JP6894886B2 - Sputtering target material and its manufacturing method, and sputtering target - Google Patents
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Description
本発明は、スパッタリングターゲット材及びその製造方法に関する。また本発明は、該スパッタリングターゲット材を備えたスパッタリングターゲットに関する。 The present invention relates to a sputtering target material and a method for producing the same. The present invention also relates to a sputtering target provided with the sputtering target material.
スパッタリング法は薄膜を大面積、高精度に形成する製法として極めて有効であり、近年、液晶表示装置などの表示デバイスにおいて、スパッタリング法が活用されている。 The sputtering method is extremely effective as a manufacturing method for forming a thin film with a large area and high accuracy, and in recent years, the sputtering method has been utilized in display devices such as liquid crystal display devices.
ところで最近の薄膜トランジスタ(以下「TFT」とも言う。)などの半導体素子の技術分野においては、アモルファスシリコンに代わってIn−Ga−Zn複合酸化物(以下「IGZO」とも言う。)に代表される酸化物半導体が注目されており、IGZO薄膜の形成についてもスパッタリング法が活用されている。IGZOに代表される酸化物半導体薄膜中に、FeやCuなど特定の遷移金属が混入すると、TFT特性の劣化が発生することが知られている。薄膜中のFeやCuの混入量が数ppmレベルであっても、その影響は酸化物半導体には極めて大きい。例えば、FeやCuが混入した薄膜半導体素子は、それらが混入していない薄膜半導体素子に比べて、TFTの各種の特性のうちの電界効果移動度が低くなる傾向があり、ON/OFF比も低下する傾向にある。このような不具合は、昨今のディスプレイパネルの大面積化への大きな障害要因として指摘されており、早急な技術改善が要求されている。 By the way, in the recent technical field of semiconductor devices such as thin film transistors (hereinafter, also referred to as "TFT"), oxidation represented by In-Ga-Zn composite oxide (hereinafter, also referred to as "IGZO") is used instead of amorphous silicon. Physical semiconductors are attracting attention, and the sputtering method is also used for forming IGZO thin films. It is known that when a specific transition metal such as Fe or Cu is mixed in an oxide semiconductor thin film typified by IGZO, deterioration of TFT characteristics occurs. Even if the amount of Fe and Cu mixed in the thin film is at the level of several ppm, the effect is extremely large on the oxide semiconductor. For example, a thin-film semiconductor device in which Fe or Cu is mixed tends to have a lower field effect mobility among various characteristics of the TFT than a thin-film semiconductor device in which they are not mixed, and the ON / OFF ratio is also high. It tends to decrease. Such defects have been pointed out as a major obstacle to the recent increase in the area of display panels, and urgent technical improvement is required.
そこで特許文献1においては、複数のターゲット部材を接合して得られた分割スパッタリングターゲットにおいて、接合部材間の間隙部分にセラミックス材などを充填することで、基材に由来するCuの混入を防止する技術が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, in the split sputtering target obtained by joining a plurality of target members, a ceramic material or the like is filled in the gap between the joined members to prevent Cu from being mixed from the base material. Technology has been proposed.
特許文献2には、ターゲット部材自体を長くして、接合部材間の間隙の数を極力少なくする技術が開示されている。同文献のように、ターゲット部材を長くすることによっても、基材に由来するCuやFeの混入を防止する効果が得られる。 Patent Document 2 discloses a technique of lengthening the target member itself to minimize the number of gaps between the joining members. As in the same document, the effect of preventing the mixing of Cu and Fe derived from the base material can be obtained by lengthening the target member.
しかし、上述した特許文献1及び2に記載の技術はいずれも、ターゲット材自身への不純物の混入防止という点においては、原料に高純度品を使用するという方法が採用されているだけであり、原料に元来含まれている数ppmの不純物や、製造工程で混入する不純物を取り除くといった処理は実施されていない。この不純物のうち特に鉄は、例えばステンレス材など、設備や器具などの材質として使用されており、ターゲット材の実際の製造工程における様々な段階で混入する可能性があり、そのような混入は、酸化物半導体の技術分野では重大な問題となる場合がある。 However, in all of the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above, in terms of preventing impurities from being mixed into the target material itself, only a method of using a high-purity product as a raw material is adopted. No treatment has been carried out to remove impurities of several ppm originally contained in the raw material and impurities mixed in the manufacturing process. Among these impurities, iron in particular is used as a material for equipment and appliances such as stainless steel, and may be mixed at various stages in the actual manufacturing process of the target material. It can be a serious problem in the technical field of oxide semiconductors.
また近年、従来型の平板型マグネトロンスパッタリング装置に加えて、回転式マグネトロンカソードスパッタリング装置が普及してきている。回転式マグネトロンカソードスパッタリング装置は、円筒形ターゲットの内側に磁場発生装置を有し、ターゲットをその内側から冷却しつつ、ターゲットを回転させながらスパッタリングを行う装置である。回転式マグネトロンカソードスパッタリング装置では、ターゲット材の全面がエロージョンとなり均一に削られる。このことに起因して、平板型マグネトロンスパッタリング装置ではターゲット材の使用効率が通常20〜30%であるのに対し、回転式マグネトロンカソードスパッタリング装置ではターゲット材の使用効率を70%以上にすることができ、格段に高い使用効率が得られる。このような円筒形ターゲットにおいてはターゲット材の大部分がスパッタリングに使用されることから、混入する不純物の影響は平板型のものより大きくなる。 Further, in recent years, in addition to the conventional flat plate magnetron sputtering apparatus, a rotary magnetron cathode sputtering apparatus has become widespread. The rotary magnetron cathode sputtering device is a device that has a magnetic field generator inside a cylindrical target and performs sputtering while rotating the target while cooling the target from the inside. In the rotary magnetron cathode sputtering device, the entire surface of the target material becomes erosion and is uniformly scraped. Due to this, the utilization efficiency of the target material is usually 20 to 30% in the flat plate magnetron sputtering apparatus, whereas the utilization efficiency of the target material can be 70% or more in the rotary magnetron cathode sputtering apparatus. It can be used, and extremely high usage efficiency can be obtained. In such a cylindrical target, since most of the target material is used for sputtering, the influence of impurities mixed in is greater than that of the flat plate type.
したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得るスパッタリングターゲット材及びその製造方法、並びにスパッタリングターゲットを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering target material, a method for producing the same, and a sputtering target that can eliminate various drawbacks of the above-mentioned prior art.
