JPH11335826A - Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法 - Google Patents
Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法Info
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- JPH11335826A JPH11335826A JP16291498A JP16291498A JPH11335826A JP H11335826 A JPH11335826 A JP H11335826A JP 16291498 A JP16291498 A JP 16291498A JP 16291498 A JP16291498 A JP 16291498A JP H11335826 A JPH11335826 A JP H11335826A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】反りが少なく、しかも、パーティクルの少ない
薄膜を形成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲット
材の製造方法を提供する。 【解決手段】Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理を施した
後、最終加工として冷間圧延加工を施す。最終冷間圧延
加工の加工率は、好ましくは１０〜３０％であり、最終
冷間圧延加工後の０．２％耐力は、好ましくは冷間圧延
加工前の１．５倍以上である。
薄膜を形成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲット
材の製造方法を提供する。 【解決手段】Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理を施した
後、最終加工として冷間圧延加工を施す。最終冷間圧延
加工の加工率は、好ましくは１０〜３０％であり、最終
冷間圧延加工後の０．２％耐力は、好ましくは冷間圧延
加工前の１．５倍以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａｌ合金製スパッ
タリングターゲット材の製造方法に関するものであり、
詳しくは、反りが少なく、しかも、パーティクルの少な
い薄膜を形成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲッ
ト材の製造方法に関するものである。
タリングターゲット材の製造方法に関するものであり、
詳しくは、反りが少なく、しかも、パーティクルの少な
い薄膜を形成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲッ
ト材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材
（以下、ターゲット材と略記する）には、裏面にバッキ
ングプレート（Ｃｕ板）を接合して使用されるタイプ
と、接合部がなくバッキングプレート相当部もターゲッ
ト素材で形成された一体型のタイプとがある。斯かるタ
ーゲット材は、何れも、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処
理を施して製造される。
（以下、ターゲット材と略記する）には、裏面にバッキ
ングプレート（Ｃｕ板）を接合して使用されるタイプ
と、接合部がなくバッキングプレート相当部もターゲッ
ト素材で形成された一体型のタイプとがある。斯かるタ
ーゲット材は、何れも、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処
理を施して製造される。
【０００３】上記のターゲット材は、塑性加工時に加工
歪による高強度を示すが、再結晶のための熱処理により
加工歪が除去されるため、最終的には軟化した状態とな
る。また、ターゲット材の結晶粒径は、Ａｌの純度や添
加金属の種類および量によって変化するが、一般には５
０〜２５０μｍの範囲である。
歪による高強度を示すが、再結晶のための熱処理により
加工歪が除去されるため、最終的には軟化した状態とな
る。また、ターゲット材の結晶粒径は、Ａｌの純度や添
加金属の種類および量によって変化するが、一般には５
０〜２５０μｍの範囲である。
【０００４】ターゲット材は、スパッタリング時スパッ
タ面側が高温となって膨張し、スパッタ面側が凸に反
る。一方、裏面が水冷されているため、スパッタリング
が終了すると収縮する。そして、上記の膨張収縮を繰り
返す都度に残留した僅かな塑性歪みが積み重なり、ター
ゲット材の反りが徐々に大きくなり、スパッタ面側が凸
状態となる。特に、一体型ターゲット材は、バッキング
プレート相当部もＡｌ合金で構成されているため、機械
的強度が劣り、上記の反りが大きい。そして、反りが大
きくなると、通常１〜２ｍｍ程度に保持されているター
ゲット材とシールド板との間隔が変化し、スパッタ放電
