溅射靶的制造方法及溅射靶与流程

文档序号:18030468发布日期:2019-06-28 22:36阅读:178来源:国知局
溅射靶的制造方法及溅射靶与流程

本发明涉及溅射靶的制造方法及溅射靶。



背景技术:

近年来,作为能大面积地均匀成膜的方法,使用了溅射。溅射已成为制作构成液晶显示器、有机el显示器等的薄膜、光记录领域、半导体领域中的布线膜等的主流方法。溅射中使用了被称为溅射靶的已被加工成板状、圆板状的形状的材料。

以往,溅射靶通过使形成薄膜的材料成为板状、加热贴合于被称为背板的金属板来制造。将该工序称为结合工序,例如被记载于日本特开2011-252223(专利文献1)中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-252223号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,如以往那样在加热条件下进行结合而得到的靶材中,有时在靶材表面形成较厚的氧化层。作为用于除去或减少该氧化层的方法,可以考虑抛光,但实际上对于通过抛光而除去了氧化层的靶材而言,已知存在以下担忧:在其表面产生大的凹凸,在溅射期间发生异常放电。

本发明是为了解决上述课题而作出的,目的在于提供不易发生异常放电的溅射靶。

用于解决课题的手段

为了解决前述的课题,本发明的溅射靶的制造方法中,针对维氏硬度(hv)为100以下的、由金属构成的靶材的溅射面,使用号数(粒度)相互不同的多种抛光材料,以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光。

根据本发明的制造方法,通过利用针对hv为100以下的由金属构成的靶材的溅射面、使用号数相互不同的多种抛光材料进行多步抛光的方法来制造溅射靶,从而能减小靶材的溅射面的表面凹凸,能在短时间内得到不易发生异常放电的溅射靶。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,前述多步抛光中的连续两个步骤中,后一步骤中使用的抛光材料的号数大于前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.0倍且低于2.5倍。

根据前述实施方式的制造方法,通过在多步抛光中的连续两个步骤中,使后一步骤中使用的抛光材料的号数大于前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.0倍且低于2.5倍,从而能通过后一步骤来从前一步骤结束后的表面状态有效地减小表面凹凸。此外,根据前述实施方式的制造方法,还能通过后一步骤来从前一步骤结束后的表面状态有效地减小表面凹凸的偏差(标准偏差)。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,前述多步抛光中的最后一步中使用的抛光材料的号数为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.7倍以下。

根据前述实施方式的制造方法,通过使多步抛光中的最后一步中使用的抛光材料的号数为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.7倍以下,从而能通过最后一步来从最后一步的前一步骤结束后的表面状态有效地减小表面凹凸。此外,根据前述实施方式的制造方法,还能通过最后一步来从最后一步的前一步骤结束后的表面状态有效地减小表面凹凸的偏差(标准偏差)。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,前述多步抛光中的最初的步骤中使用的抛光材料的号数大于#320。

根据前述实施方式的制造方法,通过使多步抛光中的最初的步骤中使用的抛光材料的号数大于#320,能在不显著增大靶材表面的表面凹凸、或对靶材表面造成损伤的情况下,将通过结合作业而形成的靶材表面的氧化物层除去,因此,能通过后一步骤中使用的抛光材料有效地减小表面凹凸。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,前述多步抛光中的最后一步中使用的抛光材料的号数为#800以上且#1500以下。

根据前述实施方式的制造方法,通过使多步抛光中的最后一步中使用的抛光材料的号数为#800以上且#1500以下,能减小靶材表面的表面凹凸,能有效地抑制制造的溅射靶中的异常放电的发生。此外,根据前述实施方式的制造方法,通过使最后一步中使用的抛光材料的号数足够大,也能有效地减小表面凹凸的偏差(标准偏差)。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,构成前述靶材的前述金属为al或al合金。

根据前述实施方式的制造方法,可提供具有有效地减小了表面凹凸的、由al或al合金构成的靶材的溅射靶。

另外,在一个实施方式的溅射靶的制造方法中,构成前述靶材的前述金属为cu或cu合金。

根据前述实施方式的制造方法,可提供具有有效地减小了表面凹凸的、由cu或cu合金构成的靶材的溅射靶。

另外,通过一个实施方式的溅射靶的制造方法而提供的溅射靶具有由金属构成的靶材,在靶材的溅射面中,在多个测定点进行测定而得到的算术平均粗糙度ra的平均值为0.5μm以下,在多个测定点进行测定而得到的算术平均粗糙度ra的标准偏差σ为0.1μm以下。

