WO2021106258A1

WO2021106258A1 - 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法及び該製造方法に用いる焼成治具

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Publication number: WO2021106258A1
Application number: PCT/JP2020/025935
Authority: WO
Inventors: 恵一高井
Original assignee: 三井金属鉱業株式会社
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2021-06-03
Also published as: JPWO2021106258A1; TW202120456A; KR20220110478A; CN114729442A

Abstract

円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成して円筒形セラミックス焼結体を得る際、円筒形セラミックス成形体が大きく傾いたり反ったりするのを抑制し、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高められるようにする。　円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成する際、当該円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に焼成治具を、該焼成治具の支持面、支持部又は支持片部と、前記円筒形セラミックス成形体の内周面との間に隙間が生じるように配置することを提案する。

Description

円筒形スパッタリングターゲットの製造方法及び該製造方法に用いる焼成治具

　本発明は、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法、並びに、該製造方法に好適に使用することができる焼成治具に関する。

　有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネル、その他の表示デバイスの製造に際し、ＩＴＯやＩＺＯ等からなる透明導電薄膜を形成するためのスパッタリング、並びに、ＩＧＺＯからなる酸化物半導体層を形成するスパッタリングでは、平板状の基材上にターゲット材を接合してなる平板型スパッタリングターゲットを用いたマグネトロンスパッタリングが主流であった。
　近年、円筒形基材の外周面にターゲット材を接合した円筒形スパッタリングターゲットを軸線の周りで回転させてスパッタリングするロータリースパッタリングが実用化されている。このようなロータリースパッタリングによれば、平板型スパッタリングターゲットに比べて、格段に高い使用効率が実現できることから、高い生産性を得ることができる。

　ところで近年、フラットパネルディスプレイや太陽電池で使用されるガラス基板の大型化が進み、この大型化された基板上に薄膜を形成するために、長さ２ｍ以上の長尺の円筒形スパッタリングターゲットが必要となってきている。しかし、一本の長尺な円筒形ターゲットを製造することは容易なことではない。

　円筒形スパッタリングターゲットは、円筒形基材の外周側に、単数又は複数の円筒形セラミックス焼結体を配置すると共に、円筒形基材と円筒形セラミックス焼結体とを接合材で接合（ボンディング）してなる構成のものが一般的である。

　このように円筒形スパッタリングターゲットに用いる円筒形セラミックス焼結体は、セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーから顆粒を調製し、前記顆粒をＣＩＰ成形するなどして円筒形の成形体を作製し、脱脂した後、該成形体を焼成して製造することが行われている。

　この種の円筒形セラミックス焼結体の製造方法としては、例えば特許文献１に、中空円筒形状のセラミックス焼結体の焼成において、セラミックス成形体の焼結収縮率と同等の焼結収縮率を有する板状のセラミックス成形体上に、前記セラミックス成形体を載置して焼成することにより、焼成時の割れを防止し、相対密度９５％以上の焼結体を得る技術が開示されている。

　特許文献２には、セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーから顆粒を調製する工程１、前記顆粒をＣＩＰ成形して円筒形の成形体を作製する工程２、前記成形体を脱脂する工程３、および前記脱脂された成形体を焼成する工程４を含むセラミックス円筒形スパッタリングターゲット材の製造方法であって、前記工程１において、前記有機添加物の量が前記セラミックス原料粉末の量に対して０．１～１．２質量％であることを特徴とするセラミックス円筒形スパッタリングターゲット材の製造方法が開示されている。

　特許文献３には、平面を有する基体（敷板）と、独立して移動可能な複数の部材からなる成形体支持体と、基体と成形体支持体との間に介在して両者の相対移動を妨げる力を低減する、丸棒又は球状のセラミックス焼結体から構成される摺動層とを備えた焼成治具を用いて、円筒形セラミックス成形体を成形体支持体により支持した状態で、その焼成を行う方法が開示されている。

　特許文献４には、焼結時における変形や結晶粒の扁平が少ない円筒形セラミックス焼結体を製造するべく、前記焼成工程において、前記焼成炉内に、通気孔を有する敷板を設置し、該敷板上に、複数の支持部材を、該通気孔を中心として、その長手方向が、該通気孔を中心とする円の径方向と一致するように、かつ、放射状に配置した後、該支持部材上に、該通気孔の中心と円筒軸が一致するように前記円筒形セラミックス成形体を直立させた状態で載置し、焼成することを特徴とする製造方法が開示されている。

