溅射靶的加工方法、溅射靶的加工装置、溅射靶及溅射靶制品的制造方法与流程

本发明涉及溅射靶的加工方法、溅射靶的加工装置、溅射靶及溅射靶制品的制造方法。

背景技术：

在溅射靶制品的制造中，以往有如下工序：用刀具切削溅射靶的外周面，对于溅射靶的外周面，对构成该外周面的每一边进行加工(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-84682号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

作为溅射靶制品，要求溅射靶的外周面没有变形的制品。在溅射靶的外周面存在变形的状态下，当对基板与溅射靶之间施加高电压时，有可能会引起异常放电。

本发明提供能够制作变形少的溅射靶的溅射靶的加工方法、溅射靶的加工装置、溅射靶及溅射靶制品的制造方法。

用于解决课题的手段

溅射靶的加工方法是对包含溅射面、前述溅射面的相反侧的相对面、和前述溅射面与前述相对面之间的外周面的溅射靶进行加工的方法，所述溅射靶的加工方法具备：

将前述溅射靶的前述溅射面或前述相对面设置于固定台，从而将前述溅射靶固定于前述固定台的工序；及

一边使切削工具沿前述溅射靶的前述外周面的周向旋转，一边利用前述切削工具切削前述溅射靶的前述外周面的工序。

根据前述溅射靶的加工方法，一边使切削工具沿溅射靶的外周面的周向旋转，一边利用切削工具切削溅射靶的外周面。由此，能够一边释放在溅射靶的外周面产生的热，一边切削溅射靶的外周面。因而，能够减少因加工时产生的热而导致的变形，实现变形少的溅射靶。

在溅射靶的加工方法的一个实施方式中，前述固定台通过抽真空来吸附前述溅射靶的前述溅射面或前述相对面，从而固定前述溅射靶。

根据前述实施方式，固定台通过抽真空来吸附溅射靶的溅射面或相对面，从而固定溅射靶。由此，切削工具在沿溅射靶的外周面的周向移动时，固定台不会阻止切削工具的移动，能够确保切削工具的轨道。

溅射靶的加工装置是对包含溅射面、前述溅射面的相反侧的相对面、和前述溅射面与前述相对面之间的外周面的溅射靶进行加工的装置，所述溅射靶的加工装置具备：

固定台，设置前述溅射靶的前述溅射面或前述相对面，从而固定前述溅射靶；

切削工具，切削前述溅射靶；及

控制装置，以一边使前述切削工具沿前述溅射靶的前述外周面的周向旋转，一边利用前述切削工具切削前述溅射靶的前述外周面的方式，控制前述切削工具。

前述控制装置以一边使切削工具沿溅射靶的外周面的周向旋转，一边利用切削工具切削溅射靶的外周面的方式，控制切削工具。由此，能够一边释放在溅射靶的外周面产生的热，一边切削溅射靶的外周面。因而，能够减少因加工时产生的热而导致的变形，实现变形少的溅射靶。

