CN107236934A

CN107236934A - 圆筒型溅射靶及其制造方法

Info

Publication number: CN107236934A
Application number: CN201710112294.0A
Authority: CN
Inventors: 馆野谕; 长田幸三
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-10-10
Also published as: KR20170113075A; CN110257782A; CN110257782B; KR102524402B1; KR20180053619A

Abstract

本发明的目的在于提供圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体、圆筒型溅射靶及它们的制造方法。本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶的制造方法为：在具有圆筒型烧结体的圆筒型溅射靶的制造方法中，将圆筒轴方向的长度为600mm以上的圆筒型成形体配置于设置有与用于供氧的配管相连接的供氧口的台座上，在从比在圆筒型成形体的圆筒内侧设置的圆筒内周长小的供氧口向圆筒轴方向供氧的同时进行烧结。另外，在另一方式中，也可以将台座配置于腔室中，用于供氧的配管从腔室之外连接到供氧口。

Description

圆筒型溅射靶及其制造方法

技术领域

本发明涉及圆筒型溅射靶及其制造方法。尤其是，本发明涉及构成圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体的制造方法。

背景技术

近年来，平板显示器(FPD：Flat Panel Display)、太阳能电池的制造技术发展迅速，大型化不断推进。并且，随着这些市场的扩大，大型玻璃基板的需求不断增加。

尤其是，在大型的玻璃基板上形成金属薄膜或金属氧化物薄膜的溅射装置中，正逐渐使用圆筒型(也称为旋转型或回转型)溅射靶来替代以往的平板型溅射靶。与平板型溅射靶相比，圆筒型溅射靶具有靶的使用效率高、腐蚀的发生少，以及因沉淀物的剥离而产生的颗粒少的优点。

如上所述，在大型的玻璃基板上形成薄膜的溅射装置中所使用的圆筒型溅射靶需要3000mm以上的长度。通过一体成型来制造并磨削加工这种长度的圆筒型溅射靶，这在技术上来说是不现实的。因此，通常可构成连结有多个数十mm至数百mm的圆筒型烧结体的分割溅射靶。

在此，不限于上述圆筒型的烧结体，普通的烧结体的连结要求机械强度的提升及使用了该烧结体的薄膜的膜质量的提升。在将多个烧结体接合到基材的情况下，在烧结体之间隔开规定的间隔而配置。这是因为，若烧结体无间隙地配置并接合到基材，会因溅射期间的热而导致烧结体伸缩，烧结体之间彼此碰撞等，而产生龟裂或缺口。另一方面，烧结体之间的间隙不存在原本应被溅射的烧结体。因此，会产生基材的构成材料被溅射等的问题，存在无法成膜期望的成分的薄膜的问题。此外，在连结有多个烧结体的分割溅射靶中，相邻的烧结体之间的相对密度之差(即，烧结体密度的“固体间偏差”)影响使用所述分割溅射靶的薄膜的质量。像这样，连结的烧结体越短，溅射靶就被分割为越多的部分，影响溅射特性的风险提高。

为了尽量避免所述问题，需要可对应于溅射靶的少分割化的、更长的圆筒型烧结体的制造技术。制造长形圆筒型烧结体的问题点在于烧结体内的相对密度之差(即，烧结体密度的“固体内偏差”)及机械强度。例如，在专利文献1中公开有如下内容：在氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)靶的烧结中，环境气体的氧浓度对质量稳定化(密度及强度)的影响大。一般，用于ITO的烧结炉从炉壁侧供氧。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开平8-144056号公报

发明内容

然而，在长形圆筒型烧结体的情况下，会因烧结时的圆筒内的气体对流不充分而在圆筒内发生缺氧。本发明的技术问题是以如下内容为目的，即，为了在将多个烧结体接合于基材而得到分割溅射靶中对应于少分割化，提供圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体、圆筒型溅射靶及它们的制造方法。另外，本发明的目的在于，提供固体内及个体之间的均质性高的圆筒型烧结体、圆筒型溅射靶及它们的制造方法。

本发明的一个实施方式的圆筒型溅射靶的制造方法如下：在具有圆筒型烧结体的圆筒型溅射靶的制造方法中，将圆筒轴方向的长度为600mm以上的圆筒型成形体配置于设置有与用于供氧的配管相连接的供氧口的台座上，在从比在圆筒型成形体的圆筒内侧设置的圆筒内周长小的供氧口向圆筒轴方向供氧的同时进行烧结。

另外，在另一实施方式中，可将台座配置于腔室中，用于供氧的配管从腔室之外连接到供氧口。

另外，在另一实施方式中，可在向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部供氧的同时进行烧结。

另外，在另一实施方式中，可在从圆筒型成形体的圆筒轴方向的下方向上方供氧的同时进行烧结。

本发明的一个实施方式的用于圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体为圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体，在圆筒轴方向上的相对密度差为0.1％以内。

本发明的一个实施方式的用于圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体为圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体，在圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径平均为1μm以下。

本发明的一个实施方式的用于圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体为圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体，在圆筒内侧面上观察到的孔的数量平均为4.25×10^-5个/μm²以下。

另外，在另一实施方式中，在圆筒内侧面上观察到的孔可以是指在圆筒轴方向的中央部中至少独立的五处、每处为1.176mm²的视野观中观察到的孔。

根据本发明，能够提供圆筒轴方向的长度为470mm以上的圆筒型烧结体、圆筒型溅射靶及它们的制造方法。另外，能够提供固体内及个体之间的均质性高的圆筒型烧结体、圆筒型溅射靶及它们的制造方法。

附图说明

图1为示出本发明的一个实施方式的构成圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体的一个示例的立体图。

图2为示出本发明的一个实施方式的组装后的圆筒型溅射靶的结构的一个示例的剖视图。

图3为示出本发明的一个实施方式的圆筒型烧结体的制造方法的工序流程图。

图4为示出在本发明的一个实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的立体图。

图5为示出在本发明的一个实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的剖视图。

图6为示出在本发明的一个实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的俯视图。

图7为示出在本发明的一个实施方式的变形例1的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的俯视图。

图8为示出在本发明的一个实施方式的变形例2的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的剖视图。

图9为示出在本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体中，在圆筒轴方向上的测定样品的采样位置的图。

图10为示出本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的密度、固体内密度差、相对密度及固体内的最大相对密度差的表。

图11为示出本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的长度与最小供氧量的关系的图。

图12为示出本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的体电阻及固体内体电阻值差的表。

图13为示出在本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体中，圆筒内侧面及外侧面中的测定样品的采样位置的图。

图14为本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的圆筒内侧面的电子显微镜(SEM、1000倍)的照片。

图15为本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的圆筒外侧面的电子显微镜(SEM、1000倍)的照片。

图16为本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的圆筒内侧面的电子显微镜(SEM、5000倍或2000倍)的照片。

图17为本发明的实施例及比较例的圆筒型烧结体的圆筒外侧面的电子显微镜(SEM、5000倍)的照片。

图18为示出本发明的一个实施例及比较例的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上的孔的面积的当量圆直径及数量的平均的表。

(附图标记的说明)