对于前述溅射靶而言,通过在靶材的溅射面中,在多个测定点进行测定而得到的算术平均粗糙度ra的平均值为0.5μm以下,在多个测定点进行测定而得到的算术平均粗糙度ra的标准偏差σ为0.1μm以下,从而能减小表面凹凸及其偏差,能有效地抑制异常放电的发生。

发明的效果

通过本发明,可提供不易发生异常放电的溅射靶。

附图说明

[图1]为从本发明的一个实施方式的溅射靶的上方观察而得到的立体图。

[图2a]为说明溅射靶的制造方法的说明图。

[图2b]为说明溅射靶的制造方法的说明图。

[图3]为表示为了算出溅射面的多个算术平均粗糙度ra而被权宜地分割的溅射面的平面概略图。

具体实施方式

本申请发明人鉴于上述课题,对通过抛光而除去了氧化层的溅射靶发生异常放电的原因进行了考察,结果发现,靶材的硬度并非足够高(维氏硬度(hv)为100以下)时,若为了除去氧化层而用磨粒大的抛光材料(小号数的抛光材料)进行抛光,则在靶材表面形成导致异常放电的大的表面凹凸,即使耗费大量时间也无法充分除去。由此,因该表面凹凸而发生异常放电。另一方面,尝试了利用磨粒小的抛光材料(大号数)来除去、减少氧化层,结果,为除去厚的氧化层而耗费了大量时间。本发明所属的技术领域中,抛光材料中使用的磨粒的大小可通过作为号数而使用的数字来表现,号数的数字越大,则磨粒越小;号数的数字越小,则磨粒越大。

因此,本申请发明人探寻了能够解决提供不仅能除去或减少硬度并非足够高的靶材的氧化层、而且不易发生异常放电的溅射靶这样的课题的方法,结果发现,通过利用以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光的方法,能解决上述课题。

以下,通过图示的实施方式详细地说明本发明。

图1为从本发明的一个实施方式的溅射靶的上方观察而得到的立体图。图2a及图2b为说明溅射靶的制造方法的说明图。图3为表示为了算出溅射面的多个算术平均粗糙度ra而被权宜地分割的溅射面的平面概略图。

如图1所示,本发明的溅射靶1具有靶材2、和与靶材2的下表面接合的背板6。靶材2形成为长条的板状。溅射面3由以短边方向和长边方向构成的上表面构成。对于靶材2的尺寸没有特别限制,短边方向的长度例如为100mm~2000mm,优选为150mm~1500mm,更优选为200mm~1000mm。另外,长边方向的长度例如为100mm~4000mm,优选为300mm~3500mm,更优选为450mm~3000mm。需要说明的是,长边方向的长度与短边方向的长度可以相同也可以不同。

背板6的短边及长边的长度没有特别限制,可以比靶材2长,另外,也可以如图1所示的短边那样为相同的长度。另外,也可形成为具有由比靶材2的短边及长边稍短的短边和长边构成的上表面的长条的板状。尤其是,对于长边方向的长度为1000mm~3500mm、短边方向的长度为180mm~1900mm的那样的、平板显示器用的尺寸大的靶材而言,由于减小表面凹凸及其偏差(标准偏差)特别困难,因而可合适地应用本申请发明。

需要说明的是,溅射靶1也可以形成为圆板状。此时,靶材2形成为圆板状。在将靶材2形成为圆板状的情况下,对于尺寸没有特别限制,其直径例如可以为100mm~600mm,优选为250mm~500mm,更优选为300mm~450mm。另外,背板6可形成为具有直径较之靶材2的上表面的直径而言更大或相同或稍小的圆形的上表面的圆板状。另外,溅射面3具有圆形。

另外,在其他实施方式中,溅射靶为圆筒形,由圆筒形的靶材、和被插入至该靶材的内部的圆筒形的衬管构成,或由圆筒形的靶材、和被安装在其两端的凸缘或帽材料或接头材料构成。圆筒形的靶的情况下,圆筒的外周部成为溅射面。溅射靶形成为圆筒形时,对靶材的尺寸没有特别限制,其轴向的长度例如可以为500mm~4000mm,优选为1000mm~3600mm,更优选为2000mm~3000mm,进一步更优选为2200mm~2700mm。靶材的内径可以为70mm~250mm,优选为100mm~200mm,更优选为110~150mm,靶材的外径可以为120mm~300mm,优选为150mm~190mm,更优选为160mm~175mm。尤其是,对于轴向的长度为1700mm~3500mm的尺寸大的平板显示器用的靶材而言,由于减小表面凹凸及其偏差(标准偏差)是困难的,因而可合适地应用本申请发明。

