JP7201595B2 - Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate - Google Patents

Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate Download PDF

Info

Publication number
JP7201595B2
JP7201595B2 JP2019534557A JP2019534557A JP7201595B2 JP 7201595 B2 JP7201595 B2 JP 7201595B2 JP 2019534557 A JP2019534557 A JP 2019534557A JP 2019534557 A JP2019534557 A JP 2019534557A JP 7201595 B2 JP7201595 B2 JP 7201595B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
sputtering target
sintered body
oxide sintered
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019534557A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2019026955A1 (en
Inventor
暁 海上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Publication of JPWO2019026955A1 publication Critical patent/JPWO2019026955A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7201595B2 publication Critical patent/JP7201595B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/086Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414Targets
    • H01J37/3423Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3286Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3293Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]

Description

本発明は、スパッタリングターゲット、酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートに関する。 The present invention relates to a sputtering target, a method for forming an oxide semiconductor film, and a backing plate.

従来、薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)で駆動する方式の液晶ディスプレイおよび有機ELディスプレイなどの表示装置では、TFTのチャネル層に非晶質シリコン膜または結晶質シリコン膜を採用したものが主流である。一方で、消費電力の低減およびディスプレイの高精細化の要求に伴い、TFTのチャネル層に使用される材料として酸化物半導体が注目されている。 Conventionally, in display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays driven by thin film transistors (hereinafter referred to as "TFTs"), the majority of display devices employ an amorphous silicon film or a crystalline silicon film for the channel layer of the TFT. is. On the other hand, with the demand for lower power consumption and higher definition of displays, oxide semiconductors are attracting attention as a material used for the channel layer of TFTs.

酸化物半導体のなかでも特に、特許文献1に開示されるインジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素からなるアモルファス酸化物半導体(In-Ga-Zn-O、以下「IGZO」と略記する)は、高いキャリア移動度を有するため、好ましく用いられている。しかしながら、IGZOは、原料としてInおよびGaを使用するため原料コストが高いといった欠点がある。 Among oxide semiconductors, in particular, an amorphous oxide semiconductor (In—Ga—Zn—O, hereinafter abbreviated as “IGZO”) composed of indium, gallium, zinc, and oxygen disclosed in Patent Document 1 has a high carrier Since it has mobility, it is preferably used. However, since IGZO uses In and Ga as raw materials, it has the drawback of high raw material costs.

原料コストを安くする観点から、Zn-Sn-O(以下「ZTO」と略記する)(特許文献2)、およびIGZOのGaの代わりにSnを添加したIn-Sn-Zn-O(以下「ITZO」と略記する)(特許文献3)が提案されている。なかでもITZOは、IGZOに比べ移動度も非常に高いことからIGZOに次ぐ次世代の材料として注目を集めている。 From the viewpoint of reducing raw material costs, Zn—Sn—O (hereinafter abbreviated as “ZTO”) (Patent Document 2) and In—Sn—Zn—O (hereinafter “ITZO”) added with Sn instead of Ga in IGZO ) (Patent Document 3) has been proposed. Among them, ITZO is attracting attention as a next-generation material next to IGZO because of its extremely high mobility compared to IGZO.

高移動度酸化物半導体をTFTのチャネル層に用いる場合、酸化物半導体のスパッタリングターゲットを用いたマグネトロンスパッタで成膜するのが一般的である。 When a high-mobility oxide semiconductor is used for the channel layer of a TFT, the film is generally formed by magnetron sputtering using a sputtering target of the oxide semiconductor.

スパッタリングターゲットは成膜の進行とともに消耗するため、ターゲット厚が厚い方が、寿命の観点からは望ましい。
一方で、マグネトロンスパッタの場合、スパッタリングターゲットの消耗速度は、プラズマの密度、プラズマを閉じ込める磁場の強度、形状、およびマグネットの移動方式に依存する。よって、スパッタリングターゲットの消耗速度は、ターゲット中で一様ではない。
Since the sputtering target is consumed as the film formation progresses, the thicker the target, the better from the viewpoint of life.
On the other hand, in the case of magnetron sputtering, the consumption rate of the sputtering target depends on the density of the plasma, the strength and shape of the magnetic field that confines the plasma, and the method of moving the magnet. Thus, the consumption rate of a sputtering target is not uniform across the target.

そのため、特許文献4~6のように、スパッタリングターゲットの消耗速度が速い部分を厚くする構造が提案されている。 Therefore, as in Patent Documents 4 to 6, structures have been proposed in which portions of the sputtering target that are rapidly consumed are thickened.

