JP2009091620A - スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターゲット材の位置合わせ工程及び接合工程を行うことなくスパッタリングターゲットを製造する。
【解決手段】圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間において圧延処理することによって導電体からなる板状体２１の少なくとも一方の面に透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末２を圧着させる圧着工程と、上記板状体に圧着された上記粉末２を焼結させる焼結工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スパッタリングターゲットの製造方法に関し、特に透明酸化物導電体をターゲット材として備えるスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。

従来から、液晶表示装置等の電子機器やフィルムアンテナにおいては、広い表示領域や視界を確保するために、透明酸化物導電体からなる電極やアンテナが用いられている。
このような透明酸化物導電体からなる電極やアンテナは、スパッタリング装置によって対象物に透明酸化物導電体がパターニングされて付着されることによって形成されている。
このスパッタリング装置においては、電極として用いられるバッキングプレートと、該バッキングプレート上にボンディングされるターゲット材とからなるスパッタリングターゲットを用いている。そして、該スパッタリングターゲットから放出されるターゲット材が対象物に付着されることによって、電極やアンテナが形成される。

ところで、上述のスパッタリングターゲットは、全体として透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末をプレス加工によって成型すると共に焼結させることによって焼結体（ターゲット材）を形成し、この焼結体をバッキングプレート上にボンディングすることによって製造されている。
特開２００７−３１７８６号公報

しかしながら、従来のスパッタリングターゲットの製造方法においては、プレス機械を用いて成型したターゲット材をバッキングプレート上にボンディングするため、ターゲット材の位置合わせ工程及び接合工程を必要とし、製造工程が煩雑化するという問題がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ターゲット材の位置合わせ工程及び接合工程を行うことなくスパッタリングターゲットを製造することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、圧延ローラ間において圧延処理することによって導電体からなる板状体の少なくとも一方の面に透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末を圧着させる圧着工程と、上記板状体に圧着された上記粉末を焼結させる焼結工程とを有することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、圧着工程によって板状体の少なくとも一方の面に、透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末が圧着され、焼結工程において透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末が焼結される。

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、上記焼結工程は、上記粉末が圧着された板状体ごと上記粉末を焼結温度に加熱する加熱炉にて行われるという構成を採用する。

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、上記焼結工程は、上記圧延ローラ間において上記粉末を焼結温度に加熱することによって上記圧着工程と同時に行われるという構成を採用する。

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、上記板状体は、銅からなるという構成を採用する。

本発明によれば、圧着工程によって板状体の少なくとも一方の面に透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末が圧着され、焼結工程において当該粉末が焼結される。そして、これらの工程によって、導電体からなる板状体（バッキングプレート）に焼結体である透明酸化物導電体（ターゲット材）が形成されたスパッタリングターゲットを製造することができる。
したがって、本発明によれば、ターゲット材の位置合わせ工程及び接合工程を行うことなくスパッタリングターゲットを製造することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、スパッタリングターゲット１の全体構成を示す斜視図である。
この図に示すように、スパッタリングターゲット１は、銅の金属板からなるバッキングプレート２１と、該バッキングプレート２１の一方の面に固着されると共に透明酸化物導電体からなるターゲット材２２とから構成されている。
なお、ターゲット材を構成する透明酸化物導電体としては、例えば、酸化インジウム錫や酸化インジウム亜鉛等が挙げられる。

図２は、スパッタリングターゲット１の製造装置Ｄの概略構成図である。
製造装置Ｄは、ターゲット材粉末２を貯蓄するホッパ３Ａと、ホッパ３Ａからターゲット材粉末２を後述する圧延ローラ４Ａの周面に供給するベルトフィーダ５Ａと、供給されたターゲット材粉末２とバッキングプレート２１とを圧延する圧延ローラ４Ａ、４Ｂと、圧延加工されたターゲット材粉末２とバッキングプレート２１とを加熱処理する加熱炉６と、加熱処理の後に形成されるスパッタリングターゲット１を巻き取る回収ローラ８とを有する。

ホッパ３Ａは、ターゲット材粉末２を貯蓄する中空構造を有し、ベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面にターゲット材粉末２を供給する構成となっている。

ベルトフィーダ５Ａは、ターゲット材粉末２を搬送し、圧延ローラ４Ａ上から下方にターゲット材粉末２を落下させることによって、圧延ローラ４Ａの周面にターゲット材粉末２を供給する構成となっている。

圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、ベルトフィーダ５Ａの下方に一対となって設けられる。また、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、互いの周面が所定の間隔で平行対峙するように配置される。そして、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、不図示の回転駆動機構により回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に挿入される部材を圧延する構成となっている。

加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に設置される。そして、加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂにより圧延され、送出されたターゲット材粉末２及びバッキングプレート２１を加熱炉６内へプーリ９を介して挿入することによって加熱処理する構成となっている。

回収ローラ８は、不図示の回転駆動機構により回転駆動可能に担持される。そして、回収ローラ８は、加熱炉６による加熱処理の工程を経て得たスパッタリングターゲット１を巻き取る構成となっている。

なお、ターゲット材粉末２としては、透明酸化物導電体そのものからなる粉末、あるいは、加熱処理後に透明酸化物導電体となる混合粉末（純金属粉末や金属合金粉末等を含む粉末）のいずれかを用いることができる。
すなわち、本発明における透明酸化物導電体の形成材料とは、透明酸化物導電体の成分比率を有する材料、あるいは、酸化される（加熱される）ことによって透明酸化物導電体となる材料のいずれかを用いることができる。