溅射时,经离子化的非活性气体向靶材2的溅射面3冲撞。靶材2中包含的靶原子从被经离子化的非活性气体冲撞的溅射面3被击出。所述被击出的原子堆积在与溅射面3相对配置的基板上,可在该基板上形成薄膜。若表面的凹凸大,则尤其是在凸部的顶端,在溅射期间容易发生电荷的不平衡,因而容易引起异常放电。另外,表面粗糙度的偏差大的情况下,在靶材2的溅射面3的一部分上存在凹凸大的位置,因此,由于前述原因,异常放电变得容易发生。尤其是在熔点低的金属中,发生由于异常放电的发生而导致熔融的靶材从靶表面飞出、数μm大小的粒子附着于基板上的“喷溅”,因而成为更显著的问题。另外,由于本申请的靶材2的溅射面3为经抛光的面(抛光面),因而,与利用喷砂处理、基于酸·碱的蚀刻处理进行氧化层除去的情况相比,在大的表面凹凸被除去的同时,容易具有顶端尖的凸部。由此,在溅射面3上残留微细的凹凸,因而在施加高电压时或在溅射初始阶段中,能进行稳定的溅射。

接下来,对溅射靶1的制造方法进行详细说明。首先,如图2a所示,准备通过压延法、锻造法、挤出法等将利用熔化铸造法、喷镀成型法、粉末冶金法等制作的金属块成型为板状而得到的维氏硬度(hv)为100以下的、由金属构成的靶材2。具体而言,准备hv为100以下的由金属构成的靶材2、和固定该靶材2的背板6。优选靶材2的成为溅射面的面平滑,利用铣刀、车床等进行的机械加工、利用磨床进行的磨削加工能在不改变靶材2的维氏硬度(hv)的情况下,使成为溅射面的面平滑化,因而优选。维氏硬度(hv)可通过维氏硬度试验(jisz2244:2003)来确认。

另外,在准备靶材2的工序中,可使用购入的已被加工成规定尺寸的维氏硬度(hv)为100以下的、由金属构成的靶材2,也可将从在溅射靶1的制造工序中与背板6的接合发生异常、落在制品规格范围之外的溅射靶取下背板、并进一步将接合材料除去而得到的靶材作为靶材2。

另外,对靶材2的具体的制造方法的一例进行说明。关于压延,例如被记载于日本特开2010-132942号公报、wo2011/034127中,关于挤出,例如被记载于日本特开2008-156694号公报中,关于锻造,例如被记载于日本特开2017-150015号公报、日本特开2001-240949号公报中。或者,被记载于铝技术便览(轻金属协会铝技术便览编集委员会编,kallos出版,新版,1996年11月18日发行)中。

接下来,将靶材2固定于背板6。具体而言,进行将靶材2与背板6接合的结合。结合的温度取决于结合方法、构成使用的靶材2及背板6的材料的种类,可以为各种温度,例如在用由铟、锡或它们的合金形成的接合材料将由高纯度al(纯度为99.99~99.999%)形成的靶材2、与由无氧铜(纯度为99.99%)形成的背板6结合(焊接)的情况下,优选于150℃以上且300℃以下的温度实施。

作为结合方法,也可采用利用了热压、热等静压加压法的扩散接合方法。另外,靶材2为圆板状的情况下,可使用主要由用于配置靶材2的环部构成的支持构件。前述支持构件优选具有用于使得能固定于溅射装置的凸缘部。可利用tig焊接(tungsteninertgaswelding,钨极惰性气体保护焊)、eb焊接(electronbeamwelding,电子束焊)将靶材2安装于前述环状的支持构件。该焊接工序中,有时也在靶表面形成较厚的氧化层,为了除去或减少该氧化层,有时实施抛光。

接下来,如图2b所示,针对靶材2的溅射面3,使用号数相互不同的多种抛光材料,以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光。具体而言,进行2步抛光的情况下,在第1步的抛光中,沿着靶材2的长边方向(箭头a的方向)一边抛光一边移动抛光材料4。另外,在第2步的抛光中,使用具有比第1步的抛光材料4的号数大的号数的抛光材料,与第1步同样地进行抛光。需要说明的是,在进行3步以上的抛光的情况下,使后一步的抛光材料的号数大于前一步的抛光材料的号数而进行抛光。沿着长边方向进行抛光时,可使抛光材料4上下活动、左右活动,也可使抛光材料4旋转活动。抛光的方向不限于长边方向,也可在其他方向上进行抛光。

