제2 축방향에도 응력을 인가하도록 하고 있다. 이와 같이, 제1 축방향 및 이와 직교하는 평면 방향 뿐만 아니라, 제2 축방향에도 미끄럼 변형을 일으키게 할 수 있기 때문에, 내부 응력의 고밀도화, 균일화를 도모할 수 있다. 이에 의해, 동축 방향으로의 하중의 집중이 회피되어, 전위 밀도의 불균일화를 억제할 수 있다. 상기 열처리 공정은, 잉곳의 내부 왜곡의 제거와 결정의 재배열화를 목적으로 한다. 잉곳을 타겟 형상(판 형상)으로 형성한 후에 시행하여도 무방하고, 잉곳의 단조 공정의 일부(예컨대 열간 단조)로서 시행하여도 무방하다.

상기 스퍼터링 타겟의 제조 방법에 의하면, 결정립의 평균 입자 지름을, 예컨대 70 ㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비가 0.3 이하인 결정 방위를 갖는 피스퍼터면을 구비한 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다.

상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향으로 응력을 가하는 공정은, 상기 잉곳을 원주 형상으로부터 직방체 형상으로 변형시키는 것을 포함하여도 무방하다. 이 경우, 상기 제2 축방향으로 응력을 가하는 공정은, 상기 직방체 형상의 잉곳의 대변 또는 대각의 사이에서 상기 잉곳을 압축 변형시키는 것을 포함한다.

이에 의해, 직방 형상의 잉곳에 대해서, 그 세로, 가로 및 높이 방향 뿐만 아니라, 경사 방향에도 용이하게 미끄럼 변형을 일으키게 할 수 있다.

상기 스퍼터링 타겟의 제조 방법은, 상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는, 상기 제2 축방향과는 비평행한 제3 축방향으로 응력을 가함으로써 상기 잉곳을 단조하는 공정을 더 구비하여도 무방하다.

이에 의해, 입자 사이즈의 한층 더 치밀화를 도모하는 것이 가능해진다.

상기 금속은 특별히 한정되지 않고, 또한 결정 구조(면심 입방, 체심 입방, 최밀 육방 등)도 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예컨대 탄탈륨(tantalum), 티탄, 알루미늄, 구리 또는 이들 중 어느 하나를 주성분으로 하는 결정성 금속(다결정 금속) 또는 그 합금을 이용할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟은, 타겟 본체와 피스퍼터면을 구비한다. 상기 타겟 본체는, 금속으로 구성된 판 형상을 갖는다. 상기 피스퍼터면은, 70 ㎛ 이하의 평균 입자 지름과, (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비가 0.3 이하인 결정 방위를 갖는다.

상기 스퍼터링 타겟에 의하면, 미세하고 또한 균일한 결정 조직과 안정된 결정 방위를 갖기 위해, 스퍼터링의 안정화 및 막질의 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

［제1 실시 형태］

도 1은, 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 도 2는, 각 공정에서의 잉곳의 변형의 모습을 나타내는 개략도이다.

본 실시 형태의 스퍼터링 타겟의 제조 공정은, 잉곳의 제작 공정(ST1)과, 제1 열간 단조 공정(ST2a)과, 제2 열간 단조 공정(ST2b)과, 냉간 단조 공정(ST3a)과, 열처리 공정(ST3b)을 구비한다.

(잉곳 제작 공정)

본 실시 형태에서는, 잉곳(10)으로서 Al를 주체로 하는 결정성 합금이 이용된다. 알루미늄 합금으로서는, Al-Cu합금, Al-Si합금, Al-Si-Cu합금 등이 적용 가능하다. 또한, 잉곳(10)의 구성 금속은 알루미늄 및 그 합금에 한정되지 않고, 예컨대 탄탈륨, 티탄, 구리 등의 순금속 또는 이들 중 어느 하나를 주성분으로 하는 합금이 적용 가능하다.