本発明は、In、Ga、Zn、Sn及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物を含むスパッタリングターゲット材を提供するものである。このスパッタリングターゲット材は、鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有さないか、又は鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有する場合には、その割合が0.02個/1200cm2以下である。The present invention provides a sputtering target material containing at least one oxide selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al. The sputtering target material is derived from iron, or no to the surface area 1000 .mu.m 2 or more discoloration, or from iron, if having an area 1000 .mu.m 2 or more discoloration on the surface, is the ratio 0.02 pieces / 1200 cm 2 or less.
また本発明は、前記のスパッタリングターゲット材と、基材とを備えてなるスパッタリングターゲットを提供するものである。 The present invention also provides a sputtering target including the above-mentioned sputtering target material and a base material.
更に本発明は、前記のスパッタリングターゲット材の好適な製造方法を提供するものである。この製造方法は、前記のスパッタリングターゲット材の製造工程に少なくとも1度の磁選工程を含む。 Furthermore, the present invention provides a suitable method for producing the above-mentioned sputtering target material. This manufacturing method includes at least one magnetic separation step in the manufacturing step of the sputtering target material.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明のスパッタリングターゲット材は、In、Ga、Zn、Sn及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物を含むものである。この酸化物は、インジウムの酸化物、ガリウムの酸化物、亜鉛の酸化物、スズの酸化物又はアルミニウムの酸化物のいずれか1種であり得る。あるいはこの酸化物は、In、Ga、Zn、Sn及びAlからなる群から選択される任意の2種以上の元素の複合酸化物であり得る。複合酸化物の具体的な例としては、In−Ga酸化物、In−Zn酸化物、Zn−Sn酸化物、In−Ga−Zn酸化物、In−Zn−Sn酸化物、In−Al−Zn酸化物、In−Ga−Zn−Sn酸化物、In−Al−Zn−Sn酸化物等が挙げられるが、これらに限られるものではない。本発明のスパッタリングターゲット材は、In、Ga、Zn、Sn及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物を含むものであり、且つこれらの元素以外の遷移金属元素を含むものでないことが好ましい。 Hereinafter, the present invention will be described based on its preferred embodiment. The sputtering target material of the present invention contains at least one oxide selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al. This oxide may be any one of indium oxide, gallium oxide, zinc oxide, tin oxide and aluminum oxide. Alternatively, the oxide can be a composite oxide of any two or more elements selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al. Specific examples of the composite oxide include In-Ga oxide, In-Zn oxide, Zn-Sn oxide, In-Ga-Zn oxide, In-Zn-Sn oxide, and In-Al-Zn. Oxides, In-Ga-Zn-Sn oxides, In-Al-Zn-Sn oxides and the like can be mentioned, but the present invention is not limited thereto. The sputtering target material of the present invention contains at least one oxide selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al, and does not contain a transition metal element other than these elements. Is preferable.
本発明のスパッタリングターゲット材は、上述した酸化物を含む焼結体から構成されている。かかる焼結体及びスパッタリングターゲット材の形状に特に制限はなく、従来公知の形状、例えば平板型及び円筒形などを採用することができるが、以下の説明においては、本発明において特に効果が大きい形状である酸化物円筒形焼結体及び酸化物円筒形スパッタリングターゲット材を例に挙げる。円筒形以外の形状の場合についても、以下の説明が同様に適用される。 The sputtering target material of the present invention is composed of a sintered body containing the above-mentioned oxide. The shapes of the sintered body and the sputtering target material are not particularly limited, and conventionally known shapes such as a flat plate type and a cylindrical shape can be adopted, but in the following description, a shape having a particularly large effect in the present invention. Examples thereof include an oxide cylindrical sintered body and an oxide cylindrical sputtering target material. The following description applies similarly to shapes other than cylinders.
<酸化物円筒形焼結体>
酸化物円筒形焼結体は、In、Ga、Zn、Sn及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物を含む焼結体である。酸化物円筒形焼結体は、その相対密度に特に制限はないが、相対密度が高いほどスパッタリング装置の真空系への影響が小さく、良好な薄膜を形成するのに有利である。この観点から、相対密度が90%以上であることが好ましく、更に好ましくは95%以上、一層好ましくは98.0%以上である。相対密度は後述する実施例に記載の方法で測定される。<Oxide cylindrical sintered body>
The oxide cylindrical sintered body is a sintered body containing at least one oxide selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al. The relative density of the oxide cylindrical sintered body is not particularly limited, but the higher the relative density, the smaller the influence on the vacuum system of the sputtering apparatus, which is advantageous for forming a good thin film. From this viewpoint, the relative density is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 98.0% or more. The relative density is measured by the method described in Examples described later.
<酸化物円筒形スパッタリングターゲット材>
酸化物円筒形スパッタリングターゲット材は、前記の酸化物円筒形焼結体からなる。酸化物円筒形スパッタリングターゲット材は、酸化物円筒形焼結体に適宜加工を施すことによって作製される。例えば切削加工等を施すことにより作製される。酸化物円筒形スパッタリングターゲット材は、その大きさに特に制限はないが、外径が140mm以上170mm以下であることが好ましく、内径が110mm以上140mm以下であることが好ましく、長さが50mm以上であることが好ましい。長さは用途に応じて適宜決定される。<Oxide Cylindrical Sputtering Target Material>
The oxide cylindrical sputtering target material comprises the above-mentioned oxide cylindrical sintered body. The oxide cylindrical sputtering target material is produced by appropriately processing the oxide cylindrical sintered body. For example, it is manufactured by performing cutting or the like. The size of the oxide cylindrical sputtering target material is not particularly limited, but the outer diameter is preferably 140 mm or more and 170 mm or less, the inner diameter is preferably 110 mm or more and 140 mm or less, and the length is 50 mm or more. It is preferable to have. The length is appropriately determined according to the application.