作为抛光材料,没有特别限制,可使用在纸、纤维基材上涂布磨粒而得到的抛光材料,尤其优选使用scotch-brite(3mjapan株式会社制)、kenmaron(三共理化学株式会社制)等在尼龙等合成纤维的无纺布中含浸有磨粒的抛光材料。通过使用无纺布等气孔率高且有弹性的基材的抛光材料,能防止因从抛光材料脱离的磨粒而导致的损伤的发生,另外,容易相对于抛光面亲和,从而容易抑制抛光的偏差。另外,对于磨粒也没有特别限制,选择相对于靶材的材质而言具有充分的抛光力、硬度的磨粒即可,靶材为al、cu的情况下,例如可使用sic、氧化铝。需要说明的是,本发明中,抛光材料的磨粒的粒度分布与号数(粒度)的相关以jisr6001为基准。抛光优选在利用吸引、排气及吹气来除去抛光屑、脱离的磨粒的同时进行。由此,能在不在抛光面上残留抛光屑、脱离的磨粒的情况下对靶材2进行抛光,因此,能进一步防止深的损伤、抛光面的粗糙的产生,能进一步提高溅射面3的表面粗糙度的均匀性。通过吸引而进行的抛光屑、脱离的磨粒的除去可通过在集尘机中或集尘机附近实施、使用带有集尘机构的抛光机来进行。

需要说明的是,抛光除了手动操作以外,也可使用安装了抛光材料的抛光机进行。作为抛光机,优选使用轨道砂光机,但不限于此,也可使用迷你角磨机、盘磨机、带式打磨机等任意的抛光机。

接下来,进行抛光后的表面的洗涤。表面的洗涤优选通过吹气、和利用醇的擦拭来进行。用于擦拭的溶剂没有特别限制,例如可使用乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、己烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂、市售的洗涤剂等。由此,制造图1所示的溅射靶1。

需要说明的是,本发明的制造方法除了上述的工序之外,还可包括任意的工序。例如,可在结合工序与抛光工序之间包括用于确认靶材2与背板6的接合率的超声波探伤检查(ut检查)工序、背板6的抛光工序等。

通过前述制造方法,针对硬度并非足够高的(维氏硬度(hv)为100以下的)靶材2的溅射面3,使用号数相互不同的多种抛光材料,以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光,因此,能通过小号数在短时间内除去、减少靶材2的表面的氧化层,随着向大号数变化,能得到靶材2的表面的表面凹凸被减少、不易发生异常放电的溅射靶1。

与此相对,在通过一步来对硬度并非足够高的(维氏硬度(hv)为100以下的)靶材2进行抛光的情况下,针对具有各种硬度的靶材2中的各种靶材来探寻能得到上述效果的那样的号数是非常困难的。此时,号数过粗(号数过小)时,虽然能除去或减少氧化层,但在靶材2上产生会成为异常放电的原因的表面凹凸。认为这是因为,由于靶材2柔软,因而抛光材料的粗粒容易被转印至靶材2的表面。另外,号数过细(号数过大)时,用于得到规定的表面状态的抛光非常耗费时间。

对于多步抛光而言,优选以下述方式进行:在连续两个步骤中,后一步骤中使用的抛光材料的号数大于前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.0倍(优选1.3倍)、且小于2.5倍(优选2.1倍)。通过在连续两个步骤中使用这样的号数,从而能使用粒度比前一步骤细、并且不过粗的抛光材料,能用后一号数显著减小由前一号数造成的损伤,因而,能减小溅射面3的表面凹凸。

多步抛光优选以下述方式进行:最后一步中使用的抛光材料的号数成为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.7倍以下、优选1.6倍以下。通过使用这样的号数,从而能通过最后一步显著减小由最后一步的前一步骤中使用的抛光材料造成的损伤,因此,能减小溅射面3的表面凹凸。

对于多步抛光而言,关于最初的步骤中使用的抛光材料的号数,通常可使用#100以上,但优选的是,以成为优选#280以上、更优选#320以上且#1200以下、进一步优选#360以上且#800以下、进一步更优选#500以上且#700以下的方式进行。通过使最初的步骤中使用的抛光材料的号数大于#320,能防止以在后续阶段中无法被改善的程度对靶材2的溅射面3造成损伤。

