KR20080087169A

KR20080087169A - 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟

Info

Publication number: KR20080087169A
Application number: KR1020087020332A
Authority: KR
Inventors: 료 스즈키
Original assignee: 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-30
Also published as: US8118984B2; KR101026660B1; JP4860685B2; US20090173627A1; EP2003226A1; JPWO2007097396A1; WO2007097396A1; CN101389784A; EP2003226B1; TW200738899A; CN101389784B; TWI346714B; EP2003226A4

Abstract

2 종 이상의 고융점 금속을 함유하는 소결체 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 특히 타겟 조직을 개량하여 매트릭스를 형성하는 주성분 이외의 금속 입자의 탈락을 방지하고, 가스 성분 등의 불순물을 저감시키고, 밀도를 향상시켜, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 적게 하여, 성막의 품질을 향상시킴과 함께, 타겟의 가공성을 향상시킬 수 있는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟을 제공한다.

W, Ta 또는 Hf 의 1 종 이상에서 선택한 50at% 미만의 부성분과 잔부 Ru, Rh 또는 Ir 에서 선택한 적어도 1 이상의 주성분 및 불가피적 불순물로 이루어지는 고융점 금속 소결체로서, 상기 주성분의 금속 조직 중에, 평균 입경 100㎛ 내지 500㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.

스퍼터링 타겟

Description

고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟 {SINTERED SPUTTERING TARGET MADE OF HIGH-MELTING METALS}

본 발명은, 2 종 이상의 고융점 금속을 함유하는 소결체 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 특히 타겟 조직을 개량하여 매트릭스를 형성하는 주성분 이외의 금속 입자의 탈락을 방지하여, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 적게 함으로써 성막의 품질을 향상시킬 수 있는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.

고융점 금속인 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh) 또는 이리듐 (Ir) 은 열적 안정성이 우수하고, 또한 저저항성, 배리어성이 우수하므로, 반도체 소자의 성막 재료로서, 특히 게이트 전극재, 각종 확산 배리어재로서 주목받고 있다.

상기 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh) 혹은 이리듐 (Ir) 등은 각각 단독 박막 또는 그것을 형성하기 위한 타겟재로서 사용되는 경우도 있지만, 도금을 실시하는 경우에 젖음성이 나쁘다는 문제가 있다.

따라서, 이와 같은 결점을 보충하기 위해서 다른 금속 (특히 고융점 금속) 을 첨가하는 것이 제안되어 있다.

박막을 형성하는 수단으로는, 일반적으로는 주지된 스퍼터링법이 사용된다. 스퍼터링법으로는, 통상적으로 고주파 (RF) 스퍼터링 장치가 사용된다. 스퍼터링시에는, 상기 조성의 합금 타겟의 제조가 불가결하다. 그리고, 성막의 품질을 향상시키기 위해서는, 타겟의 품질을 향상시키는 것이 매우 중요하다.

상기 고융점 금속인 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh) 또는 이리듐 (Ir) 에 고융점 금속을 첨가하여 타겟을 제조하는 경우, 용해-소성 가공법을 사용하여 제조하는 것도 생각할 수 있지만, 루테늄, 로듐, 이리듐은 융점이 높고 또한 취약한 재료이기 때문에 용해 장치가 매우 고가의 것이 되고, 소성 가공도 특수한 기술을 필요로 하기 때문에 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다.

이상으로부터, 타겟의 제조에는 소결법을 사용하는 것이 적당하다. 그러나, 2 종 이상의 고융점 금속의 소결체를 제조하는 경우에 있어서도, 타겟의 품질을 향상시키는 것은 반드시 용이하다고는 할 수 없다.

고융점 금속인 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh) 또는 이리듐 (Ir) 중에 부성분이 되는 합금 원소의 함유량이 적은 경우에는 그다지 큰 문제가 되지 않는다. 그러나, 부성분이 되는 합금 첨가량을 증가시키면, 금속이 주성분인 조직 (매트릭스 성분) 중에 부성분이 되는 금속이 점상 (섬상) 으로 존재하게 되고, 이것이 스퍼터링 중에 탈락하여 파티클 발생의 원인이 되기 때문이다.

탈락한 후의 빈 구멍 및 그 근방에는 불규칙한 에지가 형성되기 때문에, 스퍼터링 중의 이상 방전을 발생시키는 원인이 되고, 또한 파티클 발생을 증가시킨다는 문제를 일으킨다. 성막의 품질을 향상시키기 위해서는, 이 파티클을 발생시키지 않는 것이 매우 강하게 요구되고 있다.

또한, 타겟 중에 존재하는 가스 성분 또는 그 밖의 불순물은 조직의 계면에 집합되기 쉽고, 이와 같은 불순물의 존재도 스퍼터링시의 아킹이나 파티클 발생의 원인이 되어, 소결 밀도가 저하되어 타겟의 강도를 약하게 하여, 성막의 품질을 저하시킨다는 문제를 발생시킨다.

이하에 설명하는 본원 발명의 타겟에 직접 관계되는 것은 아니지만, 참고로서 고융점 금속 타겟의 문제로서 제기되어 있는 파티클 방지책, 타겟의 균열 방지책 (항절력 (抗折力) 향상) 의 제안이 있으므로, 그것을 이하에 소개한다.

몰리브덴과 텅스텐을 주체로 하고, 조직을 몰리브덴 입자와 텅스텐 입자를 1.0㎛ 이하의 확산 접합 거리를 가지고 소결하여, 항절력 750Mpa 이상인 몰리브덴-텅스텐계 타겟 (특허 문헌 1 참조).

텅스텐 분말과 티탄 분말의 혼합 분말을 1500-1700℃ 에서 가압 소결하고, 타겟 단면에서 20% 이상의 면적률을 갖는 티탄-텅스텐 합금상, 텅스텐상, 티탄상으로 이루어지는 조직을 가지고, 평균 결정 입경이 50㎛ 이하인 소결체를 얻는 파티클 발생 방지용의 텅스텐-티탄 타겟재의 제조 방법 (특허 문헌 2 참조).