特開２００５－２８１８６２号公報特開２０１５－９６６５６号公報特開２００８－１８４３３７号公報特開２０１６－８８８３１号公報

　長尺な円筒形セラミックス成形体５０を直立状態として焼成する場合、図９に示すように、焼成が進むうちに、円筒形セラミックス成形体５０は２０％程度体積が収縮するのが通常である。この際、円筒形セラミックス成形体５０が加熱されて柔らかくなり、大きく傾いたり反ったりすることがあった（矢印右側の図の一点鎖線参照）。特にＩｎを含有する円筒形セラミックス成形体５０は加熱されて柔らかくなる傾向が強いため、この課題の解決は重要であった。
　大きく傾いたり反ったりした焼結体は、後工程で所定の寸法に加工することができないため、加工成功率を上げるために成形体の厚みを厚くする必要があった。中でも、Ｉｎを含有する円筒形セラミックス成形体は、高価なＩｎを多量に使うため、成形体の厚みを厚くすることは経済性の面で大きなデメリットであった。

　そこで本発明の目的は、円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成する際、円筒形セラミックス成形体が大きく傾いたり反ったりするのを抑制することにより、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高めることができる円筒形スパッタリングターゲットの製造方法、並びに、その製造方法に好適に使用することができる焼成治具を提供せんとすることにある。

　本発明は、円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成する円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、当該円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に焼成治具を、該焼成治具の支持面、支持部又は支持片部と、前記円筒形セラミックス成形体の内周面との間に隙間が生じるように配置して円筒形セラミックス成形体を焼成し、円筒形セラミックス焼結体を得ることを特徴とする、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法を提案する。

　本発明はさらに、円筒形セラミックス成形体の外周面直径よりも大きな直径の内周面を有する円筒形を呈する第２の焼成治具を、直立した状態の円筒形セラミックス成形体の外側を囲むように配置することを特徴とする円筒形スパッタリングターゲットの製造方法を提案する。

　本発明はまた、円筒形スパッタリングターゲットを製造する際、円筒形セラミックス成形体を焼成するのに好適に使用することができる焼成治具として、直立した状態の円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に配置可能であり、当該内周面との間に隙間を生じるように配置することができる支持面、支持部又は支持片部を備えた焼成治具を提案する。

　本発明はまた、前記第２の焼成治具として、円筒形セラミックス成形体の外周面直径よりも大きな直径の内周面を有する円筒形を呈する焼成治具を提案する。

　本発明が提案する円筒形スパッタリングターゲットの製造方法及び焼成治具によれば、円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成する際、仮に円筒形セラミックス成形体が傾いたり反ったりしても、該円筒形セラミックス成形体は焼成治具の支持面、支持部又は支持片部に当接することになる。よって、円筒形セラミックス成形体がそれ以上傾いたり反ったりするのを止めることができるから、焼成して得られる円筒形セラミックス焼結体が大きく傾いたり反ったりするのを抑制することができ、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高めることができる。
　さらに、前述の第２の焼成治具を使用して円筒形セラミックス成形体を焼成すれば、焼成炉などの熱源からの熱を第２の焼成治具が先ず受けることになるため、熱源からの熱が直接的に円筒形セラミックス成形体に伝わる場合に比べて、円筒形セラミックス成形体全体を均一に加熱できるようになり、円筒形セラミックス成形体が傾いたり反ったりすること自体を抑制することができる。

本発明の一例に係る焼成治具の使用例を示した図であり、矢印左側が焼成前、矢印右側が焼成後の状態を示した縦断面図である。本発明の他例に係る焼成治具の使用例を示した図であり、矢印左側が焼成前、矢印右側が焼成後の状態を示した部分断面側面図である。（Ａ）～（Ｃ）はそれぞれ、図２に示した焼成治具の内部の状態の例を示した横断面図である。本発明のさらなる他例に係る焼成治具の使用例を示した図であり、矢印左側が焼成前、矢印右側が焼成後の状態を示した部分断面側面図である。（Ａ）～（Ｆ）はそれぞれ、図４に示した焼成治具の支持部の例を示した平面図横断面図である。図４に示した焼成治具の支持部の変形例を示した断面図である。本発明の一例に係る製造方法の一例を説明するため、円筒形セラミックス成形体を焼成している状態を示した部分断面側面図である。本発明のさらなる他例に係る焼成治具の使用例を示した部分断面側面図である。従来例として、円筒形セラミックス成形体を焼成している状態を示した縦断面図であり、矢印左側が焼成前、矢印右側が焼成後の状態を示した縦断面図である。

　次に、実施の形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。

＜本焼成治具１＞
　本発明の実施形態の一例に係る焼成治具１（「本焼成治具１」と称する）は、図１に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の外周面５０ａの直径（「外周面直径」とも称する）よりも大きな直径の内周面１ａを有する円筒形を呈する焼成治具である。

　本焼成治具１は、図１に示すように、直立状態において、直立状態の円筒形セラミックス成形体５０の外周面５０ａとの間に隙間が生じるように配置することができる内周面１ａを備えている。

　本焼成治具１の内径すなわち内周面１ａの直径（「内周面直径」とも称する）に関しては、円筒形セラミックス成形体５０を均等に加熱する観点から、適宜設計するのが好ましい。
　本焼成治具１の高さは、円筒形セラミックス成形体５０の高さよりも高いことが好ましい。