が不安定となる。
タ面側が高温となって膨張し、スパッタ面側が凸に反
る。一方、裏面が水冷されているため、スパッタリング
が終了すると収縮する。そして、上記の膨張収縮を繰り
返す都度に残留した僅かな塑性歪みが積み重なり、ター
ゲット材の反りが徐々に大きくなり、スパッタ面側が凸
状態となる。特に、一体型ターゲット材は、バッキング
プレート相当部もＡｌ合金で構成されているため、機械
的強度が劣り、上記の反りが大きい。そして、反りが大
きくなると、通常１〜２ｍｍ程度に保持されているター
ゲット材とシールド板との間隔が変化し、スパッタ放電
が不安定となる。
【０００５】上記の様な理由により、バッキングプレー
ト付ターゲット材の強度で設計されたスパッタ装置に一
体型ターゲット材を装着した場合は、ターゲット材使用
寿命の半ばで使用不可能となり、また、一体型ターゲッ
ト材に基づいてスパッタ装置を設計する場合にもＡｌ強
度による制約がある。
ト付ターゲット材の強度で設計されたスパッタ装置に一
体型ターゲット材を装着した場合は、ターゲット材使用
寿命の半ばで使用不可能となり、また、一体型ターゲッ
ト材に基づいてスパッタ装置を設計する場合にもＡｌ強
度による制約がある。
【０００６】また、ターゲット材の製造においては、ス
パッタリング時に発生するパーティクルの発生を抑制す
るため、結晶粒径を小さくする試みが種々行われてい
る。すなわち、結晶粒径を小さくすることにより、ター
ゲット材のスパッタされた面の表面粗さが小さくなり、
その結果、ターゲット材表面での微小異常放電が抑えら
れてパーティクルの少ない薄膜が形成される。
パッタリング時に発生するパーティクルの発生を抑制す
るため、結晶粒径を小さくする試みが種々行われてい
る。すなわち、結晶粒径を小さくすることにより、ター
ゲット材のスパッタされた面の表面粗さが小さくなり、
その結果、ターゲット材表面での微小異常放電が抑えら
れてパーティクルの少ない薄膜が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反り
が少ないＡｌ製スパッタリングターゲット材の製造方法
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、結
晶粒径の微小化のための特別の手段を採用せず、上記の
反りの改良手段により、パーティクルの少ない薄膜を形
成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造
方法を提供することにある。
が少ないＡｌ製スパッタリングターゲット材の製造方法
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、結
晶粒径の微小化のための特別の手段を採用せず、上記の
反りの改良手段により、パーティクルの少ない薄膜を形
成し得るＡｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理を施した後、最終
加工として冷間圧延加工を施すことを特徴とするＡｌ合
金製スパッタリングターゲット材の製造方法に存する。
は、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理を施した後、最終
加工として冷間圧延加工を施すことを特徴とするＡｌ合
金製スパッタリングターゲット材の製造方法に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、Ａｌ合金としては、ＡｌにＳｉ、Ｃ
ｕ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｈｆ等の添加
金属元素の１種または２種以上を添加した合金が使用さ
れる。上記のＡｌとしては、精密な金属薄膜を形成する
ため、より高純度のものが使用され、その純度は、通常
９９．９９％以上とされる。そして、添加金属元素の添
加量は、合計として、通常０．０１〜１０重量％、好ま
しくは０．１〜３重量％とされる。
本発明において、Ａｌ合金としては、ＡｌにＳｉ、Ｃ
ｕ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｈｆ等の添加
金属元素の１種または２種以上を添加した合金が使用さ
れる。上記のＡｌとしては、精密な金属薄膜を形成する
ため、より高純度のものが使用され、その純度は、通常
９９．９９％以上とされる。そして、添加金属元素の添
加量は、合計として、通常０．０１〜１０重量％、好ま
しくは０．１〜３重量％とされる。
【００１０】先ず、本発明の製造方法においては、従来
公知の方法と同様に、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理
を施す。Ａｌ合金素材としては、素材のインゴット（ビ
レット又はスラブ）が使用される。塑性加工とは、プレ
ス、圧延などの処理による塑性変形を与えることを言
い、その際の材料厚さの低下率は加工率と称される。上
記の塑性加工は、冷間すなわち室温近辺で行なわれる。
