JP7101717B2 - Sputtering target and its manufacturing method - Google Patents

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    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering

Description

本発明は、スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。特に、ターゲット部材を構成する焼結体の表面粗さに関する。 The present invention relates to a sputtering target and a method for manufacturing the same. In particular, it relates to the surface roughness of the sintered body constituting the target member.

近年、大型のガラス基板に金属薄膜や酸化金属薄膜を形成するためのスパッタリング装置として、円筒型スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング装置の開発が進んでいる。円筒型スパッタリングターゲットとは、ターゲット部材料で構成される焼結体を中空の円筒形状に加工し、バッキングプレート又はバッキングチューブと呼ばれる基材に接合して得たスパッタリング用のターゲットをいう。 In recent years, as a sputtering device for forming a metal thin film or a metal oxide thin film on a large glass substrate, a sputtering device using a cylindrical sputtering target has been developed. The cylindrical sputtering target is a target for sputtering obtained by processing a sintered body made of a target portion material into a hollow cylindrical shape and joining it to a base material called a backing plate or a backing tube.

このような円筒型スパッタリングターゲットは、平板型スパッタリングターゲットに比べて、ターゲットの使用効率が高い、エロージョンの発生が少ない、堆積物の剥離によるパーティクルの発生が少ないという利点がある。特に、パーティクルの発生が少ないという利点は、パーティクルのターゲット上への再堆積によるアーキングの発生を低減する上で非常に有利である。 Such a cylindrical sputtering target has the advantages of higher target utilization efficiency, less generation of erosion, and less generation of particles due to delamination of deposits, as compared with a flat plate type sputtering target. In particular, the advantage of less particle generation is very advantageous in reducing the occurrence of arcing due to the redeposition of particles onto the target.

例えばITO(酸化インジウム・スズ)を成膜するための円筒型スパッタリングターゲットを製造する場合、酸化インジウムの粉末と酸化スズの粉末とを混合して焼結させた焼結体(セラミックス)を中空の円筒形状に加工し、円筒形状の基材(バッキングチューブ)に対して接合する。 For example, when manufacturing a cylindrical sputtering target for forming ITO (indium tin oxide), a hollow sintered body (ceramics) obtained by mixing and sintering indium oxide powder and tin oxide powder is used. It is processed into a cylindrical shape and joined to a cylindrical base material (backing tube).

しかしながら、セラミックスで構成されるターゲット部材を長尺状に製造することは困難である。そのため、円筒型スパッタリングターゲットの長尺化(大面積化)を図るために、円筒形状の焼結体を複数形成し、それらを連続的に基材に並べて接合することにより、長尺状の円筒型スパッタリングターゲットを実現する技術が開発されている(特許文献1)。 However, it is difficult to manufacture a target member made of ceramics in a long shape. Therefore, in order to increase the length (large area) of the cylindrical sputtering target, a plurality of cylindrical sintered bodies are formed, and they are continuously arranged and joined to the base material to form a long cylinder. A technique for realizing a type sputtering target has been developed (Patent Document 1).

複数のターゲット部材を基材に対して隙間なく配置した場合、スパッタ中の熱によりターゲット部材が伸縮し、ターゲット部材同士がぶつかるなどして割れや欠けが生じてしまうおそれがある。そこで、一般的には、複数のターゲット部材を基材に接合させる際に、ターゲット部材同士の間に一定の間隔をあけて配置することが行われている。 When a plurality of target members are arranged without gaps with respect to the base material, the target members may expand and contract due to the heat during sputtering, and the target members may collide with each other, resulting in cracking or chipping. Therefore, in general, when a plurality of target members are joined to a base material, they are arranged at a certain interval between the target members.

特開平7-228967号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-228967

しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、ターゲット部材同士の間に隙間を設けた場合、その隙間にスパッタリングによる薄膜の再堆積(スパッタされたターゲット成分が基板に到達せずにターゲット部材に再付着する現象)が発生し、それが一定量に達すると、安定な状態で放電が行われているプラズマ中に入り込む場合があることが分かった。そして、その結果、プラズマ中の電位バランスが崩れ、局所的な電荷集中が起きて偶発的なアーキングの発生につながることが分かった。 However, as a result of diligent research by the present inventors, when a gap is provided between the target members, a thin film is redeposited in the gap by sputtering (the sputtered target component does not reach the substrate and is re-deposited on the target member. It was found that when a certain amount of adhesion occurs, it may enter the plasma, which is being discharged in a stable state. As a result, it was found that the potential balance in the plasma was disturbed, local charge concentration occurred, and accidental arcing occurred.

本発明の課題は、上述したスパッタリング中のアーキングの発生を抑制し、スパッタリングプロセスを用いたデバイス製造プロセスの歩留りを向上させることが可能なスパッタリングターゲットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sputtering target capable of suppressing the occurrence of arcing during the above-mentioned sputtering and improving the yield of a device manufacturing process using a sputtering process.

本発明の一実施形態によるスパッタリングターゲットは、融点が300℃以下の低融点金属で構成される接合材を介して金属で構成される基材に接合された、セラミックスで構成される複数のターゲット部材を含み、前記基材の前記接合材が接する面における表面粗さ(Ra)が1.8μm以上(好ましくは1.8μm以上3.0μm以下、さらに好ましくは1.8μm以上2.5μm以下)であり、前記複数のターゲット部材は、中空の円筒形状であり、かつ前記基材に当該基材の外周面を囲むように接合された際にそれぞれ隣接するターゲット部材と所定の間隔を置いて対向する円形面を有し、前記円形面における表面粗さ(Ra)が1.0μm以下であることを特徴とする。この表面粗さ(Ra)は、0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましい。 The sputtering target according to the embodiment of the present invention is a plurality of target members made of ceramics bonded to a base material made of metal via a joining material made of a low melting point metal having a melting point of 300 ° C. or lower. The surface roughness (Ra) on the surface of the base material in contact with the bonding material is 1.8 μm or more (preferably 1.8 μm or more and 3.0 μm or less, more preferably 1.8 μm or more and 2.5 μm or less). The plurality of target members have a hollow cylindrical shape, and when they are joined to the base material so as to surround the outer peripheral surface of the base material, they face each other with a predetermined distance from the adjacent target members. It has a circular surface, and the surface roughness (Ra) on the circular surface is 1.0 μm or less. The surface roughness (Ra) is preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less.