溅射靶是包含溅射面、前述溅射面的相反侧的相对面、和前述溅射面与前述相对面之间的外周面的溅射靶，

前述外周面从侧面侧观察为大致长方形，

前述溅射靶的长边侧的侧面的最大变形为0.15mm以下。

根据前述溅射靶，由于最大变形为0.15mm以下，因此能够实现精度高的溅射靶。

在前述溅射靶的一个实施方式中，前述溅射靶的长边侧的侧面的最大变形相对于前述溅射靶的长边方向的长度而言的比例为0.0075％以下。

根据前述实施方式，由于最大变形的比例为0.0075％以下，因此能够实现精度高的溅射靶。

在前述溅射靶的一个实施方式中，前述溅射靶的长边方向的长度为1500mm以上且4000mm以下。

根据前述实施方式，虽然溅射靶的长边方向的长度变长，但能够制作变形少的溅射靶。

在前述溅射靶的一个实施方式中，前述溅射靶的长边方向的长度与短边方向的长度的长宽比为5以上且25以下。长宽比为(长边方向的长度/短边方向的长度)。

根据前述实施方式，虽然溅射靶成为细长的形状，但能够制作变形少的溅射靶。

溅射靶制品的制造方法包含利用前述溅射靶的加工方法加工溅射靶的工序。

根据前述制造方法，由于利用前述溅射靶的加工方法制造溅射靶制品，因此，能够获得变形少的溅射靶制品。

发明的效果

根据本发明的溅射靶的加工方法，能够制作变形少的溅射靶。

根据本发明的溅射靶的加工装置，能够制作变形少的溅射靶。

根据本发明的溅射靶，能够制作精度高的溅射靶。

根据本发明的溅射靶制品的制造方法，能够获得变形少的溅射靶制品。

附图说明

[图1]为表示溅射靶的加工装置的一个实施方式的平面图。

[图2]为表示溅射靶的加工装置的一个实施方式的剖面图。

[图3]为表示溅射靶的加工方法的一个实施方式的平面图。

[图4]为表示溅射靶的加工方法的一个实施方式的平面图。

[图5]为表示加工后的溅射靶的平面图。

[图6]为表示溅射靶的加工方法的比较例的平面图。

[图7]为表示溅射靶的加工方法的比较例的平面图。

[图8]为表示溅射靶的加工方法的比较例的平面图。

[图9]为表示溅射靶的加工方法的比较例的平面图。

具体实施方式

以下，通过图示的实施方式详细地说明本发明。

图1为表示溅射靶的加工装置的一个实施方式的平面图。图2为溅射靶的加工装置的剖面图。如图1和图2所示，溅射靶的加工装置(以下称为加工装置1)对溅射靶10进行切削加工。切削是指刮削、磨削、研磨等。

溅射靶10包含溅射面11、溅射面11的相反侧的相对面12、和溅射面11与相对面12之间的外周面13。溅射靶10形成为长条的板状。外周面13从侧面侧观察为大致长方形。外周面13由相互相对的长边侧的第1侧面13a及第2侧面13b与相互相对的短边侧的第3侧面13c及第4侧面13d构成。

在溅射时，通过溅射，经离子化的非活性气体向溅射靶10的溅射面11碰撞。溅射靶10中包含的靶原子从被经离子化的非活性气体碰撞的溅射面11被击出。该被击出的原子堆积在与溅射面11相对配置的基板上，可在该基板上形成薄膜。

溅射靶10可以由选自由铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)、铁(Fe)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、铟(In)等金属及它们的合金组成的组中的材料制作。

构成溅射靶10的材料并不限于这些。作为电极、布线材料用的溅射靶10的材料，优选Al。对于Al的纯度，优选纯度为99.99％以上，更优选为99.999％以上。由于高纯度Al为高导电性，因此，适于作为电极、布线材料用的靶材1的材料，Al的纯度越高，在材质方面越软，越容易变形，因此，本发明的加工方法可以合适地用于以高纯度Al为材料的靶材的制造。

加工装置1具有：固定溅射靶10的固定台2、切削溅射靶10的切削工具3和控制切削工具3的控制装置4。

固定台2设置溅射靶10的相对面12而固定溅射靶10。具体而言，固定台2包含设置溅射靶10的设置面20。在设置面20上，设置有格子状的吸气槽21。在吸气槽21的底面，设置有多个吸气孔22。多个吸气孔22连通于吸气通道23。吸气通道23连结于未图示的真空装置。在设置面20上，以包围吸气槽21的方式设置有环状的密封构件24。

由此，使溅射靶10装载在密封构件24上，当启动真空装置时，经由吸气槽21、吸气孔22及吸气通道23，通过抽真空来吸附溅射靶10的相对面12。

切削工具3例如为立铣刀、半径铣刀(radian cutter)、R切割器等刃具。切削工具3一边绕轴旋转(自转)，一边与溅射靶10接触，由此能够切削溅射靶10。

控制装置4控制切削工具3的动作。具体而言，控制装置4以一边使切削工具3沿溅射靶10的外周面13的周向旋转(公转)，一边利用切削工具3切削溅射靶10的外周面13的方式，控制切削工具3。

控制装置4可以变更溅射靶10的自转及公转的旋转速度。

作为加工装置1的种类，可举出铣床、NC铣床、加工中心等。

接下来，对溅射靶10的加工方法进行说明。

将溅射靶10的相对面12设置于固定台2，从而将溅射靶10固定于固定台2。此时，例如，通过抽真空来吸附溅射靶10的相对面12，从而固定溅射靶10。

然后，如图3所示，使切削工具3沿箭头方向移动，利用切削工具3切削外周面13、例如外周面13的角部。其后，如图4所示，一边使自转的切削工具3沿溅射靶10的外周面13的周向(箭头方向)旋转(环绕)，一边利用切削工具3切削溅射靶10的外周面13。

