CN106232860B - 圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法 - Google Patents

圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106232860B
CN106232860B CN201580020152.0A CN201580020152A CN106232860B CN 106232860 B CN106232860 B CN 106232860B CN 201580020152 A CN201580020152 A CN 201580020152A CN 106232860 B CN106232860 B CN 106232860B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylindrical
target
base material
cylindrical ceramic
holding member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580020152.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106232860A (zh
Inventor
池东求
秋庭里美
武内朋哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Publication of CN106232860A publication Critical patent/CN106232860A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106232860B publication Critical patent/CN106232860B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3423—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3426—Material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/403—Refractory metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明涉及一种圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置和制造方法，所述圆筒形陶瓷溅射靶具备圆筒形基材、圆筒形陶瓷靶材、以及对所述圆筒形基材与圆筒形陶瓷靶材进行接合的焊锡，当将度盘式指示器抵接在所述圆筒形陶瓷靶材的外表面上的距离该圆筒形陶瓷靶材的两端为7mm的内侧的位置处，且以所述圆筒形基材的外周面上的距离所述圆筒形陶瓷靶材的两端分别为15mm的外侧的位置为支点而使所述圆筒形陶瓷溅射靶旋转一周并对所述度盘式指示器的读数进行测定时，所述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差在任意的测定部位处均为1.0mm以下。本发明的圆筒形陶瓷溅射靶直至寿命结束为止均能够通过溅射而形成均匀的薄膜。本发明的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置以及制造方法能够适当地制造出所述圆筒形陶瓷溅射靶。

Description

圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法
技术领域
本发明涉及一种直至寿命结束均能够通过溅射而形成均匀的薄膜的圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法。
背景技术
磁控型旋转阴极溅射装置为，在圆筒形溅射靶的内侧处具有磁场产生装置，并在从靶的内侧进行冷却的同时使靶一边旋转一边实施溅射的装置，靶材的整个表面被酸蚀从而被均匀地切削。因此，相对于在平板型磁控溅射装置中靶材的使用效率为20～30％而言，在磁控型旋转阴极溅射装置中，能够实现60％以上的非常高的使用效率，从而能够获得较高的生产性能。另外，通过使靶旋转，从而每单位面积所能够投入的功率与现有的平板型磁控溅射装置相比而较大，进而能够获得较高的成膜速度。圆筒形溅射靶通常是将圆筒形状的溅射靶材通过焊锡而接合到圆筒形状的基材上从而被形成的。
近年来，平板显示器或太阳能电池中所使用的玻璃基板被大型化，为了在该大型化了的基板上形成薄膜，从而需要长度超过3m的长条状的圆筒形溅射靶。
这种旋转阴极溅射方式在易于加工成圆筒形状且机械强度较强的金属靶中广泛普及。然而，由于陶瓷靶材的强度较低且较脆，因此在制造过程中容易产生破裂及变形等。因此，虽然在陶瓷靶中，能够制造出短条状的圆筒形靶材，但却难以制造出性能较高的长条状的圆筒形靶材。
由于这样的情况，在陶瓷靶中，采用了将短条状的圆筒形靶材在轴线方向上排列多个而使用的方式。
例如，在专利文献1中记载有对短条状的圆筒形靶材进行堆叠而制作出的长条状的圆筒形靶材，并公开了通过在相邻的圆筒形靶材之间的分割部中将该相邻的圆筒形靶材的外周面的高低差设为0.5mm以下，从而对因高低差而导致的电弧或微粒的产生进行抑制的技术。
但是，在使用对这样的短条状的圆筒形靶材进行堆叠而制作出的长条状的圆筒形靶材来实施溅射时，无法对靶材整体均匀地进行切削，并且在某些部位处腐蚀会局部地加剧。此时，在腐蚀局部性地加剧的部位处基材有时会露出，如此一来基材会被溅射，其结果为，无法获得均匀的溅射膜。以此方式，对于由多个短条状的圆筒形靶材构成的长条状的圆筒形靶材而言，无法将靶材使用至原本的寿命结束为止。这种局部性的腐蚀在所使用的圆筒形靶材为一个的情况下也会产生。
如上所述，对于陶瓷靶而言，存在无法确保作为使用圆筒形溅射靶的制造方式的特征的高生产性能的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-100930号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，提供一种至寿命结束为止均能够通过溅射而形成均匀的薄膜的圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法。
用于解决课题的方法
本发明的发明人发现，在圆筒形陶瓷溅射靶中，在溅射过程中产生局部性的腐蚀从而在原本的寿命结束之前使得基材在特定部位处露出是基材与靶材之间的偏心的主要原因，并在此基础上完成了本发明。
即，本发明为一种圆筒形陶瓷溅射靶，其具备圆筒形基材、圆筒形陶瓷靶材、以及对所述圆筒形基材与圆筒形陶瓷靶材进行接合的焊锡，其中，当将度盘式指示器抵接在所述圆筒形陶瓷靶材的外表面上的距离该圆筒形陶瓷靶材的两端分别为7mm的内侧的位置处，且以所述圆筒形基材的外周面上的距离所述圆筒形陶瓷靶材的两端分别为15mm的外侧的位置为支点而使所述圆筒形陶瓷溅射靶旋转一周并对所述度盘式指示器的读数进行测定时，所述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差在任意的测定部位处均为1.0mm以下。
优选为，所述圆筒形陶瓷溅射靶的弯度为0.6mm以下。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，所述圆筒形陶瓷靶材也可以包括至少两个分割圆筒形陶瓷靶材，在该情况下，优选为，当将度盘式指示器抵接在所述各个分割圆筒形陶瓷靶材的外表面上的距离该分割圆筒形陶瓷靶材的两端分别为7mm的内侧的位置处，且以所述圆筒形基材的外周面上的距离所述圆筒形陶瓷靶材的两端分别为15mm的外侧的位置为支点而使所述圆筒形陶瓷溅射靶旋转一周并对所述度盘式指示器的读数进行测定时，所述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差在任意的测定部位处均为1.0mm以下。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，在所述圆筒形陶瓷靶材包括至少两个分割圆筒形陶瓷靶材的情况下，优选为，相邻的所述分割圆筒形陶瓷靶材之间的高低差均为0.3mm以下。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，优选为，所述圆筒形基材与所述圆筒形陶瓷靶材的两端处的错位为0.5mm以下。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，优选为，所述圆筒形基材为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，优选为，所述圆筒形陶瓷靶材的长度为500mm以上。
