JP4213611B2 - ITO sputtering target - Google Patents

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Description

この発明は、スパッタリングによる成膜中にノジュールの発生が少なく、異常放電やパーテイクルが生じにくい透明導電膜形成用ITOスパッタリングターゲットに関する。   The present invention relates to an ITO sputtering target for forming a transparent conductive film in which nodule generation is small during film formation by sputtering, and abnormal discharge and particles are unlikely to occur.

透明導電膜形成用ITO薄膜は、液晶ディスプレイを中心とする表示デバイスの透明電極として広く用いられている。多くの場合、ITO薄膜はスパッタリングによって形成されるが、ITOターゲットを用いてスパッタリングを実施していくと、ターゲット表面のエロージョン部に数μmから数mmの大きさのぶつぶつとした黒色の突起物が多数現われる。
この突起物はインジウムの低級酸化物と考えられており、一般にノジュールと呼ばれている。
An ITO thin film for forming a transparent conductive film is widely used as a transparent electrode of a display device centering on a liquid crystal display. In many cases, the ITO thin film is formed by sputtering, but when sputtering is performed using an ITO target, a crushed black protrusion having a size of several μm to several mm is formed on the erosion portion of the target surface. Many appear.
This protrusion is considered to be a lower oxide of indium and is generally called a nodule.

ノジュールはスパッタリング時間が長くなるに従って数が増えると同時に大きくなっていき、次第にターゲット表面を覆っていく。ノジュールは他の部分に比べて導電性が悪く、このノジュールの発生量が多いとスパッタリング中に異常放電(アーキング)が多発し、ITO膜中にパーテイクルが生じたり、ひいてはスパッタリングを継続することが困難となるという問題があった。   The nodules increase as the number of sputtering increases and gradually increase over the target surface. Nodules have poor electrical conductivity compared to other parts, and if the amount of nodules generated is large, abnormal discharge (arcing) occurs frequently during sputtering, resulting in particles in the ITO film, and thus it is difficult to continue sputtering. There was a problem of becoming.

ノジュールの発生は、透明導電膜形成用ITOターゲットに特有の問題であり、ターゲット面にノジュールが異常に増加してきた場合には、スパッタリング操作を一時停止して、ターゲット表面に生成したノジュールを削り落とすなどの再生処理がとられているが、このようなスパッタリングの中断は連続操業においては、著しく生産性を落す要因となっている。そして、この再生作業自体も単純ではあるが、それなりの技能と時間を要するもので、煩雑さを免れない。   The generation of nodules is a problem peculiar to the ITO target for forming a transparent conductive film. When the nodules increase abnormally on the target surface, the sputtering operation is temporarily stopped and the nodules generated on the target surface are scraped off. However, such interruption of sputtering is a factor that significantly reduces productivity in continuous operation. And although this reproduction | regeneration work itself is simple, it requires a certain skill and time, and cannot avoid complexity.

また、上記のノジュールを削り落とすという再生処理には限界があり、新しく作成したIT0スパッタリングターゲットと同程度までの再生は、実際には困難である。その結果、ターゲットを使いきる(通常の状態で消耗していくターゲットの寿命)前に、ノジュール発生量増加が原因でターゲット使用不能になる場合も多い。このため、生産性および材料コストの両面からノジュールの発生量が少なくないITOスパッタリングターゲットが求められている。 In addition, there is a limit to the regeneration process of scraping off the above-mentioned nodules, and it is actually difficult to reproduce to the same extent as a newly created IT0 sputtering target. As a result, before the target is used up (the life of the target that is consumed in a normal state), the target is often unusable due to an increase in the amount of nodules generated. For this reason, there is a demand for an ITO sputtering target in which the amount of nodules generated is low in terms of both productivity and material cost.

ITOスパッタリングターゲットは一般に焼結体を旋盤などにより研削加工して得られるが、ターゲット表面に付着しているITOの研削粉がノジュール発生の原因の一つであると推測されている。そこで、このITO研削粉の量を減らすことによってノジュール発生量を減少させることができるのではないかと期待されているが、これまでノジュール低減効果が現われ始めるITO研削粉量の限界値を知ること、また実操業規模でその限界値までITO研削粉量を減少させることは困難であった。   An ITO sputtering target is generally obtained by grinding a sintered body with a lathe or the like, but it is speculated that the ITO grinding powder adhering to the target surface is one of the causes of nodule generation. Therefore, it is expected that the amount of nodule generation can be reduced by reducing the amount of this ITO grinding powder, but knowing the limit value of the amount of ITO grinding powder until the nodule reduction effect starts to appear, In addition, it was difficult to reduce the amount of ITO grinding powder to the limit value at the actual operation scale.