　本焼成治具１の材質は、アルミナ又はムライトを主材とするものが好ましい。このような材質であれば、焼成温度例えば１５００～１６００℃の温度に耐えることができる。
　ここで主材とは、質量割合の最も多い材料の意味であり、本焼成治具１の５０質量％以上、中でも７０質量％以上、その中でも８０質量％以上を占めるものが好ましい。
　中でも、ＩＴＯ製の円筒形セラミックス成形体５０と接触しても反応することがない点で、アルミナを主材とするものが好ましい。
　また、本焼成治具１の主材がアルミナであり、その表面がジルコニアでコートされたもの、又は、主材がムライトであり、その表面がアルミナ若しくはジルコニアでコートされたものも、ＩＴＯ製の円筒形セラミックス成形体５０と接触しても反応することがない点で特に好ましい。

　本焼成治具１の製造方法は、特に限定するものではない。例えば原料を混合し、これを型に入れて押圧するなどして所定の形状に成形し、焼成すればよい。

　本焼成治具１の肉厚は、焼成冶具の耐熱性（変形、割れ防止）の観点から、５～５０ｍｍであるのが好ましく、中でも１０ｍｍ以上或いは４０ｍｍ以下、その中でも１５ｍｍ以上或いは３０ｍｍ以下であるのが特に好ましい。

　図１に示すように、炉内などにおいて、円筒形セラミックス成形体５０を直立状態に配置し、当該円筒形セラミックス成形体５０を囲むように本焼成治具１を直立状態で配置して、本焼成治具１の内周面１ａと、円筒形セラミックス成形体５０の外周面５０ａとの間に隙間が生じるようにし、この状態で焼成する。そうすれば、周囲の熱源からの熱を本焼成治具１が受けることになり、本焼成治具１が先ず加熱され、次に、本焼成治具１の熱が円筒形セラミックス成形体５０に伝わる。そのため、熱源からの熱が円筒形セラミックス成形体５０に直接伝わる場合に比べて、円筒形セラミックス成形体５０全体に均一に熱が伝わるようになり、その結果、円筒形セラミックス成形体５０が焼成時に傾いたり反ったりするのを抑制することができる。

＜本焼成治具１０＞
　本発明の実施形態の一例に係る焼成治具１０（「本焼成治具１０」と称する）は、図２に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂの直径よりも小さな直径の外周面１０ａを有する円筒形又は円柱形を呈する焼成治具である。すなわち、本焼成治具１０は、直立した状態の円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂに囲まれた内部空間内に配置することができる円筒形又は円柱形を呈する焼成治具である。

　本焼成治具１０は、図２に示すように、直立状態において、直立状態の円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂとの間に隙間を生じるように沿う支持面、すなわち外周面１０ａを備えている。
　よって、直立した状態の円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂに囲まれた内部空間内に本焼成治具１０を配置すると、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと外周面１０ａとの間に隙間を生じるようにすることができる。

　本焼成治具１０は、図３（Ａ）に示すように、内部を中空とする円筒体であっても、図３（Ｂ）に示すように、内部を中実とする円柱体であっても、図３（Ｃ）に示すように、断面に見ると網目状を呈し、円筒体内部が多数の空孔（セル）に分割されてなるものであってもよい。

　本焼成治具１０の外径すなわち外周面１０ａの直径に関しては、円筒形セラミックス成形体５０が収縮する際にその妨げにならず、且つ、円筒形セラミックス成形体５０が傾いたり反ったりするのを抑制することができるという観点から、適宜設計するのが好ましい。

　また、同様の観点から、焼成終了時に、直立した状態の焼成後の円筒形セラミックス成形体５０が傾いたり反ったりしないで収縮した場合を想定する。その場合に、該円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと、本焼成治具１０の外周面１０ａとの距離が０．０ｍｍ～３．０ｍｍとなるように、設計するのが好ましく、中でも０．１ｍｍ以上或いは２．５ｍｍ以下、その中でも０．２ｍｍ以上或いは２．０ｍｍ以下、その中でも１．０ｍｍ以下となるように設計するのが特に好ましい。

　本焼成治具１０の高さは、円筒形セラミックス成形体５０の高さよりも高いことが好ましい。

　本焼成治具１０の材質及び製造方法については、本焼成治具１と同様である。

　図９に示すように、炉内などにおいて、円筒形セラミックス成形体５０を直立状態に配置し、そのままの状態で焼成すると、円筒形セラミックス成形体５０は加熱収縮すると共に、加熱されて柔らかくなり、大きく傾いたり反ったりすることがある。特にＩｎを含有する円筒形セラミックス成形体は加熱されて柔らかくなる傾向が強い。
　これに対し、図２に示すように、炉内などにおいて、円筒形セラミックス成形体５０を直立状態に配置し、当該円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部すなわち内周面５０ｂに囲まれた内部空間において、本焼成治具１０を直立状態で配置して、本焼成治具１０の支持面としての外周面１０ａと、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂとの間に隙間が生じるようにし、この状態で焼成する。そうすれば、焼成中に仮に円筒形セラミックス成形体５０が収縮しながら傾いたり反ったりしたとしても、円筒形セラミックス成形体５０が本焼成治具１０の外周面１０ａすなわち支持面に当接した状態で円筒形セラミックス成形体５０の傾き若しくは反りは止まるから、焼成後の円筒形セラミックス成形体５０が傾いたり反ったりするのを抑制することができ、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高めることができる。