在所述圆筒形陶瓷溅射靶中，优选为，所述圆筒形陶瓷靶材的相对密度为95％以上。
此外，本发明为一种圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置，其特征在于，具有：
下部保持部件，其对直立的圆筒形陶瓷靶材的下端部以及被收纳在该圆筒形陶瓷靶材的中空部中的圆筒形基材的下端部进行保持；
靶材保持部件，其对所述圆筒形陶瓷靶材的上端部进行保持；
基材保持部件，其对所述圆筒形基材的上端部进行保持；
连结部件，其为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制，并对所述下部保持部件、靶材保持部件以及基材保持部件进行连结。
在所述制造装置中，优选为，所述连结部件由至少两个柱状部件构成。
此外，本发明为一种圆筒形陶瓷溅射靶的制造方法，其使用了所述圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置，其中，
通过所述下部保持部件与靶材保持部件而分别对所述圆筒形陶瓷靶材的下端部与上端部进行保持，且通过所述下部保持部件与基材保持部件而分别对被收纳在所述圆筒形陶瓷靶材的中空部中的钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的所述圆筒形基材的下端部与上端部进行保持，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材以及圆筒形基材加温至所述圆筒形陶瓷靶材与圆筒形基材的接合中所使用的焊锡的熔点以上的温度，
向形成于所述圆筒形陶瓷靶材与所述圆筒形基材之间的空隙部中注入熔融了的所述焊锡，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材、圆筒形基材以及被注入到所述空隙部中的焊锡冷却至与所述焊锡的熔点相比而较低的温度。
在所述制造方法中，所述圆筒形陶瓷靶材也可以由至少两个分割圆筒形陶瓷靶材构成，在该情况下，优选为，在通过所述下部保持部件与靶材保持部件而分别对圆筒形陶瓷靶材的下端部与上端部进行保持时，将所述分割圆筒形陶瓷靶材之间的高低差调节为0.3mm以下。
发明效果
本发明的圆筒形陶瓷溅射靶在寿命结束为止均能够通过溅射而形成均匀的薄膜。本发明的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置以及制造方法能够适当地制造出所述圆筒形陶瓷溅射靶。
附图说明
图1为表示圆筒形靶1以水平方向放置在靶旋转装置4上的状态的示意图。
图2为表示圆筒形靶材由四个分割靶材构成的圆筒形靶11以水平方向而放置在靶旋转装置4上的状态的示意图。
图3为具有由两个分割靶材构成的圆筒形陶瓷靶材的圆筒形靶的概要部分说明图。
图4为表示圆筒形陶瓷溅射靶31的一个端面的图。
图5为作为本发明的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置的一个具体例的制造装置40的纵剖视图。
图6为表示圆筒形陶瓷溅射靶的一个端面的图。
图7为ITO圆筒形溅射靶的制造装置60的纵剖视图。
图8为表示在实施例1中所制造出的ITO圆筒形溅射靶的溅射时的腐蚀的状态的照片。
图9为表示在比较例1中所制造出的ITO圆筒形溅射靶的溅射时的腐蚀的状态的照片。
具体实施方式
[圆筒形陶瓷溅射靶]
本发明的圆筒形陶瓷溅射靶为具备圆筒形基材、圆筒形陶瓷靶材、以及对所述圆筒形基材与圆筒形陶瓷靶材进行接合的焊锡的圆筒形陶瓷溅射靶，所述圆筒形陶瓷溅射靶的特征在于，在所述圆筒形陶瓷靶材的外表面上的距离该圆筒形陶瓷靶材的两端分别为7mm的内侧的位置处放置度盘式指示器，并且以所述圆筒形基材的外周面上的距离所述圆筒形陶瓷靶材的两端分别为15mm的外侧的位置为支点而使所述圆筒形陶瓷溅射靶旋转一周并对所述度盘式指示器的读数进行测定时，所述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差在任意的测定部位均为1.0mm以下。
在本发明的圆筒形陶瓷溅射靶(以下也称之为圆筒形靶)中，圆筒形基材被收纳在圆筒形陶瓷靶材(以下也称之为圆筒形靶材)的中空部中，并且圆筒形基材与圆筒形靶材通过焊锡而被接合。
图1为表示圆筒形靶1在靶旋转装置4上以水平方向被放置的状态的示意图。圆筒形靶1具备圆筒形基材2、通过焊锡而与圆筒形基材2接合的圆筒形靶材3。靶旋转装置4具有旋转件5a以及5b。圆筒形靶1以旋转件5a以及5b与圆筒形基材2的两端部抵接的方式被放置在靶旋转装置4上。旋转件5a以及5b与圆筒形基材2抵接的部位成为旋转的支点7a以及7b。支点7a以及7b被调节为，处于距离圆筒形靶材3的端面6a以及6b分别为15mm的外侧的位置。
将度盘式指示器(未图示)抵接在由箭头Xa所表示的圆筒形靶材3的外表面上的距离端面6a为7mm的内侧的位置处。使靶旋转装置4驱动，并使圆筒形靶1旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并计算出该读数的最大值与最小值之差Da。同样地，将度盘式指示器(未图示)抵接在由箭头Xb所表示的圆筒形靶材3的外表面上的距离端面6b为7mm的内侧的位置处。使靶旋转装置4驱动，并使圆筒形靶1旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并且计算出该读数的最大值与最小值之差Db。在使圆筒形靶1旋转一周的期间内的度盘式指示器的读数为固定的情况下，设为最大值与最小值之差为0mm。在本发明的圆筒形靶中，在由箭头Xa以及Xb所表示的测定部位处分别获得的最大值与最小值之差Da以及Db均为1.0mm以下。以下，也将上述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差称为“偏心”。
在本发明的圆筒形靶中，由于在各个测定部位处所获得的偏心均为1.0mm以下，因而在溅射过程中，不会发生在圆筒形靶材的特定部位处腐蚀局部地加剧从而在原本的寿命结束之前基材在该部位处露出的情况，从而由于在靶材整个表面上被均等地进行酸蚀，因此直至靶材原本的寿命结束为止均能够形成均匀的膜。另一方面，当在各个测定部位处所获得的至少一个偏心大于1.0mm时，则在溅射过程中于圆筒形靶材的特定部位处腐蚀会局部性地加剧，从而在原本的寿命结束之前基材易于在该部位处露出。这是因为，由于圆筒形靶在溅射过程中是以圆筒形基材的轴线为旋转轴而进行旋转的，因此当所述偏心大于1.0mm时，作为溅射面的圆筒形靶材的外周面在每个部位处的旋转半径会大为不同，其结果为，溅射面的每个部位所接受到的能量会大为不同，从而接受到特别大的能量的部位会被优先腐蚀。
在圆筒形溅射靶中产生圆筒形基材与圆筒形靶材的偏心是由于，虽然在对圆筒形基材与圆筒形靶材进行接合时，对圆筒形基材与圆筒形靶材的位置以无偏心的方式进行了调节，但在接合时的加热以及冷却等的过程中两者的位置关系会发生变动。本发明通过后文所述的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置以及制造方法而实现了所述偏心为1.0mm以下的圆筒形陶瓷溅射靶。
在本发明的圆筒形靶中，在各个测定部位处所获得的偏心越小则越为优选，任意的偏心均为1.0mm以下，且优选为0.6mm以下，更优选为0.4mm以下。
在本发明的圆筒形靶中，优选为弯度为0.6mm以下，更优选为0.4mm以下，进一步优选为0.2mm以下。当圆筒形靶的弯度为0.6mm以下时，在溅射过程中于靶材整个表面上会被均等地进行酸蚀，从而直至靶材原本的寿命结束为止易于形成均匀的膜。
圆筒形靶的弯度能够以如下方式来进行测定。