そのため、試行錯誤的にターゲット表面に付着している研削粉の量を減少させようとして、湿式回転研磨機を用いて研磨する技術が提案されたり(特許文献1参照)、またサンドブラストにより研削屑を減少される工夫がなされた。(特許文献2参照)。
しかし、これらの方法はある程度、研削粉の量を減らすことはできるが、依然として研削されたITOの屑などが多量に付着しており、充分とは言えなかった。したがって、このように研削粉の量の限界値が不明である以上、ターゲット表面に付着している研削粉の量がノジュール発生の原因の一つであるという確証も、実際のところ得られていなかったと言う方が正しいと思われる。
特開平8−60352号公報 特開平9−104973号公報
Therefore, in order to reduce the amount of grinding powder adhering to the target surface by trial and error, a technique of polishing using a wet rotary polishing machine has been proposed (see Patent Document 1), or grinding dust is removed by sandblasting. A reduction was made. (See Patent Document 2).
However, although these methods can reduce the amount of grinding powder to a certain extent, they still have a large amount of ground ITO scraps, etc., which is not sufficient. Therefore, since the limit value of the amount of grinding powder is unknown in this way, there is no actual confirmation that the amount of grinding powder adhering to the target surface is one of the causes of nodule generation. It seems to be correct.
JP-A-8-60352 JP-A-9-104973

本発明は、ターゲット表面の清浄化をより一層進め、スパッタリングによる成膜中にノジュールの発生が少なく、異常放電やパーテイクルが生じにくい透明導電膜形成用ITOスパッタリングターゲットを提供する。   The present invention further provides an ITO sputtering target for forming a transparent conductive film, in which the surface of the target is further cleaned, less nodules are generated during film formation by sputtering, and abnormal discharge and particles are less likely to occur.

本発明は、
1.ITOスパッタリングターゲット焼結体のスパッタ面を多重発振超音波洗浄することにより得られたスパッタされる表面の100μm×100μmのエリアに存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子の数が400個以下であり、次のスパッタ条件(スパッタガス:Ar+O 、スパッタガス圧:0.5Pa、スパッタガス流量:300sccm、スパッタガス中の酸素濃度:1%、漏洩磁束密度:400Gauss、投入スパッタパワー密度:1W/cm 、スパッタ時間:連続20時間)でスパッタリングした場合に、ノジュール被覆率(ノジュール面積/エロージョン部面積)が0.1%を達成できるITOスパッタリングターゲット
2.付着粒子の数が100個以下であることを特徴とする請求項1記載のITOスパッタリングターゲット、を提供する。
The present invention
1. The number of adhering particles having an average diameter of 0.2 μm or more present in an area of 100 μm × 100 μm on the surface to be sputtered obtained by multi-frequency ultrasonic cleaning of the sputtering surface of the ITO sputtering target sintered body is 400 or less. Yes, the following sputtering conditions (sputtering gas: Ar + O 2 , sputtering gas pressure: 0.5 Pa, sputtering gas flow rate: 300 sccm, oxygen concentration in sputtering gas: 1%, leakage magnetic flux density: 400 Gauss, input sputtering power density: 1 W / ITO sputtering target capable of achieving 0.1% nodule coverage (nodule area / erosion part area) when sputtered with cm 2 , sputtering time: continuous 20 hours . The number of adhered particles to provide an ITO sputtering target according to claim 1, characterized in that it is 100 or less.

透明導電膜形成用ITOスパッタリングターゲット表面に大量に付着している研削されたITOの屑などの、比較的大きな粒から微粒子に至るまでの殆どを除去し、ターゲット表面の清浄化をより一層高め、スパッタリングによる成膜中のノジュールの発生が少なく、異常放電やパーテイクルが生じにくいという優れた効果を有する。   Remove most of the ground from ITO particles, such as ground ITO scraps that are adhering in large quantities to the surface of the ITO sputtering target for transparent conductive film formation, and further improve the cleaning of the target surface. There is little generation of nodules during film formation by sputtering, and there is an excellent effect that abnormal discharge and particles are hardly generated.

ITOスパッタリングターゲットの製造に際しては、例えば平均粒系がμmの酸化インジウム粉と同粒径の酸化錫粉を重量比90:10になるように秤量して、これに成形用バインダーを加えて均一に混合する。次に、この混合粉を金型に充填し、加圧成形した後、高温で焼結して得る。
このようにして得たITOスパッタリングターゲット焼結体を平面研削盤で研削して、ITOターゲット素材とするのであるが、上記のように、研削のITO屑が大量に付着している。このような研削のITO屑はノジュール発生量の直接的かつ大きな原因となる。このため、仕上げ工程でITOターゲット表面を例えばサンドペーパーを用い、極力表面研削の砥石が走った跡が残らないようになるまで磨いて平滑にする。
In the production of an ITO sputtering target, for example, an indium oxide powder having an average particle size of μm and a tin oxide powder having the same particle diameter are weighed so as to have a weight ratio of 90:10, and a molding binder is added to this to uniformly Mix. Next, the mixed powder is filled in a mold, press-molded, and then sintered at a high temperature.
The ITO sputtering target sintered body obtained in this way is ground with a surface grinder to obtain an ITO target material. As described above, a large amount of grinding ITO scraps are adhered. Such grinding ITO scraps cause direct and large generation of nodules. For this reason, in the finishing process, the surface of the ITO target is polished and smoothed, for example, using sandpaper until the traces of the surface grinding wheel running as much as possible remain.

また、サンドブラスト処理もこの仕上げ工程では有効である。ブラスト材には、ガラスビーズ、アルミナビーズ、またはジルコニアビーズを使用し、ITOターゲット表面のエッジを持つ凸凹を減らし、またこれらの凸凹間の研削屑を除去するのに有効である。
次に、エアーブローあるいは流水洗浄などの清浄処理を行う。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機へ吸気を行うとより有効に除去できる。しかし、以上のエアーブローや流水洗浄では限界があり、このような清浄処理を実施してもなお微細の屑が残存することが分かった。
Sand blasting is also effective in this finishing process. As the blasting material, glass beads, alumina beads, or zirconia beads are used, which is effective in reducing unevenness having edges on the surface of the ITO target and removing grinding debris between these unevennesses.
Next, a cleaning process such as air blow or running water cleaning is performed. When removing foreign matter by air blow, it can be removed more effectively if air is sucked into the dust collector from the opposite side of the nozzle. However, it has been found that there is a limit to the above air blow and running water cleaning, and fine debris still remains even when such a cleaning process is performed.

これを解決する方法として超音波洗浄を行う。この超音波洗浄は他の清浄処理に比べ有効であるが、単純な超音波洗浄操作ではそれほどの効果は得られないことが分かった。
このため、種々の試験を繰り返し行なった結果、周波数25〜300KHzの間で多重発振させて超音波洗浄を行う方法が特に有効であることが見いだされた。この中でも下記の多重発振による超音波洗浄は最も効果的である。
すなわち、25KHz単周波あるいは75KHz単周波を適用した場合には、殆ど洗浄効果が現われていない。後述の実施例に示すように、例えば、周波数25〜300KHzの間で、25KHz刻みに12種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行った時に、優れた洗浄効果が得られた。
As a method for solving this, ultrasonic cleaning is performed. Although this ultrasonic cleaning is more effective than other cleaning treatments, it has been found that a simple ultrasonic cleaning operation cannot provide such an effect.
For this reason, as a result of repeatedly performing various tests, it was found that a method of performing ultrasonic cleaning by causing multiple oscillations between frequencies of 25 to 300 KHz was found to be particularly effective. Among these, ultrasonic cleaning by the following multiple oscillation is the most effective.
That is, when a 25 KHz single frequency or a 75 KHz single frequency is applied, the cleaning effect hardly appears. As shown in Examples described later, for example, an excellent cleaning effect was obtained when ultrasonic cleaning was performed by oscillating 12 types of frequencies at 25 KHz increments between 25 to 300 KHz.

以上の操作により、上記の多重発振による超音波洗浄法によりITOスパッタリングターゲットのスパッタされる表面の100μm×100μmのエリア(100μm平方の面)に存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子(ITO研削粉)の数、400個以下が達せられた。なお、ここで「平均直径」とは、付着粒子そのものが円形ではなく異形を呈していることが多いので、粒子の差し渡し寸法の平均値を円形に置き換えた場合の径の直径とすることを意味する。   By the above operation, adhered particles having an average diameter of 0.2 μm or more (ITO grinding) existing in a 100 μm × 100 μm area (100 μm square surface) of the surface to be sputtered of the ITO sputtering target by the ultrasonic cleaning method using the multiple oscillation described above. The number of powders) was less than 400. Here, “average diameter” means that the adhering particles themselves are not circular but have irregular shapes, and therefore the average diameter of the passing dimensions of the particles is taken as the diameter of the diameter when replaced with a circle. To do.

特に、多重発振による超音波洗浄においてはさらにこの個数を低減させることができ、ITOスパッタリングターゲットのスパッタされる表面の100μm×100μmのエリアに存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子(ITO研削粉)の数を100個以下とすることができた。
通常の洗浄工程を経たITOスパッタリングターゲット品では、この工数が1000前後となるので、飛躍的な改善がなされたということができる。
In particular, in ultrasonic cleaning by multiple oscillation, this number can be further reduced. Adhesive particles having an average diameter of 0.2 μm or more existing in an area of 100 μm × 100 μm on the surface to be sputtered of the ITO sputtering target (ITO grinding powder) ) Could be 100 or less.
In the case of an ITO sputtering target product that has undergone a normal cleaning process, this man-hour is around 1000, so it can be said that a dramatic improvement has been made.

より重要なことは、ITOスパッタリングターゲットの100μm×100μmのエリアに存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子(ITO研削粉)の数を400個以下、好ましくは100個以下とすることにより、ノジュールの個数を著しく減少させることができたということである。
この結果、今迄推測にすぎなかったノジュール発生の原因を解明することができ、また付着粒子(ITO研削粉)の臨界量もこれによって明らかにすることができた。
More importantly, the number of adhered particles (ITO grinding powder) having an average diameter of 0.2 μm or more existing in an area of 100 μm × 100 μm of the ITO sputtering target is 400 or less, preferably 100 or less. This means that the number of slabs could be significantly reduced.
As a result, it was possible to elucidate the cause of the generation of nodules, which had been only speculated until now, and to clarify the critical amount of adhered particles (ITO grinding powder).

そして、下記の実施例に示すようにITOスパッタリングターゲットに発生するノジュールの量が減少し、スパッタリング操作を一時停止させてターゲット表面に生成したノジュールを削り落とすなどの再生処理が不要とまり、あるいは必要とされた場合でも、その回数を減少することができ、生産性を著しく高めることが可能となった。
本発明の超音波洗浄によるITO研削粉除去による場合でも、サンドペーパーやサンドブラスト処理による表面仕上げおよびエアーブローや流水洗浄などあるいは粘着テープ引き剥がしによるITO研削粉除去による清浄処理を適宜行なっても良い。
And, as shown in the following examples, the amount of nodules generated in the ITO sputtering target is reduced, and the regeneration process such as scraping off the nodules generated on the target surface by temporarily stopping the sputtering operation is unnecessary or necessary. Even in such a case, the number of times can be reduced, and productivity can be remarkably increased.
Even in the case of removing ITO grinding powder by ultrasonic cleaning according to the present invention, surface treatment by sandpaper or sandblasting and cleaning treatment by air blow or running water cleaning or removal of ITO grinding powder by peeling off an adhesive tape may be appropriately performed.

続いて、本発明を実施例により比較例と対比しながら説明する。
(実施例1)
ITOスパッタリングターゲットの製造に際しては、まず平均粒径が2μmの酸化イリジウム粉と同粒度の酸化錫粉の重量比90:10となるように秤量し、これに成形用バインダーを加えて均一に混合した。次に、この原料混合粉を金型(165W×520L)へ均一に充填し、油圧プレスにて800Kgf/cmの圧力で加圧成形した。このようにして得た成形体を加圧焼結炉により、1気圧(絶対圧)の純酸素ガス雰囲気中にて1640°Cで7時間焼結した。
このようにして得られた焼結体のスパッタ表面を平面研削盤で研削し、さらに側辺をダイヤモンドカッターで切断して、ITOターゲット素材とした。このITOターゲット素材の密度は7.05g/cmであった。
Subsequently, the present invention will be described with reference to comparative examples by way of examples.
Example 1
In the production of the ITO sputtering target, first, the iridium oxide powder having an average particle size of 2 μm and the tin oxide powder having the same particle size were weighed so as to have a weight ratio of 90:10, and a molding binder was added thereto and mixed uniformly. . Next, this raw material mixed powder was uniformly filled into a mold (165 W × 520 L), and pressure-molded with a hydraulic press at a pressure of 800 Kgf / cm 2 . The molded body thus obtained was sintered at 1640 ° C. for 7 hours in a pure oxygen gas atmosphere at 1 atm (absolute pressure) by a pressure sintering furnace.
Thus, the sputter | spatter surface of the sintered compact obtained was ground with the surface grinder, and also the side was cut | disconnected with the diamond cutter, and it was set as the ITO target material. The density of this ITO target material was 7.05 g / cm 3 .

次に、このITOターゲット素材をバッキングプレートにボンディングする。ボンディング後の表面仕上げ工程では、サンドペーパーを用い、表面研削の砥石が走った跡が残らないようにするまで磨いて平滑にするか、またはジルコニアビーズを使用しサンドブラスト処理する。
次に、スパッタ面をエアーブローし、さらに周波数25〜300KHzの間で、25KHz刻みに12種類の周波数を多重発振させて3分間超音波洗浄を行った。それぞれの周波数は、25、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300KHzである。この後乾燥して本発明の実施例であるITOスパッタリングターゲットを得た。
Next, this ITO target material is bonded to a backing plate. In the surface finishing process after bonding, sandpaper is used and polished until the traces of the surface grinding wheel run are left smooth, or sandblasted using zirconia beads.
Next, the sputter surface was blown with air, and further, 12 types of frequencies were oscillated at 25 KHz intervals between frequencies of 25 to 300 KHz, and ultrasonic cleaning was performed for 3 minutes. The respective frequencies are 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, and 300 KHz. Thereafter, it was dried to obtain an ITO sputtering target as an example of the present invention.

(比較例1〜3)
実施例と同様の条件で得た焼結体のスパッタ表面を平面研削盤で研削し、さらに側辺をダイヤモンドカッターで切断してITOターゲット素材として、バッキングプレートにボンディングした後、スパッタ面をエアーブローのみを行なったもの(比較例1)、同エアーブロー後75KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったもの(比較例2)および同エアーブロー後25KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったもの(比較例3)であるITOスパッタリングターゲットを作成した。
(Comparative Examples 1-3)
The sputter surface of the sintered body obtained under the same conditions as in the example was ground with a surface grinder, and the sides were cut with a diamond cutter and bonded to a backing plate as an ITO target material. (Comparative example 1), ultrasonic cleaning by 75 KHz single frequency oscillation after the air blowing (comparative example 2), and ultrasonic cleaning by 25 KHz single frequency oscillation after the air blowing (comparative example 1) An ITO sputtering target as Comparative Example 3) was prepared.

(実施例1および比較例1〜3との比較テストと対比)
上記の通りに作成した実施例1および比較例1〜3のITOスパッタリングターゲットを次の条件で、スパッタリング試験を行なった。
スパッタガス : Ar+O
スパッタガス圧 : 0.5Pa
スパッタガス流量 : 300SCCM
スパッタガス中の酸素濃度 : 1%
漏洩磁束密度 : 400Gauss
投入スパッタパワー密度 : 1W/cm
スパッタ時間 : 連続20時間
(Comparison with the comparison test with Example 1 and Comparative Examples 1-3)
A sputtering test was performed on the ITO sputtering targets of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 prepared as described above under the following conditions.
Sputtering gas: Ar + O 2
Sputtering gas pressure: 0.5Pa
Sputtering gas flow rate: 300 SCCM
Oxygen concentration in sputtering gas: 1%
Leakage magnetic flux density: 400 Gauss
Sputtering power density: 1 W / cm 2
Sputtering time : 20 hours continuous

上記の条件でスパッタリングを終了した後のターゲットの外観は図1、図2および図3に示す通りである。なお、図1〜3のターゲットはいずれも表面仕上げにサンドペーパーを用いて平滑にしたものを使用した。
図1に示すターゲット1は、本発明の実施例1であるエアーブローした後、周波数25〜300KHzの間で25KHz刻みに12種類の周波数を多重発振させて3分間超音波洗浄を行ない、その後に、上記スパッタリングを実施したターゲットの外観である。
The appearance of the target after sputtering under the above conditions is as shown in FIGS. In addition, as for the target of FIGS. 1-3, what smoothened using the sandpaper for surface finishing was used for all.
The target 1 shown in FIG. 1 is subjected to air-blowing which is Example 1 of the present invention, and then subjected to ultrasonic cleaning for 3 minutes by oscillating 12 types of frequencies in 25 KHz increments between 25 to 300 KHz for 3 minutes. It is the external appearance of the target which implemented the said sputtering.

また、図2および図3に示すターゲット1は、エアーブロー後75KHz単周波発振による超音波洗浄を行なった後に、上記スパッタリングを実施した例(比較例2)および同エアーブロー後25KHz単周波発振による超音波洗浄を行なった後に、上記スパッタリングを実施した例(比較例3)のターゲットの外観である。
図1、図2および図3から明らかなように、本発明の多重発振させて超音波洗浄を行なった例に比べ、比較例である75KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったもの(比較例2)および25KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったもの比較例3)においては、スパッタリング終了後のターゲット1表面のエロージョン部3に数μmから数mmの大きさのぶつぶつとした黒色の突起物、すなわちノジュールが多数現われているのが分かる。この黒色の斑点が少ないほど、良いターゲットということになる。
Further, the target 1 shown in FIG. 2 and FIG. 3 is based on an example in which the sputtering is performed after air cleaning by 75 KHz single frequency oscillation after air blowing (Comparative Example 2) and by 25 KHz single frequency oscillation after the air blowing. It is the external appearance of the target of the example (comparative example 3) which performed the said sputtering after performing ultrasonic cleaning.
As is apparent from FIGS. 1, 2 and 3, the ultrasonic cleaning by the 75 KHz single frequency oscillation which is a comparative example is performed (comparative example) as compared with the ultrasonic cleaning by the multiple oscillation of the present invention. In 2) and in the case of Comparative Example 3) in which ultrasonic cleaning by single frequency oscillation of 25 KHz was performed, a black projection having a size of several μm to several mm was formed on the erosion portion 3 on the surface of the target 1 after the completion of sputtering. That is, it can be seen that many nodules appear. The fewer black spots, the better the target.

実施例1と比較例1〜3とのスパッタリング試験後のノジュール被覆率を比較すると表1に示す通りである。ここで「ノジュール被覆率」とはスパッタリングターゲット表面における「ノジュール面積/エロージョン部面積」の比率を%で表示したものである。この表1から明らかなように、本発明の実施例では比較例に比較して、著しくの被覆率が低減されていることが分かる。
なお、この表1では参考のために、スパッタリング面をエアーブローのみを行なったもの(比較例1)を挙げた。これらから明らかなように、比較例1のターゲットはノジュール被覆率が最も悪い。また比較例2の75KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったもの、および比較例3の25KHz単周波発振による超音波洗浄を行なったものは、比較例1よりもやや改善効果はあるが、大幅な効果は期待できないことが分かる。
Table 1 shows a comparison of the nodule coverage after the sputtering test between Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. Here, the “nodule coverage” is the ratio of “nodule area / erosion area” on the sputtering target surface expressed in%. As is apparent from Table 1, it can be seen that in the examples of the present invention, the coverage is significantly reduced as compared with the comparative examples.
In Table 1, for reference, an example in which only the air blowing was performed on the sputtering surface (Comparative Example 1) was given. As is clear from these, the target of Comparative Example 1 has the worst nodule coverage. In addition, the ultrasonic cleaning by the 75 KHz single frequency oscillation of Comparative Example 2 and the ultrasonic cleaning by the 25 KHz single frequency oscillation of Comparative Example 3 have a slightly improved effect than Comparative Example 1, but greatly improved. It can be seen that a significant effect cannot be expected.

Figure 0004213611
Figure 0004213611

さらに、図4はITOターゲット素材の表面仕上げにサンドペーパーを用いて平滑にし、その後エアーブローのみを実施したターゲット表面の電子顕微鏡写真((a)は500倍、(B)は5000倍を示す(以下同様))である。これは比較例1のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲットである。
図4(a)および(b)から明らかなように、比較例1のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲット表面には、波状(しわ状)の表面または間隙に、胡麻状のつぶつぶの屑が無数に存在する。
Furthermore, FIG. 4 is an electron micrograph of the target surface that was smoothed with sandpaper for the surface finish of the ITO target material and then only air blow was performed ((a) is 500 times and (B) is 5000 times ( The same shall apply hereinafter)). This is the ITO target before performing the sputtering test of Comparative Example 1.
As is clear from FIGS. 4A and 4B, the ITO target surface before the sputtering test of Comparative Example 1 has countless sesame-like crushed debris on the wavy (wrinkled) surface or gaps. Exists.

図5(a)および(b)は、同様にITOターゲット素材の表面仕上げにサンドペーパーを用いて平滑にし、その後エアーブローを実施し、さらに75KHz単周波発振による超音波洗浄を行なって得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。これは比較例2のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲットである。
図5(a)および(b)から明らかなように、比較例2のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲット表面には波状の表面または間隙に、胡麻状のつぶつぶの屑が無数に存在する。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show targets obtained by similarly smoothing the surface of the ITO target material using sandpaper, then air blowing, and further performing ultrasonic cleaning by 75 KHz single frequency oscillation. It is an electron micrograph of the surface. This is the ITO target before performing the sputtering test of Comparative Example 2.
As is clear from FIGS. 5A and 5B, the ITO target surface before performing the sputtering test of Comparative Example 2 has an infinite number of sesame crushing debris on the wavy surface or gap.

図6(a)および(b)は、同様にITOターゲット素材の表面仕上げにサンドペーパーを用いて平滑にし、その後エアーブローを実施し、さらに25KHz単周波発振による超音波洗浄を行なって得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。これは比較例3のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲットである。
図6(a)および(b)から明らかなように、比較例3のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲット表面には波状の表面または間隙に、胡麻状のつぶつぶの屑が無数に存在する。
FIGS. 6A and 6B are similar targets obtained by smoothing the surface of the ITO target material using sandpaper, then air blowing, and further performing ultrasonic cleaning by 25 KHz single frequency oscillation. It is an electron micrograph of the surface. This is the ITO target before performing the sputtering test of Comparative Example 3.
As is clear from FIGS. 6A and 6B, the ITO target surface before performing the sputtering test of Comparative Example 3 has an infinite number of sesame-like crushed debris on the wavy surface or gap.

図7(a)および(b)は、同様にITOターゲット素材の表面仕上げにサンドペーパーを用いて平滑にし、その後エアーブローを実施し、さらに本発明の、25〜300KHzを25KHz刻みに12種類の周波数の多重発振による超音波洗浄を行なって得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。これは実施例のスパッタリング試験を行なう前のITOターゲットである。
図7(a)および(b)から明らかなように、本発明の実施例1においては、上記のような波状の表面または間隙に、胡麻状のつぶつぶが殆ど観察されず、表面の清浄度が極めて高いことが容易に理解できる。
7 (a) and 7 (b), similarly, the surface of the ITO target material is smoothed by using sandpaper, and then air blow is performed. Further, the present invention has 12 types of 25 to 300 KHz in increments of 25 KHz. It is the electron micrograph of the target surface obtained by performing ultrasonic cleaning by multiple oscillation of frequency. This is the ITO target before performing the sputtering test of the example.
As is clear from FIGS. 7A and 7B, in Example 1 of the present invention, almost no sesame-like crushing is observed on the wavy surface or gap as described above, and the cleanliness of the surface is low. It can be easily understood that it is extremely high.

ノジュール発生原因の一つとして、ターゲット表面のゴミの存在が挙げられる。ターゲット表面には研削されたITOの屑などが大量に付着しているが、非常に細かい粒子であるため、エアーブローや単純な超音波洗浄では除去できないことが分かった。本発明の多重発振による超音波洗浄またはこれと上記に説明する仕上げ処理および清浄処理を組み合わせることによって効果的なITO研削粉除去が初めて達成された。   One cause of nodule generation is the presence of dust on the target surface. Although a large amount of ground ITO scraps and the like are attached to the target surface, it has been found that they are very fine particles and cannot be removed by air blow or simple ultrasonic cleaning. Effective ITO grinding powder removal was achieved for the first time by ultrasonic cleaning by multiple oscillation of the present invention or by combining this with the finishing treatment and cleaning treatment described above.

ノジュール発生原因の一つとして、ターゲット表面のゴミの存在が挙げられる。ターゲット表面には研削されたITOの屑などが大量に付着しているが、非常に細かい粒子であるため、エアーブローなどの従来の洗浄処理では除去できないことが分かった。
これに対し、本発明の実施例である多重発振超音波洗浄品では実測によると18μm×21.5μmのエリアに存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子の数は1個であった。
このように、本発明の多重発振超音波洗浄方法又はこれと上記に説明する仕上げ処理及び洗浄処理を組み合わせることによって、従来の洗浄処理では除去できなかった極めて高い洗浄効果が初めて達成された。
One cause of nodule generation is the presence of dust on the target surface. Although a large amount of ground ITO scraps and the like are attached to the target surface, it has been found that they are very fine particles and cannot be removed by a conventional cleaning process such as air blow.
On the other hand, according to the actual measurement, the number of adhered particles having an average diameter of 0.2 μm or more existing in an area of 18 μm × 21.5 μm was 1 in the multi-oscillation ultrasonic cleaning product according to the example of the present invention.
Thus, by combining the multi-oscillation ultrasonic cleaning method of the present invention or the finishing treatment and the cleaning treatment described above, an extremely high cleaning effect that could not be removed by the conventional cleaning treatment was achieved for the first time.

透明導電膜形成用ITOスパッタリングターゲット表面に大量に付着している研削されたITOの屑などの、比較的大きな粒から微粒子に至るまでの殆どを除去し、ターゲット表面の清浄化をより一層高め、スパッタリングによる成膜中のノジュールの発生が少なく、異常放電やパーテイクルが生じにくいという優れた効果を有し、ITOスパッタリングターゲットとして有用である。   Remove most of the ground from ITO particles, such as ground ITO scraps that are adhering in large quantities to the surface of the ITO sputtering target for transparent conductive film formation, and further improve the cleaning of the target surface. There is little generation of nodules during film formation by sputtering, and it has an excellent effect that abnormal discharge and particles are hardly generated, and is useful as an ITO sputtering target.

多重発振させて超音波洗浄を行い、その後にターゲットを連続20時間スパッタリングした後の、ターゲット表面の外観図である。It is an external view of the surface of a target after carrying out ultrasonic cleaning by carrying out multiple oscillation, and sputtering a target for 20 hours continuously after that. 75KHz単周波発振による超音波洗浄を行った後に、ターゲットを連続20時間スパッタリングした後の、ターゲット表面の外観図である。It is an external view of the target surface after performing sputtering for 20 hours continuously after performing ultrasonic cleaning by 75 KHz single frequency oscillation. 25KHz単周波発振による超音波洗浄を行った後に、ターゲットを連続20時間スパッタリングした後の、ターゲット表面の外観図である。It is an external view of the target surface after performing the ultrasonic cleaning by 25 KHz single frequency oscillation, and sputtering a target for 20 hours continuously. ITOターゲット素材の表面をサンドペーパーを用いて平滑にし、その後エアーブローのみを施したターゲット表面の電子顕微鏡写真である。It is the electron micrograph of the target surface which smooth | blunted the surface of the ITO target material using sandpaper, and gave only air blow after that. エアーブローを実施し、さらに75KHz単周波発振による超音波洗浄を行って得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the target surface obtained by carrying out air blow and performing ultrasonic cleaning by 75 KHz single frequency oscillation. エアーブローを実施し、さらに25KHz単周波発振による超音波洗浄を行って得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the target surface obtained by carrying out air blow and performing ultrasonic cleaning by 25 KHz single frequency oscillation. エアーブローを実施し、さらに本発明の25〜300KHzの間での多重発振による超音波洗浄を行って得たターゲット表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the surface of a target obtained by carrying out air blow and performing ultrasonic cleaning by multiple oscillation between 25 to 300 KHz of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターゲット
2 ターゲットを装着した装置の周縁部
3 エロージョン部
1 Target 2 Peripheral part 3 erosion part of target

Claims (2)

ITOスパッタリングターゲット焼結体のスパッタ面を多重発振超音波洗浄することにより得られたスパッタされる表面の100μm×100μmのエリアに存在する平均直径0.2μm以上の付着粒子の数が400個以下であり、次のスパッタ条件(スパッタガス:Ar+O 、スパッタガス圧:0.5Pa、スパッタガス流量:300sccm、スパッタガス中の酸素濃度:1%、漏洩磁束密度:400Gauss、投入スパッタパワー密度:1W/cm 、スパッタ時間:連続20時間)でスパッタリングした場合に、ノジュール被覆率(ノジュール面積/エロージョン部面積)が0.1%を達成できるITOスパッタリングターゲット。 The number of adhering particles having an average diameter of 0.2 μm or more present in an area of 100 μm × 100 μm on the surface to be sputtered obtained by multi-frequency ultrasonic cleaning of the sputtering surface of the ITO sputtering target sintered body is 400 or less. Yes, the following sputtering conditions (sputtering gas: Ar + O 2 , sputtering gas pressure: 0.5 Pa, sputtering gas flow rate: 300 sccm, oxygen concentration in sputtering gas: 1%, leakage magnetic flux density: 400 Gauss, input sputtering power density: 1 W / An ITO sputtering target capable of achieving a nodule coverage ratio (nodule area / erosion part area) of 0.1% when sputtering is performed at cm 2 , sputtering time: continuous 20 hours) . 付着粒子の数が100個以下であることを特徴とする請求項1記載のITOスパッタリングターゲット。 2. The ITO sputtering target according to claim 1, wherein the number of adhered particles is 100 or less.
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