49 원자% 이하의 (C, B, Ir, W, Ge, CeO2, RuO2) 의 1 종 또는 2 종 이상의 분말과 51 원자% 이상의 Ta 분말을 소결한 파티클 발생 방지용의 배리어막용 Ta 계 타겟 (특허 문헌 3 참조).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-36067호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평5-156384호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2000-355761호

본 발명은 상기의 점을 감안하여, 2 종 이상의 고융점 금속을 함유하는 소결체 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 특히 타겟 조직을 개량하여 매트릭스를 형성하는 주성분 이외의 금속 입자의 탈락을 방지하고, 가스 성분 등의 불순물을 저감시켜, 밀도를 향상시키고, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 적게 하여, 성막의 품질을 향상시킴과 함께, 타겟의 가공성을 향상시킬 수 있는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟을 제공하는 것을 과제로 한다.

본원 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서, Ru, Rh 또는 Ir 에서 선택한 적어도 1 이상의 주성분과 W, Ta 또는 Hf 의 1 종 이상에서 선택한 50at% 미만의 고융점 금속의 부성분을 첨가하고, 그 타겟 조직을 개량·연구하여 입자의 탈락을 방지하고, 가스 성분 등의 불순물량을 저감시켜 더욱 밀도를 향상시킴으로써, 종래와 비교하여 성막 특성이 우수한 루테늄, 로듐, 이리듐을 주성분으로 한 스퍼터링용 합금 타겟을 얻을 수 있다는 지견을 얻었다.

본원 발명은, 이 지견에 기초하여,

W, Ta 또는 Hf 의 1 종 이상에서 선택한 50at% 미만의 부성분과 잔부 Ru, Rh 또는 Ir 에서 선택한 적어도 1 이상의 주성분 및 불가피적 불순물로 이루어지는 고융점 금속 소결체로서, 상기 주성분의 금속 조직 중에, 평균 입경 100㎛ 내지 500㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 구비하고 있는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟을 제공한다.

본 발명의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟은, Ru, Rh 또는 Ir 에서 선택한 적어도 1 이상의 주성분으로 이루어진다. 이들 고융점 금속은, 단독이나 복합재 중 어떠한 것이어도 되지만, 이들은 주성분으로서 합계량으로 50at% 이상으로 한다.

이들 고융점 금속은, 열적 안정성이 우수하고 또한 저저항성, 배리어성이 우수하므로, 반도체 소자의 성막 재료로서 특히 게이트 전극재, 각종 확산 배리어재로서 유용하다. 매트릭스인 Ru, Rh 또는 Ir 로 이루어지는 금속 조직은, 10 ∼ 30㎛ 정도의 거의 균일한 평균 입경을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이것은, 본원 발명의 주된 (필수) 구성 요건은 아니지만, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 더욱 저감시키는 효과가 있어 스퍼터링막 조직의 균일성을 향상시키므로, 보다 바람직한 형태이다.

부성분이 되는 W, Ta 또는 Hf 는 5at% 이상 50at% 미만을 첨가한다. 이 경우, 단독 첨가나 2 종 이상의 첨가 중 어떠한 것이어도 된다. 사용 목적에 따라 첨가량을 임의로 선정할 수 있다. 이들 부성분은, Ru, Rh 또는 Ir 의 주성분이 되는 고융점 금속으로 이루어지는 박막의, 도금 젖음성을 개선하는 등의 효과가 있다. 부성분의 양을 5at% 이상으로 하는 것은, 이 양 미만이면 첨가의 효과가 없기 때문이다. 한편, 부성분의 최대 첨가량은, 부성분으로서의 제한으로부터 50at% 미만으로 한다.

문제는, 이들 부성분의 타겟 중의 존재 형태이다. 이들의 부성분인 금속상 (합금상 또는 화합물상을 포함한다) 은 매트릭스인 금속 조직 중에 입상물로서 존재한다. 여기에서 말하는 입상물은, 편상물 (片狀物), 구상물, 유상물 (紐狀物) 그 밖의 형상의 단독 또는 결합 혹은 복합된 형상을 의미하는 것으로, 특별히 그 형상을 제한하는 것이 아니다.

이들 부성분이 되는 입상물은, 평균 입경 100㎛ 내지 500㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상으로 이루어진다. 이들은, 주성분으로 이루어지는 금속 조직 중에 입자의 형태로 점재한다. 여기에서 점재한다는 표현을 사용한 것은, 이들이 각각 거의 독립된 상태에서, 매트릭스 중에 평균적으로 존재하는 것을 의미하는 것이다.

이 존재 형태는 매우 중요하다. 금속 조직 중에 100㎛ 미만의 부성분 입자가 다수 존재하게 되면, 그 미세한 입자가 스퍼터링 중에 박리되어 탈락된다는 문제가 발생한다. 즉, 매트릭스 중에 존재하는 부성분이 되는 입자가 작은 입자일수록 매트릭스와의 결합이 얕고 약하므로, 주위의 금속 조직으로부터 제외될 (탈락될) 가능성이 높아지기 때문이다. 이에 대하여, 입자 사이즈가 큰 경우에는 그 가능성은 낮아지기 때문이다.

한편, 500㎛ 를 초과하는 크기의 입자가 많아지면, 주성분에 대한 부성분의 편석이 눈에 띄게 되므로, 균일한 성막을 목적으로 하는 경우에는 500㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 특히, 100㎛ 내지 300㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이들 부성분이 되는 고융점 금속은 소결시의 열을 받아, 적잖이 주위의 주성분이 되는 고융점 금속과 합금상 또는 화합물상을 형성한다.

이 경우, 이들의 합금상 또는 화합물상은, 부성분이 되는 입자가 주위 매트릭스의 고융점 금속과의 결합을 강하게 하는 작용을 한다. 따라서, 이 합금상 또는 화합물상의 존재는, 부성분 입자가 박리되어 탈락되는 것을 방지하는 데 도움이 된다.