将圆筒形靶1以水平方向而静置在例如图1的靶旋转装置4上。沿着圆筒形靶材3的长度方向而使直尺抵接在该外表面上，并使用测隙规来对圆筒形靶材3与直尺之间所形成的间隙的最大长度进行测定。以最初的测定点为基准，在于圆周方向上以45度间隔所规定的共计八个测定点处实施所述测定，并将所获得的八个最大长度中的最大值设为圆筒形靶1的弯度。
由于弯度是通过这种测定方法而获得的，因此例如在圆筒形靶整体弯曲为完美的弧状的情况下，以凸状侧成为铅直正下方的方式而将圆筒形靶静置，并且将直尺抵接在该铅直正上方侧而进行测定时的圆筒形靶的长度方向中央部处的由测隙规所测定出的测定值成为弯度。
在本发明的圆筒形靶中，圆筒形靶材也可以包括两个以上的分割圆筒形陶瓷靶材(以下也称之为分割靶材)。在该情况下，两个以上的圆筒形的分割靶材以相互隔开固定的间隙的方式而与圆筒形基材接合。
在本发明的圆筒形靶中，虽然在圆筒形靶材仅由一个靶材构成的情况下，如前文所述，通过对根据该圆筒形靶材的两端部处的圆筒形靶材与圆筒形基材之间的位置关系而得到的偏心进行规定，从而获得了直至寿命结束为止均能够形成均匀的膜的效果，但在圆筒形靶材由两个以上的分割靶材构成的情况下，各个分割靶材的两端部的偏心处于固定的数值范围内是很重要的。即，在使度盘式指示器抵接在各个分割靶材的外表面上的距离该分割靶材的两端部为7mm的内侧的位置处，并以所述圆筒形基材的外周面上的距离所述圆筒形陶瓷靶材的两端分别为15mm的外侧的位置为支点而使所述圆筒形陶瓷溅射靶旋转一周、并对所述度盘式指示器的读数进行测定时，所述度盘式指示器的读数的最大值与最小值之差在任意的测定部位处均为1.0mm以下。对于圆筒形靶材由两个以上的分割靶材构成的情况下的偏心，会在以下参照附图而进行说明。
图2为，表示圆筒形靶材由四个分割靶材而构成的圆筒形靶11以水平方向而被放置在靶旋转装置4上的状态的示意图。圆筒形靶11具备圆筒形基材12、通过焊锡而与圆筒形基材12接合的圆筒形靶材13。圆筒形靶材13由分割靶材13-1、13-2、13-3以及13-4构成，并且分割靶材13-1～13-4按照此顺序而以隔开固定的间隔的方式配置。关于靶旋转装置4、支点17a以及17b，与图1的说明相同。
将度盘式指示器(未图示)抵接在由箭头X1a所表示的分割靶材13-1的外表面上的距离端面16a为7mm的位置处。使靶旋转装置4驱动，并使圆筒形靶11旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并计算出该读数的最大值与最小值之差D1a。同样地，将度盘式指示器(未图示)抵接在以箭头X1b所表示的分割靶材13-1的外表面上的距离端面16b为7mm的内侧的位置处。使靶旋转装置4驱动，并使圆筒形靶11旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并计算出该读数的最大值与最小值之差D1b。以下同样地，对于分割靶材13-2，在由箭头X2a以及X2b所表示的测定部位处实施上述操作，对于分割靶材13-3，在由箭头X3a以及X3b所表示的测定部位处实施上述操作，对于分割靶材13-4，在由箭头X4a以及X4b所表示的测定部位处实施上述操作，并对差D2a、D2b、D3a、D3b、D4a以及D4b进行求取。在使圆筒形靶11旋转一周的期间内的度盘式指示器的读数为固定的情况下，将最大值与最小值之差设为0mm。在本发明的圆筒形靶中，差D1a、D1b、D2a、D2b、D3a、D3b、D4a以及D4b均为1.0mm以下。关于分割靶材的数量为四个以外的情况下的偏心也与上述情况相同。
在圆筒形靶材由两个以上的分割靶材构成的情况下也为相同设定，在各个测定部位处所获得的偏心越小则越为优选，并且任意偏心均为1.0mm以下，优选为0.6mm以下，更优选为0.4mm以下。
在圆筒形靶材包括两个以上的分割靶材的情况下，优选为分割靶材之间的高低差为0.3mm以下。使用图3来对分割靶材之间的高低差进行说明。图3为具有由两个分割靶材构成的圆筒形靶材的圆筒形靶的概要部分说明图。在相邻的两个分割靶材23的相对的两个端面上，规定了两端面的外周线上的点中的向圆筒形基材22的轴线Z直行的方向上的距圆筒形基材22的外周面22a距离最大的点X。将包括点X的向轴线Z直行的方向D上的、点X距外周面22a的距离设为LX。对与包括点X在内的端面23a相对的端面23b的外周上的、方向D上的点Y进行求取。将点Y在所述方向D上距外周面22a的距离设为LY。LX与LY之差LX-LY为分割靶材之间的高低差。
在圆筒形靶材由N个分割靶材构成的情况下，存在N-1个分割靶材之间的高低差。在本发明的圆筒形靶中，优选为N-1个所述高低差全部为0.3mm以下。更优选为所述高低差为0.2mm以下，最优选为0mm。
当圆筒形靶所具有的所述高低差中的至少一个大于0.3mm时，与所述偏心的情况相同，在溅射过程中能量会集中在靶材的特定部位处，从而在该部位处会产生异常放电，或者腐蚀会被局部性地加剧。其结果为，在产生破裂的情况下、或在腐蚀局部性地加剧的部位处作为靶材的材料的陶瓷全部被消耗掉的情况下，被用作接合材料的焊锡等的基底会被溅射。
在本发明的圆筒形靶中，优选为圆筒形基材与圆筒形靶材的两端的错位为0.5mm以下。
在本发明中，圆筒形基材与圆筒形靶材之间的两端的错位是指，圆筒形靶的两端面上的、相对于圆筒形靶材的外周线的中心点与相对于圆筒形基材的外周线的中心点之间的距离。图4为表示圆筒形靶31的一个端面的图。圆筒形靶31由圆筒形基材32、圆筒形靶材33、以及对圆筒形基材32与圆筒形靶材33进行接合的焊锡34构成。将相对于圆筒形基材32的外周线32a的中心点32b与相对于圆筒形靶材33外周线33a的中心点33b之间的距离设为LA。在圆筒形靶1的另一方的端面上也为同样设定，将相对于圆筒形基材32的外周线的中心点与相对于圆筒形靶材33的外周线的中心点之间的距离设为LB。在圆筒形靶材由两个以上的分割靶材构成的情况下，圆筒形基材与圆筒形靶材之间的错位也以与上述同样的方式被定义。
圆筒形基材与圆筒形靶材的两端上的错位能够通过在端面上对相对于圆筒形靶材的外周线的中心点与相对于圆筒形基材的外周线的中心点进行求取，并对其距离进行测定而求出，或者也可以通过实施例中所示的方法来进行求取。
在本发明的圆筒形靶中，优选为所述错位LA、LB均为0.5mm以下。所述错位越小则越为优选，更优选为0.3mm以下，进一步优选为0.1mm以下，最优选为0mm。
在本发明的圆筒形靶中，圆筒形靶材的长度只要能够对所述偏心进行评价则并不特别地限定，一般为500～4000mm。在圆筒形靶材由多个分割靶材构成的情况下，分割靶材的长度的总计与分割靶材之间的间隙的长度的总计之和成为所述圆筒形靶材的长度。
由于所述圆筒形基材与圆筒形靶材通过以金属铟等为成分的焊锡而被接合，因此在圆筒形靶材由分割圆筒形靶材构成的情况下，如果过多数量地使用分割圆筒形靶材，则会成为产生偏心或高低差的原因。因此，相对于一个圆筒形基材而进行接合的分割靶材的数量优选为10个以下，更优选为七个以下，进一步优选为三个以下。
同样地，当分割靶材的长度过短时，分割靶材的数量会增加，从而相对于应当使用的靶材的长度，分割数会变得过多。因此，分割靶材的长度优选为300mm以上，更优选为450mm以上，进一步优选为600mm以上，特别优选为850mm以上。分割靶材的长度无需互为相同，也可以将不同长度的分割靶材组合使用。例如，也可以为了对圆筒形靶材整体的长度进行调节而将1～2个短于300mm的分割靶材与较长的分割靶材组合使用。
在圆筒形靶材由两个以上的分割靶材构成的情况下，分割靶材之间的间隙通常为0.1～0.5mm。
圆筒形靶材的外径通常为145～177mm，内径通常为134～136mm。
作为圆筒形靶材的材料的陶瓷的种类并不特别地限定，例如可列举出氧化铟-氧化锡类材料(ITO)、氧化铝-氧化锌类材料(AZO)以及氧化铟-氧化镓-氧化锌类材料(IGZO)等。
圆筒形靶材的相对密度优选为95％以上，更优选为99％以上，进一步优选为99.5％以上。靶材的相对密度越高，则越能够防止因溅射时的热冲击或温度差等所导致的靶材的破裂，从而能够无浪费而有效地利用靶材厚度。此外，微粒以及电弧的产生会减少，从而能够获得良好的膜质。虽然所述相对密度的上限并不被特别地限定，但通常为100％。