100：圆筒型溅射靶；110：圆筒型烧结体；111：圆筒型成形体；120：间隔；

130：圆筒基材；140：焊料；150：底面；200：烧结台座；230：供氧口；240：配管；

260：挡板；280：开口部；300：腔室

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的圆筒型溅射靶及其制造方法进行说明。但是，本发明的圆筒型溅射靶及其制造方法能够以多种不同的方式实施，不应限于以下示出的实施方式的记载内容来解释。此外，在本实施方式中参照的附图中，针对同一部分或在具有相同的功能的部分标注相同的标记，并且省略其重复说明。

<实施方式>

利用图1及图2，对本发明的实施方式的圆筒型溅射靶及圆筒型烧结体的结构以及结构的概要进行说明。

[圆筒型溅射靶的概要]

图1为示出本发明的实施方式的构成圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体的一个示例的立体图。如图1所示，圆筒型溅射靶100具有中空结构的多个圆筒型烧结体110。上述多个圆筒型烧结体110隔开一定的间隔彼此相邻地配置。在此，在图1中，为了便于说明，将相邻的圆筒型烧结体110的间隔放大示出。其细节如图2所示，用于保持圆筒型烧结体110的圆筒基材130被导入于圆筒型烧结体110的圆筒内侧中空部。

另外，圆筒型烧结体110的厚度可为6.0mm以上且20.0mm以下。另外，圆筒型烧结体110的圆筒轴方向的长度可为470mm以上且1500mm以下。另外，圆筒型烧结体110的外径可为147mm以上且175mm以下。另外，圆筒型烧结体110的内径可为135mm以下。另外，相邻的圆筒型烧结体110之间的圆筒轴方向的间隔可为0.1mm以上且0.4mm以下。

圆筒型烧结体110的材料为例如由铟、锡及氧形成的ITO烧结体、由铟、锌及氧形成的氧化铟锌烧结体(IZO，Indium Zinc Oxide)、由铟、镓、锌及氧形成的氧化铟镓锌烧结体(IGZO，Indium Gallium Zinc Oxide)、由锌、铝及氧形成的氧化锌铝烧结体(AZO，Aluminium Zinc Oxide)、氧化锌(ZnO)、TiO₂等的烧结体。只是，本发明的圆筒形溅射靶的圆筒型烧结体为包含氧的陶瓷烧结体即可，而不限于上述成分。

在此，本实施方式的圆筒型烧结体110的密度可以为99.5％以上。圆筒型烧结体110的密度可更优选为99.6％以上。另外，圆筒型烧结体110的固体内的圆筒轴方向上的相对密度之差可以为0.1％以下。圆筒型烧结体110的圆筒轴方向上的相对密度之差可更优选为0.05％以下，进一步可优选为0.03％以下。另外，相邻的圆筒型烧结体110a与110b之间的相对密度之差，即，圆筒型烧结体的固体之间的相对密度之差可优选为0.1％以下。

此外，烧结体的密度以相对密度来示出。相对密度根据测定的密度及理论密度，可用相对密度＝(测定密度/理论密度)×100(％)来表示。相对密度差根据各测定的密度之差及理论密度，可用相对密度差＝(测定密度差/理论密度)×100(％)来表示。所谓理论密度是指在烧结体的各组成元素中，从除氧以外的元素的氧化物的理论密度而计算出的密度的值。例如，在ITO靶的情况下，作为各组成元素的铟、锡、氧当中，将氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)作为除氧以外的铟、锡的氧化物，用于理论密度的计算。在此，从烧结体中的铟和锡的元素分析值(at％或％质量)换算为氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)的质量比。例如，在换算的结果占氧化铟为90％质量、氧化锡占10％质量的ITO靶的情况下，理论密度以(In₂O₃的密度(g/cm³)×90+SnO₂的密度(g/cm³)×10)/100(g/cm³)来计算。按In₂O₃的理论密度为7.18g/cm³、SnO₂的理论密度为6.95g/cm³来进行计算，计算出理论密度为7.157g/cm³。另外，若各组成元素为Zn则可以以ZnO的氧化物进行计算，若各组成元素为Ga则可以以Ga₂O₃的氧化物进行计算。按ZnO的理论密度为5.67g/cm³，并按Ga₂O₃的理论密度为5.95g/cm³来计算。另一方面，所谓测定密度是指以质量除以体积的值。在烧结体的情况下，利用阿基米德法求出体积并进行计算。关于圆筒型烧结体110的固体内的圆筒轴方向上的相对密度之差，可在圆筒型烧结体110的圆筒轴方向，每隔150mm切下40～50mm宽度的圆筒型测定样品，计算各个样品的相对密度并进行评价。

如上所述，通过使圆筒形烧结体的长度及相对密度在上述范围之内，可提高圆筒型烧结体的机械强度，以及当使用该圆筒型烧结体时，能够抑制节瘤的产生、或伴随着电弧而产生的颗粒，能够获得降低薄膜的杂质，提高膜密度的技术效果。另外，通过使圆筒型烧结体的固体内及固体之间的相对密度之差在各个上述范围之内，在具有多个圆筒型烧结体的分割溅射靶中能够抑制电场的变形。其结果，可在溅射时获得稳定的放电特性，能够在大小超过一个圆筒型烧结体这样的大型的基板上形成膜质的面内均一性非常高的薄膜。

所谓圆筒型烧结体110的固体内之差还包括圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面之差。圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面的状态可借助于电子显微镜(SEM)观察来评价。关于在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒轴方向中央部中的圆筒内侧面及外侧面观察到的孔，未见大的差异。在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面观察到的孔的形状为不规则的颗粒形，在晶界和结晶内均可观察到。换言之，在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面中，关于不规则的气泡状的孔，在晶界和结晶内都可观察到。另一方面，在圆筒轴方向的长度为470mm以上的比较例中的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上，与比较例中的圆筒外侧面或本实施方式中的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面相比，能够观察到更大的不规则的颗粒形的孔。换言之，在圆筒轴方向的长度为470mm以上的比较例的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上，能够观察到不规则的结晶粒状的孔。这种在比较例的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上观察到的孔主要可在晶界处观察到。关于比较例的圆筒型烧结体110的圆筒外侧面，与本实施方式中的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面相比未见大的差异。在比较例的圆筒型烧结体110的圆筒外侧面上观察到的孔的形状为比圆筒内侧面的孔小的不规则的颗粒形，在晶界及结晶内均可观察到。

在本实施方式及比较例的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及圆筒外侧面上观察到的各个孔的形状是不规则的。因此，孔的大小可通过计算出在俯视观察时的连续的一个孔的面积，并以具有相同的面积的圆的直径(以下称之为孔的面积的当量圆直径)来评价。孔的数量可将观察的面上的连续的一个孔计为1来计算。在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径的平均可以为1μm以下。更优选地，在圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径的平均可以为0.5μm以下。另外，在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上观察到的孔的数量的平均可以为4.25×10^-5个/μm²以下。更优选地，在圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上观察得到的孔的数量的平均可以为2.125×10^-5个/μm²以下。此外，在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒外侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径的平均可以为1μm以下。更优选地，在圆筒型烧结体110的圆筒外侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径的平均可以为0.5μm以下。另外，在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒外侧面上观察到的孔的数量的平均可以为4.25×10^-5个/μm²以下。更优选地，在圆筒型烧结体110的圆筒外侧面上观察到的孔的数量的平均为可以为2.125×10^-5个/μm²以下。

