JP5944024B1 - ロータリースパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしこの方法は、下地層の形成に時間がかかる他、接合材であるインジウムに下地層が浸漬し、回収するインジウムの精製費用が高くなるといったデメリットがある。
しかしこの方法は、後述の比較例で示すように、表面粗さのみを制御するだけでは、十分な支持体との接合強度が得られない。
しかしこの方法は、予めハンダ被膜層の形成をする手間がかかり、またハンダ被膜層とターゲットとの接着強度が十分とはいえない。
しかしこの方法は、下地層の形成に時間がかかる他、接合材であるインジウムに下地層が浸漬し、回収するインジウムの精製費用が高くなるといったデメリットがある。
1)棒状又は円筒状である支持体と円筒型ターゲットとを接合したスパッタリング用ロータリーターゲットであって、ターゲットの支持体側の表面粗さRaが 0.5〜2.0 μm、Rzが3.0〜9.0μm、かつ、RSmが25μm以下であることを特徴とするスパッタリング用ロータリーターゲット。
2)焼結体がセラミックス製焼結体であることを特徴とする上記1)記載のスパッタリング用ロータリーターゲット。
3)セラミックス焼結体がITO、IZOであることを特徴とする上記2)記載のスパッタリング用ロータリーターゲット。
4)支持体が、無酸素銅、銅合金、Ti(合金を含む)又はステンレス鋼であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一記載のスパッタリング用ロータリーターゲット。
5)スパッタリング用ターゲットの支持体側の表面を機械加工し、その後、電解還元することで、ターゲットの支持体側の表面粗さRaを0.5〜2.0 μm、Rzを3.0〜9.0μm、かつ、RSmを25μm以下とすることを特徴とするスパッタリング用ロータリーターゲットの製造方法。
(表面粗さの評価)
表面粗さの測定は、キーエンス製レーザー顕微鏡VK−9700を用いて、測定倍率3000倍、カットオフ値λc=0.8mmとし、線粗さで測定を行い、10点の平均とする。また、測定箇所は、円筒型ターゲットの支持体側の表面について、軸を中心として任意に選択した点とそこから90度ずつ回転させた計4箇所とし、その4箇所全てにおいて、上記の数値の範囲内にあることを確認する。
なお、前述のJIS B0601−2001では、接触式の表面粗さ計を用いた測定を前提としているが、電解粗化で生成する表面の凹凸は、接触式の表面粗さ計の分解能を超えることがあるため、本発明では、非接触式のレーザー顕微鏡で測定する。
図3に引張試験の試験方法を示す。引張試験には、島津製作所製オートグラフAG−25TAを用いて、試験速度は0.5mm/minとし、試料との治具であるネジとの接合面の破断時の応力を引張強度とし、10サンプル以上の平均値とする。
ファインセラミックスの曲げ強さ(JIS R 1601)の三点曲げ試験に準じて試験を行う。今田製作所製引張圧縮試験機(SV−201NA−50SL型)を用い、試験片は20個とし、その平均値とする。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#80の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、ターゲットを負極、白金を陽極とし、電流密度を1.13A/dm2、処理時間を10minとした。なお、この処理によって、ITOのSnリッチ相や粒界が選択的に溶解し、表面粗さを適切に制御することが可能となった。
円筒状のIZO(ZnO:10.7wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#80の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を15minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:0.91μm、Rz:4.92μm、RSm:16.8μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.30MPaであり、抗折強度は90MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#46の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を10minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:1.85μm、Rz:8.45μm、RSm:21.1μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.50MPaであり、抗折強度は100MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#60の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を10minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:1.42μm、Rz:7.07μm、RSm:18.8μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.28MPaであり、抗折強度は120MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のIZO(ZnO:10.7wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#220の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を15minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:0.59μm、Rz:3.41μm、RSm:15.2μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.25MPaであり、抗折強度120MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のIZO(ZnO:10.7wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#100の平面研削行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を15minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:0.80μm、Rz:4.78μm、RSm:17.1μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.31MPaであり、抗折強度90MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のITO(SnO2:2.5wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#80の平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、処理時間を5minとした以外は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:1.02μm、Rz:6.10μm、RSm:19.2μmとなった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.45MPaであり、抗折強度は130MPaと、高強度のターゲットが得られた。