所述圆筒形基材如图1以及图2等所示，具有与圆筒形靶材相比而较长并能够对所述圆筒形靶材进行接合的尺寸，只要能够对所述偏心进行评价则该长度并不特别地限定。圆筒形基材的材料从热膨胀系数接近于用作靶材的陶瓷这一点出发，优选为钛或钛合金、或者钼或钼合金等。钛合金是指以钛为主要成分的合金，并且通常指钛含有量的质量百分比为90～99％的合金，已知有ASTM规格Gr.5、Gr.7、Gr.9、Gr.11、Gr.12等。钼合金是指，以钼为主要成分的合金，并且通常指钼含有量的质量百分比50～99.95％的合金，已知有TZM、HMC、Mo-W、Mo-Re、Mo-La等。与此相对，在将通常所使用的铜或SUS作为圆筒形基材的材料来使用的情况下，由于其与圆筒形靶材的热膨胀系数差比较大，因此可能会出现在接合时靶材发生破裂、或难以获得无弯度的圆筒形基材等的不良情况。
所述焊锡的种类并不特别地限定，其能够对应于靶材而从一直以来所使用的焊锡中适当地选择使用，例如可列举出铟制的焊锡等。
[圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置以及制造方法]
上述圆筒形陶瓷溅射靶能够通过以下的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置以及制造方法而制造出。
所述圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置(以下也称之为圆筒形靶的制造装置)具有：
下部保持部件，其对直立的圆筒形陶瓷靶材的下端部以及被收纳在该圆筒形陶瓷靶材的中空部中的圆筒形基材的下端部进行保持；
靶材保持部件，其对所述圆筒形陶瓷靶材的上端部进行保持；
基材保持部件，其对所述圆筒形基材的上端部进行保持；
连结部件，其为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制，并对所述下部保持部件、靶材保持部件以及基材保持部件进行连结。
所述圆筒形陶瓷溅射靶的制造方法(以下也称之为圆筒形靶的制造方法)为，使用了所述圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置的圆筒形陶瓷溅射靶的制造方法，
其中，通过所述保持部件与靶材保持部件而分别对所述圆筒形陶瓷靶材的下端部与上端部进行保持，通过所述保持部件与基材保持部件而分别对被收纳在所述圆筒形陶瓷靶材的中空部中的钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的所述圆筒形基材的下端部与上端部进行保持，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材以及圆筒形基材加温至所述圆筒形陶瓷靶材与圆筒形基材的接合中所使用的焊锡的熔点以上的温度，并向形成于所述圆筒形陶瓷靶材与所述圆筒形基材之间的空隙部中注入熔融了的所述焊锡，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材、圆筒形基材以及被注入到所述空隙部中的焊锡冷却至与所述焊锡的熔点相比而较低的温度。
以下，参照图5来对所述圆筒形靶的制造装置以及制造方法进行说明。另外，本发明的圆筒形靶的制造装置只要具有上述功能，则并不限定于图中所示的形状等。
图5为作为所述圆筒形靶的制造装置的一个具体例的制造装置40的纵剖视图。图5以将圆筒形基材41以及圆筒形靶材42安装在制造装置40上的状态而图示了制造装置40。圆筒形靶材42由三个圆筒形的分割靶材42a形成。
制造装置40具有下部保持部件43、靶材保持部件44、基材保持部件45以及连结部件46。
下部保持部件43由具有对连结部件46进行安装的四个安装孔43e的连结部件安装部43a、将分割靶材42a保持为直立的状态的靶材保持部43b、将圆筒形基材41保持为直立的状态的基材保持部43c、以及固定件43d构成。连结部件安装部43a、靶材保持部43b、以及基材保持部43c为环状，并且从外侧起按照此顺序而一体地形成，且例如为钛制。
圆筒形靶材42被插入到靶材保持部43b中，并且以使例如特氟龙(注册商标)制的O型环47介于圆筒形靶材42的下端面与靶材保持部43b之间的状态而被安装在靶材保持部43b上。圆筒形基材41被收纳在圆筒形靶材42的中空部中，并且以使例如特氟龙(注册商标)制的O型环48介于圆筒形基材41的下端面与基材保持部43c之间的状态而被安装在基材保持部43c上。以此方式，下部保持部件43对圆筒形靶材42以及圆筒形基材41的下端部进行保持。此外，通过以此方式将圆筒形靶材42以及圆筒形基材41保持在下部保持部件43上，从而在圆筒形靶材42与圆筒形基材41之间形成有空隙部49。
连结部件46由四个柱状部件46a构成。在图5中仅图示了四个中的两个柱状部件46a。四个柱状部件46a被插入到设置在下部保持部件43上的安装孔43e内，并通过螺母等的固定件43d而被固定在下部保持部件43上。在四个柱状部件46a上安装有靶材保持部件44以及基材保持部件45。以此方式，连结部件46对下部保持部件43、靶材保持部件44以及基材保持部件45进行连结。柱状部件46a的数量也可以为两个或者三个，还可以为五个以上。采用柱状部件46a的数量较多的方式，则能够对下部保持部件43、靶材保持部件44以及基材保持部件45更为牢固地进行连结，从而制造装置40会较为稳定。
连结部件46的材料对应于圆筒形基材的材料而进行选择。本发明的圆筒形靶的制造装置是针对于钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的圆筒形基材而使用的。例如，在圆筒形基材为钛制或者钛合金制的情况下，连结部件46也为钛制或钛合金制。同样地，在圆筒形基材为钼制或钼合金制的情况下，连结部件46也为钼制或钼合金制。关于钛合金以及钼合金，与前文所述的对圆筒形基材所进行的说明相同。关于连结部件46为钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的意义将在后文中进行叙述。
靶材保持部件44由连结部件安装部44a、靶材保持部44b以及固定件44c构成。连结部件安装部44a以及靶材保持部44b为环状，并且从外侧起按照此顺序而一体地形成，且例如为钛制。连结部件安装部44a具有四个安装孔44d，并且在各个安装孔44d内插入有柱状部件46a，从而所述连结部件安装部44a通过螺母等固定件44c而被固定在连结部件46上。靶材保持部件44的位置能够沿着连结部件46而自由地进行调节。圆筒形靶材42被插入到靶材保持部44b内，并且以使例如特氟龙(注册商标)制的O型环50介于圆筒形靶材42的上端面与靶材保持部44b之间的状态而被安装在靶材保持部44b上。即，靶材保持部44b对圆筒形靶材42以从其上侧实施按压的方式而对其进行保持。以此方式，靶材保持部件44对圆筒形靶材42的上端部进行保持。
基材保持部件45具有连结部件安装部45a、基材按压部45b以及固定件45c。连结部件安装部45a具有四个安装孔45d。在各个安装孔45d内插入有柱状部件46a，从而基材保持部件45通过螺母等的固定件45c而被固定在连结部件46上。基材保持部件45的位置能够沿着连结部件46而自由地进行调节。基材按压部45b被设置在连结部件安装部45a的下侧，其为圆盘状，并以从上方对圆筒形基材41的上端面进行按压的方式而对圆筒形基材41的上端部进行保持。在本发明的圆筒形靶的制造装置中，基材保持部件只要能够实施固定而使得圆筒形基材的位置不会发生错位即可，也可以为对圆筒形基材的上端部于其侧面处进行保持的部件。
本发明的圆筒形靶能够使用制造装置40而通过例如包括以下的组装工序、加温工序、焊锡注入工序以及冷却工序在内的制造方法而制造出。
(组装工序)
如图5所示，将圆筒形基材41以及圆筒形靶材42安装在制造装置40上。首先，将钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的圆筒形基材41设置在制造装置40上。关于钛合金以及钼合金，与对前文所述的圆筒形基材所进行的说明相同。将圆筒形基材41安装在例如安装有特氟龙(注册商标)制的O型环48的下部保持部件43的基材保持部43c上。由此，能够防止接合材料从被形成在圆筒形基材41与圆筒形靶材42之间的空隙部49的下端泄漏、以及对圆筒形基材41的损伤。