此外，关于圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面的状态的评价，在各样品的圆筒轴方向的中央部中观察五个980μm×1200μm的视野，对孔的数量及孔的面积的当量圆直径的平均值进行评价。孔的面积S的当量圆直径L可通过如下方法获得：首先计算出连续的一个孔的投影面积S，并利用以下数学式计算出具有相同的面积的圆的直径L：

[数学式1]

在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒轴方向中央部的圆筒内侧面及外侧面上观察到的结晶颗粒未见大的差别。在本实施方式的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面及外侧面上观察到的结晶颗粒生长得大。另一方面，在作为圆筒轴方向的长度为957mm以上的比较例中的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上，与外侧面相比，结晶颗粒更小，因此观察到了生长初期阶段的结晶颗粒。由于这种比较例中的圆筒型烧结体110的圆筒内侧面上的结晶颗粒处于生长初期阶段，因而小且不均一，缺乏平滑性。

将在制造方法中说明细节，可通过在向圆筒轴方向上供氧的同时，对圆筒型成形体进行烧结，来获得上述圆筒型烧结体。

图2为示出本发明的实施方式的组装后的圆筒型溅射靶的结构的一个示例的剖视图。如图2所示，关于组装后的圆筒型溅射靶100，在图1中所示的圆筒型烧结体110的圆筒内侧中空部配置有圆筒基材130。圆筒基材130和圆筒型烧结体110借助于焊料140而钎焊，相邻的圆筒型烧结体110隔开间隔120来配置。

圆筒基材130可使用如下的金属材料：导热率高，以便可将在对靶材进行溅射时电子或离子与靶材发生冲突而产生的热量高效率地释放，并具有可向靶材施加偏置电压的程度的导电性。具体地，可使用铜(Cu)、钛(Ti)、包含它们的合金及不锈钢(SUS)。

与圆筒基材130同样地，焊料140的材料可使用如下的材料：导热率高、具有导电性且具有充分的粘结力和强度以便使圆筒基材130保持圆筒型烧结体110。然而，也可以为焊料140的导热率低于圆筒基材130的导热率的材料。另外，也可以采用焊料140的导电性低于圆筒基材130的导电性的材料。作为焊料140，可使用例如铟(In)、锡(Sn)及包含它们的合金。

如上所述，根据本实施方式的溅射靶，通过使圆筒形烧结体的长度及相对密度在上述范围内，可获得如下效果：圆筒型烧结体的机械强度提高，使用了该圆筒型烧结体的薄膜的杂质减少，膜密度提高。另外，使圆筒型烧结体的固体内及固体之间的相对密度之差分别在上述范围内，能够在具有多个圆筒型烧结体的分割溅射靶中抑制电场的变形。其结果，可在大小超过一个圆筒型烧结体的尺寸的大型的基板上，形成在溅射时能够获得稳定的放电特性、膜质的面内均一性非常高的薄膜。进而，通过使圆筒型烧结体的圆筒内侧面及圆筒外侧面的状态分别处于上述范围内，能够在具有圆筒型烧结体的分割溅射靶中在整个靶寿命中维持稳定的品质。即，在连续使用靶的期间特性不会发生变化，可抑制因密度不良引起的节瘤或颗粒的产生。

[圆筒型烧结体的制造方法]

接下来，利用图3，详细地说明本发明的圆筒型溅射靶的圆筒型烧结体的制造方法。图3为示出本发明的实施方式的圆筒型烧结体的制造方法的工序流程图。在图3中，例示了ITO烧结体的制造方法，然而烧结体的材料不限于ITO，还可用于IGZO等其他金属氧化物烧结体。

首先，准备原料。用于混合的原料使用例如要在氧化物或合金等中含有的金属元素。可使用粉末状的原料，可根据作为目的的溅射靶的成分来适当选择。例如，在使用ITO的情况下，准备氧化铟粉末及氧化锡的粉末(步骤S301及步骤S302)。通常，这些原料的纯度为2N(99％质量)以上，优选为3N(99.9％质量)以上，更优选为4N(99.99％质量)以上。若纯度低于2N，则圆筒型烧结体所含的杂质多，因此存在无法获得期望的物理性质(例如透过率减小，膜阻值增加，若局部性地含有异物则会伴随电弧而产生颗粒)的问题。

接下来，将这些原料粉末粉碎并混合(步骤S303)。原料粉末的粉碎混合处理可利用干法或湿法，所述干法利用氧化锆、氧化铝、尼龙树脂等的球或小珠，所述湿法为利用所述球或小珠的介质搅拌磨、无介质的容器旋转式、机械搅拌式、气流式。在此，通常，与干法相比，湿法的粉碎及混合能力更优秀，因此，优选地，使用湿法来进行混合。

对于原料成分无特别限定，然而，期望根据作为目的的溅射靶的成分比来适当调节。

在此，若使用粒径细的原料粉末，则可使烧结体高密度化。另外，虽然强化粉碎条件能够获得细的原料粉末，但粉碎时使用的介质(氧化锆等)的混入量也增加，会导致产品内的杂质浓度上升。像这样，需要在考虑到烧结体的高密度化与产品内的杂质浓度的平衡的同时，将粉碎时的条件设定于适当的范围内。

接下来，将原料粉末的料浆进行干燥/造粒(步骤S304)。在此，可进行快速干燥造粒来使料浆快速干燥。快速干燥造粒可通过使用喷雾干燥机，并调节热风温度、风量来进行。通过进行快速干燥造粒，能够抑制因原料粉末的比重差所造成的沉降速度的差异而导致的氧化铟粉末与氧化锡粉末的分离。通过像这样进行造粒，使配合成分的比例均一化，提高原料粉末的处理性。另外，在造粒前后也可进行预烧成。

接下来，将通过上述的混合及造粒的工序而获得的混合物(在设置有预烧成工序的情况下则为预烧成的混合物)加压成形，来形成圆筒型成形体(步骤S305)。通过该工序，形成为适于作为目的的溅射靶的形状。圆筒型成型体的圆筒轴方向的长度可以为600mm以上。作为成形处理，可例举出模具成形、浇铸成形、注塑成形等，为了获得圆筒型那样的复杂的形状，优选地利用冷等静压(CIP)等来成形。关于CIP成形，首先将称量了规定重量的原料粉填充到橡胶模具中。此时，一边摇动或轻敲橡胶模具一边进行填充，由此能够消除模具内的原料粉的填充不匀或空隙。CIP成形的压力优选地为100MPa以上且200MPa以下。通过如上所述来调节成形的压力，在本实施方式中可形成具有54.5％以上且58.0％以下的相对密度的圆筒型成形体。更优选地，通过将CIP的成形压力调节为150MPa以上且180MPa以下，可获得55.0％以上且57.5％以下的相对密度的圆筒型成形体。