对于多步抛光而言,最后一步中使用的抛光材料的号数优选为#800以上且#1500以下。通过使最后一步中使用的抛光材料的号数为#800以上且#1500以下,能利用足够细的粒度的抛光材料进行抛光加工,能将靶材2的溅射面3的表面凹凸充分减小至能有效减少异常放电的发生的程度,能制造在溅射中不易发生异常放电的溅射靶1。

另外,各步骤中的抛光时间没有特别限制,只要是对于对整个溅射面3实施抛光而言充分即可,优选进行抛光直至抛光面成为同样的外观。靶材2为铝的情况下,例如优选的是,进行50s/m2以上、优选100s/m2以上的抛光。

为了对通过上述的工序制造的溅射靶1进行评价,将制造的溅射靶1的溅射面3权宜地进行分割。关于分割,例如,靶材2的溅射面3为长方形的情况下,以至少在靶材2的长边方向上将靶材2的溅射面3均等地分成多个区域的方式进行。

例如,如图3所示,在将靶材2的溅射面3分成3份的情况下,由阴影部分表示的区域s1、s2及s3的面积实质相等。溅射靶1的评价可通过以下方式进行:例如利用接触式表面粗糙度计,测定如上所述地分割的各区域的作为表面粗糙度的尺度的算术平均粗糙度ra,计算测得的多个算术平均粗糙度ra的平均值及标准偏差σ。关于表面粗糙度的测定,优选在前述分割出的区域的中心进行测定。本说明书中,算术平均粗糙度ra为将从通过接触式表面粗糙度计得到的测定曲线上的任意点的高度、减去测定曲线上的所有点的平均高度而得到的值(偏差yi)的绝对值求和并进行平均而得到的值,由下式表示。

对于利用上述方法制造的图1所示的溅射靶1而言,溅射面3的多个(针对面内3~6点左右进行测定)算术平均粗糙度ra的平均值为0.8μm以下,优选为0.6μm以下,更优选为0.5μm以下。算术平均粗糙度ra的平均值的下限值没有特别限制,优选为0.01μm以上,更优选为0.05μm以上,进一步优选为0.08μm以上,特别优选为0.1μm以上。溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为上述的下限以上时,溅射靶1的溅射面3上残留有因微细的机械加工痕迹(抛光痕)而产生的凹凸,溅射初始阶段的溅射容易稳定。另外,多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ为0.2μm以下,优选为0.15μm以下,更优选为0.1μm以下,进一步优选为0.08μm以下,此外,与算术平均粗糙度ra的平均值之比(多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ/多个算术平均粗糙度ra的平均值)优选为0.3以下,更优选为0.2以下,进一步优选为0.15以下。作为使制造的溅射靶1的算术平均粗糙度ra的平均值、标准偏差σ及ra的标准偏差σ/ra的平均值为优选范围(算术平均粗糙度ra的平均值:0.5μm以下,标准偏差σ:0.1μm以下,ra的标准偏差σ/ra的平均值:0.2以下)的具体方法,以在连续两个步骤中、后一步骤中使用的抛光材料的号数大于前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.0倍、并且小于2.5倍的方式进行抛光。此处,最初的步骤中使用的抛光材料的号数为#400以上。另外,最后一步中使用的抛光材料的号数为#800以上且#1500以下。另外,最后一步中使用的抛光材料的号数为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.5倍以下。对于按照上述方式得到的溅射靶1而言,即使在与背板、支持构件接合后,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值也足够小,为0.5μm以下,因而,表面凹凸少,不易发生异常放电。另外,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ足够小,为0.1μm以下,ra的标准偏差σ/ra的平均值足够小,为0.2以下,由于溅射面3的表面的状态一致,因而不易产生局部静电,不易发生异常放电。此外,也能有效地抑制溅射初期的硬电弧的产生。

利用上述方法制造的图1所示的溅射靶1中,作为靶材2的材料的金属的维氏硬度为100以下即可,没有特别限制,例如,可以是作为cu(无氧铜)的硬度的90以下、作为al-0.5重量%cu合金的硬度的30以下、或作为纯al的硬度的20以下的硬度。

靶材2的材料没有特别限制,只要是具有前述这样的hv的材料即可,例如可使用al、cu及包含它们的金属等。从发挥本申请的效果的观点考虑,靶材2的维氏硬度优选为95以下,更优选为60以下,进一步优选为50以下,更进一步优选为40以下,特别优选为30以下。背板6中优选使用具有比靶材2的硬度大的硬度的金属,例如可使用cu、cu合金、al合金、ti等。