由于当圆筒形基材41上存在弯度时，会反映到所制造出的圆筒形靶的偏心或弯度等上，因此，优选为，对于圆筒形基材41在安装到制造装置40上之前预先实施弯度的确认。圆筒形基材41的弯度的测定方法虽然并未特别地限定，但例如可列举出如下的方法。将圆筒形基材以水平方向而静置在图1的靶旋转装置4上。将直尺抵接在圆筒形基材上，并使用测隙规来对圆筒形基材与直尺之间所形成的间隙的最大长度进行测定。能够以最初的测定点为基准，并在于圆周方向上以45度为间隔而规定的共计八个测定点处实施所述测定，将所获得的八个最大长度中的最大的值设为圆筒形基材的弯度。此外，还可以使用三维形状测定机来对弯度进行求取。所述圆筒形基材41的弯度优选为0.6mm以下，更优选为0.4mm以下，进一步优选为0.2mm以下，最优选为0mm。在所述圆筒形基材41的弯度超过0.6mm的情况下，也可以包含圆筒形基材41的弯度的矫正工序。所述圆筒形基材41的弯度的矫正方法并未特别地限定，例如具有使用冲压机来实施弯曲矫正的方法。
接下来，将圆筒形靶材42安装在所述圆筒形基材41的外侧。首先，在下部保持部件43的靶材保持部43b上安装例如特氟龙(注册商标)制的O型环47，并将分割靶材42a安装在靶材保持部43b上。靶材保持部43b以及基材保持部43c中的底面与侧面为垂直，此外，圆筒形基材41的外径与基材保持部43c的内径大致为相同尺寸，分割靶材42a的外径与靶材保持部43b的内径大致为相同尺寸。即，下部保持部件43使圆筒形基材41与分割靶材42a直立，且产生圆筒形基材41与分割靶材42a之间的空隙部49，此外，还发挥了使圆筒形基材41与分割靶材42a的下端部的错位成为0.5mm以下的夹具的功能。
在被安装在靶材保持部43b上的分割靶材42a上再堆叠两个分割靶材42a。以被安装在靶材保持部43b上的分割靶材42a为基准来调节此后所堆叠的分割靶材42a之间的高低差。使例如特氟龙(注册商标)制的O型环51介于分割靶材42a之间。在被放置在最上方的分割靶材42a的上方安装例如特氟龙(注册商标)制的O型环50，并且将最上方的分割靶材42a安装在靶材保持部件44的靶材保持部44b中，并通过靶材保持部44b而对圆筒形靶材42从其上侧进行按压。此时，对三个分割靶材42a的位置进行调节，从而使分割靶材42a与圆筒形基材41的偏心变小，例如使圆筒形靶的所述偏心成为1.0mm以下。此外，使分割靶材42a之间的高低差变小，例如使其为0.3mm以下。以此方式而通过靶材保持部件44来对圆筒形靶材42的上端部进行保持。
最后，将基材保持部件45的基材按压部45b按压在圆筒形基材41的上端面上。此时，以圆筒形基材41与圆筒形靶材42之间的上端部的错位变小的方式来进行调节，例如使其成为0.5mm以下，优选为0.3mm以下，更优选为0.1mm以下，进一步优选为0mm。以此方式，通过基材保持部件45而对圆筒形基材41的上端部进行保持。并且采用了在圆筒形基材41通过基材保持部件45而被保持时，其上端部从圆筒形靶材42的上侧开口突出的设计。
通过利用固定件44C而将靶材保持部件44固定在连结部件46上、并利用固定件45C而将基材保持部件45固定在连结部件46上，从而牢固地将圆筒形基材41以及圆筒形靶材42固定在制造装置40上。
(加温工序)
将制造装置40、即下部保持部件43、靶材保持部件44、基材保持部件45以及连结部件46、及被安装在制造装置40上的圆筒形基材41以及圆筒形靶材42，加温至圆筒形靶材42与圆筒形基材41之间的接合中所使用的焊锡的熔点以上的温度。例如，在作为焊锡而使用了铟焊锡的情况下，加温至160～250℃。
(焊锡注入工序)
将熔融的焊锡从靶材保持部件44的上侧注入到空隙部49中。注入方法并未特别地限定，只要以使熔融焊锡填满空隙部49的方式来进行注入即可。
注入量为足以使圆筒形靶材42与圆筒形基材41接合的量。
(冷却工序)
将制造装置40、圆筒形基材41、圆筒形靶材42以及被注入到空隙部49中的熔融的焊锡冷却至低于焊锡的熔点的温度。例如，在作为焊锡而使用了铟焊锡的情况下，冷却至150℃以下。
通过以上的操作，圆筒形基材41与圆筒形靶材42通过焊锡而被接合，并制造出了圆筒形靶。将所制造出的圆筒形靶从制造装置40上拆下，并将O型环51也拆下。从而隔有O型环51的位置成为分割靶材之间的间隙。
在上述制造方法中，通过将圆筒形基材41以及圆筒形靶材42牢固地固定在制造装置40上，从而能够将在接合时可能产生的圆筒形基材41以及圆筒形靶材42的相对的位置错位抑制在固定范围内。
但是，由于圆筒形基材以及圆筒形靶材在加温工序中会膨胀，而在冷却工序中会收缩，因此仅将圆筒形基材以及圆筒形靶材牢固地固定在制造装置上无法充分地抑制圆筒形基材以及圆筒形靶材的相对的位置错位。
例如，由于在连结部件具有与圆筒形基材或圆筒形靶材大为不同的热膨胀系数的情况下，加温工序中的膨胀的程度以及冷却工序中的收缩的程度在连结部件与圆筒形基材或圆筒形靶材中是大为不同的，因此尤其是在将圆筒形基材以及圆筒形靶材牢固地固定在制造装置上的情况下，在冷却工序中于圆筒形基材上会产生较大的应力。其结果为，会使圆筒形基材以及圆筒形靶材产生相对较大的位置错位，从而即使在组装工序中将圆筒形基材与圆筒形靶材之间的偏心或错位调节为较小，也无法在制造出的圆筒形靶中将圆筒形基材与圆筒形靶材之间的所述偏心设为1.0mm以下，并且无法将错位设为0.5mm以下。
此外，在分割靶材相互之间也会产生相对较大的位置错位，并且即使在组装工序中将分割靶材之间的高低差调节为0.3mm以下，也无法在制造出的圆筒形靶中将分割靶材之间的高低差维持在0.3mm以下。另外，有时在制造出的圆筒形靶上也会产生破裂或翘曲。
例如，在连结部件为SUS(Stainless Steel：不锈钢)制的情况下，由于作为钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的圆筒形基材以及作为陶瓷制的圆筒形靶材与连结部件的热膨胀系数大为不同，因此如上所述，无法将圆筒形基材与圆筒形靶材之间的所述偏心设为1.0mm以下，并且无法将错位设为0.5mm以下，也无法将分割靶材之间的高低差设为0.3mm以下。
在制造装置40中，连结部件46为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制。上述制造方法中所使用的圆筒形基材41也为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制。
在圆筒形基材41为钛制或者钛合金制的情况下，连结部件46为钛制或者钛合金制，而在圆筒形基材41为钼制或者钼合金制的情况下，连结部件46为钼制或者钼合金制。因此，连结部件46的热膨胀系数与圆筒形基材41的热膨胀系数是相等或者近似的。
此外，由于陶瓷的热膨胀系数与钛或钛合金、或者钼或钼合金的热膨胀系数近似，因此圆筒形靶材42的热膨胀系数与连结部件46以及圆筒形基材41的热膨胀系数近似。
因此，在使用了制造装置40的上述制造方法中，由于加温工序中的膨胀的程度以及冷却工序中的收缩的程度在连结部件46、圆筒形基材41以及圆筒形靶材42中不会大为不同，因此即使在将圆筒形基材以及圆筒形靶材牢固地固定在制造装置上的情况下，在冷却工序中于圆筒形基材上也不会产生较大的应力。其结果为，不会使圆筒形基材41以及圆筒形靶材42产生相对较大的位置错位，从而只要在组装工序中将圆筒形基材41与圆筒形靶材42之间的偏心或错位调节为较小，则在制造出的圆筒形靶中偏心或错位也会变得较小。因此，能够通过在组装工序中对圆筒形基材41与圆筒形靶材42之间的位置关系适当地进行调节，从而获得所述偏心为1.0mm以下、且所述错位为0.5mm以下的圆筒形靶。
此外，在分割靶材42a相互之间也为同样设定，只要不产生相对较大的高低差，并且在组装工序中将分割靶材42a之间的高低差调节为0.3mm以下，则在制造出的圆筒形靶中也能够将分割靶材42a之间的高低差设为0.3mm以下。另外，还能够防止在制造出的圆筒形靶上产生破裂或翘曲的情况。
实施例
对于在实施例以及比较例中所制造的ITO圆筒形溅射靶实施了以下的测定以及评价。
(圆筒形靶的偏心的测定)
将圆筒形靶以水平方向而放置在如图1所示的靶旋转装置4上。将旋转件5a以及5b与圆筒形基材抵接的支点7a以及7b分别调节为距离圆筒形靶材的两端为15mm的外侧的位置。