＜本焼成治具２０＞
　本発明の実施形態の一例に係る焼成治具２０（「本焼成治具２０」と称する）は、図４に示すように、直立状態に配置し得る軸部２１と、該軸部２１の長さ方向に間隔をおいて、水平に設けられた板状若しくは棒状を呈する複数の支持部２２、２２・・とを備えたものである。

　本焼成治具２０は、図４に示すように、直立状態の円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部すなわち内周面５０ｂに囲まれた内部空間に配置することができ、本焼成治具２０の軸部２１を直立状態で配置した際、支持部２２の外側先端部が、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂとの間に隙間を生じるようになっている。

　軸部２１の形状は、円筒状であっても、角柱状であっても、その形状は任意である。

　支持部２２の形状は、任意である。例えば図５（Ａ）に示すように、円板状であってもよいし、図５（Ｂ）～（Ｅ）に示すように、円板状内の一部を切除して貫通部を設けた形状であってもよいし、図５（Ｆ）に示すように、軸部２１から水平複数方向（図では４方向）に伸びた腕状部を設けたものであってもよい。
　さらに、円板状内の一部を切除して貫通部を設けた形状としては、図５（Ｂ）に示すように、上面視した際に円板状内に円状の貫通部を複数設けた形状でもよいし、図５（Ｃ）に示すように、上面視した際に円板状の周縁から内側に向って，例えば円の中心に向って伸びる溝状の貫通部を複数設けた形状でもよいし、図５（Ｄ）に示すように、上面視した際に、円板状内の四方に扇状の貫通部を設けて、円の内側に十字状を呈する部分が残るように形成した形状でもよいし、図５（Ｅ）に示すように、円の内側に網状を呈する部分が残るように形成した形状でもよい。
　図５（Ｆ）に示すように、軸部２１から水平複数方向（図では４方向）に伸びた腕状部の支持部２２の先端部には、上方から見て円周方向に伸びる支持片部２２ａを設けてもよい。
　但し、支持部２２及び支持片部２２ａの形状が、例示した上記の形状に限定されるものではない。

　本焼成治具２０の熱容量が大きいと、焼成治具に熱がとられて、円筒形セラミックス成形体５０に熱が効率良く伝わらず、円筒形セラミックス成形体５０の密度が効率良く上がらないことが考えられる。そこで、焼成治具２０の熱容量を小さくするため、支持部２２には、前述した貫通部を設けた方が好ましい。
　かかる観点から、支持部２２を平面視した際、貫通部以外の部分すなわち支持部２２を形成する実部の占有面積が、支持部２２が円板である場合の面積の５～９５％であるのが好ましく、中でも１５％以上或いは８５％以下、その中でも２５％以上或いは７５％以下であるのがさらに好ましい。

　また、図６に示すように、支持部２２の先端部には、上方から見て円周方向に伸び、横から見て支持部２２と直交する方向に長さを有する前記支持片部２２ａを設けてもよい。支持片部２２ａの外側面は、円筒形セラミックス成形体５０の内周面に沿った曲面状であるのが好ましい。
　支持片部２２ａは、円周方向に一周に渡って設けられてもよいし、円周の一部を構成するように設けられてもよい。

　本焼成治具２０の支持部２２の長さに関しては、図４に示すように、円筒形セラミックス成形体５０が収縮する際にその妨げにならず、且つ、円筒形セラミックス成形体５０の傾き若しくは反りを抑制する観点から、適宜設計するのが好ましい。

　また、同様の観点から、焼成終了時に、直立した状態の焼成後の円筒形セラミックス成形体５０が傾いたり反ったりしないで収縮した場合を想定する。その場合に、該円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと、本焼成治具２０の支持部２２の外側先端部又は支持片部２２ａとの距離が０．０ｍｍ～３．０ｍｍとなるように設計するのが好ましく、中でも０．１ｍｍ以上或いは２．５ｍｍ以下、その中でも０．２ｍｍ以上或いは２．０ｍｍ以下、その中でも１．０ｍｍ以下となるように設計するのが特に好ましい。