また、高移動度酸化物半導体においては、信頼性の確保も課題である。ここでいう信頼性とは、例えば、酸化物半導体膜をトランジスタのチャネル層に用いた場合の、しきい値電圧Vthのサイクル安定性である。
しきい値電圧Vthのサイクル安定性は、膜の緻密化により改善できると言われている。
膜を緻密化するためには、成膜時にスパッタ電力を上げた、高パワー成膜が有効である。
しかしながら、高パワー成膜を行う場合、ターゲットにおいて、プラズマが集中する領域が、他の領域と比べて高温になるため、熱応力によるターゲットの割れが問題になる。
特に、プレーナ型の揺動式マグネトロンスパッタの場合、磁場の揺動方向に平行なターゲット端部に常にプラズマが集中するため、ターゲット端部の割れが生じないようにする必要がある。
In addition, ensuring reliability is also an issue in high-mobility oxide semiconductors. The reliability here means, for example, cycle stability of the threshold voltage Vth when an oxide semiconductor film is used for a channel layer of a transistor.
It is said that the cyclic stability of the threshold voltage Vth can be improved by densifying the film.
In order to make the film denser, it is effective to perform high-power film formation by increasing the sputtering power during film formation.
However, when high-power film formation is performed, a region of the target where the plasma is concentrated becomes hotter than other regions, and cracking of the target due to thermal stress becomes a problem.
In particular, in the case of planar oscillating magnetron sputtering, the plasma always concentrates on the edge of the target parallel to the oscillating direction of the magnetic field, so it is necessary to prevent the edge of the target from cracking.

特許文献7~8では、スパッタリングターゲットの割れを防止する構造として、スパッタリングターゲットを、プラズマにより消耗が大きく進行する領域(エロージョン領域)と、それ以外の領域とに分割して、領域間にギャップを設け、熱応力による変形をギャップに逃がす構造が提案されている。 In Patent Documents 7 and 8, as a structure for preventing cracking of the sputtering target, the sputtering target is divided into a region (erosion region) where plasma consumption progresses greatly and other regions, and a gap is provided between the regions. A structure has been proposed in which deformation due to thermal stress is released to the gap.

ここでいう熱応力とは、以下の式(A)および式(B)で求めた値である。以下の説明でも同様である。
熱応力(σ)=-E×α×ΔT ・・・(A)
ΔT=[Q×d/A]/λ ・・・(B)
式(A)および式(B)中の記号の説明は以下のとおりである。
E :スパッタリングターゲットの弾性率
α :スパッタリングターゲットの線膨張率
ΔT:板厚方向におけるスパッタリングターゲットの表裏の温度差
Q :板厚方向にスパッタリングターゲットの表から裏に通過する熱量
d :スパッタリングターゲットの板厚
A :板厚方向から見たスパッタリングターゲットの面積
λ :スパッタリングターゲットの熱伝導率
The thermal stress referred to here is a value determined by the following formulas (A) and (B). The same applies to the following description.
Thermal stress (σ) = -E x α x ΔT (A)
ΔT=[Q×d/A]/λ (B)
The symbols in the formulas (A) and (B) are explained below.
E: elastic modulus of the sputtering target α: linear expansion coefficient of the sputtering target ΔT: temperature difference between the front and back sides of the sputtering target in the plate thickness direction Q: heat quantity passing from the front to the back of the sputtering target in the plate thickness direction d: the plate of the sputtering target Thickness A: Area of sputtering target viewed from plate thickness direction λ: Thermal conductivity of sputtering target

また、特許文献9~11には、スパッタリング面に傾斜部を設けたスパッタリングターゲットが記載されている。 Further, Patent Documents 9 to 11 describe sputtering targets having inclined portions on the sputtering surface.

国際公開第2012/067036号WO2012/067036 特開2017-36497号公報JP 2017-36497 A 国際公開第2013/179676号WO2013/179676 実開昭63-131755号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-131755 特開平01-290764号公報JP-A-01-290764 特開平06-172991号公報JP-A-06-172991 特開平03-287763号公報JP-A-03-287763 特開平05-287522号公報JP-A-05-287522 特開2000-204468号公報JP-A-2000-204468 特開2004-83985号公報JP-A-2004-83985 特開2008-38229号公報JP-A-2008-38229

しかしながら、特許文献4~8に記載の技術には、以下のような問題があった。
特許文献4~6に記載の技術では、ターゲット厚を厚くすると、熱応力が大きくなるため、スパッタリングターゲットが割れやすくなるという問題があった。
特に、ITZOは、線膨張率が大きく、熱伝導率が小さいことから、マグネトロンスパッタリングでは、熱応力によりスパッタリングターゲットにクラックが発生しやすいといった課題があった。
However, the techniques described in Patent Documents 4 to 8 have the following problems.
In the techniques described in Patent Documents 4 to 6, there is a problem that increasing the thickness of the target increases the thermal stress, making the sputtering target more likely to crack.
In particular, ITZO has a large coefficient of linear expansion and a small thermal conductivity. Therefore, in magnetron sputtering, there is a problem that cracks are likely to occur in the sputtering target due to thermal stress.

特許文献7および特許文献8に記載の技術は、プレーナ型の揺動式マグネトロンスパッタに適用する場合、熱応力がエロージョン領域にも生じるため、エロージョン領域を分割するだけでは、割れの防止構造としては不十分であった。 When the techniques described in Patent Documents 7 and 8 are applied to planar type oscillating magnetron sputtering, thermal stress also occurs in the erosion region. was inadequate.