此时，对圆筒形基材的圆度、或者旋转装置4的平行度进行了测定。将度盘式指示器抵接在分别距离圆筒形靶材的两端为15mm的位置的圆筒形基材外周面上，并使靶旋转装置4驱动而使圆筒形靶旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并测定出该读数的最大值与最小值之差。对在实施例以及比较例中所制造出的全部的ITO圆筒形溅射靶实施所述的测定，并对最大值与最小值之差是否均为0.2mm以下进行了确认。
在一个分割靶材中，使度盘式指示器抵接在该外表面上的距离一端为7mm的内侧的位置处，并使靶旋转装置4驱动而使圆筒形靶旋转一周。对此时的度盘式指示器的读数连续地进行测定，并计算出作为该读数的最大值与最小值之差的偏心。同样地，将度盘式指示器抵接在距离该分割靶材的另一端为7mm的内侧的位置处，并使靶旋转装置4驱动而使圆筒形靶1旋转一周，并以同样的方式计算出偏心。对全部的分割靶材实施同样的操作，并计算出各个两端部的偏心。
(圆筒形基材与圆筒形靶材之间的错位的测定)
以如下方式对圆筒形基材与圆筒形靶材之间的错位进行了测定。
将ITO圆筒形溅射靶静置在定盘上，并且如图6所示，在一个端面上的对圆筒形靶材的外周线(圆)上的两个点进行连结的线段中的、具有最大的长度(所述圆的直径)的线段L上，通过测深规来对圆筒形靶材与焊锡层的两处层压部的长度(图6所示的AB之间的长度以及CD之间的长度)进行测定，从而求取出该两个测定值之差d(在图6中为(CD之间的长度)-(AB之间的长度))。在线段L中的得到最大的差d的线段L中，求取出将所获得的差d除以2所得到的值X。在另一侧的端面上也以同样的方式求取出了最大值X。将在两个端面中所求取出的两个X中的较大一方的数值设为该ITO圆筒形溅射靶中的圆筒形基材与圆筒形靶材之间的错位。另外，图6为与图4同样的图。
(分割靶材之间的高低差的测定)
对于相邻的分割靶材的高低差，在于圆周方向上为等间隔的八个部位处，以测深规来对这些分割靶材的相邻的端面之间的高低差进行测定，并且将该差的最大值设为高低差。
(圆筒形溅射靶的弯度的测定)
将ITO圆筒形溅射靶以水平方向静置在图1的靶旋转装置4上。此处，将直尺抵接在与圆筒形基材接合的圆筒形靶材的外周面上，并且使用测隙规来对圆筒形靶材与直尺之间所形成的间隙进行了测定。对在圆周方向上成为等间隔的八个部位处实施所述测定，并且将间隙的最大值设为ITO圆筒形溅射靶的弯度。
(接合时产生了破裂的分割靶材的数量的测定)
对ITO圆筒形溅射靶的圆筒形靶材进行目视观察，并对九个分割靶材中的产生破裂的分割靶材的数量进行了计测。
(溅射时腐蚀的评价)
使用制造出的ITO圆筒形溅射靶而在以下条件下实施了溅射。对被实施了溅射之后圆筒形靶材的腐蚀的状态进行了目视观察。
＜溅射条件＞
基板温度100℃
溅射压力0.2Pa
功率20KW
靶转速10rpm
(由于溅射而产生了破裂的分割靶材的数量的测定)
在所述溅射之后，对ITO圆筒形溅射靶的圆筒形靶材进行目视观察，并且对九个分割靶材中的产生破裂的分割靶材的数量进行了计测。
[实施例1]
使用图5所示的制造装置40而以如下方式制造出ITO圆筒形溅射靶。
准备九个外径为153.0mm、内径为135.0mm、长度为300.0mm的ITO圆筒形分割靶材，并且以耐热性薄膜或胶带而对圆筒形分割靶材的外周面进行掩盖，并且通过超声波电烙铁而将In焊锡涂敷在接合面(内周面)上。
在外径133.0mm、内径125.0mm、长度3000.0mm的钛制圆筒形基材的接合面(外周面)上，同样使用超声波电烙铁而将In焊锡涂敷于其上。将所述圆筒形基材安装在装有特氟龙(注册商标)制O型环48的基材保持部43c上。接下来，在靶材保持部43b上安装特氟龙(注册商标)制O型环47，并且将一个所述圆筒形分割靶材安装在靶材保持部43b上。此时，通过下部保持部件43而将所述圆筒形基材下端部与所述圆筒形分割靶材下端部的错位调节为0.1mm。此外，在所述圆筒形基材与所述圆筒形分割靶材之间形成了空隙部49。
并且，将剩余八个圆筒形分割靶材堆叠在所述圆筒形分割靶材上。使厚度为0.5mm的特氟龙(注册商标)制O型环51介于圆筒形分割靶材之间。在放置在最上方的圆筒形分割靶材的上安装O型环50，并且将最上方的圆筒形分割靶材安装在靶材保持部44b中，从而通过靶材保持部44b对圆筒形靶材从其上侧进行按压。此时，对九个圆筒形分割靶材的位置进行调节，使得圆筒形分割靶材之间的高低差均为0.2mm以下。以此方式，通过靶材保持部件44而对圆筒形靶材的上端部进行保持。
接下来，将基材按压部45b按压在圆筒形基材的上端部上，从而通过基材保持部件45而对圆筒形基材的上端部进行保持。此时，以使圆筒形基材上端部与圆筒形靶材上端部之间的错位成为0.1mm以下的方式，而在使用测深规对圆筒形靶材的表面与圆筒形基材表面的距离进行测定的同时，对夹具的位置进行调节。
最后，通过利用固定件43d而将下部保持部件43固定在钛制的连结部件46上、利用固定件44c而将靶材保持部件44固定在钛制的连结部件46上、利用固定件45c而将基材保持部件45固定在钛制的连结部件46上，从而将圆筒形基材以及圆筒形靶材牢固地固定在制造装置40上。
将制造装置40、圆筒形基材以及圆筒形靶材加温至180℃。
从靶材保持部件44的上侧将足够使圆筒形靶材与圆筒形基材接合的量的熔融了的In焊锡注入到空隙部49中。
将制造装置40、圆筒形基材、圆筒形靶材以及被注入到空隙部49中的熔融了的焊锡冷却至140℃。
在确认了In焊锡已固化的情况后，将制造出的ITO圆筒形溅射靶从制造装置40上拆下，并将O型环取下，将残留在圆筒形分割靶材之间的In焊锡刮出。
在图表1中图示了对制造出的ITO圆筒形溅射靶实施的上述偏心的测定的结果、错位的测定的结果、高低差的测定的结果、弯度的测定的结果以及产生了破裂的分割靶材的数量的测定的结果。在图8中图示了表示溅射结束时的腐蚀的状态的照片。由图8可知，在实施例1的圆筒形靶中，未发现由圆筒形靶材的局部性的腐蚀所导致的基材的露出。
图表1中所示的偏心为，在各测定部位处所计算出的全部偏心中最大的值。
图表1的“高低差”中的“X～Y”的记载表示，测定出的八个高低差的最小值为X、最大值为Y。例如“0.10～0.20”表示，在测定出的八个高低差中最小值为0.10mm，最大值为0.20mm。
[实施例2]
除了使用了连结部件46为钛合金(Ti-6AL-4V ASTM规格Gr.5)制的制造装置40以外，通过与实施例1相同的操作而制造出了ITO圆筒形溅射靶。
在图表1中图示了，对制造出的ITO圆筒形溅射靶实施的上述偏心的测定的结果、错位的测定的结果、高低差的测定的结果、弯度的测定的结果以及产生破裂的分割靶材的数量的测定的结果。溅射结束时的腐蚀的状态为与图8所示的照片相同的结果。
[实施例3]
除了圆筒形基材为钼制，以及使用了连结部件46为钼制的制造装置40以外，通过与实施例1相同的操作而制造出了ITO圆筒形溅射靶。
在图表1中图示了，对被制造的ITO圆筒形溅射靶实施的上述偏心的测定的结构、错位的测定的结构、高低差的测定的结果、弯度的测定的结果以及产生破裂的分割靶材的数量的测定的结果。溅射结束时的腐蚀的状态为与图8所示的照片相同的结果。
[比较例1]
除了使用仅在连结部件为SUS304制这一点上与制造装置40不同的制造装置以外，通过与实施例1相同的操作而制造出了ITO圆筒形溅射靶。
在图表1中图示了对制造出的ITO圆筒形溅射靶实施的上述偏心的测定的结果、错位的测定的结果、高低差的测定的结果、弯度的测定的结果以及溅射后产生破裂的分割靶材的数量的测定的结果。在图9中图示了表示溅射结束时的腐蚀的状态的照片。在图9的上部处横长地显示为附带有白色的部分(图9中以附记的箭头所指示的部分)为，由于溅射而使处于圆筒形靶材之下的圆筒形基材露出的部分。即，在比较例1的圆筒形靶中，圆筒形靶材未被均匀地溅射，并在圆筒形靶材上产生了局部性的腐蚀。
[比较例2]
使用图7所示的制造装置60而制造出了ITO圆筒形溅射靶。制造装置60在连结部件为SUS304制这一点、不具有基材保持部件45这一点、以及具有四个圆筒形靶材按压部件62这一点上与制造装置40不同。圆筒形靶材按压部件62被一一对应地设置在四个柱状部件46a上。圆筒形靶材按压部件62由与柱状部件46a结合的结合部62a以及对圆筒形靶材进行按压的按压部62b构成。按压部62b为棒状，并且具有以跨越圆筒形分割靶材之间的全部的分割部的方式而对圆筒形靶材从侧面进行按压从而抑制圆筒形靶材向侧面方向的移动的功能。