本発明の酸化物円筒形スパッタリングターゲット材は、それに含まれる不純物である鉄の混入量が抑制されている点に特徴の一つを有する。詳細には、本発明のスパッタリングターゲット材は、好ましくは、鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有さないものである。あるいは本発明のスパッタリングターゲット材は、鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有する場合には、その割合が好ましくは0.02個/1200cm2以下であるものである。本発明のスパッタリングターゲット材に鉄が混入していると、その混入部位は、鉄が混入していない部位と異なる色を呈する。そこで本発明においては、鉄の混入部位のことを変色部と呼んでいる。鉄の混入部位がスパッタリングターゲット材の表面に存在する場合には、外観観察によって変色部を確認することができる。その意味で、スパッタリングターゲット材の表面に認められる変色部のことを「表面変色部」とも言う。変色部は、鉄の酸化物、例えばFe2O3やFe3O4などから構成され、どのような化学的構造を有する場合であっても、本発明のスパッタリングターゲット材から製造されるTFTの性能にマイナスの作用を及ぼす。したがって、変色部を構成する鉄がどのような化学的構造を有しているかは本発明において本質的な問題ではなく、鉄を含む変色部が存在していることが問題となる。なお、本発明において「鉄」と言うときには、合金や酸化物等に成分として含まれる鉄も含む。One of the features of the oxide cylindrical sputtering target material of the present invention is that the amount of iron, which is an impurity contained therein, is suppressed. Specifically, the sputtering target material of the present invention preferably does not have a discolored portion having an area of 1000 μm 2 or more derived from iron on the surface. Alternatively, when the sputtering target material of the present invention has a discolored portion having an area of 1000 μm 2 or more derived from iron on the surface, the ratio thereof is preferably 0.02 pieces / 1200 cm 2 or less. When iron is mixed in the sputtering target material of the present invention, the mixed portion exhibits a different color from the portion where iron is not mixed. Therefore, in the present invention, the iron mixed portion is referred to as a discolored portion. When the iron mixed portion is present on the surface of the sputtering target material, the discolored portion can be confirmed by observing the appearance. In that sense, the discolored portion observed on the surface of the sputtering target material is also referred to as "surface discolored portion". The discolored portion is composed of iron oxides such as Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 , and has any chemical structure of the TFT produced from the sputtering target material of the present invention. It has a negative effect on performance. Therefore, what kind of chemical structure the iron constituting the discolored portion has is not an essential problem in the present invention, but the existence of the discolored portion containing iron is a problem. The term "iron" in the present invention also includes iron contained as a component in alloys, oxides and the like.
本発明のスパッタリングターゲット材に鉄が混入していないか、又は混入している場合であってもその混入量が特定の値以下であると、本発明のスパッタリングターゲット材を用いて製造されたTFTの性能低下を効果的に防止できることを本発明者は初めて見出した。この観点から、スパッタリングターゲット材は、鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有さないか、又は鉄に由来する、面積1000μm2以上の変色部を表面に有する場合には、その割合が0.02個/1200cm2以下であることが好ましく、0.01個/1200cm2以下であることが更に好ましい。変色部の最小の面積を1000μm2とした理由は、変色部の面積が1000μm2以下であれば、スパッタリングによって鉄が膜へ混入した場合であっても、その量がTFT特性の性能低下に影響しないためである。面積が1000μm2以上の変色部を表面に有する場合であっても、その割合が0.02個/1200cm2以下であれば、スパッタリングターゲット材の内部に存在する可能性のある鉄の混入量は十分に少なく、スパッタリングによって鉄が膜へ混入したとしても、その量がTFT特性の性能低下に影響しない。If iron is not mixed in the sputtering target material of the present invention, or even if iron is mixed, the amount of iron mixed is less than a specific value, the TFT manufactured by using the sputtering target material of the present invention. For the first time, the present inventor has found that the performance deterioration of the above can be effectively prevented. In this respect, the sputtering target material, when having derived from iron, or no to the surface area 1000 .mu.m 2 or more discoloration, or from iron, an area 1000 .mu.m 2 or more discoloration on the surface, The ratio is preferably 0.02 pieces / 1200 cm 2 or less, and more preferably 0.01 pieces / 1200 cm 2 or less. Reason for the minimum area of discoloration was 1000 .mu.m 2 may be any area of discoloration is 1000 .mu.m 2 or less, even if the iron is mixed into the film by sputtering, the influence its amount is the degradation of the TFT characteristics This is because it does not. Even if the surface has a discolored part with an area of 1000 μm 2 or more, if the ratio is 0.02 pieces / 1200 cm 2 or less, the amount of iron mixed in the sputtering target material may be present. Even if the amount of iron is sufficiently small and iron is mixed into the film by sputtering, the amount does not affect the performance deterioration of the TFT characteristics.
スパッタリングターゲット材における変色部の特定、及び個数の計測は目視にて外表面を観察して行い、その面積の測定は、スケールを計測できるマイクロスコープなどの顕微鏡を用いて測定する。スパッタリングターゲット材が変色部を有さないようにするための手段、あるいは変色部を有していたとしても、その量を特定の値以下に抑えるようにするための手段については後述する。 The discolored part of the sputtering target material is specified and the number of discolored parts is measured by visually observing the outer surface, and the area thereof is measured using a microscope such as a microscope capable of measuring the scale. A means for preventing the sputtering target material from having a discolored portion, or a means for suppressing the amount of the sputtered target material to a specific value or less even if it has a discolored portion will be described later.
<酸化物円筒形スパッタリングターゲット>
前記の酸化物円筒形スパッタリングターゲット材を、接合材によって基材に接合することで酸化物円筒形スパッタリングターゲットが得られる。基材は、通常、円筒形スパッタリングターゲット材を接合し得る円筒形状を有する。基材の種類に特に制限はなく、従来使用されている基材を適宜選択して使用することができる。基材の材料としては、例えばステンレス、チタン及び銅等を挙げることができる。接合材の種類にも特に制限はなく、従来使用されている接合材を適宜選択して使用することができる。接合材としては、例えばインジウム製の半田等が挙げられる。<Oxide Cylindrical Sputtering Target>
An oxide cylindrical sputtering target can be obtained by joining the oxide cylindrical sputtering target material to a base material with a bonding material. The substrate usually has a cylindrical shape to which a cylindrical sputtering target material can be bonded. The type of the base material is not particularly limited, and a conventionally used base material can be appropriately selected and used. Examples of the material of the base material include stainless steel, titanium, copper and the like. The type of the joining material is not particularly limited, and a conventionally used joining material can be appropriately selected and used. Examples of the bonding material include indium solder and the like.
酸化物円筒形スパッタリングターゲット材は、1本の基材の外側に、1本接合されてもよく、2本以上を同一軸線上に並べて接合されてもよい。2本以上を並べて接合する場合、各酸化物円筒形スパッタリングターゲット材間の隙間、つまり分割部の長さは通常0.05mm以上0.5mm以下である。分割部の長さが短いほどスパッタリング時にアーキングが発生しにくいが、0.05mm未満の場合には、接合工程やスパッタリング中の熱膨張によってターゲット材どうしがぶつかり、割れることがある。基材と酸化物円筒形スパッタリングターゲット材の接合方法にも特に制限はなく、従来知られている方法と同様の方法を採用することができる。 One oxide cylindrical sputtering target material may be bonded to the outside of one substrate, or two or more of them may be bonded side by side on the same axis. When two or more are joined side by side, the gap between each oxide cylindrical sputtering target material, that is, the length of the divided portion is usually 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. The shorter the length of the split portion, the less likely it is that arcing will occur during sputtering, but if it is less than 0.05 mm, the target materials may collide with each other and crack due to thermal expansion during the joining process or sputtering. The method of joining the base material and the oxide cylindrical sputtering target material is not particularly limited, and a method similar to a conventionally known method can be adopted.