　本焼成治具２０の高さ、すなわち軸部２１の高さは、円筒形セラミックス成形体５０の高さよりも高いことが好ましい。

　本焼成治具２０の材質及び製造方法については、本焼成治具１と同様である。

　図４に示すように、炉内などにおいて、円筒形セラミックス成形体５０を直立状態に配置し、当該円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部すなわち内周面５０ｂに囲まれた内部空間において、本焼成治具２０の軸部２１を直立状態で配置し、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと支持部２２の外側先端部又は支持片部２２ａとの間に隙間ができるようにして、この状態で焼成する。そうすれば、焼成中に円筒形セラミックス成形体５０が収縮しながら傾いたり反ったりしたとしても、本焼成治具２０の支持部２２又は支持片部２２ａの外側先端部に、円筒形セラミックス成形体５０が当接した状態で円筒形セラミックス成形体５０の傾き若しくは反りは止まるから、円筒形セラミックス焼結体が大きく傾いたり反ったりするのを抑制することができ、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高めることができる。

　また、円筒形セラミックス成形体５０を焼成する際、円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部に酸素を供給するのが好ましい。図８では、円筒形セラミックス成形体５０を設置する支持台５１に気体流通部としての酸素供給口５２を設け、この酸素供給口５２を通じて円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部に酸素を供給するようになっている。
　このような場合、図５（Ｂ）～（Ｆ）に示されるように、支持部２２が貫通部を有していれば、この貫通部が酸素の流通口になり、円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部に酸素を均一に供給することができる。

＜本製造方法＞
　本発明の実施形態の一例に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法（「本製造方法」とも称する）では、図２又は図４に示すように、例えば加熱炉内において、円筒形セラミックス成形体５０を直立した状態に配置すると共に、当該円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂに囲まれた内部空間内に、本焼成治具１０又は２０を、本焼成治具１０の外周面１０ａ又は本焼成治具２０の支持部２２若しくは支持片部２２ａと、前記円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂとの間に隙間を生じるように、配置する。この状態で、円筒形セラミックス成形体５０を焼成して円筒形セラミックス焼結体を得る。

　本製造方法においては、例えば、図２又は図４に示すように、炉内などにおいて、支持台５１上に、円筒形セラミックス成形体５０を直立状態に設置し、当該円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部すなわち内周面５０ｂに囲まれた内部空間において、本焼成治具１０又は２０を直立状態で配置し、この状態で焼成して円筒形セラミックス焼結体を得るようにすればよい。但し、本焼成治具１０又は２０の設置方法は任意である。
　このような状態で円筒形セラミックス成形体５０を焼成すれば、仮に円筒形セラミックス成形体５０が収縮しながら傾いたり反ったりしたとしても、該円筒形セラミックス成形体５０は本焼成治具１０の外周面１０ａ又は本焼成治具２０の支持部２２若しくは支持片部２２ａに当接した状態でその傾き若しくは反りは止まるから、焼成後の円筒形セラミックス成形体５０が大きく傾いたり、反ったりするのを防ぐことができ、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高めることができる。

　この際、焼成中の円筒形セラミックス成形体５０の収縮の妨げにならず、且つ、円筒形セラミックス成形体５０の傾き及び反りを抑制することができる観点から、円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと、本焼成治具１０の外周面１０ａ又は本焼成治具２０の支持部２２若しくは支持片部２２ａとの距離すなわち隙間の大きさを適宜設計するのが好ましい。

　また、同様の観点から、焼成終了時に、直立した状態の焼成後の円筒形セラミックス成形体５０が傾いたり反ったりしないで収縮した場合を想定する。その場合に、該円筒形セラミックス成形体５０の内周面５０ｂと、本焼成治具１０の外周面１０ａ又は本焼成治具２０の支持部２２若しくは支持片部２２ａとの距離が０．０ｍｍ～３．０ｍｍとなるように、設計するのが好ましく、中でも０．１ｍｍ以上或いは２．５ｍｍ以下、その中でも０．２ｍｍ以上或いは２．０ｍｍ以下、その中でも１．０ｍｍ以下となるように設計するのが特に好ましい。

　本製造方法ではさらに、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、直立した状態の円筒形セラミックス成形体５０の外側を囲むように本焼成治具１を配置し、本焼成治具１の内周面１ａと円筒形セラミックス成形体５０の外周面５０ａとの間に隙間が生じるようにするのが好ましい。すなわち、円筒形セラミックス成形体５０の円筒内及び円筒外にそれぞれ焼成治具を配置し、この状態で、円筒形セラミックス成形体５０を焼成するのが好ましい。
　この状態で焼成すれば、周囲の熱源からの熱を本焼成治具１が受けることになるから、本焼成治具１が先ず加熱され、次に、本焼成治具１の熱が円筒形セラミックス成形体５０に伝わるため、熱源からの熱が直接円筒形セラミックス成形体５０に伝わる場合に比べて、円筒形セラミックス成形体５０全体に均一に熱が伝わるようになる。その結果、円筒形セラミックス成形体５０が焼成時に傾いたり反ったりすること自体を抑制することができる。

　この際、本焼成治具１の熱を円筒形セラミックス成形体５０に均等に伝える観点から、本焼成治具１の内周面１ａと、円筒形セラミックス成形体５０の外周面５０ａとの距離すなわち隙間の大きさを適宜設計するのが好ましい。