알루미늄 합금의 잉곳(10)은, 알루미늄 합금의 용탕(溶湯)을 주조하는 것에 의해 제작된다. 잉곳(10)의 형상, 크기는 특별히 한정되지 않고, 제조되는 타겟의 크기에 따라 적당히 설정된다. 예컨대, 직경 300~350 ㎜, 두께 20~30 ㎜의 타겟을 제조하는 경우, 잉곳(10)은, 직경 160~200 ㎜, 높이 200~250 ㎜의 원주 형상으로 할 수 있다(도 2(a)). 잉곳(10)의 상면(z축과 직교하는 평면)의 면방위는, 예컨대 (200)이다.

(제1 열간 단조 공정)

제1 열간 단조 공정(ST2a)에서는, 잉곳(10)은 원주 형상으로부터 직방체 형상으로 변형된다(도 2(b)). 이 공정에서는, 250~420 ℃에 가열된 잉곳(10)에 대해서, 높이 방향인 z축 방향(제1 축방향)에 따라 압축 응력을 인가한다. 이와 함께, z축과 직교하는 xy평면 방향으로 응력을 인가 함으로써, 원주 형상의 잉곳(10)으로부터 직방체 형상의 잉곳(11)을 제작한다(도 2(b)).

z축 방향 및 xy평면 방향으로의 변형 조작은 동시에 실시되어도 무방하고, 교대로 실시되어도 무방하다. 동시에 실시하는 경우에는, 예컨대 소정의 단조형을 이용하여도 무방하다. 한편, xy평면 방향으로의 변형 조작, 또한 동시에 실시되어도 무방하고, x축 방향 및 y축 방향으로 교대로 실시되어도 무방하다.

잉곳(10)의 가열 온도는 상기의 예로 한정되지 않고, 적당의 온도로 설정할 수 있다. 상기 가열 온도는, 예컨대 잉곳(10)의 재결정 온도 이상이고, 단조 시에 가공 분열이 생기지 않는 정도의 온도로 설정된다. 이 제1 열간 단조 공정에서의 가공율도 특별히 한정되지 않고, 재료나 가열 온도, 목적으로 하는 재료 특성에 따라 적당히 결정된다.

이 제1 열간 단조 공정에서는, z축 방향 및 xy평면 방향으로의 압축 변형 처리가 반복하여 실시된다. 이 조작은 모미 단조라 칭한다. 이상과 같은 3축 방향(x축, y축 및 z축 방향)으로의 변형 조작에 의해, 잉곳(10)에 내부 조직에 대해서, 상기 3축 방향에 따른 미끄럼 변형을 일으키게 한다.

제1 열간 단조의 종료 후, 잉곳(10)은 물담금질(WQ) 된다. 이에 의해, 미끄럽 선(미끄럼 면)에 따라 결정이 원래의 위치로 복귀하는 것을 저지한다. 그리고, 직방체 형상의 잉곳(11)을 소정 두께로 절단 함으로써, 직방체 형상의 잉곳편(12)이 제작된다. 계속해서, 각 잉곳편(12)에 대해서 제2 열간 단조 공정을 한다.

(제2 열간 단조 공정)

제2 열간 단조 공정(ST2b)에서는, 직방형상의 잉곳편의 대각 또는 대변의 사이에 해당 잉곳편(12)을 압축 변형시킨다. 즉, 도 2(c)에 도시한 바와 같이, 예컨대 잉곳편(12)의 장변 방향을 z축 방향을 향했을 때에, z축과 평행한 방향에 관해서 비스듬하게 교차하는 축방향(예컨대 c11, c12, c21, c22)에 따라 응력을 인가한다. 이 때의 처리 온도는, 제1 열간 단조 공정과 동일하게, 예컨대 250~420 ℃으로 할 수 있다.

여기서, c11 축은, 잉곳편(12)의 상면 측의 하나의 정점 t1과, 정점 t1과 대향 관계에 있는 하면 측의 하나의 정점 t2와의 사이를 연결하는 축방향을 도시한다. 또한, c12 축은, 잉곳편(12)의 상면 측의 다른 1개의 정점 t3와, 정점 t3와 대향 관계에 있는 하면 측의 다른 1개의 정점 t4와의 사이를 연결하는 축방향을 도시한다. 물론, 상기의 예로 한정되지 않고, 상면 측의 나머지의 2 정점과 이들에 대향하는 하면 측의 2 정점과의 사이를 묶는 축방향에도 압축 응력이 부여되어도 무방하다.