<酸化物円筒形焼結体の製造方法>
酸化物円筒形焼結体は、好適には原料粉末を粉砕、分級及び混合する工程を含む方法によって製造される。この工程のいずれかの段階において、不純物である鉄が混入する可能性がある。詳細には、鉄は、前記粉砕、分級及び混合のうちの少なくとも一つの工程において混入するか、あるいは元々原料粉末に含まれている。どのような理由によって混入した場合であっても、鉄を磁石に引きつけて除去する磁選を行うことが有利である。なお本発明において「磁選」とは、鉄等の、磁石に付着する不純物を除去する工程を指す。磁選を行うことにより、鉄だけに限られず、Ni及びその合金や酸化物、Co及びその合金や酸化物など磁石に付着する他の不純物も当然除去することができる。<Manufacturing method of oxide cylindrical sintered body>
The oxide cylindrical sintered body is preferably produced by a method including steps of pulverizing, classifying and mixing the raw material powder. Iron, which is an impurity, may be mixed in at any stage of this step. Specifically, iron is mixed in at least one of the grinding, classifying and mixing steps, or is originally included in the raw material powder. Regardless of the reason, it is advantageous to perform magnetic separation to attract and remove iron to the magnet. In the present invention, "magnetic separation" refers to a step of removing impurities adhering to a magnet such as iron. By performing magnetic separation, not only iron but also other impurities adhering to magnets such as Ni and its alloys and oxides, Co and its alloys and oxides can be naturally removed.
本製造方法は、前記原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーを作製する工程を含んでもよい。あるいは、本製造方法は、磁選後の前記原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーを作製する工程を含んでもよい。いずれの場合であっても、スラリー中に含まれる鉄を磁石に引きつけて除去する磁選を行うことが有利である。また本製造方法は、磁選前の前記スラリーから、又は磁選後の前記スラリーから造粒粉を製造する工程を含んでもよく、その場合には、製造された造粒粉を磁選して、鉄を磁石に引きつけて除去することが有利である。 The present production method may include a step of producing a slurry containing the raw material powder and the organic additive. Alternatively, the present production method may include a step of producing a slurry containing the raw material powder and organic additives after magnetic separation. In any case, it is advantageous to perform magnetic separation to attract and remove the iron contained in the slurry to the magnet. Further, the present production method may include a step of producing granulated powder from the slurry before magnetic separation or from the slurry after magnetic separation. In that case, the produced granulated powder is magnetically selected to produce iron. It is advantageous to attract and remove the magnet.
本製造方法においては、原料粉末を準備してから酸化物円筒形成形体を成形する工程までの間に少なくとも1回、磁力による磁選を実施することが好ましい。具体的には、例えば
(A)原料粉末の磁選、
(B)原料粉末を粉砕、分級、混合などの処理を実施する工程を含む場合は処理後の粉末の磁選、
(C)原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーを作製する工程を含む場合はスラリーの磁選、
(D)前記スラリーから造粒粉を製造する工程を含む場合は造粒粉の磁選、
などが挙げられる。上述した中でも特に(C)スラリーの磁選をすることが好ましい。スラリーのように溶媒中に分散させた状態で磁選を実施した方が、含まれている鉄が磁石へ近づきやすく、磁選効率が高くなり有利である。スラリーを磁選する場合、スラリーの粘度は、磁選時の温度において200mPa・s以下であることが好ましい。スラリーの粘度が200mPa・sを超えると、スラリーが磁選機を通過しにくくなることがあり、またスラリーに含まれている鉄が磁石へ近づきにくくなる傾向がある。以上の理由により、スラリーの粘度は100mPa・s以下であることが更に好ましく、80mPa・s以下であることが特に好ましい。スラリーの粘度の下限値は特に定めるものではないが、通常1mPa・s以上である。
また各工程での磁選回数は1回に限定されるものではない。例えば磁選を実施したスラリーを更に磁選するなど、複数回磁選を実施することで磁選効率を高くすることができるので有利である。In the present production method, it is preferable to carry out magnetic separation by magnetic force at least once between the step of preparing the raw material powder and the step of forming the oxide cylinder-formed body. Specifically, for example, (A) magnetic separation of raw material powder,
(B) If the process of crushing, classifying, mixing, etc. of the raw material powder is included, magnetic separation of the processed powder,
(C) If a step of producing a slurry containing a raw material powder and an organic additive is included, magnetic separation of the slurry,
(D) When the step of producing granulated powder from the slurry is included, magnetic separation of the granulated powder,
And so on. Among the above, it is particularly preferable to perform magnetic separation of (C) slurry. It is advantageous to carry out magnetic separation in a state of being dispersed in a solvent like a slurry because the iron contained therein easily approaches the magnet and the magnetic separation efficiency becomes high. When the slurry is magnetically separated, the viscosity of the slurry is preferably 200 mPa · s or less at the temperature at the time of magnetic separation. If the viscosity of the slurry exceeds 200 mPa · s, it may be difficult for the slurry to pass through the magnetic separator, and iron contained in the slurry tends to be difficult to approach the magnet. For the above reasons, the viscosity of the slurry is more preferably 100 mPa · s or less, and particularly preferably 80 mPa · s or less. The lower limit of the viscosity of the slurry is not particularly specified, but is usually 1 mPa · s or more.
Further, the number of magnetic separations in each process is not limited to one. For example, it is advantageous because the magnetic separation efficiency can be increased by performing magnetic separation a plurality of times, for example, by further magnetically separating the slurry that has been subjected to magnetic separation.