上文中对平板型的溅射靶进行了说明,但关于圆筒形的溅射靶,也可利用同样的方法来制造在溅射中不易发生异常放电的溅射靶。以下对作为本发明的一个实施方式的圆筒形的溅射靶的制造方法进行说明。

准备维氏硬度(hv)为100以下的由金属构成的圆筒形的靶材。圆筒形的靶材可利用挤出法等由利用熔化铸造法、喷镀成型法、粉末冶金法等制作的金属块成型。对于靶材而言,优选在成为溅射面的外周面上不存在变形,利用车床进行的机械加工、利用磨床进行的磨削加工能在不改变靶材的维氏硬度(hv)的情况下,将变形从成为溅射面的外周面去除,因而优选。在使用衬管的溅射靶的情况下,将靶材与衬管结合。结合的温度取决于结合方法、构成使用的靶材及衬管的材料的种类,可以为各种温度,例如在用由铟、锡或它们的合金形成的接合材料将由高纯度al(纯度为99.99~99.999%)形成的靶材、与由sus304形成的衬管结合(焊接)的情况下,优选于150℃以上且300℃以下的温度实施。

另外,在准备圆筒形的靶材的工序中,可使用购入的已被加工成规定尺寸的维氏硬度(hv)为100以下的由金属构成的圆筒形的靶材,也可将从在圆筒形的溅射靶的制造工序中与衬管的接合发生异常、落在制品规格范围之外的圆筒形的溅射靶取下衬管、并进一步将接合材料除去而得到的靶材作为圆筒形的靶材。

另外,对圆筒形的靶材的具体的制造方法的一例进行说明。关于挤出法,例如被记载于日本特开2013-185238号公报、日本特开2009-90367号公报中。或者,被记载于铝技术便览(轻金属协会铝技术便览编集委员会编,kallos出版,新版,1996年11月18日发行)中。

另外,在安装凸缘、帽材料的溅射靶的情况下,利用tig焊接(tungsteninertgaswelding,钨极惰性气体保护焊)、eb焊接(electronbeamwelding,电子束焊)将帽、凸缘安装于靶材的两端。该焊接工序中,有时也在靶表面上形成较厚的氧化层,为了除去或减少该氧化层,有时实施抛光。

关于抛光工序、抛光后的表面的洗涤工序、其他的任意的工序,也可与板状的靶的情况同样地实施。抛光工序中,可使用在纸、纤维基材上涂布磨粒而得到的抛光材料,与板状的靶的情况同样地利用手动操作、或使用抛光机来实施。针对靶材的溅射面,使用号数相互不同的多种抛光材料,以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光。具体而言,沿着圆筒形的靶材2的轴向一边抛光一边移动抛光材料。此时,可以一边旋转靶材一边移动抛光材料,也可在将靶材固定的状态下移动抛光材料。另外,在进行抛光时,靶材的轴向可以成为水平,也可相对于地面垂直。此外,也可以以容易抛光的角度倾斜。另外,在第2步的抛光中,使用具有比第1步的抛光材料的号数大的号数的抛光材料,与第1步同样地进行抛光。需要说明的是,在进行3步以上的抛光的情况下,使后一步的抛光材料的号数大于前一步的抛光材料的号数而进行抛光。沿着长边方向进行抛光时,可使抛光材料上下活动、左右活动,也可使抛光材料旋转活动。抛光的方向不限于轴向,也可在其他方向上进行抛光。

通过上述的工序制造的圆筒形溅射靶的表面粗糙度的评价与板状的靶的情况同样,优选在靶材的长度方向上将溅射面权宜地分成多个区域,在前述分割出的区域的中心进行测定。对于通过上述方法制造的圆筒形溅射靶而言,溅射面的多个(针对面内3~6点左右进行测定)算术平均粗糙度ra的平均值为0.8μm以下,优选为0.6μm以下,更优选为0.5μm以下。算术平均粗糙度ra的平均值的下限值没有特别限制,优选为0.01μm以上,更优选为0.05μm以上,进一步优选为0.08μm以上,特别优选为0.1μm以上。溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为上述的下限以上时,溅射靶1的溅射面3上残留有因微细的机械加工痕迹(抛光痕)而产生的凹凸,溅射初始阶段的溅射容易稳定。另外,多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ为0.2μm以下,优选为0.15μm以下,更优选为0.1μm以下,进一步优选为0.08μm以下,此外,多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ与ra的平均值之比(ra的标准偏差σ/ra的平均值)为0.3以下,优选为0.2以下,更优选为0.15以下。作为使制造的圆筒形溅射靶的算术平均粗糙度ra的平均值及标准偏差σ为优选范围(算术平均粗糙度ra的平均值:0.5μm以下,标准偏差σ:0.1μm以下,ra的标准偏差σ/ra的平均值:0.2以下)的具体方法,优选以在连续两个步骤中、后一步骤中使用的抛光材料的号数大于前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.0倍、并且小于2.5倍的方式进行抛光。此处,最初的步骤中使用的抛光材料的号数优选大于#320。另外,最后一步中使用的抛光材料的号数优选为#800以上且#1500以下。另外,最后一步中使用的抛光材料的号数优选为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.7倍以下。对于按照上述方式得到的溅射靶1而言,即使在与衬管、凸缘、帽材料接合后,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值也足够小,为0.5μm以下,因而表面凹凸少,不易发生异常放电。另外,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的标准偏差σ足够小,为0.1μm以下,ra的标准偏差σ/ra的平均值足够小,为0.2以下,由于溅射面3的表面的状态一致,因而不易产生局部静电,不易发生异常放电。

(实施例1~7)

准备维氏硬度为16的纯度为99.999%的高纯度al制的轧制板,用门型加工中心进行切削加工,由此,制作300mm×350mm×t16mm的靶材2。对于维氏硬度,由与靶材2相同的高纯度al制的轧制板制作50mm×50mm×t16mm的测定用样品,使用株式会社岛津制作所制的微小硬度计hmv-2tadw,在试验力为9.807n、试验力保持时间为15s的条件下形成压痕,然后,基于jisz2244:2003进行测定。对于靶材2的溅射面,以成为平坦的面的方式实施铣刀加工。如图3所示,将溅射面3权宜地分割成3个区域,在各区域的中心,使用mitutoyocorporation制的小型表面粗糙度计surftestsj-301,基于jisb06012001来测定算术平均粗糙度ra,结果,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.32μm。于200℃将切削加工后的靶材2、与由纯度为99.99%的无氧铜构成的背板6焊接结合,形成溅射靶1。对形成的溅射靶1进行ut检查,然后,利用kenmaron对背板6进行抛光。

接下来,针对靶材2的溅射面3,使用号数相互不同的多种抛光材料,以从小号数至大号数的顺序进行多步抛光。抛光使用安装了各种号数(粒度)的kenmaron(三共理化学株式会社制)的轨道砂光机(sv12sg,日立工机株式会社制)进行,通过一边将振动的抛光材料推靠至靶材2的溅射面3一边使该振动的抛光材料移动来进行。此时,通过在集尘机中进行抛光,从而在将抛光屑去除的同时进行抛光。各步骤中的抛光进行至溅射面的外观变得一致。

抛光后,向靶材2的溅射面3吹气,进行乙醇擦拭。接下来,与抛光前同样地,将溅射面3权宜地分割成3个区域,在各区域的中心,测定算术平均粗糙度ra的参数,算出溅射面3的多个算术平均粗糙度的平均值及标准偏差σ。将多步抛光中使用的抛光材料的号数、算出的多个算术平均粗糙度ra的平均值、标准偏差σ、ra的标准偏差σ/ra的平均值、最大值与最小值之差、及最大值与最小值之差/ra的平均值示于以下的表1。

[表1]

如表1所示,通过对由上述工序得到的溅射靶1进行多步抛光,从而可提供多个算术平均粗糙度ra的平均值低于0.8μm的、不易发生异常放电的溅射靶1。通过使第1步的号数大于#320,从而提供了多个算术平均粗糙度ra的平均值低于0.6μm的、良好的溅射面3。另外,在连续两个步骤中,通过使后一步骤中使用的抛光材料的号数小于前一步骤中使用的抛光材料的号数的2.5倍,从而能通过后一步骤显著减小在前一步骤中形成的损伤,因而,能使多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.6μm以下,能有效减小标准偏差σ,并且,能将最大值与最小值之差抑制为0.50μm以下。另外,通过使多步抛光中的最后一步中使用的抛光材料的号数为最后一步的前一步骤中使用的抛光材料的号数的1.7倍以下,从而提供了多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.5μm以下、并且标准偏差σ为0.1μm以下(ra的标准偏差σ/ra的平均值为0.2以下)、并且最大值与最小值之差为0.20μm以下(最大值与最小值之差/ra的平均值为0.4以下)的表面凹凸及其偏差小的良好溅射面3。

(实施例8~9)

此外,准备维氏硬度为16的纯度为99.999%的高纯度al制的轧制板,用门型加工中心进行切削加工,由此,制作950mm×1000mm×t16mm的靶材2。对于维氏硬度,利用与实施例1~7同样的方法进行测定。对于靶材2的溅射面,以成为平坦的面的方式实施铣刀加工。将溅射面3权宜地分割成16个区域,在各区域的中心,使用mitutoyocorporation制的小型表面粗糙度计surftestsj-301,基于jisb06012001来测定算术平均粗糙度ra,结果,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.35μm。于200℃将切削加工后的靶材2、与由纯度为99.99%的无氧铜构成的背板6焊接结合,形成溅射靶1。对形成的溅射靶1进行ut检查,然后,利用kenmaron对背板6进行抛光。

接下来,在与实施例1同样的条件下对靶材2的溅射面3进行多步抛光。接下来,与抛光前同样地,将溅射面3权宜地分割成16个区域,由此,算出溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值及标准偏差σ。将算出的多个算术平均粗糙度ra的平均值、标准偏差σ、ra的标准偏差σ/ra的平均值、最大值与最小值之差、及最大值与最小值之差/ra的平均值一并记载于表1。

由实施例8及9的结果可知,本发明的抛光方法也适用于尺寸大的靶材的抛光。

(实施例10)

准备维氏硬度为88的纯度为99.99%的无氧铜制的轧制板,用门型加工中心进行了切削加工从而制作300mm×350mm×t16mm的靶材2。对于维氏硬度,由与靶材2相同的无氧铜制的轧制板制作50mm×50mm×t16mm的测定用样品,使用株式会社明石制作所制的维氏硬度计avk-a,在试验力为20kgf、试验力保持时间为15s的条件下形成压痕,然后,基于jisz2244:2003进行测定。对于靶材2的溅射面,以成为平坦的面的方式实施铣刀加工。将溅射面3权宜地分割成3个区域,在各区域的中心,使用mitutoyocorporation制的小型表面粗糙度计surftestsj-301,基于jisb06012001来测定算术平均粗糙度ra,结果,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.29μm。于200℃将切削加工后的靶材2、与由纯度为99.99%的无氧铜构成的背板6焊接结合,形成溅射靶1。对形成的溅射靶1进行ut检查,然后,利用kenmaron对背板6进行抛光。

接下来,在与实施例1同样的条件下对靶材2的溅射面3进行多步抛光。接下来,与抛光前同样地,将溅射面3权宜地分割成3个区域,由此,算出溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值及标准偏差σ。将算出的多个算术平均粗糙度ra的平均值、标准偏差σ、ra的标准偏差σ/ra的平均值、最大值与最小值之差、及最大值与最小值之差/平均值示于以上的表1。

上述实施例中,形成平板型靶材并对其进行了评价,但对于圆筒形靶材而言,通过进行同样的处理也能得到同样的结果。

(比较例)

准备维氏硬度为16的纯度为99.999%的高纯度al制的轧制板,用门型加工中心进行切削加工,由此,制作300mm×350mm×t16mm的靶材2。对于维氏硬度,利用与实施例1~7同样的方法进行测定。对于靶材2的溅射面,以成为平坦的面的方式实施铣刀加工。将溅射面3权宜地分割成3个区域,在各区域的中心,使用mitutoyocorporation制的小型表面粗糙度计surftestsj-301,基于jisb06012001来测定算术平均粗糙度ra,结果,溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值为0.42μm。于200℃将切削加工后的靶材2、与由纯度为99.99%的无氧铜构成的背板6焊接结合,形成溅射靶1。对形成的溅射靶1进行ut检查,然后,利用kenmaron对背板6进行抛光。

接下来,在抛光材料的号数为#180的条件下对靶材2的溅射面3进行一步抛光。抛光进行至溅射面的外观变得一致。接下来,与抛光前同样地,将溅射面3权宜地分割成3个区域,由此,算出溅射面3的多个算术平均粗糙度ra的平均值及标准偏差σ。将算出的多个算术平均粗糙度ra的平均值、标准偏差σ、ra的标准偏差σ/ra的平均值、最大值与最小值之差、及最大值与最小值之差/ra的平均值一并记载于表1。

实施例1~10中,通过抛光而达成了算术平均粗糙度ra平均值低的状态,但在比较例1中,通过抛光,算术平均粗糙度ra平均值显著增加。认为这是因为,在比较例1中未进行多步抛光,因而未能有效地减小表面凹凸。

附图标记说明

1溅射靶

2靶材

3溅射面

4抛光材料

6背板

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