接下来，烧结由成形工序获得的圆筒型成形体(步骤S306)。在此，利用图4至图6对烧结圆筒型成形体的方法进行详细地说明。图4为示出本发明的实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，对圆筒型成形体进行烧结的工序的立体图。图5为示出在本发明的实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的剖视图。另外，图6为示出在本发明的实施方式的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的俯视图。

首先，如图4所示，在步骤S305的成形工序中获得的圆筒型成形体111可配置为以在平板状的烧结台座200上圆筒轴方向相对于烧结台座200大致垂直的直立状态。然而，只要圆筒型成形体111可稳定配置于烧结台座200上，则不限于此。例如，圆筒型成形体111还可配置为相对于烧结台座200倾斜的状态。另外，虽然在图4中省略了，但当烧结圆筒型成形体111时，在圆筒型成形体111与烧结台座200之间还可配置间隔件。在这种情况下，间隔件只需能够以小于圆筒型成形体111的底面150的面积与底面150相接触即可。通过配置间隔件，在烧结工序中即使圆筒型成形体111的体积缩小，也能够抑制因移动产生的摩擦系数。因此，能够抑制在烧结之后的圆筒型烧结体中产生的内应力的产生。

如图5及图6所示，在步骤S305的成形工序中获得的圆筒型成形体111配置于腔室300所具有的烧结台座200上。圆筒型成形体111可在将设置于板状的烧结台座200的供氧口230配置于圆筒中心的状态下进行烧结。考虑到因烧结工序引起的缩小，供氧口230小于圆筒型成形体111的内周，并能够向圆筒内侧面供氧。另外，供氧口230从圆筒型成形体111的圆筒轴方向的下方朝向上方而配置。设置于烧结台座200的开口部可以仅仅为供氧口230。一个供氧口230与用于供氧的一个配管240直接连接。配管240经由例如调节器(控制器)、阀等从腔室300之外连接到供氧口230。即，从配管240供给的氧不存在从烧结台座200的其他区域泄露的情况，而是从供氧口230选择性地向圆筒内侧面供氧。通过采取这种结构，可根据圆筒型成形体111的圆筒轴方向上的长度、厚度及圆筒内部空间的大小来适当调节从供氧口230供给的氧的量。例如，圆筒轴方向的长度越长，从供氧口230供给的氧的量可越多。然而，不限于此，例如，在圆筒型成形体111的厚度厚的情况下，从供氧口230供给的氧的量也可以更多。另外，例如，在圆筒型烧结体的内径大且圆筒内部空间大的情况下，从供氧口230供给的氧的量还可以更多。

从供氧口230供给的氧的量的上限无特别限定，但可以为150L/min以下。通过从一个供氧口230供给大量的氧，由于氧的冷却效果，有可能产生烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂、烧结后的圆筒型烧结体的密度的下降等的问题。因此，可以在来自供氧口230的氧的前进方向上配置挡板。可以通过使从供氧口230供给的氧与挡板等碰撞，来在圆筒内部空间中扩散。此外，针对从供氧口230供给的氧，还可以在循环中将配管等预加热之后再进行供给。

在空气环境气体下向圆筒内侧中空部供氧的情况下，比氮更重的氧从圆筒轴方向的下方缓缓充满。因此，能够无不均匀地向烧结中的圆筒型成形体的圆筒内侧面供氧。当圆筒型成形体的圆筒内侧中空部充满氧时，继续供给的氧会经由圆筒内侧中空部从圆筒成形体的上方向圆筒外侧流出。流出的氧在腔室300的顶棚部分向下方流动，而产生在腔室300内循环的氧的流动。因此，腔室300内的氧浓度也可被均一化。另外，还可单独地从腔室300的壁部向圆筒外侧供氧。在这种情况下，可通过分别调节针对圆筒内侧中空部的氧的供给量和针对圆筒外侧的氧的供给量，来使烧结中的圆筒型成形体的圆筒内侧面及外侧面的氧浓度均一。

在此，图4中例示了从下方向圆筒型成形体111的圆筒内侧中空部供氧的方法，但不限于该方法。例如，也可从圆筒轴方向的下方或上方供氧。通过向圆筒型成形体111的圆筒轴方向供氧，可将烧结中的圆筒轴方向上的氧浓度保持均一。

另外，图4中例示从在圆筒型成形体111的圆筒中心配置的一个供氧口230供氧的方法，但不限于该方法。只要可在圆筒内侧中空部中均一地供氧，供氧口230就不限于圆筒中心。供氧口230可以为多个。另外，氧还可以供给到圆筒外侧，而不仅被供给到圆筒内侧。此时，各个供氧口230分别直接与用于供氧的配管240相连接，以便能够独立地控制供氧量。由此，从各个供氧口230供给的氧的量可根据圆筒型成形体111的圆筒轴方向上的长度、厚度、圆筒内部空间的大小及与相对于供氧口230的圆筒型成形体111的位置等来适当地调节。

在一般的ITO烧结中，对于烧结体的高密度化而言，在氧环境气体下的烧结是必须的。即使是在氧环境气体下的烧结中，在烧结长度为600mm以上的圆筒型成形体111的工序中，也会因圆筒内侧中空部的气体对流不充分，而在圆筒内侧中空部发生缺氧。因圆筒内侧中空部的缺氧而产生如下情况：烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂、烧结后的圆筒型烧结体的密度的下降、圆筒型烧结体的圆筒轴方向上的相对密度差、以及在圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的大小或孔的数量的增多。为了阻止因内侧中空部的缺氧而带来的影响，在本实施方式中，如上述结构那样，当烧结圆筒型成形体111时，可通过从供氧口230向圆筒型成形体111的圆筒内侧中空部供氧，使得氧能够均一地充满600mm以上的圆筒型成形体111的圆筒内侧中空部。进而，通过将向圆筒内侧中空部的氧的供给与向圆筒外侧的氧的供给组合，能够使烧结中的圆筒型成形体111的圆筒内侧面与外侧面的氧浓度均一化。其结果，可防止烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂。另外，可提高烧结后的圆筒型烧结体的密度。进而，可降低圆筒型烧结体的固体内的圆筒轴方向上的相对密度差。可减少圆筒内侧面上的孔的大小和数量。

返回到图3，继续说明圆筒型烧结体的制造方法。上述详细说明的步骤S306的烧结可使用电炉、热等静压(HIP)或微波烧成。烧结条件可根据烧结体的成分来适当选择，但例如若是含有10wt.％的SnO₂的ITO的话，可在氧环境气体、1500℃以上且1600℃以下、10小时以上且20小时以下的条件下进行烧结。在烧结温度低于1500℃的情况下，靶的密度会下降。另一方面，若超过1600℃，则对电炉或炉材的损伤大而需要适时维护，因此工作效率显著下降。另外，若烧结时间不足10小时，则靶的密度会下降，而若长于20小时，则烧结工序的保持时间变长，电炉的运行率恶化。另外，在烧结工序中使用的氧气的消耗量及用于运行电炉的电量会增加。另外，烧结时的压力可以为大气压，也可以为减压或加压的环境气体。

在此，当利用电炉进行烧结时，可通过调节烧结的升温速度及降温速度来抑制裂纹的产生。具体地，烧结时的电炉的升温速度优选为300℃/小时以下，更优选为180℃/小时以下。另外，烧结时的电炉的降温速度优选为600℃/小时以下。此外，可以阶段性变化的方式调节升温速度或降温速度。