특히, 입상 부성분 금속상의 주위에, 평균 폭이 5㎛ 내지 50㎛ 의 주성분과 부성분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 입상의 부성분 금속상의 주위에 평균 폭이 5㎛ 내지 100㎛ 의 주성분과 부성분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것, 더욱 바람직하게는, 입상 부성분 금속상의 주위에, 평균 폭이 5㎛ 내지 200㎛ 의 주성분과 부성분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

한편, 합금상 또는 화합물상은 본래 단단하기 때문에 다량으로 존재하면 가공성이 저하되는 경우가 있으므로, 이것은 고융점 금속의 조합에 따라서도 상이하지만, 상한치는 대략 200㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또한 본원 발명은, 가스 성분의 불순물인 산소 함유량이 300wtppm 이하 및 탄소 함유량이 100wtppm 이하인 상기 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟을 제공한다. 또한, 상기에 추가하여, 또한 가스 성분 이외의 불순물 함유량의 총량이 100wtppm 이하인 상기 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟을 제공한다.

가스 성분의 저감 및 불순물의 저감은, 본원 발명의 주된 (필수) 구성 요건은 아니지만 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 더욱 저감시키는 효과가 있어, 스퍼터링막 조직의 균일성을 향상시킨다. 따라서, 가스 성분의 저감 및 다른 불순물을 동시에 저감시키는 것은 바람직한 형태이다.

본원 발명의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟은, 상대 밀도가 98% 이상이며, 100㎛ 이상의 공극이 존재하지 않는 것이 바람직하다.

공극의 존재는 밀도와 직접 관계되는 것인데, 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟에 있어서는, 밀도를 향상시킴으로써, 타겟의 균열을 방지하고, 또한 파티클을 저감시키는 효과가 있다. 이것도 역시, 본원 발명의 주된 (필수) 구성 요건은 아니지만, 바람직한 형태이다.

본원 발명의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟은, 또한 타겟 면적 1㎤ 당의 합금 조성의 편차가 ±10% 이하인 것이 바람직하다. 본원 발명은 2 종 이상의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체이기 때문에, 완전 고용 상태의 타겟 재료를 얻는 것이 어렵다. 그러나, 가능한 한 타겟의 균일성을 확보하기 위해서는, 합금 조성의 편차를 ±10% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것도 또한, 본원 발명의 주된 (필수) 구성 요건은 아니지만, 바람직한 형태이다.

이상에 의해, 본원 발명의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟은, 타겟 조직을 개량하여 매트릭스를 형성하는 주성분 이외의 금속 입자의 탈락을 방지하고, 가스 성분 등의 불순물을 저감시키고, 밀도를 향상시켜, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 적게 함으로써 성막의 품질을 향상시키고, 또 타겟의 가공성을 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.

도 1 은 실시예 1-2 의 고융점 금속 타겟의 조직을 나타내는 도면이다.

본 발명의 루테늄 (Ru) 합금, 로듐 (Rh) 합금, 이리듐 (Ir) 합금으로 이루어지는 고융점 합금 스퍼터링 타겟은, 루테늄 분말, 로듐 분말 또는 이리듐 분말의 1 종 이상과, 텅스텐 (W), 탄탈 (Ta) 또는 하프늄 (Hf) 의 1 종 이상의 부성분으로 이루어지는 합계량이 50at% 미만의 금속 분말을 혼합하고, 이 혼합 분말을 소결하여 얻어지는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 타겟이다.

이들의 타겟을 스퍼터링하여 얻어지는 막은, 반도체 소자의 성막 재료로서, 특히 게이트 전극재, 각종 확산 배리어재로서 유용하다. 단, 본원 발명은 이들 용도에 제한되는 것이 아니라, 이들 용도 이외의 재료에도 적용할 수 있는 것은 당연히 이해되어야 하며, 본원 발명에 포함되는 것이다.

일반적으로, 소결 후의 조직은, 소결 분말의 입경이 반영되므로, 원료 분말의 단계에서 입도 조정하는 것이 필요해진다. 과도하게 미세 분말로 한 경우에는 산소를 흡수하여 저산소화가 곤란해지므로, 이러한 의미에서도, 과도한 미세 분말의 사용은 피하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 원료 분말의 사이즈는, 소결 후의 조직에 있어서 부성분 상 (相) 의 미세화에 영향을 주는, 즉 타겟에 미세 입자가 다량으로 존재하는 경우에는, 그것이 파티클의 원인이 되므로, 소결 후의 타겟의 조직에 영향을 주는 소결 원료의 사이즈는 일정 레벨로 제한할 필요가 있다.

본 발명의 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 타겟의 구체적인 제조 방법으 로는, 예를 들어 시판 4N 그레이드 (99.99% 순도) 의 루테늄 분말, 로듐 분말 또는 이리듐 분말 (각각 저산소품) 을 초고진공 챔버에 도입하고, 루테늄 분말에 고출력 적외선 램프 가열 또는 마이크로 웨이브 가열을 사용하여 분말을 가열하여, 산소를 제거한다. 분말체의 온도는 약 1100 ∼ 1300℃ 로 한다. 이것은 1100℃ 이상이 아니면 산소 해리는 충분히 일어나지 않기 때문이다.

또한, 이 가열은 루테늄 분말, 로듐 분말 또는 이리듐 분말이 서로 결합하여 소결성을 저하시키지 않기 위해서이고, 또 램프 가열 혹은 마이크로 웨이브 가열하는 것은, 분말체를 빨리 실온까지 냉각시킬 수 있도록 하기 위해서이다. 챔버에 접속된 산소 모니터로 충분히 산소가 방출된 것을 확인한 후, 가열을 정지하여 급속히 냉각시킨다.

다음으로, 아르곤 가스를 도입하여 상기 루테늄 분말, 로듐 분말 또는 이리듐 분말을 용기에 봉입하고, 추가로 4N 그레이드 (99.99wt% 순도의) 텅스텐 분말, 탄탈 분말 또는 하프늄 분말을 혼합한다.

이 텅스텐 분말, 탄탈 분말 또는 하프늄 분말은, 각각의 금속의 EB 잉곳을, 수소화·탈수소화를 반복하여 분쇄한 것이다.