本発明の一実施形態によるスパッタリングターゲットの製造方法は、融点が300℃以下の低融点金属からなる接合材を介して金属で構成される基材に接合された、セラミックスで構成される中空の円筒形状の複数のターゲット部材の円形面を、表面粗さ(Ra)が2.0μm以上8.0μm以下となるように研磨し、前記基材の前記接合材が接する面を、表面粗さ(Ra)が1.8μm以上(好ましくは1.8μm以上3.0μm以下、さらに好ましくは1.8μm以上2.5μm以下)となるように粗面化し、それぞれ隣接するターゲット部材と所定の間隔を置いて前記円形面が対向し、かつ前記基材の外周面を囲むように、前記複数のターゲット部材を前記基材に前記接合材を介して接合することを特徴とする。この表面粗さ(Ra)は、0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましい。 The method for manufacturing a sputtering target according to an embodiment of the present invention is a hollow cylinder made of ceramics, which is joined to a base material made of metal via a bonding material made of a low melting point metal having a melting point of 300 ° C. or lower. The circular surfaces of the plurality of target members having a shape are polished so that the surface roughness (Ra) is 2.0 μm or more and 8.0 μm or less, and the surface of the base material in contact with the bonding material is surface roughness (Ra). ) Is 1.8 μm or more (preferably 1.8 μm or more and 3.0 μm or less, more preferably 1.8 μm or more and 2.5 μm or less). It is characterized in that the plurality of target members are joined to the base material via the bonding material so that the circular surfaces face each other and surround the outer peripheral surface of the base material. The surface roughness (Ra) is preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less.

前記ターゲット部材は、ITO(Indium-Tin-Oxide)、IZO(Indium-Zinc-Oxide)又はIGZO(Indium-Gallium-Tin-Oxide)で構成してもよい。 The target member may be composed of ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide) or IGZO (Indium-Gallium-Tin-Oxide).

なお、表面粗さ(Ra)の測定は、非接触式の表面粗さ測定機を用いてANSI規格に準じて行うことする。表面粗さの測定箇所は、ターゲット部材の各端面を60°間隔で6か所ずつ行い(1ターゲット部材につき12か所)、全測定値の加重平均値をターゲット部材の表面粗さとする。 The surface roughness (Ra) shall be measured using a non-contact type surface roughness measuring device according to the ANSI standard. The surface roughness is measured at 6 points on each end surface of the target member at intervals of 60 ° (12 points per target member), and the weighted average value of all the measured values is taken as the surface roughness of the target member.

本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットにおけるターゲット部材間の間隙付近を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the gap between the target members in the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を示すプロセスフロー図である。It is a process flow diagram which shows the manufacturing method of the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. However, the present invention can be carried out in various embodiments without departing from the gist thereof, and is not construed as being limited to the description contents of the embodiments exemplified below.

また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。 Further, in order to clarify the explanation, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment, but this is just an example and the interpretation of the present invention. Is not limited to. Further, in this specification and each figure, elements having the same functions as those described with respect to the above-mentioned figures may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

<スパッタリングターゲットの構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの構成を示す斜視図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの構成を示す断面図である。
<Structure of sputtering target>
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a sputtering target according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the sputtering target according to the embodiment of the present invention.

本実施形態では、円筒型スパッタリングターゲットを例示する。本実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット100は、基材101と、複数のターゲット部材102a、102bとを含んで構成される。各ターゲット部材102a、102bは、それぞれ基材101に対して接合材103を介して接合される。このとき、接合材103は、基材101とターゲット部材102a、102bとの間に設けられた間隙を充填するように設けられている。 In this embodiment, a cylindrical sputtering target is exemplified. The cylindrical sputtering target 100 according to the present embodiment includes a base material 101 and a plurality of target members 102a and 102b. The target members 102a and 102b are joined to the base material 101 via the joining material 103, respectively. At this time, the joining material 103 is provided so as to fill the gap provided between the base material 101 and the target members 102a and 102b.

本実施形態に係るスパッタリングターゲット100は、複数のターゲット部材102a、102bを構成する焼結体に特長がある。具体的には、ターゲット部材102a、102bが、それぞれ隣接するターゲット部材と所定の間隔を置いて対向する円形面104を有し、その円形面104における表面粗さRaは1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)である。この点については、後述する。 The sputtering target 100 according to the present embodiment is characterized by a sintered body constituting a plurality of target members 102a and 102b. Specifically, the target members 102a and 102b each have a circular surface 104 facing the adjacent target member at a predetermined distance, and the surface roughness Ra on the circular surface 104 is 1.0 μm or less (preferably). , 0.05 μm or more and 1.0 μm or less). This point will be described later.

複数のターゲット部材102a、102bは、基材101の外周面を囲むように設けられている。複数のターゲット部材102a、102bは、基材101の中心軸に対して同軸または略同軸に設けられていることが好ましい。このような構成により、円筒型スパッタリングターゲット100をスパッタリング装置に装着して、基材101を中心に回転させたとき、各ターゲット部材102a、102bと被成膜面(試料基板)との間隔を一定に保つことができる。 The plurality of target members 102a and 102b are provided so as to surround the outer peripheral surface of the base material 101. It is preferable that the plurality of target members 102a and 102b are provided coaxially or substantially coaxially with the central axis of the base material 101. With such a configuration, when the cylindrical sputtering target 100 is mounted on the sputtering apparatus and rotated around the base material 101, the distance between the target members 102a and 102b and the surface to be filmed (sample substrate) is constant. Can be kept in.

円筒型スパッタリングターゲット100は、基材101に対して複数の円筒型スパッタリングターゲット部材102a、102bを装着する際に、各ターゲット部材102a、102bはそれぞれ所定の間隔において配置されている。間隙は1mm以下であればよく、例えば、0.1~0.5mmであればよい。このように複数のターゲット部材102a、102bを所定の間隔をおいて配置することにより、ターゲット部材同士がぶつかることによる破損を防止することができる。 In the cylindrical sputtering target 100, when a plurality of cylindrical sputtering target members 102a and 102b are mounted on the base material 101, the target members 102a and 102b are arranged at predetermined intervals, respectively. The gap may be 1 mm or less, for example, 0.1 to 0.5 mm. By arranging the plurality of target members 102a and 102b at predetermined intervals in this way, it is possible to prevent damage due to the target members colliding with each other.

本実施形態の円筒型スパッタリングターゲット100は、複数のターゲット部材102を接合材103によって基材101に接合させることにより、長さ100mm以上の長尺状のスパッタリングターゲットとすることができる。 The cylindrical sputtering target 100 of the present embodiment can be a long sputtering target having a length of 100 mm or more by joining a plurality of target members 102 to the base material 101 with a joining material 103.

<基材>
基材101は、中空の円筒形状を有するターゲット部材102a、102bの内側表面に沿うような外面形状を有していることが好ましい。前述のように、基材101の外径は、各ターゲット部材102a、102bの内径よりも僅かに小さく、両者を同軸に重ねたときに間隙ができるように調整されている。この間隙には、接合材103が設けられる。
<Base material>
The base material 101 preferably has an outer surface shape that follows the inner surface of the target members 102a and 102b having a hollow cylindrical shape. As described above, the outer diameter of the base material 101 is slightly smaller than the inner diameter of each of the target members 102a and 102b, and is adjusted so that a gap is formed when both are coaxially overlapped. A joining material 103 is provided in this gap.