このように、酸化物半導体をマグネトロンスパッタにより成膜する場合、スパッタリングターゲットの寿命および膜密度を向上させようとすると、スパッタリングターゲットに割れが生じやすいという問題があった。 As described above, when an oxide semiconductor film is formed by magnetron sputtering, there is a problem that cracks are likely to occur in the sputtering target when an attempt is made to improve the life and film density of the sputtering target.

また、特許文献9~11に記載のターゲットにおいては、スパッタリング面に傾斜部と平坦部とが共存しており、スパッタリング面の高さ、方向が揃っていないため、スパッタ粒子の飛ぶ方向が異なり、スパッタリング時の放電が不安定になるという問題、およびターゲット表面に再付着物(リデポ)が溜まり易い等の問題がある。
また、特許文献11に記載のターゲットにおいては、ターゲットの両端部分が傾斜しているため、グランドシールドとターゲットとの間に隙間が生じ、その隙間にショートの原因であるパーティクルが溜まり易いという問題がある。
In addition, in the targets described in Patent Documents 9 to 11, the sputtering surface has both an inclined portion and a flat portion, and the height and direction of the sputtering surface are not uniform. There is a problem that the discharge during sputtering becomes unstable, and a problem that redeposition (redeposition) tends to accumulate on the surface of the target.
In addition, in the target described in Patent Document 11, since both end portions of the target are inclined, a gap is generated between the ground shield and the target, and there is a problem that particles that cause a short tend to accumulate in the gap. be.

本発明は、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートを提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、さらに安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートを提供することを目的とする。
The present invention provides a sputtering target capable of preventing cracking during film formation and stably discharging without extremely shortening the target life, a method for forming an oxide semiconductor film using the sputtering target, and a backing plate. intended to provide
Another object of the present invention is to provide a sputtering target capable of preventing cracking during film formation and allowing stable discharge without extremely shortening the target life, and forming an oxide semiconductor film using the sputtering target. A method and a backing plate are provided.

本発明によれば、以下のスパッタリングターゲット、酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートが提供される。 According to the present invention, the following sputtering target, method for forming an oxide semiconductor film, and backing plate are provided.

[1].板状の酸化物焼結体を備え、
前記酸化物焼結体は、第1の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第1の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に2番目の領域である内側領域と、
を有し、
前記端部領域の板厚をt、前記端部領域の前記第1の方向の幅をL、前記内側領域の板厚をtとした場合、t、L、およびtが、以下の式(1)乃至式(4)を満たす、スパッタリングターゲット。
>t ・・・(1)
(mm)>L(mm)×0.1+4 ・・・(2)
(mm)<9 ・・・(3)
10<L(mm)<35 ・・・(4)
[1]. Equipped with a plate-shaped oxide sintered body,
The oxide sintered body has a plurality of regions arranged in a first direction,
The plurality of regions are end regions that are regions including ends in the first direction;
an inner region that is the second region on the inner side counting from the end in the first direction;
has
When the plate thickness of the end region is t 1 , the width of the end region in the first direction is L 1 , and the plate thickness of the inner region is t 2 , t 1 , L 1 , and t 2 are , a sputtering target that satisfies the following formulas (1) to (4).
t 2 > t 1 (1)
t 1 (mm)>L 1 (mm)×0.1+4 (2)
t 1 (mm) < 9 (3)
10 <L1 (mm)<35 (4)

[2].さらに、tおよびtが以下の式(5)を満たす、[1]に記載のスパッタリングターゲット。
0.6<t/t<0.8 ・・・(5)
[2]. Furthermore, the sputtering target according to [ 1 ], wherein t1 and t2 satisfy the following formula ( 5 ).
0.6<t1 / t2<0.8 ( 5 )

[3].前記複数の領域は、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に3番目の領域である中間領域を備え、
前記中間領域の厚みをtとした場合、t、t、およびtが以下の式(6)を満たす、[1]または[2]に記載のスパッタリングターゲット。
>t>t ・・・(6)
[3]. The plurality of regions are
An intermediate region that is the third region on the inner side counting from the end in the first direction,
The sputtering target according to [1] or [2], wherein t 1 , t 2 , and t 3 satisfy the following formula (6), where t 3 is the thickness of the intermediate region.
t2> t1 >t3 ( 6 )

[4].前記酸化物焼結体は、前記複数の領域が互いに分離して配列されている、[1]~[3]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [4]. The sputtering target according to any one of [1] to [3], wherein the plurality of regions of the oxide sintered body are arranged separately from each other.

[5].前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第1の方向は、長方形の長辺方向である、[1]~[4]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [5]. The sputtering target according to any one of [1] to [4], wherein the oxide sintered body has a rectangular planar shape and the first direction is the long side direction of the rectangle. .