需要说明的是，在切削外周面13的工序中，可以多次进行利用切削工具3切削外周面13的操作，在1次操作中，对构成外周面13的所有侧面(亦即，外周面13整体)进行环绕。例如，在图3的一个实施方式中，在1次操作中，切削工具3按照第1侧面13a、第4侧面13d、第2侧面13b及第3侧面13c的顺序移动，并切削各侧面。切削工具3的移动方向也可以是逆向。

利用切削工具3切削外周面13时，固定台2优选通过抽真空来吸附溅射靶10的相对面12，从而固定溅射靶10。在本发明的加工方法中，由于对溅射靶10进行固定，因此，在切削工具3沿溅射靶10的外周面13的周向移动时，固定台2不会阻止切削工具3的移动，能够确保切削工具3的轨道。

作为能够应用的加工条件，优选设定为转速100～10000rpm、工具进给速度100～3000mm/分钟。

在每1次的切削量较大的情况下，容易掺入由加工导致的变形，但如果削减每1次的切削量，则存在切削工具3的环绕数增加，生产率降低，而且加工后无法获得充分的表面状态的情况。因此，在抑制由加工导致的变形、高效地形成良好的表面状态方面，每1次的切削量通常为0.1～10mm、优选为0.3mm～7.5mm、更优选为0.5mm～5mm。加工处理中的切削工具3的环绕数通常为1～5次、优选为1～3次、更优选为1～2次。

通过一边使切削工具3沿溅射靶10的外周面13的周向旋转，一边利用切削工具3切削溅射靶10的外周面13，能够一边释放在溅射靶10的外周面13产生的热，一边切削溅射靶10的外周面13。因而，能够减少因加工时产生的热而导致的变形，实现变形少的溅射靶10。

图5表示加工后的溅射靶10。外周面13从侧面侧观察为大致长方形。溅射靶10的长边侧的第1侧面13a、第2侧面13b的最大变形T为0.15mm以下。需要说明的是，在图5中，为了容易理解，夸张地描述最大变形T。

此处，所谓最大变形T，是指在用虚拟线表示没有变形的长方形的长边时，距离该虚拟线的长边的最大偏离量。而且，对于最大变形T的测定方法，以连结溅射靶的长边侧的侧面(第1侧面13a、第2侧面13b)的两端的直线(虚拟线)为基准，测定该直线(虚拟线)与溅射靶的长边侧的侧面(第1侧面13a、第2侧面13b)的距离，并记录最大的距离。

例如，对于最大变形T的测定方法，在加工机上，以将解除了限制的溅射靶的长边侧的侧面(13a或者13b)的两端装载于与加工机的扫描轴平行的直线(虚拟线)上的方式进行设置，利用安装于加工机的千分表等测定仪，以溅射靶的长边侧的侧面的端部为原点，使加工机直线运动，测定前述长边侧的侧面与虚拟线的距离，并记录最大值作为最大变形T。

进而，换言之，溅射靶10的长边侧的第1侧面13a、第2侧面13b的最大变形T相对于溅射靶10的长边方向的长度L的比例可以设为0.0075％以下。亦即，溅射靶10的长边方向的长度L为2000mm以上，最大变形T为0.15mm以下。溅射靶10的短边方向的宽度W例如为200mm。总之，在最大变形T为0.15mm以下时，最大变形T的比例可以设为0.0075％以下。

在最大变形T为0.15mm以下的情况下，换言之，在最大变形T的比例为0.0075％以下的情况下，能够制作精度高的溅射靶10。需要说明的是，对于外周面13的短边侧的第3侧面13c、第4侧面13d，毕竟与长边侧相比长度极其短，因此不容易产生变形。如此，在相对于短边而言极其长的长边侧容易产生变形，溅射靶10的长边长度通常为1.5～4m的范围，与此相对，溅射靶10的长边：短边的长度之比在5∶1～25∶1的范围内，其长边侧容易产生变形，但根据本发明的制造方法，能够有效地抑制变形的产生。