더욱이, c21 축은, 잉곳편(12)의 상면 측의 하나의 변 s1과, 변 s1과 대향 관계에 있는 하면 측의 하나의 변 s2와의 사이를 연결하는 축방향을 도시한다. 또한, c22 축은, 잉곳편(12)의 상면 측의 다른 하나의 변 s3과, 변 s3와 대향 관계에 있는 하면 측의 다른 하나의 변 s4와의 사이를 연결하는 축방향을 도시한다. 물론, 상기의 예로 한정되지 않고, 상면 측의 다른 2변과 이들과 대향하는 하면 측의 다른 2변과의 사이를 연결하는 축방향에도 압축 응력이 부여되어도 무방하다.

잉곳편(12)에 부여하는 경사 방향으로부터의 압축 응력은, 잉곳편(12)의 대각간 및 대변간 중 어느 하나라도 무방하고, 양쪽 모두라도 무방하다. 모든 조합의 대각 또는 대변간이 대상이 되는 예에 한정되지 않고, 어느 하나의 조합의 대각 또는 대변간이 대상이 되어도 무방하다. 또한, 이들 경사 방향으로부터의 압축 처리는, 동일 방향에 대해 한 번만 실시하는 경우에 한정되지 않고, 복수 반복하여 수행하여도 무방하다.

이상과 같은 단조 처리를 실시하는 것으로, 직방체 형상의 잉곳편(12)으로부터 도 2(d)에 도시한 바와 같이 다면체 형상의 잉곳편(13)이 형성된다. 해당 잉곳편(13)은, z축 방향 및 xy평면 방향 뿐만 아니라, c11, c12, c21, c22 등의 각 경사축방향에도 미끄럼 변형이 발생하는 것으로, 내부 응력의 고밀도화, 균일화가 도모되고 있다. 따라서, z축 방향 및 xy평면 방향으로의 하중의 집중을 회피할 수 있고, 전위 밀도의 불균일화를 억제하는 것이 가능해진다.

경사 방향으로부터의 단조 처리가 시행된 잉곳편(13)은, 그 후 z축 방향 및 xy평면 방향으로 응력을 부여 함으로써, 도 2(e)에 도시한 것과 같은 원주 형상의 잉곳편(14)으로 변형된다. 잉곳편(14)의 크기는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 직경이 330 ㎜, 높이가 40 ㎜이다.

(냉간 단조 공정)

냉간 단조 공정(ST3a)에서는, 원주 형상의 잉곳편(14)이 도 2(f)에 도시한 것과 같은 원반 형상의 성형체(15)으로 변형된다. 성형체(15)는, 잉곳편(14)을 z축 방향으로 압축 변형 시킴으로써 형성된다. 성형체(15)의 크기는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 직경이 360 ㎜, 두께가 30 ㎜이다. 성형체(15)의 제작에는, 예컨대 형타단조법(Drop foring)이나 압연법을 채용할 수 있다. 처리 온도는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 실온으로 할 수 있다.

(열처리 공정)

열처리 공정(ST3b)은, 제1 및 제2 단조 공정(ST2a, ST2b)을 통해 제작된 잉곳편(15)을 재결정 온도 이상의 소정 온도로 소정 시간 가열하는 것으로, 성형체(15)의 내부 조직을 재결정화 시키는 공정이다. 처리 온도는, 예컨대, 280 ℃ 이상 350 ℃ 이하의 온도가 되고, 처리 시간은 예컨대 1시간이 된다.

성형체(15)의 재결정화 처리에 의해, 내부 왜곡이 제거되는 것과 동시에, 결정의 재배열이 촉진된다. 본 실시 형태에서는, 상술의 단조 공정(ST2a, ST2b)에 의해, 내부 응력의 고밀도화, 균일화가 도모될 수 있기 때문에, 재결정시의 핵생성을 균일화할 수 있다. 또한, z축 방향 및 xy평면 방향 뿐만 아니라, 이들에 대해서 비스듬하게 교차하는 방향에도 미끄럼 변형이 생기고 있기 때문에, 전위선이 3 차원적으로 겹겹이 교차하고, 그 결과, 결정립이 미세화되고, 또한 그것이 균일하게 분포되고 있다. 따라서, 해당 열처리에 의해 미세한 재결정립을 균일하게 성장시키는 것이 가능해진다. 재결정립의 입자 사이즈는 예컨대 60~70 ㎛이고, 결정 방위에 관해서는, (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비를 0.3 이하 억제할 수 있다.