[6].前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が2300mm以上、3800mm以下、短辺が200mm以上、300mm以下、前記内側領域の板厚tが9mm以上、15mm以下、Lが10mm超、35mm未満、前記内側領域の前記第1の方向の幅が170mm以上、300mm以下である、[5]に記載のスパッタリングターゲット。[6]. The oxide sintered body has a rectangular long side of 2300 mm or more and 3800 mm or less, a short side of 200 mm or more and 300 mm or less, a plate thickness t2 of the inner region of 9 mm or more and 15 mm or less, and L1 of more than 10 mm and 35 mm. The sputtering target according to [5], wherein the width of the inner region in the first direction is 170 mm or more and 300 mm or less.

[7].板状の酸化物焼結体と、
前記酸化物焼結体を保持するバッキングプレートと、
前記酸化物焼結体と前記バッキングプレートとの間に設けられたスペーサと、を備え、
前記酸化物焼結体は、第1の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第1の方向における端部を含む領域である端部領域と、前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に2番目の領域である内側領域と、を有し、
前記バッキングプレートは、前記端部領域および前記内側領域を保持する保持面を有し、
前記スペーサは、前記保持面に設けられ、前記端部領域を保持し、
前記端部領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、
前記端部領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最大値をt11とし、
前記端部領域の前記第1の方向の幅をL11とした場合、
11、およびL11が、以下の式(12)を満たす、
スパッタリングターゲット。
11(mm)>L11(mm)×0.1+4 ・・・(12)
[7]. a plate-shaped oxide sintered body;
a backing plate holding the oxide sintered body;
a spacer provided between the oxide sintered body and the backing plate,
The oxide sintered body has a plurality of regions arranged in a first direction,
The plurality of regions include an end region that is a region including the end in the first direction, an inner region that is the second region on the inner side counting from the end in the first direction, has
the backing plate has a retaining surface that retains the end region and the inner region;
the spacer is provided on the holding surface and holds the end region;
The end region has a back surface facing the holding surface,
a rear surface of the end region is inclined with respect to the holding surface;
The slope of the back surface of the end region is a downward slope from the end of the oxide sintered body toward the inside,
Let t11 be the maximum value of the plate thickness of the end region,
When the width of the end region in the first direction is L11 ,
t 11 and L 11 satisfy the following formula (12),
sputtering target.
t 11 (mm)>L 11 (mm)×0.1+4 (12)

[8].前記端部領域の裏面と前記保持面とが成す角度が、4度以上15度以下である、[7]に記載のスパッタリングターゲット。 [8]. The sputtering target according to [7], wherein the angle formed by the back surface of the end region and the holding surface is 4 degrees or more and 15 degrees or less.

[9].前記内側領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記内側領域の裏面の一部が、前記保持面に対して傾斜し、
前記内側領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最小値をt15とし、
前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚をt12とし、
前記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第1の方向の幅をL13とした場合、
11、t12、t15、L11、およびL13が、以下の式(11)、式(13)、式(14)、式(15)および式(16)を満たす、
[7]または[8]に記載のスパッタリングターゲット。
12>t11>t15 ・・・(11)
11(mm)<9 ・・・(13)
10<L11(mm)<35 ・・・(14)
15(mm)>3 ・・・(15)
3<L13(mm)<35 ・・・(16)
[9]. The inner region has a back surface facing the holding surface,
a portion of the back surface of the inner region is inclined with respect to the holding surface;
The slope of the back surface of the inner region is a downward slope from the end of the oxide sintered body toward the inside,
Let t15 be the minimum value of the plate thickness of the end region,
Let t12 be the plate thickness of the inner region in a region that is not inclined on the back surface of the inner region, and
When L13 is the width of the inner region and the width in the first direction of the region inclined on the back surface of the inner region,
t 11 , t 12 , t 15 , L 11 , and L 13 satisfy the following equations (11), (13), (14), (15) and (16),
The sputtering target according to [7] or [8].
t12> t11 >t15 ( 11 )
t 11 (mm) < 9 (13)
10 <L11 (mm)<35 (14)
t15 (mm)>3 ( 15 )
3<L13 ( mm)<35 (16)

[10].前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第1の方向は、長方形の長辺方向である、[7]~[9]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [10]. The sputtering target according to any one of [7] to [9], wherein the oxide sintered body has a rectangular planar shape and the first direction is the long side direction of the rectangle. .

[11].前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が2300mm以上、3800mm以下、短辺が200mm以上、300mm以下、前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚t12が9mm以上、15mm以下、L11が10mm超、35mm未満、前記内側領域の前記第1の方向の幅が170mm以上、300mm以下である、[10]に記載のスパッタリングターゲット。[11]. The oxide sintered body has a rectangular long side of 2300 mm or more and 3800 mm or less, a short side of 200 mm or more and 300 mm or less, and a plate thickness of the inner region, and the back surface of the inner region is not inclined. The sputtering target according to [10], wherein the plate thickness t12 is 9 mm or more and 15 mm or less, L11 is more than 10 mm and less than 35 mm, and the width of the inner region in the first direction is 170 mm or more and 300 mm or less.

[12].前記端部領域および前記内側領域は、前記第1の方向における両端に設けられる、[1]~[11]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [12]. The sputtering target according to any one of [1] to [11], wherein the end region and the inner region are provided at both ends in the first direction.