続いて、製造装置Ｄの動作（スパッタリングターゲットの製造方法）について説明する。
製造装置Ｄは、ホッパ３Ａに貯蓄されたターゲット材粉末２をベルトフィーダ５Ａに供給し、当該ベルトフィーダ５Ａを介してターゲット材粉末２を圧延ローラ４Ａの周面に連続的に供給する。
圧延ローラ４Ａの周面に供給されたターゲット材粉末２は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの回転駆動によって、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送されるシート状のバッキングプレート２１と圧着される（圧着工程）。当該圧延によって、ターゲット材粉末２は、バッキングプレート２１の一方の面に固着されることとなる。
ターゲット材粉末２が固着したバッキングプレート２１は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの下方に位置する加熱炉６にプーリ９を介して挿入され、ターゲット材粉末２の融点以下の温度まで加熱される（焼結工程）。この結果、ターゲット材粉末２が焼結して層となり、バッキングプレート２１の表面にしっかりと固着されることによって、ターゲット材２２が形成される。
上記工程により製造された、バッキングプレート２１及びターゲット材２２からなるスパッタリングターゲット１は、回収ローラ８の回転駆動により巻き取られることによって回収されることとなる。そして、このようなスパッタリングターゲット１は、適したサイズに加工されてからスパッタリング装置にて用いられる。
なお、加熱炉６によって焼成されたスパッタリングターゲット１は、必要に応じて冷却されてから回収ローラ８によって回収されても良い。

以上のような本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、圧着工程によって板状体の少なくとも一方の面に透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末が圧着され、焼結工程において透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末が焼結される。そして、これらの工程によって、バッキングプレート２１にターゲット材２２が形成されたスパッタリングターゲット１を製造することができる。
したがって、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、ターゲット材の位置合わせ工程及び接合工程を行うことなくスパッタリングターゲットを製造することが可能となる。

また、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法においては、焼結工程が、バッキングプレート２１ごとターゲット材粉末２を焼結温度に加熱する加熱炉６にて行われる。
このため、加熱炉６の長さを設定することによって、任意の時間、加熱処理を行うことができる。つまり、十分な時間をかけて加熱処理を行うことが可能となる。

また、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法においては、バッキングプレート２１が銅からなるという構成について説明した。
このような構成を採用することによって、スパッタリングターゲットをスパッタリング装置において、好適に電極として用いることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間においてバッキングプレート２１に対してターゲット材粉末２を圧着させ、その後、加熱炉６にて加熱することによってターゲット材粉末２を焼結させてターゲット材２２を形成した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間において、ターゲット材粉末２を焼結温度まで加熱し、これによってターゲット材粉末２を焼結させてターゲット材２２を形成しても良い。すなわち、ターゲット材粉末２の圧着工程と同時に焼結工程を行っても良い。
なお、具体的には、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ自体を加温し、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの熱によってターゲット材粉末２を焼結温度まで加熱することでターゲット材粉末２の圧着工程と同時に焼結工程を行うことができる。このような場合には、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間において素早く焼結を完了させる必要があるものの、圧着工程と焼結工程とが同時に行われるため、スパッタリングターゲット１の製造工程を簡略化し、短時間にてスパッタリングターゲット１を製造することが可能となる。

また、上記実施形態においては、バッキングプレート２１が銅からなる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものでなく、バッキングプレート２１が他の金属材料からなる構成を採用しても良い。なお、バッキングプレート２１を構成する金属材料としては、導電性の高い金属材料が好適に選択される。

また、上記実施形態においては、バッキングプレート２１の一方側の面のみにターゲット材２２が形成されたスパッタリングターゲット１の製造方法についてのみ説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、バッキングプレート２１の両側面にターゲット材２２が形成されたスパッタリングターゲットを製造する方法に適用することも可能である。
このような場合には、ターゲット材粉末２をバッキングプレート２１の一方側のみに供給するのではなく、ターゲット材粉末２をバッキングプレート２１の他方側にも供給すれば良い。具体的には、ホッパ３Ａと、ベルトフィーダ５Ａとをバッキングプレート２１の反対側にも設置すれば良い。

また、上記実施形態においては、透明酸化物導電体として、酸化インジウム錫及び酸化インジウム亜鉛を挙げて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン等を透明酸化物導電体として用いることもできる。

本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法にて製造されたスパッタリングターゲットの斜視図である。 本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法を行う製造装置の概略構成図である。

符号の説明

１……スパッタリングターゲット、２……ターゲット材粉末（粉末）、２１……バッキングプレート、２２……ターゲット材、４Ａ，４Ｂ……圧延ローラ、６……加熱炉

Claims (4)

1. 圧延ローラ間において圧延処理することによって導電体からなる板状体の少なくとも一方の面に透明酸化物導電体の形成材料からなる粉末を圧着させる圧着工程と、
   前記板状体に圧着された前記粉末を焼結させる焼結工程と
   を有することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
2. 前記焼結工程は、前記粉末が圧着された板状体ごと焼結温度に加熱する加熱炉にて行われることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
3. 前記焼結工程は、前記圧延ローラ間において前記粉末を焼結温度に加熱することによって前記圧着工程と同時に行われることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
4. 前記板状体は、銅からなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
   
   

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