圓筒形濺射靶用靶材的制造方法和圓筒形濺射靶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法和圓筒形瓣射祀。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知一種磁控管式旋轉(zhuǎn)陰極瓣射裝置，其在圓筒形祀材的內(nèi)側(cè)具有磁場(chǎng)發(fā)生裝 置，從內(nèi)側(cè)對(duì)該祀材進(jìn)行冷卻，進(jìn)而一邊使該祀材旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行瓣射。在運(yùn)種瓣射裝置中， 祀材的外周表面的整個(gè)面為刻蝕區(qū)而被均勻地刻蝕。因此，相對(duì)于使用効率為20~30%的 現(xiàn)有的平板式磁控管瓣射裝置，磁控管式旋轉(zhuǎn)陰極瓣射裝置能夠獲得70% W上的非常高的 使用効率。
[0003] 此外，在磁控管式旋轉(zhuǎn)陰極瓣射裝置中，一邊使祀材旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行瓣射，因此與平 板式磁控管瓣射裝置相比能夠在每單位面積投入較大的功率，所W能夠獲得較高的成膜速 度。
[0004] 運(yùn)種旋轉(zhuǎn)陰極瓣射方式因采用容易加工成圓筒形狀且機(jī)械強(qiáng)度較強(qiáng)的金屬制祀 材而廣泛普及。與此相對(duì)，陶瓷制祀材具有與金屬制祀材相比機(jī)械強(qiáng)度較低且脆運(yùn)樣的特 性。
[0005] 而且，陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)小于作為圓筒形襯管而使用的金屬材料的熱膨脹系 數(shù)，所W在瓣射過(guò)程中由于圓筒形祀材與襯管的熱膨脹量不同而容易在祀材上產(chǎn)生裂紋。 因此，關(guān)于陶瓷制的圓筒形祀材，一直在研究克服運(yùn)些問(wèn)題的對(duì)策(例如參照專利文獻(xiàn)1、 2)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-281862號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-30165號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引然而，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，還是無(wú)法得到可充分地抗破損的祀材，還有進(jìn)一步改 善的余地。
[0009] 實(shí)施方式的一種方式是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)一步 抑制在制作中產(chǎn)生裂紋的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法和圓筒形瓣射祀。
[0010] 實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法包括外周面磨削工序、內(nèi)周面磨 削工序和精磨工序。在外周面磨削工序中，對(duì)陶瓷制的瓣射祀材的外周面進(jìn)行磨削。在內(nèi)周 面磨削工序中，對(duì)上述瓣射祀材的內(nèi)周面進(jìn)行磨削。在精磨工序中，在上述外周面磨削工序 和上述內(nèi)周面磨削工序中的至少一個(gè)工序中，W2種W上的磨削方向進(jìn)行磨削。
[0011] 根據(jù)實(shí)施方式的一種方式，能夠提供一種能夠進(jìn)一步抑制在制作中產(chǎn)生裂紋的圓 筒形瓣射祀用祀材的制造方法和圓筒形瓣射祀。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1A是表示圓筒形瓣射祀的結(jié)構(gòu)的概要的示意圖。
[0013] 圖IB是圖ΙΑ的A-A'截面圖。
[0014] 圖2A是表示實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法的概要的說(shuō)明圖。
[0015] 圖2B是表示實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法的概要的說(shuō)明圖。
[0016] 圖3A是表示縱向磨削的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。
[0017] 圖3B是圖3A的部分放大圖。
[0018] 圖4A是表示縱向磨削的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。
[0019] 圖4B是圖4A的部分放大圖。
[0020] 圖5是表示實(shí)施方式1設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法的概要的說(shuō)明圖。
[0021] 圖6是表示實(shí)施方式2設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法的概要的說(shuō)明圖。
[0022] 圖7是表示實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法的一個(gè)示例的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] W下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明公開(kāi)的圓筒形瓣射祀用祀材的制造方法和圓筒形瓣射 祀的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，本發(fā)明不局限于W下所示的實(shí)施方式。