　なお、本製造方法において、円筒形セラミックス成形体５０は、直立状態に配置することができれば、その設置手段は特に限定するものではない。
　また、焼成治具１、１０、２０についても、直立状態に配置することができれば、その設置手段は特に限定するものではない。
　焼成治具１、１０、２０は、前述のように配置した後に取り外しできるようにするのが好ましい。

　本製造方法において、円筒形セラミックス成形体５０の材質は任意である。本発明の効果をより享受できる観点から、Ｉｎを含む材質であるのが好ましい。
　Ｉｎを含むセラミックス成形体の材質の例としては、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｓｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｓｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ、Ｉｎ－Ｗ－Ｏ、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｗ－Ｏなどを挙げることができる。

　本製造方法において、円筒形セラミックス成形体５０の加熱手段は、電気加熱、マイクロ波加熱などの加熱炉を挙げることができる。但し、円筒形セラミックス成形体５０を加熱できれば、加熱炉以外の加熱手段乃至加熱装置を採用することもできる。
　加熱温度は、円筒形セラミックス成形体５０の品温が１０００～１８００℃となるように加熱するのが好ましい。
　この際、円筒形セラミックス成形体５０が焼成後に収縮する率は、その材質にもよるが、体積比で１０～３０％となるのが一般的である。

　また、本製造方法では、上述したように、円筒形セラミックス成形体５０を焼成する際、円筒形セラミックス焼結体の密度を高める観点から、円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部に酸素を供給するのが好ましい。
　図８に示すように、支持台５１に酸素供給口５２を設け、この酸素供給口５２を通じて円筒形セラミックス成形体５０の円筒内部に酸素を供給するようにすることができる。

　本製造方法によって得た円筒形セラミックス焼結体を用いて、円筒形スパッタリングターゲットを製造することができる。
　例えば、円筒形基材の外周側に、単数又は複数の円筒形セラミックス焼結体を配置すると共に、円筒形基材と円筒形セラミックス焼結体とを接合材で接合（ボンディング）して、円筒形スパッタリングターゲットを製造することができる。
　但し、円筒形スパッタリングターゲットのこのような製造方法に限定するものではない。

＜語句の説明＞
　本明細書において「Ｘ～Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現する場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
　また、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）或いは「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、「Ｘより大きいことが好ましい」或いは「Ｙ未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。

　本発明は、以下の実施例により更に説明する。但し、以下に説明する実施例は、いかなる方法でも本発明を限定することを意図するものではない。

＜円筒形セラミックス成形体５０＞
　実施例及び比較例で用いた円筒形セラミックス成形体５０は、次のように製造したものである。

　ＢＥＴ比表面積が１０ｍ²／ｇであるＳｎＯ₂粉末と、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ²／ｇであるＩｎ₂Ｏ₃粉末とを、ＳｎＯ₂粉末の含有量が１０質量％になるように配合し、ポット中でジルコニアボールによりボールミル混合して、セラミックス原料粉末を調製した。さらに、該セラミックス原料粉末に対して０．２質量％のポリビニルアルコール（重合度：２８０、鹸化度６８ｍｏｌ％）と、０．３質量％のポリカルボン酸アンモニウムと、１５質量％の水とを加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。この際、有機添加物の合計量（ポリビニルアルコール量とポリカルボン酸アンモニウム量との合計）のセラミックス原料粉末の量に対する比率は０．５質量％であった。
　調製したスラリーをスプレードライ装置に供給し、アトマイズ回転数１０，０００ｒｐｍ、入口温度２５０℃の条件でスプレードライを行い、顆粒を調製した。
　このように調製した顆粒を型に注入し、冷間等方圧加工法（ＣＩＰ）にて成型し、外周面直径２００ｍｍ、内周面直径１５０ｍｍ、高さ１９００ｍｍの円筒形を呈する円筒形セラミックス成形体５０を作製した。
　また、前記成形体を少量採取し、熱膨張測定装置を用いて、下記の実施例１の焼成条件で焼成した場合の収縮体積率は２０．０％であった。

＜実施例１＞
　焼成治具として、アルミナからなり、外径すなわち外周面１０ａの直径が１１６ｍｍである、図３（Ｂ）に示されるような中実円柱体状の焼成治具１０を用いた。
　焼成治具の外径は、成形体内面直径１５０ｍｍの収縮体積率は２０．０％から焼成後に１２０ｍｍとなることから、片側２ｍｍの隙間と設計し、１１６ｍｍとしたものである。
　加熱炉（炉内有効面積：５００ｍｍ×１０００ｍｍ、炉内有効高さ：１５００ｍｍ）内において、図２に示すように、酸素供給口５２を備えた支持台５１上に、円筒形セラミックス成形体５０を直立した状態に設置し、当該円筒形セラミックス成形体５０の内部空間内に、片側２ｍｍの隙間が出来るように、焼成治具１０を直立状態に配置した。
　この状態で、酸素供給口５２から円筒形セラミックス成形体５０内に酸素を供給しながら、炉内温度を、室温から７００℃まで１００℃/ｈ、７００℃から１６００℃まで３００℃／ｈの昇温速度で加熱し、１６００℃を１０時間保持した後、室温まで５０℃／ｈの降温速度で降温させて、円筒形セラミックス成形体５０を焼成し、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　上記と同様にして合計１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。