酸化物円筒形焼結体は以下に述べる方法に従い効率的に製造することができる。尤も、酸化物円筒形焼結体の製造方法は、上述した磁選に関する製造条件を除いては特に制限されず、以下に述べる製造方法に限定されるものではない。酸化物円筒形焼結体の製造方法における好適な態様は、原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーから造粒粉を製造する工程1、前記造粒粉をCIP成形して円筒形の成形体を作製する工程2、前記成形体を脱脂する工程3、前記脱脂された成形体を焼成する工程4を含む。以下、それぞれの工程について説明する。 The oxide cylindrical sintered body can be efficiently produced according to the method described below. However, the method for producing the oxide cylindrical sintered body is not particularly limited except for the above-mentioned production conditions for magnetic separation, and is not limited to the production method described below. A preferred embodiment of the method for producing an oxide cylindrical sintered body is a step of producing a granulated powder from a slurry containing a raw material powder and an organic additive, and a CIP molding of the granulated powder to form a cylindrical molded body. 2. Is included, a step 3 of degreasing the molded body, and a step 4 of firing the degreased molded body. Hereinafter, each step will be described.
<工程1>
工程1では、原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーから造粒粉を製造する。原料粉末としては、例えばIn2O3粉末、Ga2O3粉末、ZnO粉末、SnO2粉末、及びAl2O3粉末のうちのいずれか1種又は任意の2種以上の粉末の混合粉末を使用できる。混合粉末を用いる場合には、各粉末の混合比率は、本酸化物円筒形焼結体における構成元素の含有量により適宜決定される。例えば、最終的に得られる焼結体が原子比でIn:Ga:Zn:O=1:1:1:4である場合には、焼結体におけるIn、Ga、Zn、Oの含有量が原子比1:1:1:4になるように、原料粉末に含まれる各原料粉末の比率が決定される。また、あらかじめ反応、固溶した粉末を単独で使用することができ、その場合には、例えば最終的に得られる焼結体が原子比でIn:Ga:Zn:O=1:1:1:4であるときには、含有量が原子比でIn:Ga:Zn:O=1:1:1:4であるIGZO粉末を単独で用いることができる。本製造方法においては、原料粉末における各元素の比率が、最終的に得られる焼結体及びターゲット材における各元素の比率と同視することができる。<Step 1>
In step 1, granulated powder is produced from a slurry containing a raw material powder and an organic additive. As the raw material powder, for example, a mixed powder of any one of In 2 O 3 powder, Ga 2 O 3 powder, Zn O powder, SnO 2 powder, and Al 2 O 3 powder or any two or more kinds of powder can be used. Can be used. When a mixed powder is used, the mixing ratio of each powder is appropriately determined by the content of the constituent elements in the present oxide cylindrical sintered body. For example, when the finally obtained sintered body has an atomic ratio of In: Ga: Zn: O = 1: 1: 1: 4, the content of In, Ga, Zn, and O in the sintered body is high. The ratio of each raw material powder contained in the raw material powder is determined so that the atomic ratio is 1: 1: 1: 4. Further, the powder that has been reacted and solid-dissolved in advance can be used alone. In that case, for example, the finally obtained sintered body has an atomic ratio of In: Ga: Zn: O = 1: 1: 1: When it is 4, the IGZO powder having an atomic ratio of In: Ga: Zn: O = 1: 1: 1: 4 can be used alone. In this production method, the ratio of each element in the raw material powder can be equated with the ratio of each element in the finally obtained sintered body and the target material.
本発明においては、造粒粉の製造に供される前記の酸化物粉末の混合粉末のことを「原料粉末」とも言う。あるいは前記の酸化物粉末が単独で用いられる場合にはその単独粉末を「原料粉末」とも言う。In2O3粉末、Ga2O3粉末、ZnO粉末、SnO2粉末及びAl2O3粉末のうちの任意の2種以上の組み合わせからなる混合粉末、及び単独粉末は、BET(Brunauer−Emmett−Teller)法で測定した比表面積がそれぞれ通常1m2/g以上40m2/g以下である。In the present invention, the mixed powder of the oxide powder used for producing the granulated powder is also referred to as "raw material powder". Alternatively, when the oxide powder is used alone, the single powder is also referred to as "raw material powder". In 2 O 3 powder, Ga 2 O 3 powder, ZnO powder, mixed powder composed of any two or more combinations of the SnO 2 powder and Al 2 O 3 powder, and single powders, BET (Brunauer-Emmett- The specific surface area measured by the Teller) method is usually 1 m 2 / g or more and 40 m 2 / g or less, respectively.
原料粉末として混合粉末を用いる場合、各酸化物粉末の混合方法には特に制限はなく、例えば、各酸化物粉末及びジルコニアボールをポットに入れ、ボールミル混合することができる。ボールミルでの混合後、ふるいによってジルコニアボールと混合粉末とを分離する。 When the mixed powder is used as the raw material powder, the mixing method of each oxide powder is not particularly limited, and for example, each oxide powder and zirconia balls can be put in a pot and mixed by a ball mill. After mixing in a ball mill, the zirconia balls and the mixed powder are separated by a sieve.
原料粉末は、乾式磁選機(例えば日本マグネティックス株式会社製、CG−150HHH)を使用して磁選処理に付すことができる。磁選機の磁力は強いほど効果的に鉄を除去できる。鉄の混入の一因である、装置や器具に使用されているステンレスは一般に磁力が弱いため、磁選機の磁力は強く設定することが望ましく、具体的には3000G以上であることが好ましく、より好ましくは7000G以上、更に好ましくは10000G以上であると一層効果的に鉄を除去できる。 The raw material powder can be subjected to a magnetic separation process using a dry magnetic separator (for example, CG-150HHH manufactured by Nippon Magnetics Co., Ltd.). The stronger the magnetic force of the magnetic separator, the more effectively iron can be removed. Since stainless steel used in devices and appliances, which is one of the causes of iron contamination, generally has a weak magnetic force, it is desirable to set the magnetic force of the magnetic separator to be strong, specifically 3000 G or more, and more. Iron can be removed more effectively when the amount is preferably 7,000 G or more, more preferably 10,000 G or more.
磁選前の又は磁選後の原料粉末に添加される有機添加物は、スラリーや成形体の性状を好適に調整するために用いられる物質である。有機添加物としては、例えばバインダ、分散剤及び可塑剤等を挙げることができる。バインダは、成形体において原料粉末をバインドし、成形体の強度を高めるために添加される。バインダとしては、公知の粉末焼結法において成形体を得るときに通常使用されるバインダを使用することができる。バインダとしては、例えばポリビニルアルコールを挙げることができる。分散剤は、スラリー中の原料粉末の分散性を高めるために添加される。分散剤としては、例えばポリカルボン酸アンモニウム、ポリアクリル酸アンモニウム等を挙げることができる。可塑剤は、成形体の可塑性を高めるために添加される。可塑剤としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)及びエチレングリコール(EG)等を挙げることができる。 The organic additive added to the raw material powder before or after magnetic separation is a substance used for appropriately adjusting the properties of the slurry or molded product. Examples of the organic additive include a binder, a dispersant, a plasticizer and the like. The binder is added to bind the raw material powder in the molded product and increase the strength of the molded product. As the binder, a binder usually used when obtaining a molded product by a known powder sintering method can be used. Examples of the binder include polyvinyl alcohol. The dispersant is added to enhance the dispersibility of the raw material powder in the slurry. Examples of the dispersant include ammonium polycarboxylic acid and ammonium polyacrylate. The plasticizer is added to increase the plasticity of the molded product. Examples of the plasticizer include polyethylene glycol (PEG) and ethylene glycol (EG).