[0024] 首先，使用圖1A、圖1B，對(duì)能夠應(yīng)用由實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形瓣射祀用祀材的制造 方法制作的圓筒形瓣射祀用祀材的圓筒形瓣射祀進(jìn)行說(shuō)明。
[0025] 圖1A是表示圓筒形瓣射祀的結(jié)構(gòu)的概要的示意圖，圖1B是圖1A的A-A'截面圖。另 夕h為了使說(shuō)明容易理解，在圖1A和圖1B中示出了包括W鉛垂向上為正方向、鉛垂向下為負(fù) 方向的Z軸的Ξ維正交坐標(biāo)系。該正交坐標(biāo)系也會(huì)在后述說(shuō)明所用的其它附圖中示出。
[0026] 如圖1A和圖1B所示，圓筒形瓣射祀下稱為"圓筒形祀"）1包括陶瓷制的圓筒形 瓣射祀用祀材(W下稱為"圓筒形祀材和襯管3。圓筒形祀材巧日襯管3由接合材料4接合。
[0027] 運(yùn)里，圓筒形祀材2由加工成圓筒形狀的陶瓷制材料構(gòu)成，利用后述的制造方法制 作。作為能夠制作該圓筒形祀材2的陶瓷制材料例如有ITOdmOs-SnOsKlGZOdmOs- GAsOs _ ZnO) 和 AZ0 (A12〇3 _ ZnO) 等 ，不過(guò)不局限 于此。
[0028] 此外，作為襯管3,可W適當(dāng)選擇目前所用的襯管使用。例如能夠應(yīng)用不誘鋼、鐵、 鐵合金等，不過(guò)不局限于此。
[0029] 此外，作為接合材料4,可W適當(dāng)選擇目前所用的接合材料使用。例如有銅或銅錫 合金等，不過(guò)不局限于此。
[0030] 另外，上面說(shuō)明的圓筒形祀1是在1個(gè)襯管3的外側(cè)接合有1個(gè)圓筒形祀材2的示例， 不過(guò)不局限于此。例如也可W使用在1個(gè)或2個(gè)W上的襯管3的外側(cè)在同一軸線上排列接合 有2個(gè)W上的圓筒形祀材2的祀來(lái)作為圓筒形祀1。
[0031] 接著，說(shuō)明陶瓷制的圓筒形祀材2的制造方法的一個(gè)示例。圓筒形祀材2是經(jīng)過(guò)下 述工序制作的:對(duì)含有陶瓷原料粉末和有機(jī)添加物的漿料進(jìn)行造粒來(lái)制作顆粒體的造粒工 序;使該顆粒體成型來(lái)制作圓筒形的成型體的成型工序；W及對(duì)該成型體進(jìn)行燒制來(lái)制作 燒成體的燒成工序。另外，燒成體的制作方法不局限于上述方法，可W是任何方法。
[0032] 在上述燒成工序中得到的燒成體被制作成，與作為圓筒形祀材2預(yù)先設(shè)計(jì)的尺寸 相比，其長(zhǎng)度和外徑較大且內(nèi)徑較小。然后，對(duì)于燒成體的長(zhǎng)度方向例如進(jìn)行切斷加工，對(duì) 于外徑和內(nèi)徑進(jìn)行磨削加工，W使它們分別加工成所設(shè)計(jì)的尺寸。
[0033] 此外，實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形祀材2的制造方法還包括外周面磨削工序、內(nèi)周面磨 削工序、精磨工序和端面加工工序。通過(guò)上述各工序，將燒成體的外徑、內(nèi)徑和長(zhǎng)度加工成 預(yù)先設(shè)計(jì)的尺寸。W下，首先使用圖2A、圖2B，依次對(duì)外周面磨削工序和內(nèi)周面磨削工序的 一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。
[0034] 圖2A、圖2B是實(shí)施方式設(shè)及的圓筒形祀材2的制造方法中特別表示磨削工序的概 要的說(shuō)明圖。W下，首先對(duì)外周面磨削工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0035] 外周面磨削工序是對(duì)用于制造圓筒形祀材2的陶瓷制燒成體(祀材）12的外周面進(jìn) 行磨削將外徑調(diào)整成預(yù)先設(shè)定的尺寸的工序。如圖2A、圖2B所示，燒成體12W圓筒軸(未圖 示)作為旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地被支承。此外，用于磨削外周面12a的砂輪5a被配置成與燒成體12 的外周面12a相向。
[0036] 砂輪5a構(gòu)成為，W配置成與燒成體12的圓筒軸平行的軸5b作為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且 能夠在與該軸化垂直的方向、即與燒成體12的圓筒軸平行的方向上前進(jìn)后退移動(dòng)。另外，在 W下的說(shuō)明中，為了便于說(shuō)明，將砂輪5a從燒成體12的端部el側(cè)向端部e2側(cè)的移動(dòng)規(guī)定為 "前進(jìn)"，從端部e2側(cè)向端部el側(cè)的移動(dòng)規(guī)定為"后退"。