各ターゲット部材102a、102bは、スパッタリングによる成膜時のイオン照射により加熱されて温度が上昇する。スパッタリングによる成膜時に各ターゲット部材102a、102bの温度上昇を抑制するためには、基材101を各ターゲット部材102a、102bの冷却材(ヒートシンク)として機能させることが好ましい。例えば、基材101を中空構造として、その内部に冷媒が流れるように構成することが可能である。したがって、基材101としては、良好な導電性と熱伝導性を有している材料を用いることが好ましい。 Each of the target members 102a and 102b is heated by ion irradiation at the time of film formation by sputtering, and the temperature rises. In order to suppress the temperature rise of the target members 102a and 102b during the film formation by sputtering, it is preferable to make the base material 101 function as a coolant (heat sink) for the target members 102a and 102b. For example, it is possible to form the base material 101 as a hollow structure so that the refrigerant flows inside the base material 101. Therefore, as the base material 101, it is preferable to use a material having good conductivity and thermal conductivity.

また、同時に、基材101は、接合材103とぬれ性がよく、高い接合強度が得られる金属が好ましい。以上のことから、基材101を構成する材料としては、例えば、銅(Cu)又はチタン(Ti)、もしくは銅合金又はチタン合金又はステンレス(SUS)を用いることが好ましい。銅合金としては、クロム銅などの銅(Cu)を主成分とする合金を適用することができる。また、基材101としてチタン(Ti)を用いれば、軽量で剛性のある基材とすることができる。 At the same time, the base material 101 is preferably a metal that has good wettability with the bonding material 103 and can obtain high bonding strength. From the above, it is preferable to use, for example, copper (Cu) or titanium (Ti), or a copper alloy or titanium alloy or stainless steel (SUS) as the material constituting the base material 101. As the copper alloy, an alloy containing copper (Cu) as a main component, such as chromium copper, can be applied. Further, if titanium (Ti) is used as the base material 101, a lightweight and rigid base material can be obtained.

基材101は単体金属又は金属合金で形成されるのみならず、金属基材の表面に他の金属による被膜が設けられたものであってもよい。例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)などを含む金属被膜が形成されていてもよい。 The base material 101 is not only formed of a simple substance metal or a metal alloy, but may also have a coating film made of another metal on the surface of the metal base material. For example, a metal film containing titanium (Ti), copper (Cu), silver (Ag), nickel (Ni), or the like may be formed.

円筒型スパッタリングターゲット100は、スパッタリング時にターゲット部材102a、102bの全面にイオンが照射されるのではなく、一部の面にのみイオンが照射されつつ回転するので、同じターゲット部材であってもイオンの照射面とその裏側面では温度差が生じることとなる。しかし、基材101が冷却機能を有していることにより、ターゲット部材102a、102bの温度上昇を抑制できるとともに、上述した温度差による熱歪みの影響をも抑制することができる。 Since the cylindrical sputtering target 100 rotates while being irradiated with ions only on a part of the surface, the ions are not irradiated on the entire surface of the target members 102a and 102b during sputtering. A temperature difference will occur between the irradiated surface and the back surface thereof. However, since the base material 101 has a cooling function, it is possible to suppress the temperature rise of the target members 102a and 102b, and also to suppress the influence of the thermal strain due to the above-mentioned temperature difference.

ところで、円筒型スパッタリングターゲットの場合、溶融した接合材103を基材101とターゲット部材102a、102bとの間の空間に注入し、その後冷却過程を経て固化することにより、両者の接合を行う。そのため、中空の円筒形状のターゲット部材102a、102bにおける中空部分に基材101を挿入する構成となるため、基材101とターゲット部材102a、102bとの間の空間の間隔は、接合過程において調整することができない。したがって、接合材103の固化に伴う体積収縮により基材101と接合材103の接合面の密着性を損なう恐れがあるため、基材101に、接合材103に対するアンカー効果を持たせることが望ましい。 By the way, in the case of a cylindrical sputtering target, the molten bonding material 103 is injected into the space between the base material 101 and the target members 102a and 102b, and then solidified through a cooling process to bond the two. Therefore, since the base material 101 is inserted into the hollow portion of the hollow cylindrical target members 102a and 102b, the space spacing between the base material 101 and the target members 102a and 102b is adjusted in the joining process. I can't. Therefore, it is desirable that the base material 101 has an anchoring effect on the joining material 103 because the volume shrinkage accompanying the solidification of the joining material 103 may impair the adhesion between the joining surfaces of the base material 101 and the joining material 103.

そのために、基材101は、接合材103と接する表面側が粗面化されていることが好ましい。基材101の表面が粗面化されることで、接合材103と接する表面積を大きくすることができ、基材101と接合材103の密着性を高めることができる。例えば、基材101の表面をサンドブラスト処理などにより粗面化することができる。 Therefore, it is preferable that the surface side of the base material 101 in contact with the bonding material 103 is roughened. By roughening the surface of the base material 101, the surface area in contact with the joining material 103 can be increased, and the adhesion between the base material 101 and the joining material 103 can be improved. For example, the surface of the base material 101 can be roughened by sandblasting or the like.

なお、基材101の表面の表面粗さ(Ra)の値は、大きいほど表面積が大きくなるため密着性は高まると言えるが、ターゲット部材102a、102bの間の間隙内においては、基材101の表面を過剰に粗面化しないことが望ましい。間隙内において基材101の表面が粗面化されている場合、間隙内で発生したパーティクルを強固に付着させ、再剥離を防ぐという利点がある反面、過剰に粗面化されていると、基材101自体がスパッタリングされてしまい、基材101の成分が膜中の不純物となってしまったりパーティクルとなって異常放電を招いたりするおそれがある。 It can be said that the larger the value of the surface roughness (Ra) of the surface of the base material 101, the larger the surface area and therefore the higher the adhesion, but in the gap between the target members 102a and 102b, the base material 101 It is desirable not to over-roughen the surface. When the surface of the base material 101 is roughened in the gap, there is an advantage that the particles generated in the gap are firmly adhered to prevent re-peeling, but when the surface is excessively roughened, the base is used. The material 101 itself may be sputtered, and the components of the base material 101 may become impurities in the film or become particles and cause an abnormal discharge.

そのため、本実施形態では、基材101の接合材103が接する面における表面粗さ(Ra)を1.8μm以上(好ましくは1.8μm以上3.0μm以下、さらに好ましくは1.8μm以上2.5μm以下)としている。基材101と接合材103の密着性を高めるためには、基材101の接合材103が接する面における表面粗さ(Ra)を1.8μm以上とすることが好ましく、基材101のスパッタリングを抑制するためには、その上限を3.0μm(さらに好ましくは2.5μm)とすることが好ましい。 Therefore, in the present embodiment, the surface roughness (Ra) on the surface of the base material 101 in contact with the bonding material 103 is 1.8 μm or more (preferably 1.8 μm or more and 3.0 μm or less, more preferably 1.8 μm or more 2. 5 μm or less). In order to improve the adhesion between the base material 101 and the joining material 103, it is preferable that the surface roughness (Ra) on the surface of the base material 101 in contact with the joining material 103 is 1.8 μm or more, and the sputtering of the base material 101 is performed. In order to suppress it, the upper limit is preferably 3.0 μm (more preferably 2.5 μm).