열처리 후, 성형체(15)를 목적으로 하는 형상, 크기 및 두께로 가공하는 것에 의해, 스퍼터링 타겟이 제작된다.

이상과 같이 하여 제작된 스퍼터링 타겟은, 결정성 금속으로 구성된 판 형상의 타겟 본체와 그 표면의 일부를 구성하는 피스퍼터면을 구비한다. 피스퍼터면은, 70 ㎛ 이하의 평균 입자 지름과 (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비가 0.3 이하인 결정 방위를 갖는다. 이 스퍼터링 타겟으로 따르면, 미세하고 균일한 결정 조직과 안정된 결정 방위를 가지기 때문에, 스퍼터링의 안정화 및 막질의 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.

도 3은 비교예로서 도시하는 스퍼터링 타겟의 일제조 방법을 나타내는 공정도이다. 여기에서는, 도 3(a)에 나타내는 원주 형상의 잉곳(20)을 z축 방향에 따른 압축 변형과, z축에 직교하는 평면 방향에 따른 압축 변형을 교대로 수행한 후(도 3(b)~(d)), 원반 형상의 성형체(21)를 제작하는 예를 도시한다. 성형체(21)는 그 후, 소정의 열처리가 실시된 후, 타겟 형상으로 가공된다.

도 3에 도시한 제조 방법에서는, 잉곳(20)에 대한 단조 처리가 z축 방향 및 이와 직교하는 평면 방향으로 한정되기 때문에, 결정의 미끄럼 변형에 의해 생기는 전위는 이러한 방향 밖에 형성되지 않고, 전위의 동축 방향으로의 집중을 피할 수 없다. 이 때문에, 내부 응력이 불균일하게 되는 것과 동시에, 결정립자 사이즈를 효율적으로 미세화하는 것이 곤란하다. 또한, 전위 밀도의 높은 영역과 낮은 영역과의 사이에 재결정립의 입자 사이즈가 크게 달라지게 되어, 미세 조직을 균일하게 형성하는 것이 매우 곤란해지고, 더욱이 결정 방위의 안정화를 도모 할 수 없다.

도 4(a)는, 도 2에 도시한 공정에 의해 제조된 본 실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 피스퍼터면의 X선 회절 결과를 도시하고 있다. 도 4(b)는, 도 3에 도시한 공정에 의해 제조된 비교예와 관련되는 스퍼터링 타겟의 피스퍼터면의 X선 회절 결과를 도시하고 있다. 실험에 이용한 잉곳의 조성은, 모두 Al-0.5% Cu로 하였다. 도 4의 결과로부터, (200)면에 대한 (111)면의 X선 강도비는, 비교예에서는 0.63±0.31인 것에 대해, 본 실시 형태에서는 0.17±0.15이였다. 본 실시 형태에 의하면, 결정 방위를 (200)면으로 향해 안정하게 배향시키는 것이 가능하다.

또한, 평균 결정립자는, 비교예에서는 91 ㎛±10.3 ㎛인 것에 대해, 본 실시 형태에서는 62 ㎛±5.1 ㎛이였다. 도 5에 조직 사진의 일례를 도시한다. 도 5(a)는 본 실시 형태와 관련되는 스퍼터링 타겟의 피스퍼터면의 현미경 사진이고, 도 5(b)는 비교예와 관련되는 스퍼터링 타겟의 피스퍼터면의 현미경 사진이다. 본 실시 형태에서는, 입자계가 오각형 또는 육각형의 양상을 나타내고 있다. 이는, 3축 방향 뿐만 아니라 경사 방향으로도 응력이 인가 됨으로써, 결정립이 회전하도록 변형되는 것에 의하는 것으로 추측된다. 또한, 이러한 변형을 동반 함으로써, 재결정시의 핵성장이 제어되고, 결과적으로 결정 방위의 안정화로 연결되는 것이라고 추측된다.