在最大变形T为0.15mm以下、最大变形T的比例为0.0075％以下的情况下，能够有效地防止由溅射靶的外周面的变形引起的异常放电的发生。另外，还能够有效地抑制因溅射靶的变形而导致背板材料的表面被溅射的风险。

作为比较例，对基于机械式卡盘固定的加工方法进行说明。如图6所示，将溅射靶100的外周面13的第1侧面13a、第2侧面13b用多个卡盘部5夹持而固定，使切削工具3沿箭头方向多次移动，利用切削工具3切削外周面13的角部，然后，如图7所示使切削工具3沿箭头方向多次移动，利用切削工具3切削外周面13的第3侧面13c、第4侧面13d。

其后，如图8所示，卸下第1侧面13a的卡盘部5，在用多个卡盘部5固定第2侧面13b的状态下，利用切削工具3切削第1侧面13a。此时，由于一边使切削工具3沿箭头方向多次移动一边进行切削，因此，在第1侧面13a，加工时产生的热未被释放，第1侧面13a伸长。

进而，如图9所示，卸下第2侧面13b的卡盘部5，在用多个卡盘部5固定第1侧面13a的状态下，利用切削工具3切削第2侧面13b。此时，由于一边使切削工具3沿箭头方向多次移动一边进行切削，因此，在第2侧面13b，加工时产生的热未被释放，第2侧面13b伸长。

因而，在加工后的溅射靶100中，第1侧面13a、第2侧面13b的最大变形T变得大于0.15mm，成为变形大且精度低的溅射靶100。

通过本发明的溅射靶的加工方法加工溅射靶而制造溅射靶制品的方法也包含在本发明的范畴内。

具体叙述本发明的制造方法的一个实施方式，例如通过熔解、铸造使靶材料形成为长方体形状后，通过轧制加工、锻造加工、挤出加工等塑性加工，得到板状的溅射靶。其后，利用前述加工方法加工溅射靶。此时，可以根据需要对溅射靶的表面进行精加工。其后，将经加工的溅射靶与背板接合，制造溅射靶制品。需要说明的是，也可以省略背板，仅用经加工的溅射靶制造溅射靶制品。

背板由导电性的材料构成，包含金属或其合金等。作为金属，有铜、铝、钛等。在溅射靶与背板的接合中，例如，可使用焊料。作为焊料的材料，有铟、锡、锌、铅等金属或其合金等。

在溅射靶制品的制造方法中，包含通过前述加工方法加工溅射靶的工序，因此能够获得变形少的溅射靶制品。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，可在不脱离本发明的主旨的范围内改变设计。

在前述实施方式中，通过抽真空将溅射靶固定于固定台，但只要不妨碍切削工具相对于溅射靶的外周面而言的周向的移动，也可以将溅射靶机械地固定于固定台。

在前述实施方式中，将溅射靶的相对面设置于固定台而进行固定，但也可以将溅射靶的溅射面设置于固定台而进行固定。当将溅射面设置于固定台时，在溅射面的精加工工序中需要重新设置溅射靶(使溅射面为表面侧)，因此，优选将相对面设置于固定台而进行固定。

(实施例)

接下来，对实施例1(图3、图4)和比较例1(图6～图9)的实验数据进行说明。准备纯度为99.999％的高纯度Al制的轧制板，在具有控制装置、固定台的门型加工中心，固定该轧制板。在实施例1中，在固定台的设置面，用真空卡盘固定该轧制板，对于比较例1，在固定台的设置面，用夹钳固定该轧制板。

进而，在该门型加工中心安装的立铣刀，利用控制装置设定立铣刀转速500rpm、工具进给速度250mm/分钟、1次加工动作中的立铣刀(切削工具3)的环绕数2次、第1圈的切削量4mm、第2圈的切削量1mm的加工条件，对该轧制板的外周面进行切削操作，得到长边为2650mm、短边为185mm的溅射靶。在比较例中，在该门型加工中心安装的立铣刀，利用控制装置设定立铣刀转速500rpm、工具进给速度250mm/分钟、1次加工动作中的立铣刀(切削工具3)的每1边的加工次数2次、第1次的切削量4mm、第2次的切削量1mm的加工条件，对该轧制板的外周面进行切削操作，得到长边为2650mm、短边为185mm的溅射靶。