이 혼합 분말을, 다시 1100℃ 에서 탈산 처리하여, 1300 ∼ 1800℃ 의 온도에서 진공 중 핫 프레스하고, 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작한다. 이것을 다시 타겟 형상으로 마무리 가공 (기계 가공 등을) 한다.

이로써 얻어진 루테늄 합금, 로듐 합금 또는 이리듐 합금 소결 스퍼터링 타겟은, 가스 성분을 제외한 타겟의 순도가 99.99wt% 이상이다.

주성분으로 이루어지는 금속 조직 중에 평균 입경 100㎛ 내지 500㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 점재시키는 것은, 상기 분말의 입도의 선택, 소결 조건 (온도, 가압력) 의 조제와 선택에 의해 실시할 수 있다. 또한, 가스 성분은, 산소나 탄소가 혼입되지 않은 조건에서, 또한 제거할 수 있는 공정을 채용함으로써 달성할 수 있다.

다음으로, 실시예에 대해 설명한다. 또한, 본 실시예는 발명의 일례를 나타내기 위한 것이며, 본 발명은 이들의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 다른 양태 및 변형을 포함하는 것이다.

(실시예 1, 실시예 2, 실시예 3)

시판 4N 그레이드의 루테늄 분말 (저산소품) 을 초고진공 챔버에 도입하고, 루테늄 분말에 고출력 적외선 램프 가열에 의해 산소를 제거하였다. 원료 Ru 분말의 산소 농도는 1200ppm 이며, 입경은 1.5㎛ 이다. 분말체의 온도를 대략 1200℃ 로 하였다. 챔버에 접속된 산소 모니터로 충분히 산소가 방출된 것을 확인하고 나서 가열을 정지하고, 급속 냉각시켜, 실온까지 냉각시켰다.

다음으로, 이것을 용기에 넣고 아르곤 가스를 도입함과 함께, EB (전자빔) 용해 잉곳을 수소화·탈수소화를 반복하여 분쇄하고, 35 메시 ∼ 200 메시로 분급한 4N 그레이드의 텅스텐 분말, 탄탈 분말, 하프늄 분말을, 첨가량을 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 바꾸어 루테늄 분말과 혼합하였다. 텅스텐 원료 분말의 산소 농도는 20ppm, 탄탈 원료 분말의 산소 농도는 80ppm, 하프늄 원료 분말의 산소 농도는 130ppm 이다.

이들 혼합 분말을 다시 1100℃ 에서 탈산 처리하여, 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 에 나타내는 텅스텐, 실시예 2 에 나타내는 탄탈, 실시예 3 에 나타내는 하프늄 첨가량은, 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는 99.1 ∼ 99.8% 의 범위에서 모두 99% 를 초과하였다.

또한, 산소 농도는 40 ∼ 220wtppm 의 범위에 있어, 저산소화를 달성하고 있었다. 주성분인 루테늄 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 8 ∼ 22㎛ 의 범위에 있었다. 특히 중요시되는 입상의 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상 (이하, 「부성분 금속상」이라고 한다.) 의 평균 입경은, 모두 본 발명의 조건을 만족하고 있었다.

그리고, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 그 입상 부성분으로 이루어지는 금속상이 균일하게 점재하고 있었다. 이 도 1 은 하기에 나타내는 실시예 1-2 의 고융점 금속 타겟의 조직을 나타내는 도면이다.

실시예 1 ∼ 3 은, 모두 타겟의 밀도가 98wt% 이상의 범위에 있고, 산소량은 40 ∼ 220 wtppm 의 범위에 있었다.

실시예 1-1 (표 중, 「실 1-1」이라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 147㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 60㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다.

이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 3 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-5at% W 타겟이 얻어졌다.

또한, 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하 또는 전혀 형성되지 않는 경우에 대해서는 특별히 예로서 나타내지 않지만, 파티클의 발생은 약간 증가하는 경향이 있었다. 그러나, 그 증가량은 아주 적어, 특별히 문제가 되는 레벨은 아니었다.

입상 부성분의 주위에 형성되는 주성분과의 합금상 또는 화합물상의 존재는 보다 바람직한 조건이긴 하지만, 특별히 크게 영향을 받는 것은, 입상 부성분의 전체의 크기인 것을 확인할 수 있었다. 이하의 실시예에 대해서도 동일한 경향이 확인되었다. 따라서, 이하의 설명에서는, 부성분 금속상의 주위에 형성되는 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하인 경우에 대해서는 설명을 생략한다.

실시예 1-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 133㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 52㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다.

이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 4 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-15at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 1-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 139㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 56㎛ 의 합금상 (주성분과 부성 분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다.

이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 9 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ru-30at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 2-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 124㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 48㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 4 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 2-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 131㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 39㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 9 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 2-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 118㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 30㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 4 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ru-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 3-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 185㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 9㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 10 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 3-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 192㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 10㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 13 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ru-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 3-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 210㎛ 의 크기이고, 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 11㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 14 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ru-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

이상의 결과를, 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 에 있어서의 「부성분상의 평균 입경」은, 「부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상」의 전체를 포함하는 입자의 평균 입경을 의미하는 것으로 한다. 이하의 표 2, 표 3 에 있어서도 동일하다.

(비교예 1, 비교예 2, 비교예 3)

상기 실시예 1-3 과 동일하게 하여 혼합 분말을 제조하였다. 단, 텅스텐 분말, 탄탈 분말, 하프늄 분말은 200 메시 이하로 분급한 분말을 사용하였다. 이것을 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 에 나타내는 텅스텐, 비교예 2 에 나타내는 탄탈, 비교예 3 에 나타내는 하프늄 첨가량은 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는 98.3 ∼ 99.6% 의 범위로, 모두 98% 를 초과하였다.

또한, 산소 농도는 350 ∼ 1960wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 비교적 높아져 있었다. 주성분인 루테늄 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 6 ∼ 21㎛ 의 범위에 있었다. 특히 중요시되는 입상의 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상 (이하, 「부성분 금속상」이라고 한다.) 의 평균 입경은 작아, 모두 본 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다.

이상에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 ∼ 3 은, 모두 타겟의 밀도가 98wt% 이상의 범위에 있고, 산소량은 350 ∼ 1960wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 많았다.

