【実施例】
【0023】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【0024】
(実施例1)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素を150wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
なお、フッ素含有量はGDMS(グロー放電質量分析)にて分析した。以下の実施例、比較例についても同様である。
【0025】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.1%であった。
【0026】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときのパーティクル個数は130個であった。
【0027】
(比較例1)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素含有量1wtppm、メジアン径(D50)0.05μmのカーボンブラックを用いた。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0028】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次に、ホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.8%であった。
【0029】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は4530個であった。
【0030】
(比較例2)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素含有量5wtppm、メジアン径(D50)6.3μmの黒鉛を用いた。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0031】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.3%であった。
【0032】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は1121個であった。
【0033】
(実施例2)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、後述する比較例3の原料に、平均粒子径5μmのフッ化グラファイト(フッ素含有割合40%)をフッ素含有量60wtppmとなるまで添加して乳鉢で混合したものを用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は、19.8μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0034】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また
密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.3%であった。
【0035】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は327個であった。
【0036】
(比較例3)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素含有量5wtppm、メジアン径(D50)20.2μmの黒鉛を用いた。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0037】
次に、秤量した粉末を共に容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.8%であった。
【0038】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は2534個であった。
【0039】
(実施例3)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、後述する比較例4の原料に平均粒子径10μmのフッ化グラファイト(フッ素含有割合40%)をフッ素含有量200wtppmとなるまで添加して乳鉢で混合したものを用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は、13.4μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0040】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.1%であった。
【0041】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は86個であった。
【0042】
(比較例4)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素含有量5wtppm、メジアン径(D50)13.9μmの黒鉛を用いた。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0043】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1200°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.6%であった。
【0044】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は1062個であった。
【0045】
(実施例4)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素を40wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は0.11μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0046】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.3%であった。
【0047】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は432個であった。
【0048】
(比較例5)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、実施例4の原料を大気中、600°Cで焼成し、脱フッ素化処理を施したものを用いた。このC粉末は、フッ素含有量0.05wtppm未満、メジアン径(D50)0.13μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0049】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.2%であった。
【0050】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は3237個であった。
【0051】
(実施例5)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、後述する比較例6の原料に、平均粒子径5μmのフッ化グラファイト(フッ素含有割合40%)をフッ素含有量15000wtppmとなるまで添加して乳鉢で混合したものを用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は、5.6μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0052】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.0%であった。
【0053】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は78個であった。
【0054】
(比較例6)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素含有量5wtppm、メジアン径(D50)5.9μmの黒鉛を用いた。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−30Pt−40C
【0055】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1400°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ94.7%であった。
【0056】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は1680個であった。
【0057】
(実施例6)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径5μmのAg粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素を150wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Ag−40C
【0058】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ97.2%であった。
【0059】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は45個であった。
【0060】
(比較例7)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径5μmのAg粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、実施例6の原料を大気中、600°Cで焼成し、脱フッ素化処理を施したものを用いた。このC粉末は、フッ素含有量0.05wtppm未満、メジアン径(D50)6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Ag−40C
【0061】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.1%であった。
【0062】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は289個であった。
【0063】
(実施例7)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末、平均粒径1μmのSiO
2粉末を用意した。C粉末には、フッ素を150wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−36Pt−15C−8SiO
2【0064】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1090°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ98.8%であった。
【0065】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は22個であった。
【0066】
(比較例8)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径1μmのC粉末、平均粒径1μmのSiO
2粉末を用意した。C粉末には、実施例7の原料を大気中、600°Cで焼成し、脱フッ素化処理を施したものを用いた。このC粉末はフッ素含有量0.05wtppm未満、メジアン径(D50)6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−36Pt−15C−8SiO
2【0067】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1090°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度1100°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、1100°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ97.6%であった。
【0068】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は108個であった。
【0069】
(実施例8)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径3.5μmのCu粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素を150wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Cu−40C
【0070】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1060°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ97.1%であった。
【0071】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は28個であった。
【0072】
(比較例9)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径3.5μmのCu粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、実施例6の原料を大気中、600°Cで焼成し、脱フッ素化処理を施したものを用いた。このC粉末は、フッ素含有量0.05wtppm未満、メジアン径(D50)6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Cu−40C
【0073】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度1060°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.5%であった。
【0074】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は265個であった。
【0075】
(実施例9)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径5μmのAg粉末、平均粒径10μmのBN粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、フッ素を150wtppm含有する天然黒鉛を用いた。また、C粉末のメジアン径(D50)は6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Ag−20BN−20C
【0076】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ97.3%であった。
【0077】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)にスパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は34個であった。
【0078】
(比較例10)
原料粉末として平均粒径3μmのFe粉末、平均粒径3μmのPt粉末、平均粒径5μmのAg粉末、平均粒径10μmのBN粉末、平均粒径1μmのC粉末を用意した。C粉末には、実施例6の原料を大気中、600°Cで焼成し、脱フッ素化処理を施したものを用いた。このC粉末は、フッ素含有量0.05wtppm未満、メジアン径(D50)6.1μmであった。これらの粉末を以下の原子数比で、合計重量が2600gとなるように秤量した。
原子数比:Fe−25Pt−5Ag−20BN−20C
【0079】
次に、秤量した粉末を容量10リットルの乳鉢に封入投入し、4時間回転させて混合した。そして乳鉢から取り出した混合粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。
次にホットプレスの型から取り出した焼結体に熱間等方加圧加工を施した。熱間等方加圧加工の条件は、昇温速度300°C/時間、保持温度950°C、保持時間2時間とし、昇温開始時からArガスのガス圧を徐々に高めて、950°C保持中は150MPaで加圧した。保持終了後は炉内でそのまま自然冷却させた。
こうして作製された焼結体のフッ素含有量は0.05wtppm未満であった。また密度をアルキメデス法で測定し、相対密度を計算したところ96.3%であった。
【0080】
次に焼結体を直径180.0mm、厚さ5.0mmの形状へ旋盤で切削加工した後、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ製C-3010スパッタリングシステム)に取り付け、スパッタリングを行った。
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして基板上へ付着した直径0.2〜3.0μmのパーティクルの個数を表面異物検査装置(Surfscan6420、KLA−Tencor社製)で測定した。このときの個数は326個であった。
【0081】
以上の結果をまとめたものが表1である。表1に示すように、本発明のスパッタリングターゲットの実施例はいずれの場合においても、スパッタリングターゲットの高密度が維持され、スパッタリング時に発生するパーティクルは500個以下であり、比較例に比べ常に少ないという結果が得られた。
【0082】
【表1】