<接合材>
接合材103は、基材101と各ターゲット部材102a、102bとの間に設けられている。接合材103は、基材101と各ターゲット部材102a、102bとを接合するとともに、耐熱性と熱伝導性が良好であることが好ましい。また、スパッタリング中は真空下に置かれるため、真空中でガス放出が少ない特性を有していることが好ましい。
<Joining material>
The joining material 103 is provided between the base material 101 and the target members 102a and 102b. It is preferable that the joining material 103 joins the base material 101 and the target members 102a and 102b, and has good heat resistance and thermal conductivity. Further, since it is placed under vacuum during sputtering, it is preferable that it has a characteristic of low outgassing in vacuum.

さらに、製造上の観点から、接合材103は、基材101と各ターゲット部材102a、102bとを接合するときに流動性を有していることが好ましい。これらの特性を満足するために、接合材103としては、融点が300℃以下の低融点金属材料を用いることができる。例えば、接合材103として、インジウム、スズなどの金属、またはこれらのうちいずれか一種の元素を含む金属合金材料を用いてもよい。具体的には、インジウム又はスズの単体、インジウムとスズの合金、スズを主成分とするはんだ合金などを用いてもよい。 Further, from the viewpoint of manufacturing, it is preferable that the bonding material 103 has fluidity when the base material 101 and the target members 102a and 102b are bonded to each other. In order to satisfy these characteristics, a low melting point metal material having a melting point of 300 ° C. or lower can be used as the joining material 103. For example, as the bonding material 103, a metal such as indium or tin, or a metal alloy material containing any one of these elements may be used. Specifically, a simple substance of indium or tin, an alloy of indium and tin, a solder alloy containing tin as a main component, or the like may be used.

<ターゲット部材>
図1及び図2で示すように、各ターゲット部材102a、102bは中空の円筒形状に成形されている。各ターゲット部材102a、102bは、少なくとも数ミリメートルから数十ミリメートルの厚みを有し、この厚み部分全体をターゲット部材として利用することが可能である。
<Target member>
As shown in FIGS. 1 and 2, the target members 102a and 102b are formed into a hollow cylindrical shape. Each of the target members 102a and 102b has a thickness of at least several millimeters to several tens of millimeters, and the entire thickness portion can be used as the target member.

基材101に対してターゲット部材102a、102bを装着する際、ターゲット部材102a、102bの中空部分に基材101が挿入され、その後、接合材103によって両者は接合される。すなわち、各ターゲット部材102a、102bの内径(中空部分の径)よりも基材101の外径の方が小さく、両者は所定の間隔をおいて配置され、この間隙を充填するように接合材103が設けられている。各ターゲット部材102a、102bと基材101とを安定的に保持するために、その間隙において接合材103に隙間がないように設けられている。 When the target members 102a and 102b are attached to the base material 101, the base material 101 is inserted into the hollow portion of the target members 102a and 102b, and then the two are joined by the joining material 103. That is, the outer diameter of the base material 101 is smaller than the inner diameter (diameter of the hollow portion) of each of the target members 102a and 102b, and both are arranged at a predetermined interval, and the joining material 103 is arranged so as to fill this gap. Is provided. In order to stably hold the target members 102a and 102b and the base material 101, the joining material 103 is provided so as not to have a gap in the gap.

各ターゲット部材102a、102bは、円筒形状の外側表面がターゲット表面となり、円筒形状の内側表面が基材101に面して接合材103に接する面となる。このため製造時においては、各ターゲット部材102a、102bの外側表面が平滑に成形加工され、円筒の内側表面は接着性を高めるために粗面化されていてもよい。 In each of the target members 102a and 102b, the outer surface of the cylinder shape is the target surface, and the inner surface of the cylinder shape is the surface facing the base material 101 and in contact with the joining material 103. Therefore, at the time of manufacture, the outer surfaces of the target members 102a and 102b may be smoothly molded, and the inner surface of the cylinder may be roughened in order to enhance the adhesiveness.

各ターゲット部材102a、102bは、スパッタリング成膜が可能な各種材料を用いて形成される。例えば、ターゲット部材102a、102bは、セラミックスであってもよい。セラミックスとしては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物の焼結体などを用いることができる。金属酸化物としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ガリウムなど典型元素に属する金属の酸化物を用いることができる。 The target members 102a and 102b are formed by using various materials capable of forming a sputtering film. For example, the target members 102a and 102b may be ceramics. As the ceramics, a sintered body of a metal oxide, a metal nitride, a metal oxynitride or the like can be used. As the metal oxide, an oxide of a metal belonging to a typical element such as indium oxide, tin oxide, zinc oxide, and gallium oxide can be used.

具体的には、酸化スズと酸化インジウムの化合物(Indium Tin Oxide:ITO)、酸化亜鉛(Zinc Oxide:ZnO)、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物(Indium Zinc Oxide:IZO)、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムの化合物(Indium Gallium Zinc Oxide:IGZO)から選ばれた化合物の焼結体などをターゲット部材102a、102bとして用いることができる。 Specifically, a compound of tin oxide and indium oxide (Indium Tin Oxide: ITO), zinc oxide (Zinc Oxide: ZnO), a compound of indium oxide and zinc oxide (Indium Zinc Oxide: IZO), indium oxide, zinc oxide and the like. A sintered body of a compound selected from a compound of gallium oxide (Indium Gallium Zinc Oxide: IGZO) or the like can be used as the target members 102a and 102b.

なお、上記の具体例は一例であり、本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、ターゲット部材として各種スパッタリング材料を用いることができる。 The above specific example is an example, and various sputtering materials can be used as the target member in the sputtering target according to the present embodiment.

ここで、ターゲット部材102aとターゲット部材102bとの間には、所定の間隔(好ましくは1mm以下、例えば0.1~0.5mm)の間隙が設けられている。この間隙は、ターゲット部材同士がぶつかって破損しないようにするための安全措置であるが、前述のとおり、本発明者らは、この間隙に再堆積した薄膜がアーキングの発生につながることを突き止めた。 Here, a gap of a predetermined interval (preferably 1 mm or less, for example, 0.1 to 0.5 mm) is provided between the target member 102a and the target member 102b. This gap is a safety measure to prevent the target members from colliding with each other and being damaged. As described above, the present inventors have found that the thin film redistributed in this gap leads to the occurrence of arcing. ..

そこで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ターゲット部材102aとターゲット部材102bとが対向する面(つまり、図1及び図2に示す円形面104)の表面粗さを1.0μm以下とすることにより、アーキングの発生を抑制できることを見出した。つまり、本実施形態に係るスパッタリングターゲット100では、ターゲット部材102aとターゲット部材102bとが対向する面の表面粗さを1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)としている。 Therefore, as a result of diligent research, the present inventors have reduced the surface roughness of the surface where the target member 102a and the target member 102b face each other (that is, the circular surface 104 shown in FIGS. 1 and 2) to 1.0 μm or less. By doing so, it was found that the occurrence of arcing can be suppressed. That is, in the sputtering target 100 according to the present embodiment, the surface roughness of the surface where the target member 102a and the target member 102b face each other is set to 1.0 μm or less (preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less).