비교예 1-1 (표 중, 「비 1-1」라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 90㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 또한, 그 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 35㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 약간 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없었지만, 파티클의 발생은 21 × 10^-3 개/㎠ 로, 실시예와 비교하여 불량한 Ru-5at% W 타겟이 얻어졌다.

또한, 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하 또는 전혀 형성되지 않는 경우에 대해서는 특별히 예로서 나타내지 않지만, 파티클의 발생은 더욱 증가하는 경향이 있었다. 이하의 비교예에 대해서도 동일한 경향이 확인되었다. 따라서, 이하의 설명에서는, 부성분 금속상의 주위에 형성되는 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하인 경우에 대해서는 설명을 생략한다.

비교예 1-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 72㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 또한, 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 28㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성이 양호하지 않고, 아킹의 발생은 없었지만, 또한 파티클의 발생은 32 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ru-15at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 1-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 61㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 또한, 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 24㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량이었다. 또 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 47 × 10^-3 개/㎠ 로 증가하여, 불량한 Ru-30at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 2-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 53㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 15㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 양호하다고는 할 수 없고, 아킹의 발생이 있으며, 또한 파티클의 발생은 49 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ru-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 2-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 64㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 18㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 58 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ru-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 2-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 33㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 9㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 89 × 10^-3 개/㎠ 로 현저하게 많아, 불량한 Ru-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 3-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 26㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 52 × 10^-3 개/㎠ 로 매우 많아져, 불량 Ru-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 3-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 16㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 69 × 10^-3 개/㎠ 로 많아져, 불량 Ru-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 3-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 11㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 84 × 10^-3 개/㎠ 로 비정상으로 많아져, 불량 Ru-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

동일하게, 비교예 1-비교예 3 에 대해서도, 표 1 에 그 결과를 나타낸다.

(실시예 4, 실시예 5, 실시예 6)

시판 4N 그레이드의 로듐 분말 (저산소품 : Rh) 을 초고진공 챔버에 도입하고, 이 Rh 분말에 고출력 적외선 램프 가열에 의해 산소를 제거하였다. 원료 Rh 분말의 산소 농도는 900ppm 이며, 입경은 2.2㎛ 이다. 분말체의 온도를 대략 1200℃ 로 하였다. 챔버에 접속된 산소 모니터로 충분히 산소가 방출된 것을 확인하고 나서 가열을 정지하고, 급속 냉각시켜, 실온까지 냉각시켰다.

다음으로, 이것을 용기에 넣고 아르곤 가스를 도입함과 함께, EB (전자빔) 용해 탄탈 잉곳을 수소화·탈수소화를 반복하여 분쇄하고, 추가로, 50 메시 ∼ 200 메시로 분급한 4N 그레이드의 텅스텐 분말, 탄탈 분말, 하프늄 분말을, 첨가량을 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 바꾸어 루테늄 분말과 혼합하였다. 텅스텐 원료 분말의 산소 농도는 20ppm, 탄탈 원료 분말의 산소 농도는 80ppm, 하프늄 원료 분말의 산소 농도는 130ppm 이다.

이들 혼합 분말을 다시 1100℃ 에서 탈산 처리하여, 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 4 에 나타내는 텅스텐, 실시예 5 에 나타내는 탄탈, 실시예 6 에 나타내는 하프늄 첨가량은 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는, 98.0 ∼ 99.8% 의 범위로, 모두 98% 를 초과하였다.

또한, 산소 농도는 40 ∼ 260wtppm 의 범위에 있어, 저산소화를 달성하고 있었다. 주성분인 로듐 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 13 ∼ 34㎛ 의 범위에 있었다.

특히 중요시되는 입상의 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상 (이하, 「부성분 금속상」이라고 한다.) 의 평균 입경은 모두 본 발명의 조건을 만족하고 있었다. 그리고, 주성분이 되는 조직 (매트릭스) 중에 그 입상 부성분으로 이루어지는 금속상이 균일하게 점재하고 있었다.

이상에 나타내는 바와 같이, 실시예 4 ∼ 6 은, 모두 타겟의 순도가 98wt% 이상 (단, 가스 성분 및 그 밖의 불순물을 제외한다) 의 범위에 있고, 산소량은 40 ∼ 260wtppm 의 범위에 있었다.

실시예 4-1 (표 중, 「실 4-1」라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 138㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 27㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 6 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-5at% W 타겟이 얻어졌다.

입상 부성분의 주위에 형성되는 주성분과의 합금상 또는 화합물상의 존재는 보다 바람직한 조건이기는 하지만, 특히 크게 영향을 받는 것은, 입상 부성분의 전체의 크기인 것을 확인할 수 있었다. 이하의 실시예에 대해서도 동일한 경향이 확인되었다. 따라서, 이하의 설명에서는, 부성분 금속상의 주위에 형성되는 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하인 경우에 대해서는 설명을 생략한다.

실시예 4-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 130㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 26㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 7 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-15at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 4-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 130㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 25㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성이 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 12 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Rh-30at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 5-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 136㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 30㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 3 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 5-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 118㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 22㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 4 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 5-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 169㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 30㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 9 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Rh-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 6-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 209㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 10㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 6 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 6-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 162㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 8㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 9 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Rh-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 6-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 208㎛ 의 크기이고, 이 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 9㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 14 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Rh-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

이상의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(비교예 4, 비교예 5, 비교예 6)

상기 실시예 4-6 과 동일하게 하여 혼합 분말을 제작하였다. 단, 텅스텐 분말, 탄탈 분말, 하프늄 분말은 200 메시 이하로 분급한 분말을 사용하였다. 이것을 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타내는 바와 같이, 비교예 4 에 나타내는 텅스텐, 비교예 5 에 나타내는 탄탈, 비교예 6 에 나타내는 하프늄 첨가량은 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는 96.3 ∼ 99.9% 의 범위이고, Hf 를 첨가한 경우에는 밀도의 저하가 현저하여, 98% 를 밑돌고 있는 것도 존재하였다.