[13].前記酸化物焼結体は、2つの主表面を有する板状であり、前記複数の領域の、一方の主表面の板厚方向の高さの差が100μm以内であり、かつ算術平均粗さRaが他の主表面よりも小さい、[1]~[12]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [13]. The oxide sintered body has a plate shape having two main surfaces, the height difference in the plate thickness direction of one main surface of the plurality of regions is within 100 μm, and the arithmetic mean roughness Ra is smaller than the other main surfaces, [1] to [12].

[14].前記酸化物焼結体は、抗折強度30点の平均値が320MPa以下である、[1]~[13]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [14]. The sputtering target according to any one of [1] to [13], wherein the oxide sintered body has an average bending strength of 320 MPa or less at 30 points.

[15].前記酸化物焼結体は、抗折強度30点の最低値が200MPa以下である、[14]に記載のスパッタリングターゲット。 [15]. The sputtering target according to [14], wherein the oxide sintered body has a minimum bending strength of 200 MPa or less at 30 points.

[16].前記酸化物焼結体は、線膨張係数が7.50×10-6/K以上である、[1]~[15]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。[16]. The sputtering target according to any one of [1] to [15], wherein the oxide sintered body has a linear expansion coefficient of 7.50×10 −6 /K or more.

[17].前記酸化物焼結体は、弾性率が150GPa以上である、[1]~[7]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [17]. The sputtering target according to any one of [1] to [7], wherein the oxide sintered body has an elastic modulus of 150 GPa or more.

[18].前記酸化物焼結体は、熱伝導率が6.5(W/m/K)以下である、
[1]~[17]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
[18]. The oxide sintered body has a thermal conductivity of 6.5 (W / m / K) or less,
The sputtering target according to any one of [1] to [17].

[19].前記酸化物焼結体は、(線膨張係数×弾性率)/熱伝導率が200Pa/W以上である、[1]~[18]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [19]. The sputtering target according to any one of [1] to [18], wherein the oxide sintered body has (linear expansion coefficient x elastic modulus)/thermal conductivity of 200 Pa/W or more.

[20].前記酸化物焼結体は、インジウム元素(In)、スズ元素(Sn)、および亜鉛元素(Zn)を含有する酸化物からなる、[1]~[19]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 [20]. The sputtering according to any one of [1] to [19], wherein the oxide sintered body is made of an oxide containing indium element (In), tin element (Sn), and zinc element (Zn). target.

[21].前記酸化物焼結体は、
Zn2SnO4で表されるスピネル構造化合物を含む、[20]に記載のスパッタリングターゲット。
[21]. The oxide sintered body is
The sputtering target according to [20], comprising a spinel structure compound represented by Zn2SnO4 .

[22].前記酸化物焼結体は、
In(ZnO)[m=2~7]で表わされる六方晶層状化合物を含む、[20]または[21]に記載のスパッタリングターゲット。
[22]. The oxide sintered body is
The sputtering target of [20] or [21], comprising a hexagonal layered compound represented by In 2 O 3 (ZnO) m [m=2-7].

[23].さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(7)を満たす、[20]~[22]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 ・・・(7)
[23]. Furthermore, the sputtering target according to any one of [20] to [22], wherein the oxide sintered body satisfies the following formula (7).
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 (7)

[24].さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(8)を満たす、[20]~[23]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 ・・・(8)
[24]. Furthermore, the sputtering target according to any one of [20] to [23], wherein the oxide sintered body satisfies the following formula (8).
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 (8)

[25].さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(9)を満たす、[20]~[24]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
0.10 ≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 ・・・(9)
[25]. Furthermore, the sputtering target according to any one of [20] to [24], wherein the oxide sintered body satisfies the following formula (9).
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 (9)

[26].前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部を有するバッキングプレートと、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられたスペーサと、
を備える、[3]に記載のスパッタリングターゲット。
[26]. a holding surface that holds the oxide sintered body; a backing plate that has a convex portion that protrudes from the holding surface and holds the intermediate region;
a spacer provided between the retaining surface and the end region;
The sputtering target according to [3], comprising:

[27].[1]~[26]のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲットをターゲットとして用い、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用い、磁場の揺動方向を前記第1の方向および板厚方向と直交する第2の方向とし、前記第1の方向における前記磁場の端部が前記内側領域に位置するように成膜を行う、酸化物半導体膜の成膜方法。 [27]. Using the sputtering target according to any one of [1] to [26] as a target, using a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus as a film forming apparatus, and setting the oscillation direction of the magnetic field to the first direction and the plate A method of forming an oxide semiconductor film, wherein a second direction perpendicular to a thickness direction is formed, and the end portion of the magnetic field in the first direction is positioned in the inner region.

[28].[3]に記載の前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられるスペーサと、
を備える、バッキングプレート。
[28]. a holding surface for holding the oxide sintered body according to [3]; a convex portion protruding from the holding surface and holding the intermediate region;
a spacer provided between the holding surface and the end region;
a backing plate.