図3は、隣接するターゲット部材間の間隙付近を示す断面図である。具体的には、図2において、符号105で示される枠線内を拡大した模式的な図を示している。図3に示されるように、ターゲット部材102aとターゲット部材102bとの間には、0.2~0.5mmの間隙が設けられ、各ターゲット部材が対向する面104は、意図的に表面が粗くなるように加工されている。すなわち、各ターゲット部材102a、102bは、基材101に接合された際にそれぞれ隣接するターゲット部材と所定の間隔を置いて対向する円形面104を有し、その円形面104における表面粗さ(Ra)が1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)となっている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vicinity of a gap between adjacent target members. Specifically, FIG. 2 shows a schematic diagram in which the inside of the frame line indicated by reference numeral 105 is enlarged. As shown in FIG. 3, a gap of 0.2 to 0.5 mm is provided between the target member 102a and the target member 102b, and the surface 104 on which each target member faces is intentionally rough in surface. It is processed to be. That is, each of the target members 102a and 102b has a circular surface 104 that faces the adjacent target member at a predetermined distance when joined to the base material 101, and the surface roughness (Ra) on the circular surface 104. ) Is 1.0 μm or less (preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less).

本発明者らの研究によれば、各ターゲット部材102a、102bの円形面104の表面粗さ(Ra)が1.0μmを超えた範囲ではアーキングの発生が確認されたが、1.0μm以下になると確認されなかった。 According to the research by the present inventors, it was confirmed that the arcing occurred in the range where the surface roughness (Ra) of the circular surface 104 of each of the target members 102a and 102b exceeded 1.0 μm, but it was 1.0 μm or less. It was not confirmed.

表面粗さ(Ra)が1.0μm以下の場合にアーキングの発生が抑制される理由としては、表面が滑らかになることで円形面104に対する再堆積膜の密着力が弱まるため、スパッタリングされた膜の再堆積が生じ難くなり、結果として、再堆積膜の剥離に起因するプラズマの異常放電が低減されることによると考えられる。 The reason why the occurrence of arcing is suppressed when the surface roughness (Ra) is 1.0 μm or less is that the smooth surface weakens the adhesion of the redeposited film to the circular surface 104, so that the sputtered film is formed. It is considered that the redeposition of the plasma is less likely to occur, and as a result, the abnormal discharge of plasma caused by the peeling of the redeposition film is reduced.

なお、表面粗さ(Ra)を小さくすればするほどスパッタリングされた膜の再堆積は生じ難くなることが予想されるが、いわゆる鏡面仕上げと呼ばれるRa=0.05μmまでとすることが好ましい。0.05μm未満とすることは製造コストの面からも現実的でなく、デバイス製造プロセスのスループットを向上させる意味でも、表面粗さ(Ra)は、0.05μm以上1.0μm以下とすることが好ましい。 It is expected that the smaller the surface roughness (Ra) is, the less likely it is that the sputtered film will be redeposited, but it is preferable that Ra = 0.05 μm, which is so-called mirror finish. It is not realistic to set it to less than 0.05 μm from the viewpoint of manufacturing cost, and the surface roughness (Ra) may be set to 0.05 μm or more and 1.0 μm or less in terms of improving the throughput of the device manufacturing process. preferable.

以上のように、本実施形態に係るスパッタリングターゲット100は、各ターゲット部材102a、102bにおける円形面104の表面粗さ(Ra)を1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)とすることにより、スパッタリング中のアーキングの発生を抑制することができる。その結果、スパッタリングプロセスを用いたデバイス製造プロセスの歩留りを向上させることが可能である。 As described above, the sputtering target 100 according to the present embodiment has a surface roughness (Ra) of the circular surface 104 on each of the target members 102a and 102b of 1.0 μm or less (preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less). By doing so, it is possible to suppress the occurrence of arcing during sputtering. As a result, it is possible to improve the yield of the device manufacturing process using the sputtering process.

<スパッタリングターゲットの製造方法>
次に、本実施形態に係るスパッタリングターゲット100の製造方法について詳細に説明する。図4は、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット100の製造方法を示すプロセスフロー図である。
<Manufacturing method of sputtering target>
Next, a method for manufacturing the sputtering target 100 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 4 is a process flow diagram showing a method for manufacturing the sputtering target 100 according to the embodiment of the present invention.

本実施形態では、酸化インジウムスズ(ITO)焼結体をターゲット部材102a、102bとした例を示すが、焼結体の材料はITOに限定されず、IZO、IGZOその他の酸化金属化合物を用いることもできる。 In the present embodiment, an example in which the indium tin oxide (ITO) sintered body is used as the target members 102a and 102b is shown, but the material of the sintered body is not limited to ITO, and IZO, IGZO and other metal oxide compounds are used. You can also.

まず、ターゲット部材102a、102bを構成する原材料を準備する。本実施形態では、酸化インジウムの粉末と酸化スズの粉末を準備する(S401、S402)。これらの原料の純度は、通常2N(99質量%)以上、好ましくは3N(99.9質量%)以上、さらに好ましくは4N(99.99質量%)以上であるとよい。純度が2Nより低いとターゲット部材102a、102bに不純物が多く含まれてしまうため、所望の物性を得られなくなる(例えば、形成した薄膜の透過率の減少、抵抗値の増加、アーキングに伴うパーティクルの発生)という問題が生じ得る。 First, the raw materials constituting the target members 102a and 102b are prepared. In this embodiment, indium oxide powder and tin oxide powder are prepared (S401, S402). The purity of these raw materials is usually 2N (99% by mass) or more, preferably 3N (99.9% by mass) or more, and more preferably 4N (99.99% by mass) or more. If the purity is lower than 2N, the target members 102a and 102b contain a large amount of impurities, so that desired physical properties cannot be obtained (for example, a decrease in the transmittance of the formed thin film, an increase in the resistance value, and particles associated with arcing). Occurrence) can occur.

次に、これら原材料の粉末を粉砕し混合する(S403)。原材料の粉末の粉砕混合処理は、ジルコニア、アルミナ、ナイロン樹脂等のボールやビーズ(いわゆるメディア)を用いた乾式法を使用したり、前記ボールやビーズを用いたメディア撹拌式ミル、メディアレスの容器回転式ミル、機械撹拌式ミル、気流式ミルなどの湿式法を使用したりすることができる。ここで、一般的に湿式法は、乾式法に比べて粉砕及び混合能力に優れているため、湿式法を用いて混合を行うことが好ましい。 Next, the powders of these raw materials are crushed and mixed (S403). For the crushing and mixing process of the raw material powder, a dry method using balls or beads (so-called media) such as zirconia, alumina, nylon resin, etc., a media stirring mill using the balls or beads, or a medialess container can be used. Wet methods such as rotary mills, mechanical stirring mills, and air flow mills can be used. Here, since the wet method is generally superior in pulverization and mixing ability as compared with the dry method, it is preferable to perform mixing by using the wet method.