虽然圆筒型成形体会因烧结工序而收缩，但因为在所有材料共同地进入开始热收缩的温度区域之前使炉内的温度均一，在升温的途中保持温度。由此，可消除炉内的温度不均一，使设置在炉内的所有烧结体均一地收缩。另外，可针对各材料来分别设定到达温度或保持时间的恰当的条件，来获得稳定的烧结体密度。通过烧结圆筒轴方向的长度为600mm以上的圆筒型成形体，而成为圆筒轴方向的长度为大致470mm以上的圆筒型烧结体。

接下来，利用平面磨床、圆筒磨床、车床、切割机、加工中心(machining center)等的机械加工设备，将所形成的圆筒型烧结体机械加工为圆筒型的所需的形状(步骤S307)。机械加工可进行而使得上述圆筒型烧结体成为适合于安装到靶装置的形状，或成为所需的表面粗糙度。在此，为了获得在溅射中集中电场后不发生异常放电的程度的平坦性，优选使圆筒型烧结体的平均粗糙度(Ra)为0.5μm以下。通过以上的工序，可获得高密度且均质性高的圆筒型烧结体。

接下来，将进行了机械加工的圆筒型烧结体粘结于基材(步骤S308)。尤其是在圆筒型溅射靶的情况下，以焊料作为粘结剂，将圆筒型烧结体粘结于被称为背衬管的圆筒型基材上。通过以上的工序，能够获得使用了上述圆筒型烧结体的圆筒型溅射靶。

如上所述，根据实施方式的圆筒型溅射靶的制造方法，在烧结工序中，通过向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部供氧，能够防止烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂。另外，能够提高烧结后的圆筒型烧结体的密度。此外，能够降低烧结后的圆筒型烧结体的圆筒轴方向上的相对密度差。能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的大小。此外，能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的数量。由此，能够提供固体内及个体之间的均质性高的圆筒型烧结体及圆筒型溅射靶。

<变形例1>

利用图7，对本发明的实施方式的变形例1的圆筒型烧结体的烧结方法进行说明。

图7为示出在本发明的实施方式的变形例1的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的俯视图。在图7中，在烧结圆筒型成形体111的工序中，配置有16个供氧口230。此时，各个供氧口230分别与用于供氧的配管240直接连接，以便能够独立地控制供氧量。由此，可根据圆筒型成形体111的圆筒轴方向上的长度、厚度、圆筒内部空间的大小及相对于圆筒型成形体111的供氧口230的位置等，适当调节从各个供氧口230供给的氧量。

在图7中，八对供氧口230经由圆筒型成形体111的壁而均等地配置。换言之，分别沿着圆筒型成形体111的圆筒内侧面及外侧面而配置了八个供氧口230。在图7中，以八个供氧口230a位于圆筒型成形体111的圆筒内侧，八个供氧口230b位于圆筒型成形体111的圆筒外侧的方式来配置圆筒型成形体111(以下，在不区分供氧口230a与供氧口230b的情况下称为供氧口230)。然而，不限于此，供氧口230的数量、尺寸及配置只要为可将圆筒型成形体111稳定地配置在烧结台座200上，则没有限制。另外，供氧口230不仅可以配置于圆筒型成形体111的圆筒内侧，也可以配置于圆筒外侧。换言之，氧不仅可以供给至圆筒内侧面，也可以供给至圆筒外侧面。

例如，在圆筒型成形体111的长度长的情况下，可以通过使位于对流差的圆筒内侧的供氧口230a的供氧量大于圆筒外侧的供氧口230b的供氧量，而最终调整为圆筒内侧面及外侧面的氧浓度均一。另外，也可以仅从位于圆筒内侧的供氧口230a供氧。各个供氧口230a所供给的氧的量可各自为例如从本发明的实施方式中的一个供氧口230供氧时的供给量的1/8。另外，各个供氧口230a供给的氧的量可以不均等，也可以各异。即，来自多个供氧口230a的氧的供给量的总和为从本发明的实施方式的一个供氧口230供氧时的供给量即可。另外，也可以为，圆筒轴方向的长度越长，从供氧口230供给的氧的量的总和越多。然而，不限于此，例如在圆筒型成形体111的厚度厚的情况下，从供氧口230a供给的氧量的总和可以更多。另外，例如，在圆筒型烧结体的内径大，圆筒内部空间大的情况下，从供氧口230a供给的氧量的总和可以更多。

从供氧口230供给的氧量的上限无特别限定，但可以为150L/min以下。可通过从多个供氧口230a供氧，来分散氧的供给量，而可控制圆筒内侧中空部的气体对流。另外，可抑制由基于氧的冷却效果而引起的烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂、烧结后的圆筒型烧结体的密度的下降等的问题。然而，由多个供氧口230a供给的氧也可进而经由挡板等在圆筒内部空间扩散。此外，关于从供氧口230供给的氧，还可以在循环中将配管等预加热之后再供给。

在一般的ITO烧结中，对于烧结体的高密度化而言，在氧环境气体下的烧结是必须的。即使是在氧环境气体下的烧结中，在烧结长度为600mm以上的圆筒型成形体111的工序中，会因圆筒内侧中空部的气体对流不充分，而在圆筒内发生缺氧。因圆筒内的缺氧而产生如下情况：烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂、烧结后的圆筒型烧结体的密度的下降、圆筒型烧结体的圆筒轴方向上的相对密度差、以及在圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的大小或孔的数量的增大。为了阻止由圆筒内的缺氧带来的影响，在本实施方式中，可以通过使从位于圆筒内侧的供氧口230a的供氧量大于从圆筒外侧的供氧口230b的供氧量，而最终调整为圆筒内侧面及外侧面的氧浓度均一。也可通过使从位于圆筒内侧的供氧口230a的供氧量进一步增多，而最终调整为圆筒内侧面的氧浓度高于圆筒外侧面的氧浓度。此外，还可以调整为仅从位于圆筒内侧的供氧口230a供氧，而不从圆筒外侧的供氧口230b供氧。各个供氧口230分别与用于供氧的配管240直接连接，由此可独立地控制供氧量。通过从多个供氧口230a供氧，能够在圆筒内侧面均一地供氧。其结果，能够调节烧结中的圆筒型成形体的圆筒内侧面及外侧面的氧浓度，防止烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂。另外，能够提高烧结后的圆筒型烧结体的密度。此外，能够降低烧结后的圆筒型烧结体的圆筒轴方向上的相对密度差。能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径。此外，能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的数量。