　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは１本であった。

＜実施例２＞
　焼成治具として、アルミナからなり、外径すなわち外周面１０ａの直径が１１６ｍｍである、図３（Ａ）に示されるような円筒体状の焼成治具１０を用いた以外は、実施例１と同様にして、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは２本であった。

＜実施例３＞
　焼成治具として、アルミナからなり、図４に示すように、軸部２１の長さ方向に間隔をおいて水平に設けられた、図５（Ｂ）に示す平面視形状（表の「穴開き」）の複数の支持部２２、２２・・を備えた焼成治具２０を用いた。支持部２２の横幅、すなわち先端部間距離（表の「焼成治具の外径」）は１１６ｍｍであった。
　この焼成治具２０に変更した以外は、実施例１と同様にして、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは２本であった。

＜実施例４＞
　焼成治具として、アルミナからなり、図４に示すように、軸部２１の長さ方向に間隔をおいて水平に設けられた、図５（Ｃ）に示す平面視形状（表の「手裏剣」）の複数の支持部２２、２２・・を備えた焼成治具２０を用いた。支持部２２の横幅、すなわち先端部間距離（表の「焼成治具の外径」）は１１６ｍｍであった。
　この焼成治具２０に変更した以外は、実施例１と同様にして、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは２本であった。

＜実施例５＞
　焼成治具として、アルミナからなり、図４に示すように、軸部２１の長さ方向に間隔をおいて水平に設けられた、図５（Ｅ）に示す平面視形状（表の「メッシュ」）の複数の支持部２２、２２・・とを備えた焼成治具２０を用いた。支持部２２の横幅、すなわち先端部間距離（表の「焼成治具の外径」）は１１６ｍｍであった。
　この焼成治具２０に変更した以外は、実施例１と同様にして、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは２本であった。

＜実施例６＞
　円筒形セラミックス成形体５０の内部空間内に、実施例２と同様の焼成治具１０を直立状態に配置し、さらに、図１に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の外側を囲むように、第２の焼成治具１を配置し、その状態で実施例１同様に焼成し、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　この際用いた焼成治具１は、アルミナからなり、内径すなわち内周面１ａの直径が２０５ｍｍである、図１に示されるような円筒形の焼成治具１であった。

　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは４本であった。

＜実施例７＞
　円筒形セラミックス成形体５０の内部空間内に、実施例１と同様の焼成治具１０を直立状態に配置し、さらに、図１に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の外側を囲むように、第２の焼成治具１を配置し、その状態で実施例１同様に焼成し、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　この際用いた焼成治具１は、アルミナからなり、内径すなわち内周面１ａの直径が２１０ｍｍである、図１に示されるような円筒形の焼成治具１であった。

　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは１０本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは５本であった。

＜実施例８＞
　円筒形セラミックス成形体５０の内部空間内に、実施例３と同様の焼成治具２０を直立状態に配置し、さらに、図１に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の外側を囲むように、第２の焼成治具１を配置し、その状態で実施例１同様に焼成し、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　この際用いた焼成治具１は、アルミナからなり、内径すなわち内周面１ａの直径が２１５ｍｍである、図１に示されるような円筒体状の焼成治具１であった。

＜実施例９＞
　円筒形セラミックス成形体５０の内部空間内に、実施例４と同様の焼成治具２０を直立状態に配置し、さらに、図１に示すように、円筒形セラミックス成形体５０の外側を囲むように、第２の焼成治具１を配置し、その状態で実施例１同様に焼成し、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　この際用いた焼成治具１は、アルミナからなり、内径すなわち内周面１ａの直径が２２０ｍｍである、図１に示されるような円筒体状の焼成治具１であった。

＜比較例１＞
　焼成治具１０を配置しなかった以外、実施例１と同様にして、円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を得た。
　得られた円筒形セラミックス焼結体（サンプル）は、外周面直径１６０ｍｍ、内周面直径１２０ｍｍ、高さ１５２０ｍｍであった。
　得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反りが２ｍｍ以下であったのは２本であった。また、反りが１ｍｍ以下であったのは０本であった。