原材料の組成については特に制限はないが、目的とするターゲット部材102a、102bの組成比に応じて適宜調整することが望ましい。原材料の粉末の結晶粒径をより小さくしたい場合、各原材料の粉末を混合する前に予め粉砕処理してもよく、また、混合時の粉末処理で同時に粉砕してもよい。 The composition of the raw material is not particularly limited, but it is desirable to appropriately adjust the composition according to the composition ratio of the target members 102a and 102b. If it is desired to reduce the crystal grain size of the raw material powder, the powders of the raw materials may be pulverized in advance before being mixed, or may be pulverized at the same time in the powder treatment at the time of mixing.

なお、細かい粒子径の粉末を使用するとターゲット部材102a、102bとなる焼結体の高密度化を図ることができる。粉砕条件を強化して細かい粉末を得ることは可能であるが、そうすると粉砕時に使用するメディア(ジルコニアなど)の混入量も増加し、ターゲット部材102a、102b内の不純物濃度が上昇してしまう虞がある。このように焼結体の高密度化とターゲット部材102a、102b内の不純物濃度のバランスを見ながら、粉砕条件の適正化が必要である。 If powder having a fine particle size is used, the density of the sintered body to be the target members 102a and 102b can be increased. It is possible to obtain fine powder by strengthening the crushing conditions, but if this is done, the amount of media (zirconia, etc.) mixed in during crushing will increase, and there is a risk that the impurity concentration in the target members 102a and 102b will increase. be. As described above, it is necessary to optimize the pulverization conditions while observing the balance between the high density of the sintered body and the concentration of impurities in the target members 102a and 102b.

次に、原材料の粉末のスラリーを乾燥、造粒する(S404)。このとき、急速乾燥造粒を用いてスラリーを急速乾燥してもよい。急速乾燥造粒は、スプレードライヤを使用し、熱風の温度や風量を調整して行えばよい。急速乾燥造粒を用いることにより、原材料の粉末の比重差による沈降速度の違いによって酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末とが分離することを抑制することができる。このように造粒することで、配合成分の比率が均一化され、原材料の粉末のハンドリング性が向上する。また、造粒する前後に仮焼成を行ってもよい。 Next, a slurry of raw material powder is dried and granulated (S404). At this time, the slurry may be rapidly dried using rapid drying granulation. Rapid drying granulation may be performed by using a spray dryer and adjusting the temperature and air volume of hot air. By using the rapid drying granulation, it is possible to suppress the separation of the indium oxide powder and the tin oxide powder due to the difference in the sedimentation rate due to the difference in the specific gravity of the raw material powder. By granulating in this way, the ratio of the compounding components is made uniform, and the handleability of the powder of the raw material is improved. Further, temporary firing may be performed before and after granulation.

次に、上述した混合及び造粒して得られた混合物(仮焼成を設けた場合には仮焼成されたもの)を加圧成形して円筒型の成形体を形成する(S405)。この工程によって、目的とするターゲット部材102a、102bに好適な形状に成形する。成形処理としては、例えば、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が挙げられるが、円筒型のように複雑な形状を得るためには、冷間等方圧加工法(Cold Isostatic Pressing:CIP)等で成形することが好ましい。 Next, the mixture obtained by the above-mentioned mixing and granulation (in the case of provisional firing, that is provisionally fired) is pressure-molded to form a cylindrical molded body (S405). By this step, it is formed into a shape suitable for the target target members 102a and 102b. Examples of the molding process include mold molding, casting molding, injection molding, etc., but in order to obtain a complicated shape such as a cylindrical mold, a cold isostatic pressing method (CIP) is used. It is preferable to mold with or the like.

CIPによる成形は、まず所定の重量に秤量した原料をゴム型に充填する。この際、ゴム型を揺動もしくはタッピングしながら充填することにより、ゴム型内の原料の充填ムラや空隙を無くすことができる。CIPによる成形の圧力は、ターゲット部材102a、102bに必要な密度により適宜設定すればよい。 In the molding by CIP, first, the raw material weighed to a predetermined weight is filled in a rubber mold. At this time, by filling the rubber mold while rocking or tapping, it is possible to eliminate uneven filling and voids of the raw material in the rubber mold. The molding pressure by CIP may be appropriately set according to the density required for the target members 102a and 102b.

次に、成形工程で得られた円筒型の成形体を焼結する(S406)。焼結には電気炉を使用する。焼結条件は焼結体の組成によって適宜選択することができる。例えばSnO2を10wt.%含有するITOであれば、酸素ガス雰囲気中において、1500~1600℃の温度下に10~26時間置くことにより焼結することができる。焼結温度が1500℃未満の場合、ターゲット部材102a、102bの密度が低下してしまう。一方、1600℃を超えると電気炉や炉材へのダメージが大きく頻繁にメンテナンスが必要となるため、作業効率が著しく低下する。また、焼結時間が10時間未満であるとターゲットの密度が低下してしまい、26時間より長いとタクトタイムが長くなり、製造コストが高くなってしまう。また、焼結時の圧力は大気圧であってもよく、減圧又は加圧雰囲気であってもよい。 Next, the cylindrical molded body obtained in the molding step is sintered (S406). An electric furnace is used for sintering. The sintering conditions can be appropriately selected depending on the composition of the sintered body. For example, SnO2 is 10 wt. If it is ITO containing%, it can be sintered by placing it in an oxygen gas atmosphere at a temperature of 1500 to 1600 ° C. for 10 to 26 hours. If the sintering temperature is less than 1500 ° C., the densities of the target members 102a and 102b will decrease. On the other hand, if the temperature exceeds 1600 ° C., the electric furnace and the furnace material are seriously damaged and frequent maintenance is required, so that the work efficiency is significantly reduced. Further, if the sintering time is less than 10 hours, the density of the target is lowered, and if it is longer than 26 hours, the tact time becomes long and the manufacturing cost becomes high. Further, the pressure at the time of sintering may be atmospheric pressure, or may be a reduced pressure or a pressurized atmosphere.

ここで、電気炉で焼結する場合、焼結の昇温速度及び降温速度を調整することでクラックの発生を抑制することができる。具体的には、焼結時の電気炉の昇温速度は300℃/時間以下、より好ましくは180℃/時間以下であることが望ましい。また、焼結時の電気炉の降温速度は、5℃/時間以下が好ましい。なお、昇温速度又は降温速度は段階的に変化するように調整されてもよい。 Here, in the case of sintering in an electric furnace, the occurrence of cracks can be suppressed by adjusting the temperature raising rate and the temperature lowering rate of the sintering. Specifically, it is desirable that the heating rate of the electric furnace at the time of sintering is 300 ° C./hour or less, more preferably 180 ° C./hour or less. Further, the temperature lowering rate of the electric furnace at the time of sintering is preferably 5 ° C./hour or less. The rate of temperature rise or temperature may be adjusted so as to change stepwise.