原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーを作製する際に使用する分散媒には特に制限はなく、目的に応じて、水、及びアルコール等の水溶性有機溶媒から適宜選択して使用することができる。原料粉末及び有機添加物を含有するスラリーを作製する方法には特に制限はなく、例えば、原料粉末、有機添加物、分散媒及びジルコニアボールをポットに入れ、ボールミル混合する方法が使用できる。 The dispersion medium used when producing the slurry containing the raw material powder and the organic additive is not particularly limited, and may be appropriately selected from water and a water-soluble organic solvent such as alcohol depending on the purpose. it can. The method for producing a slurry containing the raw material powder and the organic additive is not particularly limited, and for example, a method in which the raw material powder, the organic additive, the dispersion medium and the zirconia balls are placed in a pot and mixed by a ball mill can be used.
作製したスラリーは湿式磁選機(例えば日本マグネティックス株式会社製、マグネットストレーナー)を使用して磁選処理に付すことができる。磁力に関しては、先に述べた乾式磁選機による原料粉末に対する磁選を行うときと同様の条件を採用することができる。 The produced slurry can be subjected to a magnetic separation process using a wet magnetic separator (for example, a magnet strainer manufactured by Nippon Magnetics Co., Ltd.). Regarding the magnetic force, the same conditions as those for magnetic separation of the raw material powder by the dry magnetic separator described above can be adopted.
磁選前の又は磁選後のスラリーを用いて造粒粉を製造する方法には、特に制限はない。例えばスプレードライ法、転動造粒法、押出し造粒法等を使用することができる。これらのうちで、造粒粉の流動性が高く、成形時に潰れやすい造粒粉を製造しやすいなどの点から、スプレードライ法を用いることが好ましい。スプレードライ法の条件に特に制限はなく、原料粉末の造粒に通常使用される条件を適宜選択して実施することができる。 There is no particular limitation on the method for producing the granulated powder using the slurry before or after the magnetic separation. For example, a spray-drying method, a rolling granulation method, an extrusion granulation method, or the like can be used. Of these, the spray-drying method is preferable because the granulated powder has high fluidity and it is easy to produce granulated powder that is easily crushed during molding. The conditions of the spray-drying method are not particularly limited, and the conditions usually used for granulating the raw material powder can be appropriately selected and carried out.
造粒によって得られた造粒粉は、乾式磁選機(例えば日本マグネティックス株式会社製、CG−150HHH)を使用して磁選処理に付すことができる。磁力に関しては、先に述べた乾式磁選機による原料粉末に対する磁選、及び湿式磁選機によるスラリーに対する磁選を行うときと同様の条件を採用することができる。 The granulated powder obtained by granulation can be subjected to a magnetic separation process using a dry magnetic separator (for example, CG-150HHH manufactured by Nippon Magnetics Co., Ltd.). Regarding the magnetic force, the same conditions as those for magnetic separation of the raw material powder by the dry magnetic separator and magnetic separation of the slurry by the wet magnetic separator can be adopted.
<工程2>
工程2では、工程1で得られた顆粒をCIP成形(冷間等方圧成形)して円筒形の成形体を作製する。CIP成形時の圧力は、通常800kgf/cm2以上である。圧力が高いほど緻密な成形体を得ることができ、それによって成形体を高密度化及び高強度化できる。<Process 2>
In step 2, the granules obtained in step 1 are CIP-molded (cold isotropic molding) to produce a cylindrical molded body. The pressure during CIP molding is usually 800 kgf / cm 2 or more. The higher the pressure, the denser the molded product can be obtained, whereby the density and strength of the molded product can be increased.
<工程3>
工程3では、工程2で作製された成形体を脱脂する。脱脂は一般に成形体を加熱することにより行われる。脱脂温度は、通常600℃以上800℃以下であることが好ましく、700℃以上800℃以下であることが更に好ましく、750℃以上800℃以下であることが一層好ましい。脱脂温度が高いほど成形体の強度が高くなるが、800℃を超えると成形体の収縮が起こる場合があるので、800℃以下で脱脂することが好ましい。<Step 3>
In step 3, the molded product produced in step 2 is degreased. Solventing is generally performed by heating the molded product. The degreasing temperature is usually preferably 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and further preferably 750 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The higher the degreasing temperature, the higher the strength of the molded product. However, if the temperature exceeds 800 ° C., the molded product may shrink, so degreasing is preferably performed at 800 ° C. or lower.
<工程4>
工程4、すなわち焼成工程では、工程3で脱脂された成形体を焼成する。焼成に用いられる焼成炉に特に制限はなく、酸化物焼結体の製造に従来使用されている焼成炉を使用することができる。焼成温度は、通常1300℃以上1700℃以下であることが好ましい。焼成時間は、焼成温度がこの範囲内であることを条件として、通常3時間以上30時間以下である。焼成の雰囲気は通常、大気あるいは酸素雰囲気である。<Step 4>
In step 4, that is, in the firing step, the molded product degreased in step 3 is fired. The firing furnace used for firing is not particularly limited, and a firing furnace conventionally used for producing an oxide sintered body can be used. The firing temperature is usually preferably 1300 ° C. or higher and 1700 ° C. or lower. The firing time is usually 3 hours or more and 30 hours or less, provided that the firing temperature is within this range. The firing atmosphere is usually an air or oxygen atmosphere.