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、支持体側表面を#80で平面研削のみ行い、その後の電解還元処理は実施しなかった。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:1.06μm、Rz:4.80μm、RSm:41.7μmとなり、本願発明に規定するRsmの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.04MPaであり、抗折強度は150MPaと、実施例1に比べて、引張強度が著しく低下した。
円筒状のIZO(ZnO:10.7wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、表面処理を行った。表面処理は、ターゲットの支持体側表面を#80で平面研削のみ行い、その後の電解還元処理は行わなかった。
以上の表面処理により、ターゲット内面の表面粗さが、Ra:0.78μm、Rz:4.07μm、RSm:32.9μmとなり、本願発明に規定するRsmの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.00MPaであり、抗折強度は100MPaと、実施例2に比べて、引張強度が著しく低下した。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、表面処理を行った。表面処理は、ターゲットの支持体側表面を#2000で平面研削のみ行った。なお、その後の電解還元処理は行わなかった。
以上の表面処理により、ターゲット内面の表面粗さが、Ra:0.20μm、Rz:1.18μm、RSm:22.3μmとなり、本願発明に規定するRa、Rzの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.07MPaであり、抗折強度は170MPaと、実施例に比べて、引張強度が著しく低下した。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、表面処理を行った。表面処理は、ターゲットITO組成違いを#2000で平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:0.31μm、Rz:1.91μm、RSm:16.7μmとなり、本願発明に規定するRa、Rzの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは0.98MPaであり、抗折強度は160MPaと、実施例に比べて、引張強度が著しく低下した。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、ターゲットの支持体側表面を#150でサンドブラスト処理(Al2O3)した。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:3.50μm、Rz:20.00μm、RSm:100.0μmとなり、本願発明に規定するRa、Rz、Rsmの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.5MPaであり、抗折強度は80MPaと、実施例に比べて、抗折強度が著しく低下した。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、ターゲットの支持体側表面を#150でサンドブラスト処理(Al2O3)した後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、実施例1と同様とした。
以上の表面処理により、ターゲットの支持体側表面の表面粗さが、Ra:3.60μm、Rz:22.00μm、RSm:95.0μmとなり、本願発明に規定するRa、Rz、Rsmの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.5MPaであり、抗折強度は80MPaと、実施例に比べて、抗折強度が著しく低下した。
円筒状のITO(SnO2:10wt.%、In2O3:残部)ターゲット材に対して、表面処理を行った。表面処理は、ターゲット内面を#80で平面研削を行い、その後、電解還元処理を行った。電解還元の条件は、ターゲットを負極、白金を陽極とし、電流密度を1.13A/dm2、処理時間を10secとした。
以上の表面処理により、ターゲット内面の表面粗さが、Ra:1.07μm、Rz:5.30μm、RSm:35.0μmとなり、本願発明に規定するRsmの数値範囲外となった。次に、このターゲットについて、前述の方法によって引張試験及び抗折強度試験を行った。その結果、引張強さは1.10MPaであり、抗折強度は150MPaと、実施例1に比べて、引張強度が著しく低下した。
Claims (3)
- 棒状又は円筒状である支持体と円筒型のセラミックス製焼結体ターゲットとを接合したスパッタリング用ロータリーターゲットであって、セラミックス製焼結体ターゲットがITO又はIZOからなり、セラミックス製焼結体ターゲットの支持体側の表面に電解還元処理面を有し、該ターゲットの支持体側の表面粗さRaが0.5〜2.0μm、Rzが3.0〜9.0μm、かつ、RSmが25μm以下であることを特徴とするスパッタリング用ロータリーターゲット。
- 支持体が、無酸素銅、銅合金、Ti(合金を含む)又はステンレス鋼であることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング用ロータリーターゲット。
- ITO又はIZOからなるセラミックス製焼結体ターゲットの支持体側の表面を機械加工し、その後、電解還元することで、該セラミックス製焼結体ターゲットの支持体側の表面粗さRaを0.5〜2.0μm、Rzを3.0〜9.0μm、かつ、RSmを25μm以下とすることを特徴とするスパッタリング用ロータリーターゲットの製造方法。
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