其结果，在实施例1的加工方法中，最大变形为0.0065mm，此时，最大变形的比例为(0.0065/2650)×100＝0.0002％。与此相对，在比较例1的加工方法中，最大变形为0.1755mm，此时，最大变形的比例为(0.1755/2650)×100＝0.0066％。在比较例1中，最大变形超过0.15mm。

在实施例1中，在门型加工中心上固定该轧制板，进而一边使切削工具沿溅射靶的外周面的周向旋转，一边利用切削工具切削溅射靶的外周面。其结果，能够释放在溅射靶的外周面产生的热，能够制作变形少的溅射靶。

与此相对，在比较例中，由于使用机械式卡盘，对溅射靶的外周面的两个长边的每一边进行切削，因此加工时产生的热未被释放，成为变形大的溅射靶。

需要说明的是，在其它条件下，对本申请实施例和比较例进行了研究，在本申请实施例中，最大变形为0.15mm以下，在比较例中，最大变形变得大于0.15mm。例如，作为实施例2，在与实施例1相同的条件下进行加工，得到长边为2300mm、短边为200mm的溅射靶时，最大变形为0.018mm、最大变形的比例为0.0008％。另外，作为实施例3，在与实施例1相同的条件下进行加工，得到长边为2500mm、短边为295mm的溅射靶时，最大变形为0.009mm、最大变形的比例为0.0004％。

(优选方式)

最大变形T为0.15mm以下，优选为0.1mm以下，更优选为0.05mm以下，进一步更优选为0.01mm以下。由此，能够制作变形更少、精度更高的溅射靶。

溅射靶的长边方向的长度为1500mm以上且4000mm以下，优选为2000mm以上且3500mm以下，更优选为2200mm以上且3200mm以下，进一步优选为2500mm以上且2800mm以下。由此，虽然溅射靶的长边方向的长度变长，但能够制作变形少的溅射靶。

接下来，将最大变形为0.15mm、0.1mm、0.05mm、0.01mm，且溅射靶的长边方向的长度为2000mm、2300mm、2650mm、3000mm、3500mm时的最大变形的比例示于表1。如由表1可知，最大变形的比例为0.00029％以上且0.0075％以下。

[表1]

溅射靶的长边方向的长度与短边方向的长度的长宽比为5以上且25以下，优选为6以上且20以下，更优选为7以上且18以下，进一步优选为8以上且15以下。长宽比为(长边方向的长度/短边方向的长度)。由此，虽然溅射靶成为细长的形状，但能够制作变形少的溅射靶。

将此时的实施例4～6示于表2。针对各个实施例，对于3个样品，用真空卡盘固定溅射靶，一边使立铣刀沿溅射靶的外周面的周向旋转，一边利用立铣刀在与实施例1相同的条件下加工溅射靶的外周面，考察所获得的溅射靶的最大变形及最大变形的比例。在实施例4～6中，表示在改变溅射靶的大小及长宽比时的最大变形及最大变形的比例。如由表2可知，虽然长宽比为5以上且25以下，但能够减小最大变形及最大变形的比例。

[表2]

最大变形的下限优选为0.003mm以上，更优选为0.005mm以上。由此，在溅射靶与背板为不同种类的材料的情况下，在进行溅射靶与背板的接合(例如，焊料接合)时，由于原材料间的线膨胀系数不同，因此，因接合时的加热而导致接合后的溅射靶制品发生翘曲。在溅射靶为Al、背板为Cu的情况下，由于Al的线膨胀系数较大，通过加热使得Al伸长，但如果Al稍微变形，则Al的伸长方向稍微偏离直线方向，与Cu即背板的直线方向的伸长之差变小，冷却时不容易产生收缩量之差，溅射靶制品不容易发生翘曲。另外，在加工后将多个溅射靶排列时，如果溅射靶稍微变形，则相邻的溅射靶的接触面积变小，从而能够减小因相邻的溅射靶接触而产生的创伤。

附图标记说明

1 溅射靶的加工装置

2 固定台

3 切削工具

4 控制装置

5 卡盘部

10 溅射靶

11 溅射面

12 相对面

13 外周面

13a 第1侧面

13b 第2侧面

13c 第3侧面

13d 第4侧面

20 设置面

21 吸气槽

22 吸气孔

23 吸气通道

24 密封构件

L 溅射靶的长边方向的长度

T 最大变形

W 溅射靶的短边方向的宽度