<变形例2>

利用图8，对本发明的实施方式的变形例2的圆筒型烧结体的烧结方法进行说明。在本变形例中，除了挡板260之外与本发明的实施方式相同，因此省略其的详细说明。

图8为示出在本发明的实施方式的变形例2的圆筒型烧结体的制造方法中，烧结圆筒型成形体的工序的剖视图。在图8中，在烧结圆筒型成形体111的工序中,配置有一个供氧口230。供氧口230与用于供氧的配管240直接连接，由此能够独立地控制供氧量。在来自供氧口230的氧的前进方向上配置有挡板260。在本变形例中，挡板260呈盖状以便包围供氧口230。挡板260在盖状的侧壁部具有多个开口部280。因此，从供氧口230供给的氧碰到挡板260的内侧顶棚部，而以散开的状态从挡板260的多个开口部280流出。在圆筒成形体内侧中空部中，从挡板260的多个开口部280流出的氧从圆筒轴方向的下方缓缓填满，并向圆筒轴方向上升。然而，挡板260的形状不限于此，挡板260只要为使从供氧口230供给的氧在圆筒内部空间扩散的形状即可。在例如从氧的前进方向侧观察时，挡板260只要与至少一部分供氧口230相重叠即可。由此，具有如下效果：能够抑制从一个供氧口230供给大量的氧而产生的冷却效果所引起的烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂、烧结后的圆筒型烧结体的密度的下降等。

此外，本发明不应限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内可进行适当变更。

[实施例]

[圆筒型烧结体的制造]

[实施例1]

在实施例1中，对制造圆筒型ITO靶材(圆筒型烧结体)的方法进行说明。首先，作为原料粉末，准备了BET(Brunauer，Emmet and Teller’s equation，BET方程)比表面积为4.0～6.0m²/g的4N的氧化铟和BET比表面积为4.0～5.7m²/g以下的4N的氧化锡。在此，所谓BET比表面积为表示利用BET方程计算的表面积。所谓BET方程是指将氮、氩、氪、一氧化碳等的气体分子吸附于固体颗粒，从吸附的气体分子的量来测定固体颗粒的比表面积的气体吸附法。在此，称量原料，使得氧化铟为90％质量、氧化锡为10％质量。接下来，利用湿式的球磨机将这些原料粉末粉碎并混合。在此，使用氧化锆球来作为粉碎介质。利用喷雾干燥机，将混合的料浆进行快速干燥造粒。

接下来，将所述造粒工序获得的混合物，通过CIP成形来成形为圆筒型。由CIP成形时的压力为176MPa。

通过上述成形工序获得的实施例1的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝194.0mm

·圆筒内径(直径)＝158.7mm

·圆筒的厚度＝17.65mm

·圆筒轴方向的长度＝600mm

接下来，利用电炉，来烧结通过CIP获得的圆筒型成形体。烧结的条件如下。

·升温速度＝300℃/小时

·高温保持温度＝1560℃

·高温保持时间＝20小时(hr)

·烧结时环境气体＝氧环境气体

·烧结时压力＝大气压

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝50L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝0L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝155.2mm

·圆筒内径(直径)＝127.0mm

·圆筒的厚度＝14.1mm

·圆筒轴方向的长度＝478mm

·烧结体密度＝7.134g/cm³

·烧结体的相对密度＝99.68％

·烧结体的体电阻值＝0.11mΩ·cm

[实施例2]

在实施例2中，对烧结了在圆筒轴方向上长于实施例1的圆筒型成形体的圆筒型烧结体进行说明。圆筒型成形体的成形工序与实施例1相同，因而省略说明。

通过与实施例1相同的成形工序获得的实施例2的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝193.8mm

·圆筒内径(直径)＝158.2mm

·圆筒的厚度＝17.8mm

·圆筒轴方向的长度＝1200mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体内侧中空部的氧的导入的参数外，实施例2的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝100L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝0L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝155.0mm

·圆筒内径(直径)＝126.6mm

·圆筒的厚度＝14.2mm

·圆筒轴方向的长度＝948mm

·烧结体密度＝7.132g/cm³

·烧结体的相对密度＝99.65％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

[实施例3]

在实施例3中，对烧结了在圆筒轴方向上更长于实施例1及实施例2的圆筒型成形体的圆筒型烧结体进行说明。圆筒型成形体的成形工序与实施例1相同，因而省略说明。

通过与实施例1相同的成形工序获得的实施例3的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝194.2mm

·圆筒内径(直径)＝158.5mm

·圆筒的厚度＝17.85mm

·圆筒轴方向的长度＝1755mm

接下来，利用电炉烧结了圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体内侧的氧的导入的参数外，实施例3的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的的氧的导入＝150L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝0L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝155.4mm

·圆筒内径(直径)＝126.8mm

·圆筒的厚度＝14.3mm

·圆筒轴方向的长度＝1386mm

·烧结体密度＝7.130g/cm³

·烧结体的相对密度＝99.62％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

接下来对上述相对于实施例1至3中所示的圆筒型成形体及圆筒型烧结体的比较例进行说明。在以下的比较例中，与实施例不同，对在不存在向圆筒型成形体内侧中空部的氧的导入的条件下烧结的圆筒型烧结体进行说明。此外，在比较例中，替代了向圆筒型成形体内侧中空部的氧的导入，而在从腔室壁部向圆筒型成形体外侧的氧的导入的条件下进行烧结。圆筒型成形体的成形工序与实施例1相同，因而省略说明。

[比较例1]

通过与实施例1相同的成形工序获得的比较例1的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝194.9mm

·圆筒内径(直径)＝159.0mm

·圆筒的厚度＝17.95mm

·圆筒轴方向的长度＝480mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体的氧的导入的参数之外，比较例1的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝0L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝100L/min

通过如上所述的烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝155.9mm

·圆筒内径(直径)＝127.2mm

·圆筒的厚度＝14.35mm

·圆筒轴方向的长度＝385mm

·烧结体密度＝7.133g/cm³

·烧结体的相对密度＝99.66％

·烧结体的体电阻值＝0.11mΩ·cm

[比较例2]

通过与实施例1相同的成形工序获得的比较例2的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝193.5mm

·圆筒内径(直径)＝158.2mm

·圆筒的厚度＝17.65mm

·圆筒轴方向的长度＝600mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体的氧的导入的参数外，比较例2的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝0L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝100L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝156.7mm

·圆筒内径(直径)＝128.1mm

·圆筒的厚度＝14.3mm

·圆筒轴方向的长度＝485mm

·烧结体密度＝7.041g/cm³

·烧结体的相对密度＝98.38％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

[比较例3]

通过与实施例1相同的成形工序获得的比较例3的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝194.1mm

·圆筒内径(直径)＝158.2mm

·圆筒的厚度＝17.95mm

·圆筒轴方向的长度＝1200mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体的氧的导入的参数外，比较例3的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝0L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝100L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝157.2mm

·圆筒内径(直径)＝128.1mm

·圆筒的厚度＝14.55mm

·圆筒轴方向的长度＝957mm

·烧结体密度＝7.038g/cm³

·烧结体的相对密度＝98.34％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

此外，比较例3确认了因烧结引起的变形。

[比较例4]

通过与实施例1相同的成形工序获得的比较例4的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝194.2mm

·圆筒内径(直径)＝158.4mm

·圆筒的厚度＝17.9mm

·圆筒轴方向的长度＝1410mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体的氧的导入的参数之外，比较例4的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝0L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝100L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝155.3mm

·圆筒内径(直径)＝127.8mm

·圆筒的厚度＝13.75mm

·圆筒轴方向的长度＝1145mm

·烧结体密度＝7.042g/cm³

·烧结体的相对密度＝98.39％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

[比较例5]