＜評価方法＞
　実施例および比較例で作製した円筒形セラミックス焼結体（サンプル）の反り（傾き）を次のようにして測定し、評価した。

（反りの測定）
　実施例および比較例で作製した円筒形セラミックス焼結体（サンプル）を水平に静置し、円筒形セラミックス焼結体の円筒内部にストレートエッジを入れて、円筒形セラミックス焼結体の内周面と前記ストレートエッジとの間にできる隙間の距離を、隙間ゲージを用いて測定した。円筒形セラミックス焼結体の内周面の円周方向において等間隔となる４箇所について前記測定を行い、隙間の距離の最大値を反り幅とした。

（反りの評価）
　前記のように測定した反り幅について、得られた１０本の円筒形セラミックス焼結体（サンプル）のうち、反り幅が２ｍｍ以下であった割合（歩留まり）、並びに、反り幅が１ｍｍ以下であった割合（歩留まり）に基づき、評価した。

　上記実施例及びこれまで本発明者が行ってきた試験結果から、円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成して円筒形セラミックス焼結体を得る製造方法において、当該円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に焼成治具を、該焼成治具の支持面、支持部又は支持片部と、前記円筒形セラミックス成形体の内周面との間に隙間が生じるように、配置すれば、大きく傾いたり反ったりした円筒形セラミックス焼結体を無くすことができ、大きく傾いたり反ったりしていない良質な円筒形セラミックス焼結体の歩留まりを高められることを確認することができた。
　さらに、円筒形セラミックス成形体の外周面直径よりも大きな直径の内周面を有する円筒形を呈する第２の焼成治具を、直立した状態の円筒形セラミックス成形体の外側を囲むように配置することにより、焼成後の円筒形セラミックス成形体の傾き及び反り自体を抑制できることが分かった。

１　焼成治具
１ａ　内周面
１０　焼成治具
１０ａ　外周面
２０　焼成治具
２１　軸部
２２　支持部
２２ａ　支持片部
５０　円筒形セラミックス成形体
５０ａ　外周面
５０ｂ　内周面
５１　支持台
５２　酸素供給口

Claims

　円筒形セラミックス成形体を直立した状態で焼成する円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、当該円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に焼成治具を、該焼成治具の支持面、支持部又は支持片部と、前記円筒形セラミックス成形体の内周面との間に隙間が生じるように配置して円筒形セラミックス成形体を焼成し、円筒形セラミックス焼結体を得ることを特徴とする、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　前記焼成治具は、円筒形セラミックス成形体の内周面直径よりも小さな直径の外周面を、前記支持面として有する円柱形又は円筒形の焼成治具である、請求項１に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　前記焼成治具は、直立した軸部と、該軸部の長さ方向に適宜間隔を置いて水平に設けられた複数の支持部とを備えた焼成治具である、請求項１に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　前記支持部の先端部に支持片部を備えた請求項３に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　円筒形セラミックス成形体の内部に酸素を流通させながら焼成することを特徴とする、請求項１～４の何れかに記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　前記円筒形セラミックス成形体の外周面直径よりも大きな直径の内周面を有する円筒形を呈する第２の焼成治具を、直立した状態の円筒形セラミックス成形体の外側を囲むように配置することを特徴とする、請求項１～５の何れかに記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
　円筒形スパッタリングターゲットを製造する際、円筒形セラミックス成形体を焼成するのに使用する焼成治具であって、
　前記円筒形セラミックス成形体の内周面との間に隙間が生じるように配置することができる支持面、支持部又は支持片部を備えた焼成治具。
　直立した状態の円筒形セラミックス成形体の内周面に囲まれた内部空間内に配置可能であり、当該内周面との間に隙間を生じるように配置することができる支持面、支持部又は支持片部を備えた、請求項７に記載の焼成治具。
　前記円筒形セラミックス成形体の内周面直径よりも小さな直径の外周面を、前記支持面として有する円柱形又は円筒形の請求項７又は８に記載の焼成治具。
　直立した軸部と、該軸部の長さ方向に適宜間隔を置いて水平に設けられた複数の支持部とを備えた、請求項７～９の何れかに記載の焼成治具。
　前記支持部は、円板状、又は、円板状内の一部を切除して貫通部を設けた形状、又は、棒状、又は、棒状の先端部に支持面を備えた形状、又は、網状を呈する請求項１０に記載の焼成治具。
　前記支持部の先端部に支持片部を備えた請求項１０又は１１に記載の焼成治具。
　気体流通部を備えた、請求項７～１２の何れかに記載の焼成治具。
　円筒形スパッタリングターゲットを製造する際、円筒形セラミックス成形体を焼成するのに使用する焼成治具であって、
　円筒形セラミックス成形体の外周面直径よりも大きな直径の内周面を有する円筒形を呈する焼成治具。
　配置された後に、取り外し可能である請求項７～１４の何れかに記載の焼成冶具。
　アルミナ又はムライトを主材としてなる請求項７～１５の何れかに記載の焼成治具。
　アルミナを主材としてなり、その表面をジルコニアでコートしたものであるか、又は、ムライトを主材としてなり、その表面をアルミナ若しくはジルコニアでコートしたものである、請求項７～１５の何れかに記載の焼成治具。