［제2 실시 형태］

도 6은, 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 잉곳의 방향을 변경하여, 경사 방향으로부터의 단조 처리를 반복하는 처리 방법에 대해 설명한다. 이 단조 처리는 열간 또는 온간에서 실시되고, 각 공정의 상세한 설명은 상술한 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기에서는 중복하는 설명을 생략한다.

우선, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 원주 형상의 잉곳(30)의 상면(도면 중에서 햇칭으로 나타낸다.)을 수평 방향을 향하고, z축 방향(높이 방향) 및 이와 직교하는 평면 방향으로 응력을 가해 직방체 형상으로 한다. 그 후, 제작된 직방체 형상의 잉곳(30)의 각 대변 및 대각에 압축 응력을 인가하여, z축 방향에 관해서 경사 방향으로 미끄럼 변형을 일으키게 한다. 그 후, 잉곳의 각 측면을 압축 변형시켜 원주 형상의 잉곳(31)을 제작한다.

다음으로, 필요에 따라서 추가의 열처리를 시행한 후, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 잉곳(31)의 상면(도면 중에 햇칭으로 나타낸다.)을 연직 방향(鉛直方向)으로 향하고, 다시 상술의 동작을 반복한다. 즉, 원주 형상의 잉곳(31)에 대해서 z축 방향과 직교하는 평면 방향으로 압축 응력을 인가하여 직방체 형상의 잉곳(31)을 제작하고, 그 잉곳(31)의 각 대변 및 대각에 압축 응력을 인가하여, z축 방향에 관해서 경사 방향으로 미끄럼 변형을 일으키게 한다.

그 후, 잉곳(31)을 원반 형상으로 변형시켜, 성형체(32)를 얻는다. 이 공정은, 냉간으로 수행되어도 무방하다. 그 후, 소정의 열처리를 시행하여, 필요한 기계 가공을 함으로써, 원하는 스퍼터링 타겟을 얻을 수 있다.

본 실시 형태에 의하면, 상술의 제1 실시 형태와 같은 특성을 갖는 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다. 특히 본 실시 형태에 의하면, 잉곳의 방향을 변경하면서 경사 방향의 단조 처리를 반복하여 실시하고 있으므로, 결정립의 보다 더 미세화와 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 물론 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 다양한 변형이 가능하다.

예컨대 이상의 실시의 형태에서는, 경사 방향으로부터의 제2 열간 단조 공정(ST2b) 이후, 냉간 단조 공정(ST3a) 및 열처리 공정(ST3b)을 실시하였다. 이에 대신하여 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 열간 단조 공정(ST2b) 이후, 열간 단조 공정(ST3c)을 실시 함으로써, 판형상으로의 압연과 재결정화 열처리를 동시에 수행하는 것도 무방하다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 제2 열간 단조(ST2b)를 실시할 때의 잉곳의 초기 형상을 사각주로 하였지만, 이에 한정하지 않고, 원주이라도 무방하고, 다른 다각주이라도 무방하다.

10~14, 30, 31 잉곳
15, 31 성형체

Claims

제1 축방향 및 상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향으로 응력을 가함으로써, 금속의 잉곳을 단조하고,
상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는 제2 축방향으로 응력을 가함으로써, 상기 잉곳을 더 단조하고,
상기 잉곳을 그 재결정 온도 이상의 온도로 가열 처리하는,
스퍼터링 타겟의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 축방향과 직교하는 평면 방향으로 응력을 가하는 공정은,
상기 잉곳을 원주 형상으로부터 직방체 형상으로 변형시키는 것을 포함하고,
상기 제2 축방향으로 응력을 가하는 공정은,
상기 직방체 형상의 잉곳의 대변 또는 대각의 사이에 상기 잉곳을 압축 변형시키는 것을 포함하는, 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 축방향과 평행한 방향으로 비스듬하게 교차하는, 상기 제2 축방향과는 비평행한 제3 축방향으로 응력을 가함으로써, 상기 잉곳을 더 단조하는, 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 금속은,
탄탈륨, 티탄, 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금인, 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
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