[29].前記凸部の高さが、前記スペーサよりも高い[28]に記載のバッキングプレート。 [29]. The backing plate according to [28], wherein the height of the protrusion is higher than that of the spacer.

本発明の一態様によれば、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止できるスパッタリングターゲット、および当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、ならびにバッキングプレートを提供できる。
また、本発明の一態様によれば、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、さらに安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートを提供することもできる。
According to one aspect of the present invention, a sputtering target that can prevent cracking during film formation without extremely shortening the target life, a method for forming an oxide semiconductor film using the sputtering target, and a backing plate are provided. can provide.
Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a sputtering target capable of preventing cracking during film formation without extremely shortening the target life and allowing stable discharge, and an oxide semiconductor film using the sputtering target. and a backing plate.

本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの斜視図である。1 is a perspective view of a sputtering target according to an embodiment of the invention; FIG. 図1の側面図である。2 is a side view of FIG. 1; FIG. 図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG. 1; バッキングプレートの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a backing plate; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。FIG. 4B is a side view showing another aspect of the sputtering target according to the embodiment of the present invention; 予備試験に係るスパッタリングターゲットを用いてマグネトロンスパッタのシミュレーションを行った場合の、スパッタリングターゲットの応力分布を示す図であって、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は(A)の端部近傍の拡大図である。FIG. 4 is a diagram showing the stress distribution of the sputtering target when a simulation of magnetron sputtering is performed using the sputtering target according to the preliminary test, (A) is a plan view, (B) is a side view, and (C) is ( It is an enlarged view near the end of A). 実施例において、スパッタリングターゲットの消耗深さを測定した図である。FIG. 10 is a diagram showing measurement of the depth of wear of a sputtering target in an example.

以下、実施の形態について図面等を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings and the like. Those skilled in the art will readily appreciate, however, that the embodiments can be embodied in many different forms and that various changes in form and detail can be made therein without departing from the spirit and scope thereof. . Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the following embodiments.

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。 Also, in the drawings, sizes, layer thicknesses, or regions may be exaggerated for clarity. Therefore, it is not necessarily limited to that scale. The drawings schematically show an ideal example, and are not limited to the shapes or values shown in the drawings.

また、本明細書にて用いる「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。 In addition, the ordinal numbers "first", "second", and "third" used in this specification are added to avoid confusion of constituent elements, and are not numerically limited. Add a note.

また、本明細書等において、「膜」または「薄膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
また、本明細書等の焼結体及び酸化物半導体薄膜において、「化合物」という用語と、「結晶相」という用語は、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
In this specification and the like, the terms “film” or “thin film” and the term “layer” can be interchanged depending on the case.
In addition, in the sintered body and the oxide semiconductor thin film in this specification and the like, the terms “compound” and “crystalline phase” can be interchanged depending on the case.

本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前に記載される数値を下限値とし、「~」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。 In the present specification, the numerical range represented using "to" means a range including the numerical value described before "to" as the lower limit and the numerical value described after "to" as the upper limit. do.

以下、図面を用いて本発明に好適な実施形態の一例を詳細に説明する。
まず、図1から図3を参照して、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット(第一の態様に係るスパッタリングターゲットと称する場合がある。)の構造を説明する。ここでは、スパッタリングターゲットとして、酸化物半導体を成膜するための磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置に、膜原料として用いられるターゲットが例示されている。
An example of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
First, with reference to FIGS. 1 to 3, the structure of a sputtering target according to one embodiment of the present invention (sometimes referred to as a sputtering target according to the first aspect) will be described. Here, as a sputtering target, a target used as a film raw material in a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus for forming an oxide semiconductor film is exemplified.

図1に示すように、スパッタリングターゲット1は、酸化物焼結体3を備える。
図1では、スパッタリングターゲット1は、バッキングプレート5も備える。
As shown in FIG. 1 , a sputtering target 1 includes an oxide sintered body 3 .
In FIG. 1 the sputtering target 1 also comprises a backing plate 5 .

酸化物焼結体3は、酸化物半導体膜をスパッタ成膜で形成する際に用いられる膜原料であり、板状である。
図1から図3では酸化物焼結体3は、平面形状が長方形の板状である。以下の説明では、長方形の長辺方向をY方向(第1の方向)、板厚方向をZ方向、短辺方向をX方向(第1の方向および板厚方向に直交する方向、第2の方向)とする。また、以下の説明では、酸化物焼結体3の長方形の平面を主表面と記載し、バッキングプレート5と接する側の主表面を「裏面」、バッキングプレート5と接しない側の主表面を「おもて面」と記載する。「おもて面」は、スパッタリング面と称する場合もある。
X方向は、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、磁場が揺動する方向である。図3に示すように、磁場Mは、ドーナツ型のループ形状となる。ループ形状は、X方向に複数個形成される場合もあり、個数は限定されない(複数個の場合のループ形状はY方向の長さは同一で、X方向の幅が狭い)。X方向の幅Lは、酸化物焼結体3のX方向の幅Lよりも短い。
そのため、成膜時には、磁場MがX方向に揺動(往復移動)することにより、酸化物焼結体3のX方向全面にプラズマが接触するようにする。
The oxide sintered body 3 is a film raw material used when forming an oxide semiconductor film by sputtering, and has a plate shape.
In FIGS. 1 to 3, the oxide sintered body 3 has a rectangular planar shape. In the following description, the long side direction of the rectangle is the Y direction (first direction), the plate thickness direction is the Z direction, and the short side direction is the X direction (the direction perpendicular to the first direction and the plate thickness direction, the second direction). direction). Further, in the following description, the rectangular plane of the oxide sintered body 3 is described as the main surface, the main surface on the side in contact with the backing plate 5 is the "back surface", and the main surface on the side not in contact with the backing plate 5 is the ""Frontsurface" is described. The "front surface" may also be referred to as the sputtering surface.
The X direction is the direction in which the magnetic field oscillates in a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus. As shown in FIG. 3, the magnetic field M has a doughnut-shaped loop. A plurality of loop shapes may be formed in the X direction, and the number is not limited (in the case of a plurality of loop shapes, the length in the Y direction is the same and the width in the X direction is narrow). The width LM in the X direction is shorter than the width Lx in the X direction of the oxide sintered body 3 .
Therefore, during film formation, the magnetic field M oscillates (reciprocates) in the X direction so that the entire surface of the oxide sintered body 3 in the X direction is brought into contact with the plasma.

酸化物焼結体3は、Y方向に配列された複数の領域としての端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および、中間領域11を有する。
端部領域7A、7Bは、Y方向における酸化物焼結体3の端部(焼結体端部と称する場合もある。)を含む領域である。図2では、端部領域7A、7Bは、Y方向における両端にそれぞれ設けられる。
内側領域9A、9Bは、端部からY方向に向けて数えて内側に2番目の領域である。図1では、内側領域9A、9Bは、Y方向における両端側にそれぞれ設けられる。
中間領域11は、端部からY方向に向けて数えて内側に3番目の領域である。
図1から図3では、スパッタリングターゲット1の左端部から右端部へ向かって、端部領域7A、内側領域9A、中間領域11、内側領域9B、および端部領域7Bの順番で、各領域が配置されている。端部領域7A、内側領域9A、内側領域9B、および端部領域7Bはいずれも平面形状が矩形であり、対向する2つの辺がX方向に平行で、当該辺と直交する他の2つの辺がY方向に平行である。
The oxide sintered body 3 has end regions 7A and 7B, inner regions 9A and 9B, and an intermediate region 11 as a plurality of regions arranged in the Y direction.
The end regions 7A and 7B are regions including end portions of the oxide sintered body 3 in the Y direction (also referred to as sintered body end portions). In FIG. 2, the end regions 7A and 7B are provided at both ends in the Y direction.
The inner regions 9A and 9B are the second inner regions counted in the Y direction from the ends. In FIG. 1, the inner regions 9A and 9B are provided on both end sides in the Y direction.
The intermediate region 11 is the third region on the inner side as counted from the end in the Y direction.
1 to 3, from the left end to the right end of the sputtering target 1, the regions are arranged in the order of end region 7A, inner region 9A, intermediate region 11, inner region 9B, and end region 7B. It is Each of the end region 7A, the inner region 9A, the inner region 9B, and the end region 7B has a rectangular planar shape, two opposing sides are parallel to the X direction, and the other two sides are perpendicular to the corresponding side. is parallel to the Y direction.

図1から図3では、端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および、中間領域11はそれぞれ互いに分離して配列されており、酸化物焼結体3は多分割式となっている。図1から図3では、中間領域11も、Y方向に沿って3つの領域11A、11B、11Cに分割されている。これは、スパッタ時に生じる熱応力で各領域が変形した場合に、変形した分を領域間のギャップに逃がすためである。領域11A、11B、11Cは、図1から図3では、左側から領域11A、11B、11Cの順番に配置されている。領域11A、11B、11Cは、いずれも平面形状が矩形であり、対向する2つの辺がX方向に平行で、当該辺と直交する他の2つの辺がY方向に平行である。ただし、端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および、中間領域11の平面形状は、矩形には限定されない。
端部領域7A、7Bと内側領域9A、9BとのギャップGの寸法は、特に限定されない。ギャップGの寸法は、例えば、0.1mm~0.5mm程度である。内側領域9A、9Bと中間領域11とのギャップGの寸法も特に限定されない。ギャップGの寸法は、例えば、0.1mm~0.5mm程度である。
1 to 3, the end regions 7A, 7B, the inner regions 9A, 9B, and the intermediate region 11 are arranged separately from each other, and the oxide sintered body 3 is multi-divided. . 1 to 3, the intermediate region 11 is also divided into three regions 11A, 11B, 11C along the Y direction. This is because, when each region is deformed by thermal stress generated during sputtering, the deformed portion is released to the gap between the regions. The regions 11A, 11B, and 11C are arranged in order of the regions 11A, 11B, and 11C from the left side in FIGS. Each of the regions 11A, 11B, and 11C has a rectangular planar shape, two opposing sides parallel to the X direction, and two other sides orthogonal to the corresponding side parallel to the Y direction. However, the planar shapes of the end regions 7A, 7B, the inner regions 9A, 9B, and the intermediate region 11 are not limited to rectangles.
The dimension of the gap G1 between the end regions 7A, 7B and the inner regions 9A, 9B is not particularly limited. The dimension of the gap G1 is, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm. The dimension of the gap G2 between the inner regions 9A, 9B and the intermediate region 11 is also not particularly limited. The dimension of the gap G2 is, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm.