除了未通过基材保持部件45而对圆筒形基材进行保持、以及通过圆筒形靶材按压部件62而对圆筒形靶材进行了按压以外，通过与实施例1相同的操作而制造出ITO圆筒形溅射靶。
在图表1中图示了对制造出的ITO圆筒形溅射靶实施的上述偏心的测定的结果、错位的测定的结果、高低差的测定的结果、弯度的测定的结果以及产生破裂的分割靶材的数量的测定的结果。溅射结束时的腐蚀的状态为与图9所示的照片相同的结果。
[表1]
Figure GDA0001131884380000221
在实施例以及比较例中，尽管将圆筒形靶制造时的各分割圆筒形靶材以及圆筒形基材的位置关系全部以同样的方式进行了调节，但在实施例1～3中所获得的ITO圆筒形溅射靶的偏心、圆筒形基材与圆筒形靶材之间的错位、以及分割靶材之间的高低差与在比较例1以及2中所获得的ITO圆筒形溅射靶相比也较小，并且ITO圆筒形溅射靶的弯度与在比较例1中所获得的ITO圆筒形溅射靶相比也较小。此外，溅射后的分割圆筒形靶材的破裂产生数量与在比较例1中所获得的ITO圆筒形溅射靶相比也较少。
认为其原因在于，由于在实施例1中是使用材料与圆筒形基材相同、且具有热膨胀系数与陶瓷靶材接近的钛制的连结部件的制造装置而制造出圆筒形靶的，在实施例2中是使用材料与圆筒形基材类似、且具有热膨胀系数与陶瓷靶材接近的钛合金制的连结部件的制造装置而制造出圆筒形靶的，在实施例3中是使用材料与圆筒形基材相同、且具有热膨胀系数与陶瓷靶材接近的钼制的连结部件的制造装置而制造出圆筒形靶的，因此，在制造中所产生的圆筒形靶材、圆筒形基材以及连结部件的热膨胀以及收缩的程度成为近似，从而作用于圆筒形基材或圆筒形靶材上的应力被减轻。
相对于此，认为由于在比较例1中，是使用具有热膨胀系数与圆筒形基材以及陶瓷靶材大为不同的SUS制的连结部件的制造装置来制造圆筒形靶的，因此在制造过程中产生的圆筒形靶材、圆筒形基材以及连结部件的热膨胀以及收缩的程度是大为不同的，其结果为，在连结部件上会产生收缩应力，并且该应力主要作用于圆筒形基材上，从而圆筒形基材会较大程度地翘曲，因此偏心、高低差以及弯度变得较大。此外，认为在圆筒形靶材上也作用有应力，随着厚度由于溅射而变薄，从而会较强地受到所述残留应力，进而在溅射过程中于分割靶材上产生了破裂。
在比较例2中，将基材保持部件45从在比较例1中所使用的制造装置中拆下，并使用附加有圆筒形靶材按压部件的制造装置而制造出圆筒形靶。认为由于在该装置中不具有基材保持部件45，因此在In焊锡冷却时在圆筒形基材上部和圆筒形溅射靶上部产生了错位、偏心。
当使用上述的圆筒形靶而实施溅射时，在实施例1～3中所获得的ITO圆筒形溅射靶能够如图8所示那样实施溅射直至寿命结束为止，并能够形成均匀的薄膜。另一方面，在比较例1以及2中所获得的ITO圆筒形溅射靶如图9所示那样，会产生过度溅射部位(图9中附记的箭头所指示的部分)，并且无法实施溅射至寿命结束为止，且无法形成均匀的薄膜。
符号说明
1、11 圆筒形靶；
2、12 圆筒形基材；
3、13 圆筒形靶材；
4 靶旋转装置；
5a、5b 旋转件；
6a、6b、16a、16b 端面；
7a、7b、17a、17b 支点；
40、60 制造装置；
41 圆筒形基材；
42 圆筒形靶材；
43 下部保持部件；
44 靶材保持部件；
45 基材保持部件；
46 连结部件；
47、48、50、51 O型环；
49 空隙部；
62 圆筒形靶材按压部件。

Claims (4)

1.一种圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置，具有：
下部保持部件，其对直立的圆筒形陶瓷靶材的下端部以及被收纳在该圆筒形陶瓷靶材的中空部中的圆筒形基材的下端部进行保持；
靶材保持部件，其对所述圆筒形陶瓷靶材的上端部进行保持；
基材保持部件，其以从上方对圆筒形基材的上端面进行按压的方式而对所述圆筒形基材的上端部进行保持；
连结部件，其为钛制或钛合金制、或者为钼制或钼合金制，并对所述下部保持部件、靶材保持部件以及基材保持部件进行连结。
2.如权利要求1所述的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置，其中，
所述连结部件由至少两个柱状部件构成。
3.一种圆筒形陶瓷溅射靶的制造方法，其使用了权利要求1或2所述的圆筒形陶瓷溅射靶的制造装置，其中，
在圆筒形基材为钛制或者钛合金制的情况下，连结部件为钛制或钛合金制，在圆筒形基材为钼制或钼合金制的情况下，连结部件为钼制或钼合金制，
通过所述下部保持部件与靶材保持部件而分别对所述圆筒形陶瓷靶材的下端部与上端部进行保持，且通过所述下部保持部件与基材保持部件而分别对被收纳在所述圆筒形陶瓷靶材的中空部中的钛制或钛合金制、或者钼制或钼合金制的所述圆筒形基材的下端部与上端部进行保持，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材以及圆筒形基材加温至所述圆筒形陶瓷靶材与圆筒形基材的接合中所使用的焊锡的熔点以上的温度，
向形成于所述圆筒形陶瓷靶材与所述圆筒形基材之间的空隙部中注入熔融了的所述焊锡，
将所述制造装置、圆筒形陶瓷靶材、圆筒形基材以及被注入到所述空隙部中的焊锡冷却至与所述焊锡的熔点相比而较低的温度。
4.如权利要求3所述的圆筒形陶瓷溅射靶的制造方法，其中，
所述圆筒形陶瓷靶材由至少两个分割圆筒形陶瓷靶材构成，并且在通过所述下部保持部件与靶材保持部件而分别对圆筒形陶瓷靶材的下端部与上端部进行保持时，将所述分割圆筒形陶瓷靶材之间的高低差调节为0.3mm以下。
CN201580020152.0A 2014-10-28 2015-08-20 圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法 Active CN106232860B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014219341 2014-10-28
JP2014-219341 2014-10-28
PCT/JP2015/073347 WO2016067717A1 (ja) 2014-10-28 2015-08-20 円筒形セラミックススパッタリングターゲットならびにその製造装置および製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106232860A CN106232860A (zh) 2016-12-14
CN106232860B true CN106232860B (zh) 2021-07-13

Family

ID=55857064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580020152.0A Active CN106232860B (zh) 2014-10-28 2015-08-20 圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP6568867B2 (zh)
KR (1) KR102288720B1 (zh)
CN (1) CN106232860B (zh)
TW (1) TWI710652B (zh)
WO (1) WO2016067717A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6259847B2 (ja) * 2016-02-05 2018-01-10 住友化学株式会社 円筒型ターゲットの製造方法
JP6774702B2 (ja) * 2016-04-04 2020-10-28 三井金属鉱業株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
CN106270866B (zh) * 2016-08-30 2018-08-21 常州苏晶电子材料有限公司 一种旋转钼靶材的焊接方法
TWI607107B (zh) * 2016-09-20 2017-12-01 Linco Technology Co Ltd Reinforced magnetic field generator for sputter target and its cylindrical sputtering target device