通过与实施例1相同的成形工序获得的比较例5的圆筒型成形体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝193.6mm

·圆筒内径(直径)＝158.3mm

·圆筒的厚度＝17.65mm

·圆筒轴方向的长度＝1754mm

接下来，利用电炉来烧结圆筒型成形体。除了向圆筒型成形体的氧的导入的参数之外，比较例5的烧结条件与实施例1相同，因而省略说明。

·向圆筒内侧中空部的氧的导入＝0L/min

·向圆筒外侧的氧的导入＝100L/min

通过上述烧结工序获得的圆筒型烧结体的各参数如下。

·圆筒外径(直径)＝157.8mm

·圆筒内径(直径)＝128.5mm

·圆筒的厚度＝14.65mm

·圆筒轴方向的长度＝1394mm

·烧结体密度＝7.044g/cm³

·烧结体的相对密度＝98.42％

·烧结体的体电阻值＝0.12mΩ·cm

[准备测定样品]

关于上述实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体，准备了用于评价密度及体电阻的固体内偏差的测定样品。如图9所示，关于圆筒型烧结体110，从烧结时的圆筒轴方向的下方朝向上方按每150mm逐段分割。此外，切出各个圆筒轴方向中央部40～50mm宽度的圆筒型测定样品，从圆筒轴方向的下方开始，作为测定样品110-1(150mm)、110-2(300mm)、110-3(450mm)(后述的表中的名称)。

[相对密度的评价]

针对上述实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体及各测定样品评价了相对密度。利用阿基米德法，测定了圆筒型烧结体及各测定样品的密度。基于理论密度，计算出了圆筒型烧结体及各测定样品的相对密度及相对密度差。在图10中示出实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体及各测定样品的密度、相对密度及圆筒型烧结体内的最大相对密度差。

从图10的结果可知，在烧结时进行了向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入的实施例1～实施例3的圆筒型烧结体中，与未进行向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入的比较例2～比较例5的圆筒型烧结体相比，提高了相对密度。在圆筒轴方向的长度为470mm以下的比较例1中，即使未进行向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入，相对密度也得到了提高。实施例1～实施例3的各测定样品与比较例2～比较例5的各测定样品相比，相对密度差实现了下降。在圆筒轴方向的长度为470mm以下的比较例1中，即使未进行向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入，相对密度差也实现了下降。另外，在烧结工序中，通过向圆筒型成形体的圆筒内侧面供氧，使得圆筒轴方向的长度为1200mm以上的圆筒型成形体也可防止烧结中的变形、龟裂等。

[最小供氧量的评价]

计算了通过上述实施例及比较例中的圆筒型成形体的烧结方法来获得密度为7.130g/cm³以上的圆筒型烧结体所需的最小供氧量。具体地，使烧结时向圆筒内侧中空部导入的氧的量阶段性地变化，获得了圆筒轴方向的长度为390、480、950、1200、或1400mm的圆筒型烧结体。利用阿基米德法，测定了各个圆筒型烧结体的密度。在密度为7.130g/cm³以上的圆筒型烧结体之中，按各个的圆筒轴方向的长度，将烧结时导入的氧的量最小的值设为最小供氧量。在图11中示出最小供氧量与圆筒型烧结体的圆筒轴方向的长度的对应关系。

如图11所示，直至圆筒型烧结体的圆筒轴方向的长度为390mm，即使未进行氧的导入，也获得了密度7.130g/cm³以上的圆筒型烧结体。在形成480mm的圆筒型烧结体的情况下，最小供氧量为5L/min以上。在形成950mm的圆筒型烧结体的情况下，最小供氧量为20L/min以上。在形成1200mm的圆筒型烧结体的情况下，最小供氧量为30L/min以上。在形成1400mm的圆筒型烧结体的情况下，最小供氧量为35L/min以上。从图11的结果可知，圆筒轴方向的长度越长，获得密度7.130g/cm³以上的圆筒型烧结体所需的氧的量越增加。密度为7.130g/cm³以上的圆筒型烧结体的轴方向的长度X(mm)与从供氧口230供给的最小供氧量Y(L/min)成正比关系，可利用如下数学式示出。

Y＝0.0345X－12.508

[体电阻的评价]

针对上述实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体及各测定样品评价了体电阻。关于圆筒型烧结体及各测定样品的体电阻值，利用四探针法测定了圆筒外侧面。在图12中示出实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体及各测定样品的体电阻值。

从图12的结果可知，在实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体及各测定样品中，圆筒外侧面的体电阻值几乎无变化。可以认为，由于在圆筒外侧面供氧充分，所以无论在进行了向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入的实施例中，还是在未进行向圆筒内侧中空部的氧的导入的比较例中，几乎都对圆筒外侧面的体电阻值不产生影响。

[准备电子显微镜观察用样品]

关于上述实施例1、实施例2及比较例2、比较例3的圆筒型烧结体，准备了用于基于电子显微镜的观察的样品。如图13所示，在圆筒型烧结体110中，切下圆筒轴方向中央部10mm宽的圆筒型样品110-4，从圆筒内侧面110-4a及圆筒外侧面110-4b切下电子显微镜观察用样品，以0.5mm磨削的状态进行了镜面研磨。

[利用电子显微镜的观察]

针对上述实施例1、实施例2及比较例2、比较例3的圆筒型烧结体，利用电子显微镜(SEM)观察了圆筒烧结体的圆筒内侧面及外侧面的电子显微镜观察用样品。在图14(圆筒内侧)及图15(圆筒外侧)中示出在各样品中利用电子显微镜(SEM)以1000倍的视野观察的照片。另外，在图16(圆筒内侧)及图17(圆筒外侧)中示出在各样品中利用电子显微镜(SEM)以2000倍或5000倍的视野观察的照片。在图14至图17中，利用电子显微镜(SEM)观察了(a)实施例1、(b)实施例2、(c)比较例2、(d)比较例3的圆筒烧结体的圆筒内侧面及外侧面的电子显微镜观察用样品。

图14的(a)部分及(b)部分为实施例1及实施例2中的圆筒型烧结体内侧面的电子显微镜照片。图15的(a)部分及(b)部分为实施例1及实施例2中的圆筒型烧结体外侧面的电子显微镜照片。图14的(c)部分及(d)部分为比较例2及比较例3中的圆筒型烧结体内侧面的电子显微镜照片。图15的(c)部分及(d)部分为比较例2及比较例3中的圆筒型烧结体外侧面的电子显微镜照片。如图14及图15所示，在烧结时进行了向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入的实施例1及实施例2中，在圆筒型烧结体内侧面(图14的(a)部分及(b)部分)与外侧面(图15的(a)部分及(b)部分)的电子显微镜照片中未见大的差异。另一方面，在烧结时未进行向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入的比较例2及比较例3中，与圆筒型烧结体外侧面(图15的(c)部分及(d)部分)相比，在圆筒型烧结体内侧面(图14的(c)部分及(d)部分)的电子显微镜照片中观察到了大量的大孔(照片、黑色的不规则的形状)。在比较例2及比较例3的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上，观察到了大量的不规则的颗粒形(结晶粒状)的孔。在比较例2及比较例3中的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔主要在晶界中观察到。