[0037] 在運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)中，對(duì)于W圓筒軸為旋轉(zhuǎn)軸且W固定速度旋轉(zhuǎn)的燒成體12的外周面 12曰，砂輪5a對(duì)燒成體12的外周面12a的磨削W下述方式進(jìn)行。即，使W軸化作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行 高速旋轉(zhuǎn)的砂輪5a向燒成體12側(cè)移動(dòng)，并且進(jìn)行調(diào)整使其與燒成體12的圓筒軸之間的距離 變小，運(yùn)樣相應(yīng)于調(diào)整后的砂輪5a的配置，燒成體12的外周面12a側(cè)就被磨削掉一定的厚度 (深度）。將此時(shí)被磨削掉的燒成體12的厚度稱為切入量(或者切入深度）。
[0038] 運(yùn)里，作為對(duì)要成為圓筒形祀材2的燒成體12的外周面12a進(jìn)行磨削的方法，有縱 向磨削和切入磨削運(yùn)巧巾方式。W下，首先，使用圖3A~圖4B對(duì)縱向磨削進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] 圖3A是表示縱向磨削的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。另外，圖3A中的燒成體12和砂輪5a的 配置及旋轉(zhuǎn)方向與圖2A及圖2B相同。
[0040] 縱向磨削是指一邊使砂輪5a在與燒成體12的圓筒軸平行的方向上移動(dòng)一邊進(jìn)行 磨削的方式。如圖3A所示，如果使相對(duì)于燒成體12的切入量固定并使砂輪5a前進(jìn)移動(dòng)，則W 圓筒軸作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的燒成體12的外周面12a就與燒成體12的旋轉(zhuǎn)和砂輪5a的前進(jìn) 移動(dòng)對(duì)應(yīng)地被磨削掉。
[0041] 此時(shí)，在燒成體12的外周面12a上殘留有由于砂輪5a對(duì)燒成體12的磨削而產(chǎn)生的 刻痕d。該刻痕d能夠視為是表示砂輪5a的磨削方向的痕跡。即，如果分別使燒成體12的轉(zhuǎn)速 和砂輪5a的前進(jìn)移動(dòng)的速度固定來(lái)進(jìn)行磨削，則在燒成體12的外周面12a作為刻痕d而殘留 的磨削方向就呈直線狀。W下，使用圖3B對(duì)運(yùn)一點(diǎn)進(jìn)一步說(shuō)明。
[0042] 圖3B是放大觀察圖3A所示的區(qū)域6的圖。如圖3B所示，放大觀察燒成體12的外周面 12a的一部分、即區(qū)域6,刻痕d相對(duì)于與平行于圓筒軸的直線L1垂直的直線L2具有正的角度 Θ1(其中，〇°<01<9〇°)。運(yùn)里，如圖3B所示，"正的角度"是指，在區(qū)域6中規(guī)定了 W與圓筒軸 平行的直線L1為橫軸、W穿過(guò)該直線L1與刻痕d的交點(diǎn)Ρ且與直線L1垂直的直線L2為縱軸的 平面時(shí)，刻痕d具有向右轉(zhuǎn)(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))的斜度。與此相對(duì)，也能夠形成為刻痕d相對(duì)于與平 行于圓筒軸的直線L1垂直的直線L2具有"負(fù)的角度"即向左轉(zhuǎn)(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）的斜度。W下， 使用圖4A、圖4B，對(duì)該情況下的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。
[0043] 圖4A是表示縱向磨削的另一個(gè)示例的說(shuō)明圖，圖4B是放大觀察圖4A所示的區(qū)域6 的圖。除了使砂輪5a后退移動(dòng)W外，圖4A、圖4B的結(jié)構(gòu)具有與圖3A和圖3B相同的結(jié)構(gòu)。
[0044] 如圖4A所示，如果一邊使砂輪5a后退移動(dòng)一邊對(duì)燒成體12的外周面12a進(jìn)行磨削， 則與燒成體12的旋轉(zhuǎn)和砂輪5a的后退移動(dòng)對(duì)應(yīng)地被磨削掉。此時(shí)，如果分別使燒成體12的 轉(zhuǎn)速和砂輪5a的后退移動(dòng)的速度固定來(lái)進(jìn)行磨削，則刻痕d相對(duì)于與平行于圓筒軸的直線 L1垂直的直線L2所構(gòu)成的角就為負(fù)的角度Θ1 (其中，一90° <Θ1 <0°)。
[0045] 運(yùn)樣，在縱向磨削中，即使在使燒成體12 W固定的方向和速度旋轉(zhuǎn)的情況下，通過(guò) 變更砂輪5a的前進(jìn)后退移動(dòng)的方向和/或速度，也能夠變更與平行于圓筒軸的直線L1垂直 的直線L2與刻痕d構(gòu)成的角。
[0046] 接著，對(duì)切入磨削進(jìn)行說(shuō)明。切入磨削是不使砂輪5a前進(jìn)后退移動(dòng)而僅實(shí)施切入 方向的移動(dòng)進(jìn)行磨削的方法。在該方法中，燒成體12的外表面12a在與平行于圓筒軸的直線 L1構(gòu)成的角度為90°的磨削方向上，即與垂直于直線L1的直線L2平行的磨削方向上被磨削。
[0047] 返回圖2B，對(duì)內(nèi)周面磨削工序進(jìn)行說(shuō)明。內(nèi)周面磨削工序是對(duì)燒成體12的內(nèi)周面 1化進(jìn)行磨削的工序。如圖2B所示，在燒成體12的內(nèi)周面12b側(cè)配置有用于磨削內(nèi)周面12b的 砂輪6曰。
[0048] 砂輪6aW配置成與燒成體12的圓筒軸平行的軸6b作為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且能夠在與 該軸化垂直即與燒成體12的圓筒軸平行的方向上前進(jìn)后退移動(dòng)。
[0049] 砂輪6aW配置成與燒成體12的圓筒軸平行