JP6220091B1 (ja) * 2017-03-22 2017-10-25 Ｊｘ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
JP6557696B2 (ja) * 2017-03-31 2019-08-07 Ｊｘ金属株式会社 円筒型スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP6774910B2 (ja) * 2017-06-27 2020-10-28 三井金属鉱業株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
JP6768606B2 (ja) * 2017-07-18 2020-10-14 三井金属鉱業株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
CN109913839B (zh) * 2019-04-29 2021-06-29 河南东微电子材料有限公司 一种磁控溅射用靶材的制备装置及方法
KR102248748B1 (ko) * 2019-07-29 2021-06-04 경북대학교 산학협력단 엑스선관 타겟 제조용 지그, 및 이를 이용한 엑스선관 타겟 제조 방법
KR20220104150A (ko) * 2019-11-21 2022-07-26 미쓰이금속광업주식회사 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법
KR102412911B1 (ko) * 2020-07-08 2022-06-24 주식회사 이엠엘 실린더 타겟의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103403217A (zh) * 2011-03-03 2013-11-20 应用材料公司 用于形成圆筒状标靶组件的方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100348437B1 (ko) * 1992-06-16 2002-10-30 죤슨매트히일렉트로닉스인코오퍼레이티드 스퍼터링타겟어셈블리의제조방법및새로운타겟어셈블리
JPH1068072A (ja) * 1996-08-26 1998-03-10 Japan Energy Corp Ｉｔｏシリンドリカルターゲットおよびその製造方法
JP4363830B2 (ja) * 2002-09-12 2009-11-11 昭和電工株式会社 管体の形状測定方法、同装置、管体の検査方法、同装置、管体の製造方法および同システム
JP4961672B2 (ja) * 2004-03-05 2012-06-27 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲット並びにセラミックス焼結体及びその製造方法
JP5194460B2 (ja) * 2007-01-26 2013-05-08 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5103911B2 (ja) * 2007-01-29 2012-12-19 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5309978B2 (ja) * 2008-08-20 2013-10-09 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
JP5482020B2 (ja) * 2008-09-25 2014-04-23 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5428741B2 (ja) * 2009-10-19 2014-02-26 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
JP5610877B2 (ja) * 2010-06-25 2014-10-22 株式会社日本セラテック スパッタリングターゲット、その製造方法およびターゲット材原料
EP2593578A4 (en) * 2010-07-12 2014-06-18 Materion Advanced Materials Technologies And Services Inc REINFORCING TUBE CONNECTION ASSEMBLY AT A ROTARY TARGET
JP5607512B2 (ja) * 2010-11-24 2014-10-15 古河電気工業株式会社 円筒状ターゲット材、その製造方法、及び、そのシート被覆方法
JP6089983B2 (ja) * 2012-07-18 2017-03-08 三菱マテリアル株式会社 円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103403217A (zh) * 2011-03-03 2013-11-20 应用材料公司 用于形成圆筒状标靶组件的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6568867B2 (ja) 2019-08-28
WO2016067717A1 (ja) 2016-05-06
CN106232860A (zh) 2016-12-14
KR20170074823A (ko) 2017-06-30
JP2019183285A (ja) 2019-10-24
TW201615873A (zh) 2016-05-01
KR102288720B1 (ko) 2021-08-13
TWI710652B (zh) 2020-11-21
JPWO2016067717A1 (ja) 2017-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106232860B (zh) 圆筒形陶瓷溅射靶及其制造装置与制造方法
KR101896701B1 (ko) 원통형 스퍼터링 타겟 및 그 제조방법
JP5103911B2 (ja) 円筒形スパッタリングターゲット及びその製造方法
KR101920170B1 (ko) 스퍼터링용 타깃재와 그 제조 방법
JP2018095971A (ja) バッキングプレート、スパッタリングターゲットおよびそれらの製造方法
JP6052137B2 (ja) 円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材、ならびに、円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2011252237A (ja) 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
TWI649295B (zh) 濺鍍靶及其製造方法
WO2021100233A1 (ja) スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2018135590A (ja) 円筒形スパッタリングターゲット、焼結体及び円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
JP6359901B2 (ja) スパッタリングターゲット
JP5418285B2 (ja) 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
US11766726B2 (en) Method for machining sputtering target, apparatus for machining sputtering target, sputtering target, and method for producing sputtering target product
CN117506189A (zh) 一种防止脆性靶材开裂的方法
KR20020083116A (ko) 스퍼터링 타겟 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant