JP4270971B2 - Manufacturing method of sputtering target - Google Patents

Manufacturing method of sputtering target Download PDF

Info

Publication number
JP4270971B2
JP4270971B2 JP2003278969A JP2003278969A JP4270971B2 JP 4270971 B2 JP4270971 B2 JP 4270971B2 JP 2003278969 A JP2003278969 A JP 2003278969A JP 2003278969 A JP2003278969 A JP 2003278969A JP 4270971 B2 JP4270971 B2 JP 4270971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
water
sputtering
sputtering target
manufacturing
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003278969A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005042169A (en
Inventor
恵一 高井
渡辺  弘
直紀 尾野
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
Priority to JP2003278969A priority Critical patent/JP4270971B2/en
Publication of JP2005042169A publication Critical patent/JP2005042169A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4270971B2 publication Critical patent/JP4270971B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

本発明は、スパッタリングターゲットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a sputtering target.

一般的に、薄膜を成膜する方法の1つとしてスパッタリング法が知られている。スパッタリング法とは、スパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより薄膜を得る方法であり、大面積化が容易であり、高性能の膜が効率よく成膜できるため、工業的に利用されている。また、近年、スパッタリングの方式として、反応性ガスの中でスパッタリングを行う反応性スパッタリング法や、ターゲットの裏面に磁石を設置して薄膜形成の高速化を図るマグネトロンスパッタリング法なども知られている。   In general, a sputtering method is known as one of methods for forming a thin film. The sputtering method is a method of obtaining a thin film by sputtering a sputtering target, is easy to increase in area, and can be efficiently formed into a high-performance film, and is used industrially. In recent years, as sputtering methods, there are known a reactive sputtering method in which sputtering is performed in a reactive gas, and a magnetron sputtering method in which a magnet is placed on the back surface of a target to increase the speed of thin film formation.

このようなスパッタリング法で用いられる薄膜のうち、特に、酸化インジウム−酸化錫(In−SnOの複合酸化物、以下、「ITO」という)膜は、可視光透過性が高く、かつ導電性が高いので透明導電膜として液晶表示装置やガラスの結露防止用発熱膜、赤外線反射膜等に幅広く用いられている。 Among the thin films used in such a sputtering method, in particular, an indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 composite oxide, hereinafter referred to as “ITO”) film has high visible light transmittance, and Because of its high conductivity, it is widely used as a transparent conductive film for liquid crystal display devices, heat generation films for preventing condensation of glass, infrared reflective films, and the like.

このため、より効率よく低コストで成膜するために、現在においてもスパッタ条件やスパッタ装置などの改良が日々行われており、装置を如何に効率的に稼働させるかが重要となる。   For this reason, in order to form a film more efficiently and at a lower cost, improvement of sputtering conditions and a sputtering apparatus are carried out every day, and it is important how to operate the apparatus efficiently.

このようなITOスパッタリングにおいては、新しいスパッタリングターゲットをセットしてから初期アーク(異常放電)がなくなって製品を製造できるまでの時間が短いことと、一度セットしてからどれくらいの期間使用できるか(積算スパッタリング時間:ターゲットライフ)が問題となる。   In such ITO sputtering, the time from when a new sputtering target is set until the initial arc (abnormal discharge) disappears and the product can be manufactured is short, and how long it can be used after being set (integrated) Sputtering time: target life) is a problem.

従来、スパッタリングターゲットの初期アークは、ターゲット表面を研磨して平滑にすればするほど低減するといわれており、表面を平滑にした表面研磨ターゲットが主流となっている。   Conventionally, it is said that the initial arc of a sputtering target is reduced as the target surface is polished and smoothed, and a surface polished target having a smooth surface has become the mainstream.

また、スパッタリングを連続的に行っていくと、ターゲット表面にノジュールという黒色の付着物が生じ、これが異常放電の原因となったり、パーティクルの発生源となったりするといわれている。従って、薄膜欠陥を防止するためには、定期的なノジュール除去が必要となり、生産性の低下につながるという問題がある。   Further, it is said that when sputtering is continuously performed, black deposits called nodules are generated on the target surface, which causes abnormal discharge or a source of particles. Therefore, in order to prevent thin film defects, periodic nodule removal is required, leading to a problem that productivity is reduced.

例えば、ターゲットの表面粗さを所定の範囲内とすることでアーキングやノジュールの発生を防止しようとする技術が開発されている(特許文献1,2等参照)。しかしながら、このような所定の表面粗さを有するITOスパッタリングターゲットを製造するためには、焼結後、研削により厚さを調整した後、徐々に細かい研磨砥石を用いて3〜4回の研磨工程が必要となり、製造時間及びコストが嵩むという問題があった。   For example, a technique for preventing the occurrence of arcing and nodules by setting the surface roughness of the target within a predetermined range has been developed (see Patent Documents 1 and 2). However, in order to produce an ITO sputtering target having such a predetermined surface roughness, after sintering, the thickness is adjusted by grinding, and then gradually 3 to 4 polishing steps using a fine polishing wheel There is a problem that manufacturing time and cost increase.

また、スパッタリングターゲットを超音波洗浄したり、粘着テープを擦り付けて引き剥がしたりして、研削粉をクリーニングすることにより、ノジュールや異常放電の発生を防止した技術が提案されている(特許文献3参照)。しかしながら、この技術では研削粉を十分に除去することができないという問題があった。   In addition, a technique for preventing generation of nodules and abnormal discharge by cleaning the grinding powder by ultrasonic cleaning of the sputtering target or rubbing and peeling off the adhesive tape (see Patent Document 3). ). However, this technique has a problem that the grinding powder cannot be sufficiently removed.

さらに、例えば、超音波洗浄等により研削粉等を除去しても、ターゲットをバッキングプレート上にボンディングする後工程でターゲット表面にゴミ等が付着し、初期アーク及びパーティクル抑制効果は小さくなるという問題がある。また、スパッタリングターゲットの最終工程である包装工程直前に超音波洗浄を行えば、研削粉の除去と、ボンディング等で付着したゴミの除去とを同時に行うことができるが、今後益々大きくなる大型ターゲットをボンディング後に超音波洗浄するのは非常に困難であるという問題がある。   Furthermore, for example, even if grinding powder or the like is removed by ultrasonic cleaning or the like, dust or the like adheres to the target surface in a subsequent process of bonding the target onto the backing plate, and the initial arc and particle suppression effect is reduced. is there. In addition, if ultrasonic cleaning is performed immediately before the packaging process, which is the final process of the sputtering target, it is possible to simultaneously remove grinding powder and dust attached by bonding, etc. There is a problem that ultrasonic cleaning after bonding is very difficult.

一方、ボンディング面を除くターゲット表面の全部又は一部を粗面とすることにより、連続的にスパッタリングを行う際に薄膜形成基板に付着しなかったターゲット粒子を付着物としてトラップし、スパッタリング中期から後期にかけて発生するパーティクルを抑制し、クリーニング回数を低減するという技術がある(特許文献4参照)。しかしながら、この考え方を上述した技術に取り入れると、平滑化処理した後に非エロージョン部のみを粗面にする必要があり、工程が著しく煩雑化するという問題があった。   On the other hand, by making all or part of the target surface except the bonding surface rough, target particles that did not adhere to the thin film forming substrate during continuous sputtering are trapped as deposits. There is a technique that suppresses particles generated during the period of time and reduces the number of cleanings (see Patent Document 4). However, when this concept is incorporated into the above-described technique, it is necessary to make only the non-erosion portion rough after the smoothing process, and there is a problem that the process becomes extremely complicated.

そこで、所定のパルス幅のレーザ光線を用いて表面処理を施すことにより、加工時に生じるバリや研削粉、ちりやゴミを除去して初期アークを著しく低減するという技術を開発した(特許文献5,6参照)。   Therefore, a technology has been developed that significantly reduces the initial arc by removing burrs, grinding powder, dust, and dust generated during processing by performing surface treatment using a laser beam having a predetermined pulse width (Patent Document 5,). 6).

しかしながら、レーザ光線による表面処理によると、初期アークはほぼ完全に除去できるが、レーザ光線による処理を行うため、設備投資が大きくなるという欠点があった。   However, according to the surface treatment with the laser beam, the initial arc can be almost completely removed.

特許第2750483号公報Japanese Patent No. 2750483 特許第3152108号公報Japanese Patent No. 3152108 特開11−117062号公報JP 11-117062 A 特開平4−301074号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-301074 特開2003−55762号公報JP 2003-55762 A 特開2003−73821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-73821

そこで、本発明はこのような事情に鑑み、研磨粒などを有効に除去すると共にパーティクルの発生を防止し、初期安定性を著しく向上させ、且つ低コストで製造できるスパッタリングターゲットの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and abrasive particles to prevent the generation of particles with effective removal, initial stability significantly improved, and a manufacturing method of a sputtering coater rodents bets it can be manufactured at a low cost The task is to do.

本発明者らは、初期アークの原因は研磨加工などで生じるマイクロクラックや研削粉などが主な原因であり、これらは研磨によるよりも、高圧水を噴射することによる表面処理により有効に除去できることを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、水を所定の圧力でターゲット表面に噴射して表面処理することにより、スパッタ開始時にプラズマによる熱衝撃がターゲット表面にあたり、その衝撃によって生じるパーティクルの発生原因となるマイクロクラックを除去すると共に、ターゲット表面にある加工屑や包装前に付着したちりやゴミを除去してしまい、アークやパーティクルの発生を防止することができるという知見に基づき本発明を完成させた。   The inventors of the present invention are mainly caused by micro-cracks or grinding powder generated by polishing or the like, and these can be effectively removed by surface treatment by spraying high-pressure water rather than by polishing. As a result, the present invention has been completed. That is, by performing surface treatment by spraying water onto the target surface at a predetermined pressure, a thermal shock caused by plasma hits the target surface at the start of sputtering, removing microcracks that cause generation of particles caused by the impact, The present invention has been completed based on the knowledge that processing scraps on the surface and dust and dirt adhering before packaging can be removed to prevent generation of arcs and particles.

本発明の第の態様は、表面研削工程を経て製造されたスパッタリングターゲットの表面に水を所定の圧力で噴射することにより表面処理を施す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にある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a sputtering target manufacturing method characterized in that surface treatment is performed by spraying water at a predetermined pressure onto the surface of a sputtering target manufactured through a surface grinding step.

かかる第の態様では、水が所定の圧力でターゲット表面に噴射されて衝突することにより、マイクロクラックが除去されると共にターゲット表面にある加工屑やちりやゴミが除去されてしまうので、初期アークの発生が防止される。 In the first aspect, since the water is jetted to the target surface at a predetermined pressure and collides with it, the microcracks are removed and the processing debris, dust and debris on the target surface are removed. Is prevented from occurring.

本発明の第の態様は、第の態様において、前記水として純水を噴射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にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a sputtering target manufacturing method according to the first aspect, wherein pure water is injected as the water.

かかる第の態様では、純水が所定の圧力でターゲット表面に噴射されて衝突することにより、マイクロクラックが除去されると共にターゲット表面にある加工屑やちりやゴミが除去される。 In this second aspect, pure water is jetted onto the target surface at a predetermined pressure and collides, whereby microcracks are removed and processing waste, dust and dirt on the target surface are removed.

本発明の第の態様は、第1又は2の態様において、前記水の噴射圧力を1MPa〜250MPaの範囲内と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にある。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the water jet pressure is in the range of 1 MPa to 250 MPa.

かかる第の態様では、水が所定の圧力でターゲット表面に噴射されて衝突することにより、マイクロクラックが有効に除去され、且つターゲット表面にある加工屑やちりやゴミが除去され、初期アークの発生が防止される。 In this third aspect, water is jetted and collides with the target surface at a predetermined pressure, so that the microcracks are effectively removed, and the processing debris, dust and debris on the target surface are removed, and the initial arc Occurrence is prevented.

本発明の第の態様では、第1〜3の何れかの態様において、前記表面処理を製造工程の最終段階で行う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にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the surface treatment is performed at the final stage of the manufacturing process.

かかる第の態様では、水の噴射による表面処理をできるだけ最終段階で行うことにより、初期アークが効果的に低減できる。 In the fourth aspect, the initial arc can be effectively reduced by performing the surface treatment by jetting water at the final stage as much as possible.

本発明の第の態様は、第1〜4の何れかの態様において、ターゲットをバッキングプレートに接合した後に前記表面処理を行う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にある。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the sputtering target manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the surface treatment is performed after the target is bonded to a backing plate.

かかる第の態様では、水の噴射による表面処理であるので、バッキングプレートに接合した後にも行うことができ、より効果的に初期アークが低減できる。 In the fifth aspect, since the surface treatment is performed by jetting water, the surface treatment can be performed after joining to the backing plate, and the initial arc can be reduced more effectively.

本発明の第の態様は、第1〜5の何れかの態様において、当該ターゲットがセラミックスからな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にある。 A sixth aspect of the present invention, in the first to fifth one embodiment, in the manufacturing method of a sputtering target, characterized in that the target is made of ceramics.

かかる第の態様では、セラミックスターゲットの研削等の加工時に生じるバリや研削粉が水の噴射による表面処理により除去される。 In the sixth aspect, burrs and grinding powder generated during processing such as grinding of the ceramic target are removed by surface treatment by jetting water.

本発明の第の態様は、第の態様において、当該ターゲットが、酸化インジウム及び酸化スズの少なくとも一方を含む酸化物からな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にある。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the target is made of an oxide containing at least one of indium oxide and tin oxide.

かかる第の態様では、水の噴射による表面処理によりITOスパッタリングターゲットの初期安定性が著しく向上する。
In the seventh aspect, the initial stability of the ITO sputtering target is remarkably improved by the surface treatment by jetting water.

本発明では、スパッタリングターゲットの表面仕上げを高圧水を吹き付けることにより行うようにしたので、ちりやゴミや手脂などの汚れ、及び研削(又は研磨)等の加工時に生じるバリや研削粉、さらにはマイクロクラック等が除去され、当該スパッタリングターゲットの使い始めに初期アークがほとんど発生せず、予備運転をほとんど行うことなく薄膜製造に移行することができ、初期安定性を著しく向上することができる。   In the present invention, since the surface finish of the sputtering target is performed by spraying high-pressure water, dirt such as dust, dust and grease, and burrs and grinding powder generated during processing such as grinding (or polishing), and Microcracks and the like are removed, little initial arc is generated at the beginning of use of the sputtering target, and it is possible to shift to thin film production with little preliminary operation, and the initial stability can be remarkably improved.

さらに、本発明によると、ターゲット表面の表面粗さに依存することなく初期アークが防止できるので、エロージョン部を含め、非エロージョン部を粗面とすることができ、連続的にスパッタリングを行う際に薄膜形成基板に付着しなかったターゲット粒子を非エロージョン部の粗面で付着物として有効にトラップすることができ、スパッタリング中期から後期にかけて発生するパーティクルを抑制し、クリーニング回数を低減するという効果も奏する。   Furthermore, according to the present invention, since the initial arc can be prevented without depending on the surface roughness of the target surface, the non-erosion portion including the erosion portion can be roughened, and when performing continuous sputtering. Target particles that did not adhere to the thin film formation substrate can be effectively trapped as deposits on the rough surface of the non-erosion part, and particles generated from the middle to the latter stage of sputtering can be suppressed and the number of cleaning operations can be reduced. .

本発明では、表面研削工程を経て製造されたスパッタリングターゲットの表面に、水を所定の圧力で噴射することにより表面処理を施すことで、ショット材の回収の必要がないという利点だけでなく、スパッタリングターゲットの表面粗さにほとんど影響を与えることなく、初期アークの原因となるマイクロクラックを有効に除去できるという新たな知見に基づいて完成されたものである。   In the present invention, the surface treatment is performed by spraying water at a predetermined pressure on the surface of the sputtering target manufactured through the surface grinding step, so that not only the advantage that there is no need to collect the shot material, but also sputtering. It was completed based on the new knowledge that the microcracks that cause the initial arc can be effectively removed without substantially affecting the surface roughness of the target.

ここで、表面処理に用いる水としては、実質的に不純物が混入しておらず、且つ不純物が溶解していないものを用いるのが好ましく、脱イオン水、蒸留水などの、いわゆる純水を用いるのが好ましい。勿論、スパッタリングターゲットの表面に影響を与えない液体、例えば、各種アルコール等の親水性溶媒を混合して使用してもよく、純水に限定されるものではない。また、高圧水を噴出する際に、ガス媒体を同時に噴射するようにしてもよい。   Here, as water used for the surface treatment, it is preferable to use water that is substantially free of impurities and in which impurities are not dissolved, and so-called pure water such as deionized water or distilled water is used. Is preferred. Of course, a liquid that does not affect the surface of the sputtering target, for example, a hydrophilic solvent such as various alcohols may be mixed and used, and is not limited to pure water. Further, when the high-pressure water is ejected, the gas medium may be ejected simultaneously.

また、本発明では、スパッタリングターゲットの表面に対して噴射される高圧水は、例えば、1MPa〜250MPaの範囲内の圧力で噴射されるものであり、100MPa〜250MPaの圧力とするのがさらに好ましい。これは、水の噴射圧力を高めると、噴射時間によっても異なるが、スパッタリングターゲットの全表面に対する表面研削工程後の研削跡残存率を40%以下、さらに好ましくは研削跡残存率を10%以下とすることができる。このように、水の噴射圧力を所定値に設定することにより、表面研削工程で形成されるマイクロクラック等を効率よく除去できるので、初期アークを大幅に低減でき、初期安定性を向上できる。   Moreover, in this invention, the high pressure water injected with respect to the surface of a sputtering target is injected with the pressure within the range of 1 MPa-250 MPa, for example, and it is more preferable to set it as the pressure of 100 MPa-250 MPa. When the water injection pressure is increased, this varies depending on the injection time, but the residual grinding rate after the surface grinding step for the entire surface of the sputtering target is 40% or less, more preferably, the residual grinding rate is 10% or less. can do. Thus, by setting the water injection pressure to a predetermined value, microcracks and the like formed in the surface grinding process can be efficiently removed, so that the initial arc can be greatly reduced and the initial stability can be improved.

ここで、研削跡とは、研削砥石の移動した跡であり、通常、平行に複数本形成されるが、残存率が40%以下とは、研削跡の凹凸の程度が平均的に40%以下に低減したことをいう。   Here, the grinding trace is a trace of movement of the grinding wheel and is usually formed in parallel, but the remaining rate is 40% or less. The degree of unevenness of the grinding trace is 40% or less on average. It means that it was reduced.

このような高圧水の噴射方法は特に限定されず、例えば、所定の圧力で噴出するノズル等を用いた方法が挙げられる。また、噴射時間は、噴射方法、噴射圧力等によっても異なるが、研削跡が40%以下となる程度を目安とすればよい。   Such a high-pressure water injection method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a nozzle or the like that discharges at a predetermined pressure. In addition, the injection time may vary depending on the injection method, the injection pressure, and the like, but it is only necessary that the grinding mark be 40% or less.

本発明が適用できるスパッタリングターゲットは特に限定されず、酸化物などからなるセラミックスターゲットに好適に適用できる。このような酸化物の粉末材料を焼結して得られるセラミックスのターゲットでは、厚さ調整のための研削や表面研磨において、マイクロクラックができやすいので、本発明を効果的に適用できる。この中でも、酸化インジウム及び酸化スズを含む酸化物からなるITOスパッタリングターゲットでは、効率的なスパッタリングを目指して高度な初期安定性が要求されているので、本発明を特に効果的に適用できる。   The sputtering target to which the present invention can be applied is not particularly limited, and can be suitably applied to a ceramic target made of an oxide or the like. In the ceramic target obtained by sintering such an oxide powder material, the present invention can be effectively applied because microcracks are easily formed in grinding and surface polishing for thickness adjustment. Among these, an ITO sputtering target made of an oxide containing indium oxide and tin oxide is required to have high initial stability for efficient sputtering, and thus the present invention can be applied particularly effectively.

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例をセラミックスターゲットを例として説明する。   An example of the manufacturing method of the sputtering target which concerns on this invention is demonstrated taking a ceramic target as an example.

まず、原料となる粉末を、所望の配合率で混合し、従来から公知の各種湿式法又は乾式法を用いて成形し、焼成する。   First, the raw material powder is mixed at a desired blending ratio, molded using various conventionally known wet methods or dry methods, and fired.

乾式法としては、コールドプレス(Cold Press)法やホットプレス(Hot Press)法等を挙げることができる。コールドプレス法では、混合粉を成形型に充填して成形体を作製し、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で焼成・焼結させる。ホットプレス法では、混合粉を成形型内で直接焼結させる。   Examples of the dry method include a cold press method and a hot press method. In the cold press method, a mixed powder is filled in a mold to produce a molded body, which is fired and sintered in an air atmosphere or an oxygen atmosphere. In the hot press method, the mixed powder is directly sintered in a mold.

湿式法としては、例えば、濾過成形法(特開平11−286002号公報参照)を用いるのが好ましい。この濾過成形法は、セラミックス原料スラリーから水分を減圧排水して成形体を得るための非水溶性材料からなる濾過式成形型であって、1個以上の水抜き孔を有する成形用下型と、この成形用下型の上に載置した通水性を有するフィルターと、このフィルターをシールするためのシール材を介して上面側から挟持する成形用型枠からなり、前記成形用下型、成形用型枠、シール材、およびフィルターが各々分解できるように組立てられており、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水する濾過式成形型を用い、混合粉、イオン交換水と有機添加剤からなるスラリーを調製し、このスラリーを濾過式成形型に注入し、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂後、焼成する。   As the wet method, for example, a filtration molding method (see JP-A-11-286002) is preferably used. This filtration molding method is a filtration molding die made of a water-insoluble material for obtaining a compact by draining water from a ceramic raw material slurry under reduced pressure, and a molding lower die having one or more drain holes, The filter comprises a water-permeable filter placed on the molding lower mold and a molding mold sandwiched from the upper surface side through a sealing material for sealing the filter. The mold, sealing material, and filter are each assembled so that they can be disassembled, and the mixed powder, ion-exchanged water, and organic additive are added using a filtration mold that drains the water in the slurry under reduced pressure only from the filter surface side. A slurry made of an agent is prepared, this slurry is poured into a filtration mold, and the molded body is produced by draining the water in the slurry under reduced pressure only from the filter surface side. After 燥脱 butter, baking.

各方法において、焼成温度は、例えば、ITOターゲットの場合には、1300〜1600℃が好ましく、さらに好ましくは、1450〜1600℃である。その後、所定寸法に成形・加工のための機械加工を施しターゲットとする。   In each method, the firing temperature is preferably 1300 to 1600 ° C., more preferably 1450 to 1600 ° C., for example, in the case of an ITO target. Thereafter, machining for forming / processing is performed to a predetermined dimension to obtain a target.

一般的には、成形後、厚さ調整のために表面を研削し、さらに、表面を平滑にするために、何段階かの研磨を施す。本発明の高圧水による表面処理は、厚さ調整の研削後に行っても、研磨後に行ってもよい。何れにしても、水による表面処理を行った後には、その後の研磨等の処理はいっさい行わない。   In general, after molding, the surface is ground for thickness adjustment, and further, several steps of polishing are performed to smooth the surface. The surface treatment with the high-pressure water of the present invention may be performed after thickness adjustment grinding or after polishing. In any case, after the surface treatment with water, no subsequent treatment such as polishing is performed.

このような水による表面処理を施すことにより、たとえ、表面が平滑でなくても、研削時に生じるマイクロクラックや使用時の熱衝撃により脱離し易い箇所が除去されると考えられる。すなわち、本発明を適用する場合には、厚さ調整の研削を行った後、表面を研磨する工程を省略することができ、さらには、研削工程の後の研磨工程を省いて水による表面処理を行うのが好ましい。また、これにより、ボンディング面を除くターゲット表面の全部又は一部を粗面とすることにより、連続的にスパッタリングを行う際に薄膜形成基板に付着しなかったターゲット粒子を付着物としてトラップすることができ、スパッタリング中期から後期にかけて発生するパーティクルを抑制し、クリーニング回数を低減することができるという利点もある。   By performing such a surface treatment with water, even if the surface is not smooth, it is considered that a portion that is easily detached due to microcracks generated during grinding or thermal shock during use is removed. That is, when the present invention is applied, the step of polishing the surface after grinding for thickness adjustment can be omitted, and further, the surface treatment with water without the polishing step after the grinding step is performed. Is preferably performed. In addition, this makes it possible to trap target particles that have not adhered to the thin film formation substrate as an adhering substance when performing continuous sputtering by making all or part of the target surface except the bonding surface rough. There is also an advantage that particles generated from the middle stage to the latter stage of sputtering can be suppressed and the number of cleanings can be reduced.

従って、本発明のスパッタリングターゲットの表面粗さRaは、従来好ましいとされている0.5μmより大きく、0.8μm以上、例えば、0.8μm〜10μmの範囲にあってもよい。また、勿論、これより小さくてもよく、例えば、0.05μm以上、すなわち、0.05μm〜0.8μmであってもよい。これは、表面粗さRaが0.8μmより大きくても、水による表面処理が施されているので、マイクロクラックが除去されており、初期アークが大幅に低減し、初期安定性が向上するからである。また、水による表面処理により表面粗さRaが大きくなる傾向があるので、結果的に表面粗さが大きくなったものでもよい。さらに、厚さ調整の後、通常のブラスト処理をして表面を粗面としたものを、水により表面処理してもよい。   Therefore, the surface roughness Ra of the sputtering target of the present invention may be larger than 0.5 μm, which is conventionally preferred, and may be 0.8 μm or more, for example, in the range of 0.8 μm to 10 μm. Of course, it may be smaller than this, for example, 0.05 micrometer or more, ie, 0.05 micrometer-0.8 micrometer, may be sufficient. This is because even if the surface roughness Ra is larger than 0.8 μm, the surface treatment with water is performed, so the microcracks are removed, the initial arc is greatly reduced, and the initial stability is improved. It is. In addition, since the surface roughness Ra tends to increase due to the surface treatment with water, the surface roughness may increase as a result. Furthermore, after the thickness adjustment, a surface that has been roughened by normal blasting may be surface treated with water.

また、従来においては、研磨工程が完了した後、ターゲットをバッキングプレートに接合してスパッタリングターゲットとするが、本発明の水による表面処理はバッキングプレートに接合した後にも行うことができる。また、製造されたスパッタリングターゲットの初期安定性を考慮すると、バッキングプレートに接合した後に行うのが好ましい。高圧水による表面処理の後にちり、ゴミ等が表面に付着するのを防止するためである。   Conventionally, after the polishing step is completed, the target is bonded to the backing plate to obtain a sputtering target. However, the surface treatment with water of the present invention can be performed after bonding to the backing plate. In consideration of the initial stability of the produced sputtering target, it is preferably performed after bonding to the backing plate. This is for preventing dust and the like from adhering to the surface after the surface treatment with high-pressure water.

従って、本発明の水による表面処理を行った後、直ぐに梱包するのが好ましい。なお、樹脂製フィルムで梱包する場合には、樹脂製フィルムと接触したターゲット表面にパーティクルが転写される虞があるので、離脱性パーティクルが含有されない樹脂製フィルムを用いるのが好ましく、また、表面に何も接触しないような梱包を行うのが好ましい。   Therefore, it is preferable to package immediately after the surface treatment with water of the present invention. In the case of packing with a resin film, it is preferable to use a resin film that does not contain detachable particles because the particles may be transferred to the surface of the target in contact with the resin film. It is preferable to perform packing so that nothing touches.

以上説明したように、高圧水を用いた表面処理によれば、ショット材の回収の必要がないという利点だけでなく、スパッタリングターゲットの表面粗さにほとんど影響を与えることなく、初期アークの原因となるマイクロクラックを有効に除去できるという新たな効果を奏するものである。   As described above, according to the surface treatment using high-pressure water, not only the advantage that there is no need to collect the shot material but also the cause of the initial arc without affecting the surface roughness of the sputtering target. There is a new effect that the microcracks can be effectively removed.

以上説明したように、本発明によれば、ターゲット表面に水を所定の圧力で噴射することによる表面処理により、パーティクルの発生原因となるマイクロクラックを除去すると共に、ターゲット表面にある加工屑や包装前に付着したちりやゴミを除去し、アーキングやパーティクルの発生を防止するという効果を奏する。   As described above, according to the present invention, microcracks that cause generation of particles are removed by surface treatment by spraying water onto the target surface at a predetermined pressure, and processing waste and packaging on the target surface are removed. It has the effect of removing dust and dirt adhering to the front and preventing arcing and particle generation.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、これに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, it is not limited to this.

(実施例1)
ITO(In:SnO=90:10wt%)ターゲットで密度99.8%の板材を焼成し、この板材から、直径4インチで厚さ6mmのターゲットを作製した。このターゲットの表面を研削するにあたり、平面研削盤に#170のダイヤ砥石を装着し表面の加工を行った。その後、30MPaの圧力で純水をターゲット表面に噴射した。噴射後は、真空乾燥機で乾燥した。乾燥後のターゲットをInにて銅製バッキングプレートにボンディングした。ボンディング後ターゲット周辺にはみ出したInやバッキングプレートに付着したIn、バッキングプレートの酸化物除去のためにサンドペーパーにて磨き上げた。そして、削り屑を除去するためにターゲット及びバッキングプレートの表面をイソプロピルアルコール(IPA)で拭き上げ、実施例1のターゲットとした。
(Example 1)
A plate material having a density of 99.8% was baked with an ITO (In 2 O 3 : SnO 2 = 90: 10 wt%) target, and a target having a diameter of 4 inches and a thickness of 6 mm was produced from this plate material. In grinding the surface of the target, a # 170 diamond grindstone was mounted on a surface grinder to process the surface. Thereafter, pure water was sprayed onto the target surface at a pressure of 30 MPa. After spraying, it was dried with a vacuum dryer. The dried target was bonded to a copper backing plate with In. Polishing was performed with sandpaper to remove In that protruded around the target after bonding, In that adhered to the backing plate, and oxides of the backing plate. And in order to remove shavings, the surface of the target and the backing plate was wiped off with isopropyl alcohol (IPA), and the target of Example 1 was obtained.

(実施例2)
ダイヤ砥石による表面加工後は、純水で表面を流すのみの洗浄に留め、削り屑を除去するためにターゲット及びバッキングプレートの表面をイソプロピルアルコール(IPA)で拭き上げた後に、70MPaの圧力で純水をターゲット表面に噴射した以外は、実施例1と同様にし、実施例2のターゲットとした。
(Example 2)
After surface processing with a diamond grindstone, the surface is simply washed with pure water, and the surface of the target and the backing plate is wiped with isopropyl alcohol (IPA) in order to remove shavings, and then purified at a pressure of 70 MPa. A target of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that water was sprayed onto the target surface.

(比較例1)
実施例1と同様なITOターゲットを#170のダイヤ砥石で加工した後、純水で超音波洗浄器にて洗浄後、真空乾燥機で乾燥した。その後、乾燥後のターゲットをInにて銅製バッキングプレートにボンディングし、ボンディング後ターゲット周辺にはみ出したInやバッキングプレートに付着したIn、バッキングプレートの酸化物除去のためにサンドペーパーにて磨き上げた。最後にサンドペーパーによる削り屑を除去するためにターゲット及びバッキングプレートの表面をIPAで拭き上げ、比較例1のターゲットとした。
(Comparative Example 1)
An ITO target similar to that in Example 1 was processed with a # 170 diamond grindstone, washed with pure water in an ultrasonic cleaner, and then dried in a vacuum dryer. Thereafter, the dried target was bonded to a copper backing plate with In and polished with sandpaper to remove In that sticked out around the target after bonding, In adhering to the backing plate, and oxides of the backing plate. Finally, the surface of the target and the backing plate was wiped with IPA to remove shavings from the sandpaper, and the target of Comparative Example 1 was obtained.

(試験例)
実施例1、2及び比較例1のターゲットをスパッタ装置に装着し、下記条件にてスパッタを行い、ランドマークテクノロジー社のアークカウンターにて、スパッタ時に発生するアーキングの累積発生回数をカウントした。その結果を表1に示す。
(Test example)
The targets of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were mounted on a sputtering apparatus, and sputtering was performed under the following conditions. The cumulative number of arcing occurrences during sputtering was counted with an arc counter of Landmark Technology. The results are shown in Table 1.

また、平面研削跡の残存率は、500倍の走査電子顕微鏡(SEM)(日立SEMで500倍相当)を用い、観察視野が246μm×185μmの範囲において研削跡が残った部分を面積比で算出することにより測定した。   In addition, the residual rate of surface grinding traces is calculated by area ratio using a 500x scanning electron microscope (SEM) (500 times equivalent for Hitachi SEM) and the area where the grinding traces remain in the observation field of 246 μm x 185 μm. Was measured.

また、実施例1及び比較例1のSEM写真をそれぞれ図1及び図2に示す。   Further, SEM photographs of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

スパッタ条件:
プロセス圧力(Ar)=3mTorr
酸素分圧(O)=1×10−5Torr
投入電力=3W/cm
投入積算電力量=120Whr/cm
Sputtering conditions:
Process pressure (Ar) = 3 mTorr
Oxygen partial pressure (O 2 ) = 1 × 10 −5 Torr
Input power = 3 W / cm 2
Integrated power consumption = 120 Whr / cm 2

Figure 0004270971
Figure 0004270971

以上の結果から、水による表面処理により、表面粗さにかかわらず、累積アーク回数が大幅に低減され、初期安定性が大幅に向上すると共に長期的にもアークが低減されることが確認された。また、水の噴射圧力を大きく設定することにより、平面研削跡残存率が40%以下、特に、噴射圧力が70MPaでは15%以下となり、累積アーク回数が大幅に低減されていることも確認された。   From the above results, it was confirmed that the surface treatment with water significantly reduced the number of accumulated arcs regardless of the surface roughness, greatly improved the initial stability and reduced the arc over the long term. . It was also confirmed that by setting the water injection pressure to a large value, the surface grinding trace residual rate was 40% or less, particularly 15% or less when the injection pressure was 70 MPa, and the cumulative number of arcs was greatly reduced. .

本発明の実施例1の500倍の走査電子顕微鏡(SEM)により観察した表面状態を示す図である。It is a figure which shows the surface state observed with the 500 times scanning electron microscope (SEM) of Example 1 of this invention. 本発明の比較例1の500倍の走査電子顕微鏡(SEM)により観察した表面状態を示す図である。It is a figure which shows the surface state observed with the 500-times scanning electron microscope (SEM) of the comparative example 1 of this invention.

Claims (7)

表面研削工程を経て製造されたスパッタリングターゲットの表面に水を所定の圧力で噴射することにより表面処理を施す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。 A method for producing a sputtering target, comprising subjecting a surface of the sputtering target produced through a surface grinding process to surface treatment by spraying water at a predetermined pressure. 請求項において、前記水として純水を噴射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。 The method for manufacturing a sputtering target according to claim 1 , wherein pure water is injected as the water. 請求項1又は2において、前記水の噴射圧力を1MPa〜250MPaの範囲内と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。 3. The method for producing a sputtering target according to claim 1 , wherein the water injection pressure is in a range of 1 MPa to 250 MPa. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記表面処理を製造工程の最終段階で行う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。 In any one of claims 1 to 3, the manufacturing method of a sputtering target which is characterized in that the surface treatment at the final stage of the manufacturing process. 請求項1〜4の何れかにおいて、ターゲットをバッキングプレートに接合した後に前記表面処理を行う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。 In any one of claims 1 to 4, a manufacturing method of a sputtering target and performing the surface treatment after bonding the target to the backing plate. 請求項1〜5の何れかにおいて、当該ターゲットがセラミックスからな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。 6. The method for manufacturing a sputtering target according to claim 1, wherein the target is made of ceramics. 請求項において、当該ターゲットが酸化インジウム及び酸化スズの少なくとも一方を含む酸化物からな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。 The method of manufacturing a sputtering target according to claim 6 , wherein the target is made of an oxide containing at least one of indium oxide and tin oxide.
JP2003278969A 2003-07-24 2003-07-24 Manufacturing method of sputtering target Expired - Lifetime JP4270971B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003278969A JP4270971B2 (en) 2003-07-24 2003-07-24 Manufacturing method of sputtering target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003278969A JP4270971B2 (en) 2003-07-24 2003-07-24 Manufacturing method of sputtering target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005042169A JP2005042169A (en) 2005-02-17
JP4270971B2 true JP4270971B2 (en) 2009-06-03

Family

ID=34265221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003278969A Expired - Lifetime JP4270971B2 (en) 2003-07-24 2003-07-24 Manufacturing method of sputtering target

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4270971B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101032049B1 (en) * 2006-02-06 2011-05-02 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 Sputtering target, sputtering target material and process for producing these
KR20150101470A (en) * 2013-01-04 2015-09-03 토소우 에스엠디, 인크 Silicon sputtering target with enhanced surface profile and improved performance and methods of making the same
KR20160074577A (en) * 2014-08-22 2016-06-28 미쓰이금속광업주식회사 Method for manufacturing target material for cylindrical sputtering target and cylindrical sputtering target
CN107761064A (en) * 2016-08-15 2018-03-06 合肥江丰电子材料有限公司 The processing method of copper target material
KR102540958B1 (en) * 2017-03-30 2023-06-07 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 Method for cleaning a sputtering target, apparatus for cleaning a sputtering target, method for manufacturing a sputtering target, sputtering target, method for manufacturing a recycled ingot and a recycled ingot
JP6533265B2 (en) * 2017-03-30 2019-06-19 住友化学株式会社 Equipment for cleaning of target material
JP7158316B2 (en) 2019-03-05 2022-10-21 Jx金属株式会社 Sputtering target and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005042169A (en) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6066018B2 (en) Sputtering target material and manufacturing method thereof
JP4270971B2 (en) Manufacturing method of sputtering target
JP2005002364A (en) Sputtering target and manufacturing method therefor
JP2007126736A (en) Sputtering target and its production method
JP2003183820A (en) Sputtering target
KR100293854B1 (en) Cleaning method of IIO sputtering target and copper target
KR101032049B1 (en) Sputtering target, sputtering target material and process for producing these
KR100541329B1 (en) Sputtering target and production method therefor
JP2007231392A (en) Sputtering target consisting of oxide sintered body, and its manufacturing method
CN111663107B (en) Sputtering target and method for producing same
JP2003089869A (en) Sputtering target, and production method therefor
KR20020043217A (en) Quartz glass article having sand blast-treated surface and method for cleaning the same
JP3398370B2 (en) Sputtering target
JPWO2008139906A1 (en) Sputtering target and manufacturing method thereof
JP4213611B2 (en) ITO sputtering target
JP3398369B2 (en) Manufacturing method of sputtering target
JPH09104973A (en) Sputtering target and its production
KR100495886B1 (en) Ito sputtering target
KR20220138333A (en) Sputtering target and its manufacturing method
KR100479315B1 (en) Sputtering target and method for producing the target
JP2007051017A (en) Method of treating glass substrate for display and glass substrate for display treated by the method
CN114774918A (en) Manufacturing process of semiconductor dry etching equipment component
JP2000309888A (en) Composition for removing ito film and method for removing ito film using the same
CN116673265A (en) Vacuum chamber guard plate cleaning process
JP2006151739A (en) Method of regenerating optical device forming mold

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090204

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090224

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4270971

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140306

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term