또한, 산소 농도는 500 ∼ 2220wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 비교적 높아져 있었다. 주성분인 로듐 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 6 ∼ 28㎛ 의 범위에 있었다. 특히 중요시되는 입상 부성분으로 이루어지는 금속상은 21㎛ ∼ 93㎛ 의 크기로, 모두 본원 발명의 범위 밖이었다. 하기에 상세를 설명한다.

이상에 나타내는 바와 같이, 비교예 4 ∼ 6 은, 모두 타겟의 밀도가 98wt% 이상의 범위에 있고, 단 산소량은 500 ∼ 2220wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 많았다.

비교예 4-1 (표 중, 「비 4-1」라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 53㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 또한, 그 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 10㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 약간 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 약간 양호하고, 아킹의 발생이 없었지만, 파티클의 발생은 26 × 10^-3 개/㎠ 로, 실시예에 비교하여 불량한 Rh-5at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 4-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 64㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 12㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하지만, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 54 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ru-15at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 4-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 64㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 W 금속상의 주위에는 평균 두께 12㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 양호하지 않고, 또 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 57 × 10^-3 개/㎠ 로 증가하여, 불량한 Rh-30at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 5-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 93㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 19㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 양호하다고는 할 수 없고, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 57 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Rh-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 5-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 78㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 14㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 양호하다고는 할 수 없고, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 78 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Rh-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 5-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 85㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Ta 금속상의 주위에는 평균 두께 15㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 89 × 10^-3 개/㎠ 로 현저하게 많아, 불량한 Rh-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 6-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 44㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 2㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 65 × 10^-3 개/㎠ 로 매우 많아져, 불량 Rh-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 6-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 21㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 67 × 10^-3 개/㎠ 로 많아져, 불량 Rh-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 6-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 30㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있지 않았다. 그 부성분 Hf 금속상의 주위에는 평균 두께 2㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었지만, 가공성은 불량하며, 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 91 × 10^-3 개/㎠ 로 비정상으로 많아져, 불량 Rh-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

동일하게, 비교예 4-비교예 6 에 대해서도 표 1 에 그 결과를 나타낸다.

(실시예 7, 실시예 8, 실시예 9)

시판 3N 그레이드의 이리듐 분말 (저산소품 : Ir) 을 초고진공 챔버에 도입하고, 이 Ir 분말에 고출력 적외선 램프 가열에 의해 산소를 제거하였다. 원료 Ir 분말의 산소 농도는 1800ppm 이며, 입경은 1.8㎛ 이다. 분말체의 온도를 대략 1200℃ 로 하였다. 챔버에 접속된 산소 모니터로 충분히 산소가 방출된 것을 확인하고 나서 가열을 정지하고, 급속 냉각시켜, 실온까지 냉각시켰다.

이들 혼합 분말을 다시 1100℃ 에서 탈산 처리하여, 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 7 에 나타내는 텅스텐, 실시예 8 에 나타내는 탄탈, 실시예 9 에 나타내는 하프늄 첨가량은 각각 5at%, 15at%, 30at% 로변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는 98.7 ∼ 99.9% 의 범위로, 모두 98% 를 초과하였다.

또한, 산소 농도는 30 ∼ 220wtppm 의 범위에 있어, 저산소화를 달성하고 있었다. 주성분인 이리듐 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 11 ∼ 30㎛ 의 범위에 있었다. 특히 중요시되는 입상 부성분으로 이루어지는 금속상은 122㎛ ∼ 212㎛ 의 크기로, 본원 발명의 조건을 만족하고 있었다.

이상에 나타내는 바와 같이, 실시예 7 ∼ 9 는, 모두 타겟의 순도가 98wt% 이상 (단, 가스 성분 및 그 밖의 불순물을 제외한다) 의 범위에 있고, 산소량은 30 ∼ 220wtppm 의 범위에 있었다.

실시예 7-1 (표 중, 「실 7-1」라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 128㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 25㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 13 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-5at% W 타겟이 얻어졌다.

입상 부성분의 주위에 형성되는 주성분과의 합금상 또는 화합물상의 존재는 보다 바람직한 조건이기는 하지만, 특히 크게 영향을 받는 것은, 입상 부성분의 전체의 크기인 것을 확인할 수 있었다. 이하의 실시예에 대해서도 동일한 경향이 확인되었다. 따라서, 이하의 설명에서는, 부성분 금속상의 주위에 형성되는 합금상 또는 화합물상의 평균 폭이 5㎛ 이하인 경우에 있어서는 설명을 생략한다.

실시예 7-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 122㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 22㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 12 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-15at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 7-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 161㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 32㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성이 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 9 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ir-30at% W 타겟이 얻어졌다.

실시예 8-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 149㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 15㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 우수하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 7 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 8-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 170㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 17㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 5 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 8-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 179㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 18㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 5 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ir-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

실시예 9-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 196㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 7㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 5 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 9-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 182㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 6㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 6 × 10^-3 개/㎠ 로, 우수한 Ir-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

실시예 9-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 212㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 11㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 양호하고, 아킹의 발생이 없으며, 또한 파티클의 발생은 8 × 10^-3 개/㎠ 로, 양호한 Ir-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

이상의 결과를 표 3 에 나타낸다.

(비교예 7, 비교예 8, 비교예 9)

상기 실시예 7-9 와 동일하게 하여 혼합 분말을 제작하였다. 단, 텅스텐 분말, 탄탈 분말, 하프늄 분말은 200 메시 이하로 분급한 분말을 사용하였다. 이것을 1600℃, 진공 중에서 핫 프레스하고 추가로 열간 정수압 프레스 처리하여 소결체를 제작하였다. 이 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 비교예 7 에 나타내는 텅스텐, 비교예 8 에 나타내는 탄탈, 비교예 9 에 나타내는 하프늄 첨가량은 각각 5at%, 15at%, 30at% 로 변화시킨 것이다. 이 결과, 소결체의 밀도는 95.8 ∼ 99.9% 의 범위이고, Hf 를 첨가한 경우에는 밀도의 저하가 현저하여, 98% 밑돌고 있는 것도 존재하였다.