以上の工程によって製造された酸化物円筒形焼結体に切削加工等を施すことによりスパッタリングターゲット材が得られる。このスパッタリングターゲット材を基材に接合することでスパッタリングターゲットが得られる。このようにして得られたスパッタリングターゲットは、酸化物半導体の製造に好適に用いられる。このスパッタリングターゲットは鉄の混入が抑制されていることから、このことに起因して、該スパッタリングターゲットを用いて製造された酸化物半導体は、その特性が損なわれにくいものとなっている。したがってこのスパッタリングターゲットを用いることで、酸化物半導体素子の製造歩留を向上させることができる。 A sputtering target material can be obtained by subjecting the oxide cylindrical sintered body produced by the above steps to cutting or the like. A sputtering target can be obtained by joining this sputtering target material to a base material. The sputtering target thus obtained is suitably used for producing an oxide semiconductor. Since the mixing of iron is suppressed in this sputtering target, the characteristics of the oxide semiconductor manufactured by using the sputtering target are not easily impaired due to this. Therefore, by using this sputtering target, the manufacturing yield of the oxide semiconductor device can be improved.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。
以下に述べる実施例及び比較例において得られた酸化物焼結体の評価方法は以下のとおりである。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the scope of the present invention is not limited to such examples.
The evaluation method of the oxide sintered body obtained in the examples and comparative examples described below is as follows.
1.相対密度
酸化物焼結体の相対密度はアルキメデス法に基づき測定した。具体的には、酸化物焼結体の空中質量を体積(酸化物焼結体の水中質量/計測温度における水比重)で除し、下記の式(1)に基づく理論密度ρ(g/cm3)に対する百分率の値を相対密度(単位:%)とした。
式(1)中、C1〜Ciはそれぞれ焼結体の構成物質の酸化物換算での含有量(質量%)を示し、ρ1〜ρiはC1〜Ciに対応する構成物質の酸化物での密度(g/cm3)を示す。1. 1. Relative Density The relative density of the oxide sintered body was measured based on the Archimedes method. Specifically, the aerial mass of the oxide sintered body is divided by the volume (mass of the oxide sintered body in water / water specific gravity at the measured temperature), and the theoretical density ρ (g / cm) based on the following formula (1) is used. The value of the percentage with respect to 3 ) was defined as the relative density (unit:%).
Constituents in the formula (1), C 1 -C i represents the content in terms of oxide constituents of each sintered body (% by mass), the ρ 1 ~ρ i corresponding to C 1 -C i The density of oxides (g / cm 3 ) is shown.
2.スラリーの粘度
磁選機に通過させる前のスラリーを採取しスラリーの粘度を測定した。スラリーの粘度はスパイラル粘度計(株式会社マルコム製、PC−10C)を使用して測定した。2. Slurry Viscosity The slurry was sampled before it was passed through a magnetic separator and the viscosity of the slurry was measured. The viscosity of the slurry was measured using a spiral viscometer (manufactured by Malcolm Co., Ltd., PC-10C).
3.鉄による表面変色部
酸化物焼結体に鉄が混入し、ターゲット表面に鉄が露出した場合、鉄が含まれる部分は酸化されて赤く変色する。酸化物表面にすべての鉄が析出するわけではないが、本発明においては表面に現れる変色部の割合を尺度として、混入した鉄の量の相対評価とした。変色部はターゲット表面1m2の中に面積1000μm2以上の変色部が何ヵ所発生しているかを目視にて確認した。3. 3. Surface discoloration due to iron When iron is mixed in the oxide sintered body and iron is exposed on the target surface, the iron-containing part is oxidized and discolored red. Not all iron is deposited on the oxide surface, but in the present invention, the ratio of the discolored portion appearing on the surface is used as a scale to make a relative evaluation of the amount of mixed iron. As for the discolored part, it was visually confirmed how many discolored parts having an area of 1000 μm 2 or more were generated on the target surface 1 m 2.
<実施例1>
BET法により測定された比表面積がいずれも5m2/gであるIn2O3粉末、Ga2O3粉末、ZnO粉末を、In:Ga:Zn:Oの原子比が1:1:1:4になるように配合して混合粉末を得た。この混合粉末をポット中でジルコニアボールによってボールミル混合して、IGZO原料粉末を作製した。<Example 1>
In 2 O 3 powder, Ga 2 O 3 powder, and Zn O powder having a specific surface area of 5 m 2 / g measured by the BET method, and having an atomic ratio of In: Ga: Zn: O of 1: 1: 1: A mixed powder was obtained by blending so as to be 4. This mixed powder was ball-mill mixed with zirconia balls in a pot to prepare an IGZO raw material powder.
ボールミルでの混合後、ふるいによってジルコニアボールと原料粉末に分離し、乾式磁選機を使用して原料粉末を磁選処理(12000G)に付した。磁選処理に付された後の原料粉末に、該原料粉末に対して0.3質量%のポリビニルアルコール(バインダ)、0.5質量%のポリカルボン酸アンモニウム(分散剤)、0.3質量%のポリエチレングリコール(可塑剤)、及び50質量%の水(分散媒)を加え、ボールミル混合してスラリーを作製した。スラリーの粘度は200mPa・s以下であった。 After mixing in a ball mill, the zirconia balls and the raw material powder were separated by a sieve, and the raw material powder was subjected to a magnetic separation process (12000 G) using a dry magnetic separator. The raw material powder after being subjected to the magnetic separation treatment contains 0.3% by mass of polyvinyl alcohol (binder), 0.5% by mass of ammonium polycarboxylic acid (dispersant), and 0.3% by mass with respect to the raw material powder. Polyethylene glycol (plasticizer) and 50% by mass of water (dispersion medium) were added and mixed by a ball mill to prepare a slurry. The viscosity of the slurry was 200 mPa · s or less.
このスラリーを、湿式磁選機を使用して磁選処理に付した(10000G)。その後、スラリーをスプレードライ装置に供給し、アトマイズ回転数14000rpm、入口温度200℃、出口温度80℃の条件でスプレードライを行い、造粒粉を製造した。製造した造粒粉を、乾式磁選機を使用して磁選処理に付した(12000G)。 This slurry was subjected to a magnetic separation process using a wet magnetic separator (10000 G). Then, the slurry was supplied to a spray-drying apparatus, and spray-dried under the conditions of an atomizing rotation speed of 14,000 rpm, an inlet temperature of 200 ° C., and an outlet temperature of 80 ° C. to produce granulated powder. The produced granulated powder was subjected to a magnetic separation process using a dry magnetic separator (12000 G).
磁選処理後の造粒粉を、円筒形状のウレタンゴム型にタッピングさせながら充填した。ウレタンゴム型は、内径225mm(肉厚10mm)で、長さ400mmであり、内部に外径150mmの円柱状の中子(心棒)が配置されているものであった。ウレタンゴム型を密閉後、800kgf/cm2の圧力でCIP成形して、円筒形の成形体を製造した。The granulated powder after the magnetic separation treatment was filled into a cylindrical urethane rubber mold while being tapped. The urethane rubber mold had an inner diameter of 225 mm (thickness of 10 mm), a length of 400 mm, and a columnar core (mandrel) having an outer diameter of 150 mm arranged inside. After sealing the urethane rubber mold, CIP molding was performed at a pressure of 800 kgf / cm 2 to produce a cylindrical molded body.