焼結によって円筒型の成形体は収縮するが、全ての材料に共通して熱収縮の始まる温度域に入る前に、炉内の温度を均一にするため、昇温の途中で温度保持を行う。これにより、炉内の温度ムラが解消され、炉内に設置したすべての焼結体が均一に収縮する。また到達温度や保持時間は、材料ごとに適正な条件を設定することにより、均質な焼結体を得ることができる。 Although the cylindrical molded body shrinks due to sintering, the temperature is maintained during the temperature rise in order to make the temperature inside the furnace uniform before entering the temperature range where heat shrinkage begins, which is common to all materials. .. As a result, the temperature unevenness in the furnace is eliminated, and all the sintered bodies installed in the furnace shrink uniformly. Further, by setting appropriate conditions for the ultimate temperature and the holding time for each material, a homogeneous sintered body can be obtained.

次に、形成された円筒型の焼結体を、平面研削盤、円筒研削盤、旋盤、切断機、マシニングセンタ等の機械加工機を用いて、円筒型の所望の形状に機械加工する(S407)。ここで行う機械加工は、円筒型の焼結体を所望の形状、表面粗さとなるように加工する工程であり、最終的にこの工程を経てターゲット部材102a、102bが形成される。 Next, the formed cylindrical sintered body is machined into a desired cylindrical shape using a machining machine such as a surface grinder, a cylindrical grinder, a lathe, a cutting machine, or a machining center (S407). .. The machining performed here is a step of machining a cylindrical sintered body so as to have a desired shape and surface roughness, and finally, the target members 102a and 102b are formed through this step.

ターゲット部材102a、102bの外側表面(スパッタリングされる面)に関しては、表面粗さ(Ra)を0.5μm以下とすることが好ましい。これにより、スパッタリング中に突起部に対して電界が集中し、異常放電が発生するリスクを低減することができる。 Regarding the outer surface (sputtered surface) of the target members 102a and 102b, the surface roughness (Ra) is preferably 0.5 μm or less. As a result, the electric field is concentrated on the protrusions during sputtering, and the risk of abnormal discharge can be reduced.

また、本実施形態では、ターゲット部材102a、102bの円形面104に対し、砥石を用いた研削加工を施して、円形面104の表面粗さ(Ra)を1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)とする。例えば、#400番手や#800番手といった細かい番手の砥石で研削することにより、表面粗さを0.05μm以上1.0μm以下の範囲内に収めることが可能である。 Further, in the present embodiment, the circular surfaces 104 of the target members 102a and 102b are ground by using a grindstone to reduce the surface roughness (Ra) of the circular surfaces 104 to 1.0 μm or less (preferably 0. 05 μm or more and 1.0 μm or less). For example, by grinding with a fine grindstone such as # 400 or # 800, the surface roughness can be kept within the range of 0.05 μm or more and 1.0 μm or less.

次に、機械加工された円筒型の焼結体(すなわち、ターゲット部材102a、102b)を基材101にボンディングする(S408)。特に、円筒型スパッタリングターゲット100の場合、ターゲット部材102a、102bは、図1及び2に示したように、バッキングチューブと呼ばれる円筒型の基材101に接合材103を接着剤としてボンディングされる。具体的には、中空の円筒形状のターゲット部材102a、102bにおける中空部分に基材101を挿入し、溶融した接合材103を基材101とターゲット部材102a、102bとの間の空間に注入し、その後冷却過程を経て固化することにより、両者の接合を行う。以上の工程によって、本実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット100を得ることができる。 Next, the machined cylindrical sintered body (that is, the target members 102a and 102b) is bonded to the base material 101 (S408). In particular, in the case of the cylindrical sputtering target 100, the target members 102a and 102b are bonded to the cylindrical base material 101 called the backing tube with the bonding material 103 as an adhesive, as shown in FIGS. 1 and 2. Specifically, the base material 101 is inserted into the hollow portion of the hollow cylindrical target members 102a and 102b, and the molten bonding material 103 is injected into the space between the base material 101 and the target members 102a and 102b. After that, they are joined by solidifying through a cooling process. Through the above steps, the cylindrical sputtering target 100 according to the present embodiment can be obtained.

[実施例]
本発明者らは、3種類の異なる材料(ITO、IZO、及びIGZO)を用いたターゲット部材を作製し、それぞれについて表面粗さとアーキングの発生との関係を調べた。その結果を表1~3に示す。なお、各実験条件は、ターゲット厚み:9mm、スパッタ圧:0.6Pa、Ar(アルゴン)流量:300sccm、投入電力:4kW/m、スパッタ時間:70時間とした。また、連続放電を行った際のターゲット耐久性評価であるため、基板等はセットせずに放電を行った。なお、表面粗さ(Ra)の測定は、小型表面粗さ測定機(サーフテスト SJ-301:ミツトヨ製)を用いてANSI規格に準じて行った。表面
粗さの測定箇所はターゲット部材の各端面を60°間隔で6か所ずつ行い(1ターゲット部材につき12か所)、全測定値の加重平均値をターゲット部材の表面粗さとした。
[Example]
The present inventors prepared target members using three different materials (ITO, IZO, and IGZO), and investigated the relationship between surface roughness and the occurrence of arcing for each. The results are shown in Tables 1 to 3. The experimental conditions were: target thickness: 9 mm, spatter pressure: 0.6 Pa, Ar (argon) flow rate: 300 sccm, input power: 4 kW / m, spatter time: 70 hours. In addition, since it is an evaluation of target durability when continuous discharge is performed, discharge is performed without setting a substrate or the like. The surface roughness (Ra) was measured using a small surface roughness measuring machine (Surftest SJ-301: manufactured by Mitutoyo) according to the ANSI standard. The surface roughness was measured at 6 points on each end surface of the target member at intervals of 60 ° (12 points per target member), and the weighted average value of all the measured values was taken as the surface roughness of the target member.

Figure 0007101717000001
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Figure 0007101717000002
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Figure 0007101717000003
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以上のように、本発明らによる実験によれば、円筒型スパッタリングターゲットを構成する複数のターゲット部材において、各ターゲット部材の円形面の表面粗さ(Ra)を1.0μm以下(好ましくは、0.05μm以上1.0μm以下)とすることにより、スパッタリング中のアーキングの発生を低減することができることが分かった。 As described above, according to the experiment according to the present invention, in the plurality of target members constituting the cylindrical sputtering target, the surface roughness (Ra) of the circular surface of each target member is 1.0 μm or less (preferably 0). It was found that the occurrence of arcing during sputtering can be reduced by setting the thickness to 0.05 μm or more and 1.0 μm or less).

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Each of the above-described embodiments of the present invention can be appropriately combined and carried out as long as they do not contradict each other. Further, based on the display device of each embodiment, those skilled in the art have added, deleted or changed the design as appropriate, or added, omitted or changed the conditions of the process of the present invention. As long as it has a gist, it is included in the scope of the present invention.

また、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。 Further, even if the action / effect is different from the action / effect brought about by the embodiment of each of the above-mentioned embodiments, those which are clear from the description of the present specification or which can be easily predicted by those skilled in the art are referred to. Naturally, it is understood that it is brought about by the present invention.