接下来，为了观察结晶颗粒的状态，在比较例中，尤其是以2000倍或5000倍的视野观察没有在图14的(c)部分及(d)部分中观察到的大孔的区域。图16的(a)部分及(b)部分为实施例1及实施例2中的圆筒型烧结体内侧面的电子显微镜照片。图17的(a)部分及(b)部分为实施例1及实施例2中的圆筒型烧结体外侧面的电子显微镜照片。图16的(c)部分及(d)部分为比较例2及比较例3中的圆筒型烧结体内侧面的电子显微镜照片。图17的(c)部分及(d)部分为比较例2及比较例3中的圆筒型烧结体外侧面的电子显微镜照片。如图16及图17所示，在烧结时进行了向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入的实施例1及实施例2中，在圆筒型烧结体内侧面(图16的(a)部分及(b)部分)与外侧面(图17的(a)部分及(b)部分)的电子显微镜照片中未见大的差异，结晶颗粒生长得大。在烧结时未进行向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入，且圆筒轴方向的长度短于比较例3的比较例2中，在圆筒型烧结体内侧面(图16的(c)部分)与外侧面(图17的(c)部分)的电子显微镜照片中未见大的差异，结晶颗粒生长得大。另一方面，在烧结时未进行向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入，且圆筒轴方向的长度长于比较例2的比较例3中，与圆筒型烧结体外侧面(图17的(d)部分)相比，在圆筒型烧结体内侧面(图16的(d)部分)的电子显微镜照片中，观察到了小的、处于生长初期阶段的结晶颗粒。由于比较例3的圆筒型烧结体内侧面的结晶颗粒处于生长初期阶段，因此小且不均一，缺乏平滑性。

在实施例1及实施例2的圆筒型烧结体的圆筒内侧面及外侧面中，观察到了小且不规则的颗粒形(气泡状)的孔(例如，图17的(b)部分的左上的孔)。在比较例2及比较例3的圆筒型烧结体的圆筒外侧面，也观察到了同样的小且不规则的颗粒形(气泡状)的孔。在实施例1及实施例2的圆筒型烧结体的圆筒内侧面，以及在实施例1、实施例2、比较例2及比较例3的从圆筒型烧结体的圆筒外侧面上观察到的孔均在晶界及结晶内都可观察到。

[圆筒烧结体内侧面的孔的评价]

针对实施例1～3及比较例1～5的圆筒型烧结体，利用上述方法，利用电子显微镜(SEM)观察圆筒烧结体的圆筒轴方向中央部的圆筒内侧面及外侧面的组织，并测定了孔的数量及孔的面积的当量圆直径。关于各样品，在圆筒型样品110-4的圆筒内侧面110-4a中，在圆周方向上切下了五个电子显微镜观察用样品。从各个电子显微镜观察用样品观察980μm×1200μm的视野，并计算了孔的数量及孔的面积的当量圆直径的平均值。通过以下数学式计算出圆筒型烧结体的孔的面积S的当量圆直径L：

[数学式1]

在图18中示出实施例1～实施例3及比较例1～比较例5的圆筒型烧结体的圆筒内侧面中的孔的数量及孔的面积的当量圆直径的平均值。

从图18的结果可知，在烧结时进行了向圆筒型成形体的圆筒内侧中空部的氧的导入的实施例1～实施例3的圆筒型烧结体中，与未进行向圆筒内侧中空部的氧的导入的比较例2～比较例5的圆筒型烧结体相比，圆筒内侧面上的孔的数量更少。在圆筒轴方向的长度为470mm以下的比较例1中，即使未进行向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入，圆筒内侧面上的孔的数量也少。在实施例1～3的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上，孔的面积的当量圆直径的平均为1μm以下。另一方面，在比较例2～5的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上，孔的面积的当量圆直径的平均为4μm以上。在圆筒轴方向的长度为470mm以下的比较例1中，即使未进行向圆筒型成形体的内侧中空部的氧的导入，圆筒内侧面上的孔的面积的当量圆直径的平均也为1μm以下。此外，如图18所示，实施例1～3及比较例1～5的圆筒型烧结体的圆筒外侧面上的孔的数量均为4.25×10^-5个/μm²以下，孔的面积的当量圆直径的平均为1μm以下。

在实施例1～3中，示出了ITO的结果，但在由IZO烧结体、IGZO烧结体、AZO烧结体的各成分构成的圆筒轴方向的长度为600mm以上的圆筒型成形体中，也同样地利用本发明的制造方法进行了烧结。此外，针对每个成分，可在本发明的范围内适当变更制造条件。其结果，能够防止烧结中的圆筒型烧结体的变形、龟裂。另外，能够提高烧结后的圆筒型烧结体的密度，此外，能够降低烧结后的圆筒型烧结体的圆筒轴方向上的相对密度差。能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径，此外，能够降低在烧结后的圆筒型烧结体的圆筒内侧面上观察到的孔的数量。

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内可进行适当变更。

Claims

1.一种圆筒型烧结体的制造方法，其特征在于，

将圆筒轴方向的长度为600mm以上的圆筒型成形体配置于设置有与用于供氧的配管相连接的供氧口的台座上，

在从比在所述圆筒型成形体的圆筒内侧设置的圆筒内周长小的供氧口向所述圆筒轴方向供氧的同时进行烧结。

2.根据权利要求1所述的圆筒型烧结体的制造方法，其特征在于，所述台座配置于腔室中，用于供给所述氧的配管从所述腔室之外连接到所述供氧口。

3.根据权利要求2所述的圆筒型烧结体的制造方法，其特征在于，在向所述圆筒型成形体的圆筒内侧中空部供给所述氧的同时进行烧结。

4.根据权利要求3所述的圆筒型烧结体的制造方法，其特征在于，在从所述圆筒型成形体的所述圆筒轴方向的下方向上方供给所述氧的同时进行烧结。

5.一种溅射靶的制造方法，其特征在于，将通过权利要求1至4中任一项所述的圆筒形烧结体的制造方法制造的所述圆筒型烧结体安装于基材。

6.一种圆筒型烧结体，其特征在于，圆筒轴方向的长度为470mm以上，在所述圆筒轴方向上的相对密度差为0.1％以内。

7.一种圆筒型烧结体，其特征在于，圆筒轴方向的长度为470mm以上，在圆筒内侧面上观察到的孔的面积的当量圆直径平均为1μm以下。

8.根据权利要求7所述的圆筒型烧结体，其特征在于，在所述圆筒内侧面上观察到的孔是指在所述圆筒轴方向的中央部中至少独立的五处、每处为1.176mm²的视野中观察到的孔。

9.一种圆筒型烧结体，其特征在于，圆筒轴方向的长度为470mm以上，在圆筒内侧面上观察到的孔的数量平均为4.25×10^-5个/μm²以下。

10.根据权利要求9所述的圆筒型烧结体，其特征在于，在所述圆筒内侧面上观察到的孔是指在所述圆筒轴方向的中央部中至少独立的五处、每处为1.176mm²的视野中观察到的孔。

11.一种溅射靶，其特征在于，具有根据权利要求6至10中任一项所述的圆筒型烧结体和配置于圆筒内侧中空部的基材。