次いで成形体を加熱脱脂した。脱脂温度は600℃、脱脂時間は10時間、昇温速度は、20℃/hとした。脱脂された成形体を、焼成温度1500℃、焼成時間12時間、昇温速度300℃/hの条件で焼成した。雰囲気は大気とした。焼成終了後、得られた焼成物を50℃/hの降温速度で冷却した。 The molded product was then heat degreased. The degreasing temperature was 600 ° C., the degreasing time was 10 hours, and the heating rate was 20 ° C./h. The degreased molded product was fired under the conditions of a firing temperature of 1500 ° C., a firing time of 12 hours, and a heating rate of 300 ° C./h. The atmosphere was the atmosphere. After the completion of firing, the obtained fired product was cooled at a temperature lowering rate of 50 ° C./h.
このようにして得られた焼結体の相対密度は99.7%あった。得られた焼結体を切削加工し、外径153mm、内径135mm、長さ250mmのIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を得た。切削加工は、砥石を用いて外径を加工し、外径を冶具にて保持して内径を加工した後、内径を冶具にて保持して外径の仕上げ加工をすることにより行った。このようにしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を100本製造し、外表面を目視にて観察したところ面積1000μm2以上の表面変色部の発生は0個/1200cm2であった。製造条件と表面変色部の発生率の結果を以下の表1に示した。
製造したIGZO円筒形スパッタリングターゲット材をチタン製の基材にインジウムを接合材として使用して接合し、1000μm2以上の表面変色部が存在しないIGZO円筒形スパッタリングターゲットを得た。The relative density of the sintered body thus obtained was 99.7%. The obtained sintered body was cut to obtain an IGZO cylindrical sputtering target material having an outer diameter of 153 mm, an inner diameter of 135 mm, and a length of 250 mm. The cutting process was performed by processing the outer diameter using a grindstone, holding the outer diameter with a jig to process the inner diameter, and then holding the inner diameter with a jig to finish the outer diameter. In this way, 100 IGZO cylindrical sputtering target materials were produced, and when the outer surface was visually observed, the number of surface discolored portions having an area of 1000 μm 2 or more was 0/1200 cm 2. The results of the manufacturing conditions and the incidence of surface discoloration are shown in Table 1 below.
The produced IGZO cylindrical sputtering target material was bonded to a titanium base material using indium as a bonding material to obtain an IGZO cylindrical sputtering target having no surface discoloration portion of 1000 μm 2 or more.
<実施例2>
原料粉末を磁選処理に付さなかった以外は実施例1と同様にしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を製造した。このスパッタリングターゲット材について実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。<Example 2>
An IGZO cylindrical sputtering target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder was not subjected to the magnetic separation treatment. The same evaluation as in Example 1 was performed on this sputtering target material. The results are shown in Table 1.
<実施例3>
原料粉末及びスラリーを磁選処理に付さなかった以外は実施例1と同様にしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を製造した。このスパッタリングターゲット材について実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
製造したIGZO円筒形スパッタリングターゲット材のうち、1000μm2以上の表面変色部が存在しないターゲット材を、チタン製の基材にインジウムを接合材として使用して接合し、1000μm2以上の表面変色部が存在しないIGZO円筒形スパッタリングターゲットを得た。<Example 3>
An IGZO cylindrical sputtering target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder and the slurry were not subjected to the magnetic separation treatment. The same evaluation as in Example 1 was performed on this sputtering target material. The results are shown in Table 1.
Among the manufactured IGZO cylindrical sputtering target materials, a target material having no surface discoloration portion of 1000 μm 2 or more is bonded to a titanium base material using indium as a bonding material, and a surface discoloration portion of 1000 μm 2 or more is formed. A non-existent IGZO cylindrical sputtering target was obtained.
<実施例4>
原料粉末及び造粒粉を磁選処理に付さなかった以外は実施例1と同様にしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を製造した。このスパッタリングターゲット材について実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。<Example 4>
An IGZO cylindrical sputtering target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder and the granulated powder were not subjected to the magnetic separation treatment. The same evaluation as in Example 1 was performed on this sputtering target material. The results are shown in Table 1.
<実施例5>
スラリー及び造粒粉を磁選処理に付さなかった以外は実施例1と同様にしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を製造した。このスパッタリングターゲット材について実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。<Example 5>
An IGZO cylindrical sputtering target material was produced in the same manner as in Example 1 except that the slurry and the granulated powder were not subjected to the magnetic separation treatment. The same evaluation as in Example 1 was performed on this sputtering target material. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
磁選処理を一切行わなかった以外は実施例1と同様にしてIGZO円筒形スパッタリングターゲット材を製造した。このスパッタリングターゲット材について実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。<Comparative example 1>
An IGZO cylindrical sputtering target material was produced in the same manner as in Example 1 except that no magnetic separation treatment was performed. The same evaluation as in Example 1 was performed on this sputtering target material. The results are shown in Table 1.
表1に示す結果から明らかなとおり、磁選処理に付された各実施例のスパッタリングターゲット材は、鉄に由来する表面変色部の量が非常に少なかったのに対して、磁選を行わずに得られた比較例1のスパッタリングターゲット材は、鉄に由来する表面変色部が各実施例よりも多く観察された。 As is clear from the results shown in Table 1, the sputtering target material of each example subjected to the magnetic separation treatment had a very small amount of surface discoloration due to iron, whereas it was obtained without magnetic separation. In the sputtering target material of Comparative Example 1 obtained, more surface discoloration due to iron was observed than in each example.
本発明によれば、薄膜への鉄の混入を防止でき、酸化物半導体素子の製造歩留を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent iron from being mixed into the thin film and improve the manufacturing yield of the oxide semiconductor device.
Claims (3)
前記酸化物を含むスラリーを作製する工程と、該スラリーを磁選する工程とを含み、
粘度が80mPa・s以下である前記スラリーを3000G以上の磁力で磁選する、スパッタリングターゲットの製造方法。 A method for producing a sputtering target material containing at least one oxide selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Sn and Al.
A step of preparing a slurry containing the oxide and a step of magnetically separating the slurry are included.
A method for producing a sputtering target, which magnetically separates the slurry having a viscosity of 80 mPa · s or less with a magnetic force of 3000 G or more.
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