100:円筒型スパッタリングターゲット
101:基材
102a、102b:ターゲット部材
103:接合材
104:円形面
105:枠線
S401:酸化インジウム粉末を準備する工程
S402:酸化スズ粉末を準備する工程
S403:原材料の粉末を粉砕し混合する工程
S404:原材料の粉末のスラリーを乾燥、造粒する工程
S405:円筒型の成形体を形成する工程
S406:円筒型の成形体を焼結する工程
S407:円筒型の所望の形状に機械加工する工程
S408:円筒型の焼結体を基材にボンディングする工程
100: Cylindrical sputtering target 101: Base material 102a, 102b: Target member 103: Bonding material 104: Circular surface 105: Frame line S401: Step of preparing indium oxide powder S402: Step of preparing tin oxide powder S403: Of raw material Step of crushing and mixing powder S404: Step of drying and granulating a slurry of raw material powder S405: Step of forming a cylindrical molded body S406: Step of sintering a cylindrical molded body S407: Desired for cylindrical type S408: A process of bonding a cylindrical sintered body to a base material.

Claims (2)

融点が300℃以下の低融点金属で構成される接合材を介して金属で構成される基材に接合された、ITO(Indium-Tin-Oxide)又はIZO(Indium-Zinc-Oxide)で構成される複数のターゲット部材を含み、
前記基材は、前記接合材に接する表面が粗面化され、
前記複数のターゲット部材は、中空の円筒形状であり、前記接合材に接する内側表面がスパッタリングされる外側表面よりも粗面化されると共にスパッタリングされる外側表面の表面粗さ(Ra)が0.5μm以下であり、かつ前記基材に当該基材の外周面を囲むように接合された際にそれぞれ隣接するターゲット部材と0.2mm以上1.0mm以下の間隔を置いて対向する円形面を有し、
前記円形面における表面粗さ(Ra)が0.05μm以上0.4μm以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
It is composed of ITO (Indium-Tin-Oxide) or IZO (Indium-Zinc-Oxide) bonded to a substrate composed of metal via a bonding material composed of a low melting point metal having a melting point of 300 ° C. or lower. Including multiple target members
The surface of the base material in contact with the joining material is roughened.
The plurality of target members have a hollow cylindrical shape, and the inner surface in contact with the bonding material is roughened more than the outer surface to be sputtered, and the surface roughness (Ra) of the outer surface to be sputtered is 0. It has a circular surface that is 5 μm or less and faces the base material at a distance of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less from the adjacent target members when they are joined to the base material so as to surround the outer peripheral surface of the base material. death,
A sputtering target having a surface roughness (Ra) of 0.05 μm or more and 0.4 μm or less on the circular surface.
融点が300℃以下の低融点金属からなる接合材を介して前記接合材に接する表面が粗面化されていると共に金属で構成される基材に接合され、ITO(Indium-Tin-Oxide)又はIZO(Indium-Zinc-Oxide)で構成される中空の円筒形状の複数のターゲット部材の円形面を、表面粗さ(Ra)が0.05μm以上0.4μm以下となるように研磨すると共に、前記ターゲット部材の前記接合材に接する内側表面をスパッタリングされる外側表面よりも粗面化し、かつ、前記複数のターゲット部材のスパッタリングされる外側表面の表面粗さ(Ra)が0.5μm以下となるように研磨し、
それぞれ隣接するターゲット部材と0.2mm以上1.0mm以下の間隔を置いて前記円形面が対向し、かつ前記基材の外周面を囲むように、前記複数のターゲット部材を前記基材に前記接合材を介して接合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。
ITO (Indium-Tin-Oxide), whose surface in contact with the bonding material is roughened through a bonding material made of a low melting point metal having a melting point of 300 ° C. or lower and bonded to a base material composed of a metal. Alternatively, the circular surfaces of a plurality of hollow cylindrical target members made of IZO (Indium-Zinc-Metal) are polished so that the surface roughness (Ra) is 0.05 μm or more and 0.4 μm or less, and the surface roughness (Ra) is polished to be 0.05 μm or more and 0.4 μm or less. The inner surface of the target member in contact with the bonding material is roughened more than the outer surface to be sputtering, and the surface roughness (Ra) of the outer surface of the plurality of target members to be sputtering is 0.5 μm or less. Polished to
The plurality of target members are joined to the base material so that the circular surfaces face each other with an interval of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less and surround the outer peripheral surface of the base material. A method for manufacturing a sputtering target, which comprises joining through a material.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6220091B1 (en) * 2017-03-22 2017-10-25 Jx金属株式会社 Sputtering target and manufacturing method thereof
JP7158316B2 (en) * 2019-03-05 2022-10-21 Jx金属株式会社 Sputtering target and manufacturing method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004315931A (en) 2003-04-18 2004-11-11 Dainippon Printing Co Ltd Sputtering target
JP2008523251A (en) 2004-12-14 2008-07-03 ヴェー ツェー ヘレーウス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Tubular target comprising a tie layer disposed between the target tube and the support tube
JP2008184640A (en) 2007-01-29 2008-08-14 Tosoh Corp Cylindrical sputtering target and method of manufacturing the same
JP2013253298A (en) 2012-06-08 2013-12-19 Ulvac Japan Ltd Method and apparatus for producing target unit

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11236664A (en) * 1998-02-24 1999-08-31 Mitsui Chem Inc Backing plate of target for sputtering
JP4470029B2 (en) * 1999-06-01 2010-06-02 東ソー株式会社 Split ITO sputtering target
JP3724346B2 (en) * 2000-07-10 2005-12-07 東ソー株式会社 Sputtering target and manufacturing method thereof
JP5467735B2 (en) * 2007-07-02 2014-04-09 東ソー株式会社 Cylindrical sputtering target
JP5482020B2 (en) * 2008-09-25 2014-04-23 東ソー株式会社 Cylindrical sputtering target and manufacturing method thereof
JP5175976B2 (en) * 2009-11-20 2013-04-03 Jx日鉱日石金属株式会社 Sputtering target-backing plate assembly and manufacturing method thereof
JP2014105383A (en) * 2012-11-29 2014-06-09 Tosoh Corp Cylindrical type sputtering target and manufacturing method of the same
JP2015183284A (en) * 2014-03-26 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 Cylindrical sputtering target and method of manufacturing the same
JP5781714B1 (en) * 2015-04-23 2015-09-24 Jx日鉱日石金属株式会社 Sputtering target and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004315931A (en) 2003-04-18 2004-11-11 Dainippon Printing Co Ltd Sputtering target
JP2008523251A (en) 2004-12-14 2008-07-03 ヴェー ツェー ヘレーウス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Tubular target comprising a tie layer disposed between the target tube and the support tube
JP2008184640A (en) 2007-01-29 2008-08-14 Tosoh Corp Cylindrical sputtering target and method of manufacturing the same
JP2013253298A (en) 2012-06-08 2013-12-19 Ulvac Japan Ltd Method and apparatus for producing target unit

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