その加工率は、通常５０〜９０％とされる。加熱処理
は、例えば４００℃で１５分程度行われ、これにより、
再結晶粒が形成される。
公知の方法と同様に、Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理
を施す。Ａｌ合金素材としては、素材のインゴット（ビ
レット又はスラブ）が使用される。塑性加工とは、プレ
ス、圧延などの処理による塑性変形を与えることを言
い、その際の材料厚さの低下率は加工率と称される。上
記の塑性加工は、冷間すなわち室温近辺で行なわれる。
その加工率は、通常５０〜９０％とされる。加熱処理
は、例えば４００℃で１５分程度行われ、これにより、
再結晶粒が形成される。
【００１１】次いで、本発明の製造方法においては、最
終加工として冷間圧延加工を施す。これにより、強度が
高められ、その結果、スパッタリング時にターゲット材
の耐力（応力耐性）が向上して反りが軽減される。ま
た、同時にターゲット材のスパッタされた面の表面粗さ
が小さくなり、スパッタリング時にターゲット材表面で
の微小異常放電が抑えられ、パーティクルの少ない薄膜
が形成される。
終加工として冷間圧延加工を施す。これにより、強度が
高められ、その結果、スパッタリング時にターゲット材
の耐力（応力耐性）が向上して反りが軽減される。ま
た、同時にターゲット材のスパッタされた面の表面粗さ
が小さくなり、スパッタリング時にターゲット材表面で
の微小異常放電が抑えられ、パーティクルの少ない薄膜
が形成される。
【００１２】上記の最終冷間圧延加工は、上記の塑性加
工と同様に行うことが出来るが、加工率は１０〜３０％
の範囲が好ましい。加工率が１０％未満の場合は、強度
の改善効果が十分ではなく、加工率が３０％を超える場
合は、既に調節した結晶粒の歪みが大きくなり過ぎてス
パッタリング特性が不安定となる。
工と同様に行うことが出来るが、加工率は１０〜３０％
の範囲が好ましい。加工率が１０％未満の場合は、強度
の改善効果が十分ではなく、加工率が３０％を超える場
合は、既に調節した結晶粒の歪みが大きくなり過ぎてス
パッタリング特性が不安定となる。
【００１３】本発明においては、最終冷間圧延加工の好
適な条件を示す指標として０．２％耐力を利用すること
が出来る。０．２％耐力は、材料に０．２％塑性歪みを
与える変形応力を意味する。本発明においては、最終冷
間圧延加工後の０．２％耐力がその加工前の１．５倍以
上、好ましくは１．５〜３．０倍となる様に調整するの
が好ましい。これにより、一般にバッキングプレートに
使用されているＣｕ板と同等もしくはそれ以上の強度を
達成することが出来る。
適な条件を示す指標として０．２％耐力を利用すること
が出来る。０．２％耐力は、材料に０．２％塑性歪みを
与える変形応力を意味する。本発明においては、最終冷
間圧延加工後の０．２％耐力がその加工前の１．５倍以
上、好ましくは１．５〜３．０倍となる様に調整するの
が好ましい。これにより、一般にバッキングプレートに
使用されているＣｕ板と同等もしくはそれ以上の強度を
達成することが出来る。
【００１４】上記の様にして得られたターゲット材は、
所定の形状に裁断された後、バッキングプレート相当部
もＡｌターゲット素材で形成された一体型ターゲットの
場合は、旋盤などにより、バッキングプレート相当部を
含め、所定形状に面削り加工された後、スパッタリング
装置にセットしてスパッタリングに供せられる。バッキ
ングプレート接合型ターゲットに加工する場合は、ター
ゲット材の裏面に冷却装置としてバッキングプレートが
ハンダ付け法など公知の方法により接合された後、所定
形状に面削り加工される。本発明の製造方法による効果
は、一体型ターゲットの場合に顕著である。
所定の形状に裁断された後、バッキングプレート相当部
もＡｌターゲット素材で形成された一体型ターゲットの
場合は、旋盤などにより、バッキングプレート相当部を
含め、所定形状に面削り加工された後、スパッタリング
装置にセットしてスパッタリングに供せられる。バッキ
ングプレート接合型ターゲットに加工する場合は、ター
ゲット材の裏面に冷却装置としてバッキングプレートが
ハンダ付け法など公知の方法により接合された後、所定
形状に面削り加工される。本発明の製造方法による効果
は、一体型ターゲットの場合に顕著である。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
【００１６】実施例１ 連続鋳造法によりＳｉ：１重量％及びＣｕ：０．５重量
％を含有するＡｌ合金材料のインゴットを輪切りにし、
室温で厚さが３７．５ｍｍ（加工率８５％）の円盤にな
る様にプレス加工を行なった後、４００℃で１５分間の
熱処理を行い、更に、最終冷間圧延加工として、室温で
加工率２０％の圧延加工を行なった。次いで、直径３０
０ｍｍ、厚さ２７ｍｍの円盤を切り出し、その表面およ
び周縁端面を面削り加工してターゲット材とした。
％を含有するＡｌ合金材料のインゴットを輪切りにし、
室温で厚さが３７．５ｍｍ（加工率８５％）の円盤にな
る様にプレス加工を行なった後、４００℃で１５分間の
熱処理を行い、更に、最終冷間圧延加工として、室温で
加工率２０％の圧延加工を行なった。次いで、直径３０
０ｍｍ、厚さ２７ｍｍの円盤を切り出し、その表面およ
び周縁端面を面削り加工してターゲット材とした。
【００１７】スパッタリング装置（日本真空技術社製Ｍ
ＬＸ３０００）に上記のターゲット材を装着し、外径６
インチのＳｉウェーハを基板固定装置にセットし、バッ
キングプレート装置に冷却水を循環しつつ、ターゲット
材表面にアルゴンイオンを７５秒間照射して、Ｓｉウェ
ーハ上に厚さ約１μｍのＡｌ合金薄膜を形成した。な
お、スパッタリングは、電力６．５ｋＷで積算電力量３
００ｋＷＨまで行った。
ＬＸ３０００）に上記のターゲット材を装着し、外径６
インチのＳｉウェーハを基板固定装置にセットし、バッ
キングプレート装置に冷却水を循環しつつ、ターゲット
材表面にアルゴンイオンを７５秒間照射して、Ｓｉウェ
ーハ上に厚さ約１μｍのＡｌ合金薄膜を形成した。な
お、スパッタリングは、電力６．５ｋＷで積算電力量３
００ｋＷＨまで行った。
【００１８】上記の使用前のターゲットは表面が面削り
加工されているため、当該面削り加工の初期の影響を除
くため、先ず９６枚のＳｉウェーハに対して上記の予備
スパッタリング操作を繰り返した後、改めて実施例とし
て１２枚のＳｉウェーハについてスパッタリング操作を
繰り返した。スパッタリング操作の間、放電電圧の変動
をモニターして１０％以上の放電電圧の変動を異常放電
とし、１２枚（延べ処理時間１５分）のＳｉウェーハに
ついて発生した異常放電回数の合計を異常放電回数とし
た。
加工されているため、当該面削り加工の初期の影響を除
くため、先ず９６枚のＳｉウェーハに対して上記の予備
スパッタリング操作を繰り返した後、改めて実施例とし
て１２枚のＳｉウェーハについてスパッタリング操作を
繰り返した。スパッタリング操作の間、放電電圧の変動
をモニターして１０％以上の放電電圧の変動を異常放電
とし、１２枚（延べ処理時間１５分）のＳｉウェーハに
ついて発生した異常放電回数の合計を異常放電回数とし
た。
【００１９】１２枚のスパッタリング終了後、各Ｓｉウ
ェーハ上に形成されたＡｌ合金の薄膜中のパーティクル
等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測
定には、レーザー式パーティクルカウンター（ＴＥＮＣ
ＯＲ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製商品「ＳＦ−６４２
０」）を使用し、その際、外径０．３μｍ以上のパーテ
ィクル等の個数をパーティクル個数とし、１２枚のＳｉ
ウェーハのパーティクルの１枚当たりの平均個数をパー
ティクル数とした。
ェーハ上に形成されたＡｌ合金の薄膜中のパーティクル
等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測
定には、レーザー式パーティクルカウンター（ＴＥＮＣ
ＯＲ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製商品「ＳＦ−６４２
０」）を使用し、その際、外径０．３μｍ以上のパーテ
ィクル等の個数をパーティクル個数とし、１２枚のＳｉ
ウェーハのパーティクルの１枚当たりの平均個数をパー
ティクル数とした。
【００２０】また、一連のスパッタリング操作が終了し
た後、スパッタリング装置からターゲット材を取り外
し、ターゲット材表面の結晶粒の平均粒径を求積法によ
り測定し、更に、ＪＩＳ Ｂ−０６０１号の規定に準拠
してその表面の表面粗さＲａ値およびＲｍａｘ値を測定
し、その結果を表１に示した。
た後、スパッタリング装置からターゲット材を取り外
し、ターゲット材表面の結晶粒の平均粒径を求積法によ
り測定し、更に、ＪＩＳ Ｂ−０６０１号の規定に準拠
してその表面の表面粗さＲａ値およびＲｍａｘ値を測定
し、その結果を表１に示した。
【００２１】比較例１ 実施例１において、最終冷間圧延加工を省略した以外
は、実施例１と同様にしてターゲットを得た。このター
ゲットを使用し、実施例１と同様にスパッタリング操作
を行ない、異常放電回数、パーティクル数、表面粗さＲ
ａ値、Ｒｍａｘ値、結晶粒の粒径の測定を行なった。こ
れらの測定結果を表１に示した。
は、実施例１と同様にしてターゲットを得た。このター
ゲットを使用し、実施例１と同様にスパッタリング操作
を行ない、異常放電回数、パーティクル数、表面粗さＲ
ａ値、Ｒｍａｘ値、結晶粒の粒径の測定を行なった。こ
れらの測定結果を表１に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上、説明した本発明によれば、反りが
少なく、しかも、パーティクルの少ない薄膜を形成し得
るＡｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法が
提供され、本発明の工業的価値は大きい。
少なく、しかも、パーティクルの少ない薄膜を形成し得
るＡｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法が
提供され、本発明の工業的価値は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８５ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８５Ｚ ６９４ ６９４Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 Ａｌ合金素材に塑性加工と熱処理を施し
た後、最終加工として冷間圧延加工を施すことを特徴と
するＡｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方
法。 - 【請求項２】 最終冷間圧延加工の加工率が１０〜３０
％である請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 最終冷間圧延加工後の０．２％耐力がそ
の加工前の１．５倍以上である請求項１又は２に記載の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16291498A JPH11335826A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16291498A JPH11335826A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335826A true JPH11335826A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15763637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16291498A Withdrawn JPH11335826A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Ａｌ合金製スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11335826A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531289A (ja) * | 2000-04-14 | 2003-10-21 | トーソー エスエムディー，インク． | スパッターリング時の粒子状放出物を少なくするためのスパッターターゲットとそれを製造する方法 |
| JP2006144119A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-06-08 | Kobelco Kaken:Kk | Ａｌ−Ｎｄ合金スパッタリング用積層体 |
| CN100420757C (zh) * | 2006-09-29 | 2008-09-24 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 一种制备溅射靶材料的方法 |
| JP2011162828A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | Ａｌ基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP2012515847A (ja) * | 2009-01-22 | 2012-07-12 | トーソー エスエムディー，インク． | 一体構造のアルミニウム合金ターゲットとそれを製造する方法 |
| WO2013047199A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| WO2014148424A1 (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Ｔｉ－Ａｌ合金スパッタリングターゲット |
| WO2023121281A1 (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 주식회사 나이스엘엠에스 | 알루미늄 스퍼터링 타겟 제조 방법 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP16291498A patent/JPH11335826A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5886473B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-03-16 | Ｊｘ金属株式会社 | Ｔｉ−Ａｌ合金スパッタリングターゲット |
| WO2023121281A1 (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 주식회사 나이스엘엠에스 | 알루미늄 스퍼터링 타겟 제조 방법 |
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