또한, 산소 농도는 350 ∼ 2320wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 비교적 높아져 있었다. 주성분인 이리듐 매트릭스 조직의 평균 결정 입경은 13 ∼ 28㎛ 의 범위에 있었다. 특히 중요시되는 입상 부성분으로 이루어지는 금속상은 27㎛ ∼ 63㎛ 의 크기로, 모두 본원 발명의 범위에 포함되는 것은 아니었다. 이하, 상세를 설명한다.

이상에 나타내는 바와 같이, 비교예 7 ∼ 9 는, 모두 타겟의 순도가 98 wt% 이상 (단, 가스 성분 및 그 밖의 불순물을 제외한다) 의 범위에 있고, 단 산소량은 350 ∼ 2320wtppm 의 범위에 있어, 산소 함유량은 많았다.

비교예 7-1 (표 중, 「비 7-1」라고 기재한다. 이하 동일.) 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 52㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 7㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성이 나쁘고, 아킹의 발생은 없었지만, 파티클의 발생은 39 × 10^-3 개/㎠ 로, 실시예와 비교하여 불량한 Ir-5at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 7-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 62㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 9㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 약간 양호하고, 아킹의 발생이 없었지만, 파티클의 발생은 28 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ir-15at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 7-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 W 금속상은 63㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 9㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 약간 양호하지만, 또 아킹의 발생이 있고, 또한 파티클의 발생은 85 × 10^-3 개/㎠ 로 증가되어, 불량한 Ir-30at% W 타겟이 얻어졌다.

비교예 8-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 41㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 4㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 약간 양호하고, 아킹의 발생도 없지만, 파티클의 발생은 39 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ir-5at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 8-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 42㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 4㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성이 나쁘고, 아킹의 발생은 없지만, 파티클의 발생은 35 × 10^-3 개/㎠ 로, 불량한 Ir-15at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 8-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Ta 금속상은 28㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 2㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 불량하고, 아킹의 발생이 있으며, 또한 파티클의 발생은 76 × 10^-3 개/㎠ 로 현저하게 많아, 불량한 Ir-30at% Ta 타겟이 얻어졌다.

비교예 9-1 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 36㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 불량하고, 아킹의 발생이 있으며, 또한 파티클의 발생은 52 × 10^-3 개/㎠ 로 매우 많아져, 불량 Ir-5at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 9-2 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 27㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 불량하고, 아킹의 발생이 있으며, 또한 파티클의 발생은 77 × 10^-3 개/㎠ 로 많아져, 불량 Ir-15at% Hf 타겟이 얻어졌다.

비교예 9-3 에 대해서는, 입상 부성분으로 이루어지는 Hf 금속상은 28㎛ 의 크기이고, 그 부성분 금속상의 주위에는 평균 두께 1㎛ 의 합금상 (주성분과 부성분의 합금상) 또는 화합물상이 형성되어 있었다. 이 결과, 가공성은 불량하고, 아킹의 발생이 있으며, 또한 파티클의 발생은 103 × 10^-3 개/㎠ 로 비정상적으로 많아져, 불량 Ir-30at% Hf 타겟이 얻어졌다.

동일하게, 비교예 7-비교예 9 에 대해서도 표 1 에 그 결과를 나타낸다.

(실시예 10, 실시예 11, 실시예 12)

실시예 10 으로서, 실시예 1 의 조건의, W 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경이 128 ∼ 135㎛ 인 경우에 대해, 실시예 11 로서, 실시예 2 의 Ta 양이 15at%, 부성분상의 평균 입경 131 ∼ 140㎛ 인 경우에 대해, 실시예 12 로서, 실시예 3 의 Hf 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 191 ∼ 202㎛ 인 경우에 대해, 각각 매트릭스의 평균 입경, 상대 밀도, 산소량, 탄소량이 변화되었을 경우의 가공성, 아킹, 파티클 개수에 대한 결과를 표 4 에 나타낸다.

이 표 4 에 나타내는 실시예 10, 실시예 11, 실시예 12 에서는, 어느 경우에도 아킹의 발생은 없었다. 실시예 10 (W 첨가) 의 경우, 가공성은 모두 매우 양호하고, 산소량과 탄소량이 약간 증가했을 경우에 파티클 개수가 약간 증가한 정도로, 모두 양호한 결과였다.

실시예 11 (Ta 첨가) 의 경우, 산소량과 탄소량이 증가하면, 가공성이 조금 저하되고, 또 파티클 개수가 약간 증가하는 경향을 나타냈지만, 문제가 되는 것은 아니었다.

실시예 12 (Hf 첨가) 의 경우, 부성분상의 평균 입경이 약간 커지고, 산소량과 탄소량이 증가하면 가공성이 조금 저하되었다. 또한, 파티클 개수도 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나, 모두 문제가 되는 것은 아니었다. 반대로 산소량과 탄소량을 저감시킨 경우에는, 가공성이 향상되고, 파티클 개수도 감소하는 경향이 있었다.

이상으로부터, 부성분상의 평균 입경을 조정하고, 산소량과 탄소량을 감소시킴으로써, 가공성을 보다 향상시키고, 파티클 수를 감소시킬 수 있다고 할 수 있다. 특히, 산소량과 탄소량은 가능한 한 적은 편이 바람직하다고 할 수 있다. 다른 요소에 대해서는 눈에 띈 영향은 없었다.

(실시예 13, 실시예 14, 실시예 15)

실시예 13 으로서, 실시예 4 의 조건의, W 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 127 ∼ 134 ㎛ 인 경우에 대해, 실시예 14 로서, 실시예 5 의 Ta 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 117 ∼ 120㎛ 인 경우에 대해, 실시예 15 로서, 실시예 6 의 Hf 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 158 ∼ 162㎛ 인 경우에 대해, 각각 매트릭스의 평균 입경, 상대 밀도, 산소량, 탄소량이 변화되었을 경우의, 가공성, 아킹, 파티클 개수에 대한 결과를 표 5 에 나타낸다.

이 표 5 에 나타내는 실시예 13, 실시예 14, 실시예 15 는, 어느 경우에도 아킹의 발생은 없었다. 실시예 13 (W 첨가) 및 실시예 14 (Ta 첨가) 의 경우, 가공성은 모두 매우 양호하고, 산소량과 탄소량이 약간 증가되었을 경우에 파티클 개수가 약간 증가한 정도로, 모두 양호한 결과였다.

실시예 15 (Hf 첨가) 의 경우, 부성분상의 평균 입경이 약간 커지고, 산소량과 탄소량이 많으면 가공성이 약간 저하 경향을 볼 수 있었다. 그러나, 이 정도는 허용할 수 있는 범위로, 특별히 문제가 되는 것은 아니었다.

또한, 산소량과 탄소량이 증가했을 경우에 파티클 개수도 약간 증가하는 경향을 나타냈지만, 문제가 되는 것은 아니었다. 반대로 이것을 저감시킨 경우에는 가공성이 향상되고, 파티클 개수도 감소하는 경향이 있었다.

(실시예 16, 실시예 17, 실시예 18)

실시예 16 으로서, 실시예 7 의 조건의, W 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 120 ∼ 130㎛ 인 경우에 대해, 실시예 17 로서, 실시예 8 의 Ta 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 170 ∼ 175㎛ 인 경우에 대해, 실시예 18 로서, 실시예 9 의 Hf 량이 15at%, 부성분상의 평균 입경 180 ∼ 190㎛ 인 경우에 대해, 각각 매트릭스의 평균 입경, 상대 밀도, 산소량, 탄소량이 변화되었을 경우의 가공성, 아킹, 파티클 개수에 대한 결과를 표 6 에 나타낸다.

이 표 6 에 나타내는 실시예 16, 실시예 17, 실시예 18 에서는, 어느 경우에도 아킹의 발생은 없었다. 실시예 16 (W 첨가) 의 경우, 부성분상의 평균 입경이 약간 커지고, 또 탄소량이 증가된 경우 가공성이 약간 저하되었지만, 그 외에는 모두 매우 양호하였다.

실시예 17 (Ta 첨가) 의 경우, 부성분상의 평균 입경이 조금 커지고, 산소량과 탄소량이 증가하면 가공성이 조금 저하되었다. 그러나, 큰 변동은 없었다.

실시예 18 (Hf 첨가) 의 경우, 부성분상의 평균 입경이 커지고, 산소량과 탄소량이 증가되면 가공성이 조금 저하되었다. 파티클 개수에 대해서는, 큰 변동은 없었다. 그러나, 모두 문제가 되는 것은 아니었다. 반대로 이것을 저감시킨 경우에는 가공성이 향상되고, 파티클 개수도 감소하는 경향이 있었다.

이상으로부터, 부성분상의 평균 입경을 조정하고, 산소량과 탄소량을 감소시킴으로써, 가공성을 보다 향상시킬 수 있다고 할 수 있다. 특히, 산소량과 탄소량은 가능한 한 적은 편이 바람직하다고 할 수 있다. 다른 요소에 대해서는 눈에 띈 영향은 없었다.

본원 발명에 있어서의 주성분이 되는 고융점 금속의 루테늄, 로듐, 이리듐은 모두 8 족 원소이며, 근사하는 원소이다. 본 실시예에 있어서는, 각각 단독의 원소와 부성분의 조합의 예를 나타냈지만, 이들을 복합 첨가한 고융점 합금에 있어서도 동일한 결과가 얻어지는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본원 발명에 있어서는, 루테늄, 로듐, 이리듐을 복합 첨가한 합금을 함유한다.

또한 텅스텐, 탄탈, 하프늄은, 원소의 주기율표에서는, 6 족, 5 족, 4 족으로서 각각 상이한 족에 있지만, 본원 발명의 실시예에 나타내는 바와 같이, 이들을 상기 루테늄, 로듐, 이리듐에 첨가하는 경우에는, 유사한 성질 및 작용·효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들의 금속을 복합 첨가하는 경우에도 유사한 작용, 효과를 나타내는 것은 당연히 이해되어야 한다. 따라서, 이들을 복합 첨가하는 경우도, 본원 발명에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.

본원 발명의 루테늄, 로듐, 이리듐을 주성분으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 합금 소결체 스퍼터링 타겟은, 타겟의 조직을 개량하여 매트릭스를 형성하는 주성분 이외의 금속 입자의 탈락을 방지하고, 또한 가스 성분 등의 불순물을 저감시키고, 밀도를 향상시켜, 스퍼터링시의 아킹이나 파티클의 발생을 적게 하여, 성막의 품질을 향상시킴과 함께, 타겟의 가공성을 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 가지므로, 반도체 소자의 성막 재료로서, 특히 게이트 전극재 또는 각종 확산 배리어의 성막용 스퍼터링 타겟으로서 매우 유용하다.

Claims

W, Ta 또는 Hf 의 1 종 이상에서 선택한 50at% 미만의 부성분과 잔부 Ru, Rh 또는 Ir 에서 선택한 적어도 1 이상의 주성분 및 불가피적 불순물로 이루어지는 고융점 금속 소결체로서, 상기 주성분의 금속 조직 중에, 평균 입경 100㎛ 내지 500㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항에 있어서,

상기 주성분의 금속 조직 중에, 100㎛ 내지 300㎛ 의 입상 부성분 금속상 또는 주성분과 부성분의 합금상 혹은 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

입상 부성분 금속상의 주위에, 평균 폭이 5㎛ 내지 50㎛ 의 주성분과 부성분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

입상 부성분 금속상의 주위에, 평균 폭이 5㎛ 내지 100㎛ 의 주성분과 부성 분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

입상 부성분 금속상의 주위에, 평균 폭이 5㎛ 내지 200㎛ 의 주성분과 부성분의 합금상 또는 화합물상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

가스 성분의 불순물인 산소 함유량이 300wtppm 이하, 탄소 함유량이 100wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

가스 성분 이외의 불순물 함유량의 총량이 100wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상대 밀도가 98% 이상이고, 100㎛ 이상의 공극이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

타겟 면적 1㎤ 당의, 합금 조성의 편차가 ±10% 이하인 것을 특징으로 하는 고융점 금속으로 이루어지는 소결체 스퍼터링 타겟.