端部領域7A、7Bの板厚をt、端部領域7A、7BのY方向の幅をL、内側領域9A、9Bの板厚をtとした場合、t、L、およびtが、以下の式(1)乃至式(4)を満たす。
>t ・・・(1)
(mm)>L(mm)×0.1+4 ・・・(2)
(mm)<9 ・・・(3)
10<L(mm)<35 ・・・(4)
なお、端部領域7A、7B内で板厚が一定でない場合は、端部領域7A、7B内の板厚の最小値を板厚tとする。端部領域7A、7B内でY方向の幅が一定でない場合は、領域内のY方向の幅の最大値をLとする。内側領域9A、9B内で板厚が一定でない場合は、内側領域9A、9B内の板厚の最小値を板厚tとする。
When the plate thickness of the end regions 7A and 7B is t 1 , the Y-direction width of the end regions 7A and 7B is L 1 , and the plate thickness of the inner regions 9A and 9B is t 2 , t 1 , L 1 , and t2 satisfies the following formulas ( 1 ) to (4).
t 2 > t 1 (1)
t 1 (mm)>L 1 (mm)×0.1+4 (2)
t 1 (mm) < 9 (3)
10 <L1 (mm)<35 (4)
If the plate thickness is not uniform within the end regions 7A and 7B, the minimum value of the plate thickness within the end regions 7A and 7B is taken as the plate thickness t1 . If the width in the Y direction is not constant in the end regions 7A and 7B, the maximum value of the width in the Y direction in the region is set to L1. If the plate thickness is not constant within the inner regions 9A and 9B, the minimum value of the plate thickness within the inner regions 9A and 9B is taken as the plate thickness t2 .

式(1)を規定する理由は以下の通りである。
磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、成膜時に磁場Mは、X方向に揺動する。Y方向には、ほとんど揺動しない。そのため、内側領域9A、9Bおよび端部領域7A、7Bは、磁場Mの端部が常に近傍に位置する領域であり、内側領域9A、9Bおよび端部領域7A、7Bの上面は、他の領域の上面と比べて、磁場Mに閉じ込められたプラズマにより高温になりやすい。
The reason for defining formula (1) is as follows.
In a magnetic field swing type magnetron sputtering apparatus, the magnetic field M swings in the X direction during film formation. It hardly swings in the Y direction. Therefore, the inner regions 9A, 9B and the end regions 7A, 7B are regions where the ends of the magnetic field M are always located in the vicinity, and the upper surfaces of the inner regions 9A, 9B and the end regions 7A, 7B are the other regions. The plasma confined by the magnetic field M tends to be hotter than the upper surface of the .

また、端部領域7A、7Bは、Y方向の端面8が他の領域に近接していないため、端部領域7A、7Bの下面は、他の領域の下面と比べて、バッキングプレート5による冷却効率が良く、低温になりやすい。
そのため、端部領域7A、7Bは、他の領域と比べて、板厚方向の温度差(前記式(B)のΔT)が大きくなり、熱応力による割れが生じやすい。
よって、端部領域7A、7Bは、板厚tが薄い方が好ましい。
In addition, since the end surfaces 8 in the Y direction of the end regions 7A and 7B are not close to other regions, the lower surfaces of the end regions 7A and 7B are cooled by the backing plate 5 more than the lower surfaces of the other regions. Efficient and low temperature.
Therefore, the end regions 7A and 7B have a larger temperature difference (ΔT in the formula (B)) in the plate thickness direction than other regions, and cracks due to thermal stress are likely to occur.
Therefore, it is preferable that the plate thickness t1 of the end regions 7A and 7B is small.

また、スパッタリングターゲット1は、磁場揺動タイプの装置用ターゲットであるため、内側領域9A、9Bは、成膜時に磁場Mおよび磁場Mに閉じ込められたプラズマが常に位置する領域である。よって、スパッタリングターゲット1の寿命を延ばすためには、板厚tが厚い方が好ましい。
一方で、内側領域9A、9Bは、端部領域7A、7Bと中間領域11との間に挟まれており、端面から熱が逃げにくいため、板厚方向の温度差は端部領域7A、7Bほど大きくならない。よって、内側領域9A、9Bは、板厚を厚くしても、端部領域7A、7Bと比べて割れが生じにくい。
よって、端部領域7A、7Bの板厚tは、内側領域9A、9Bの板厚tよりも薄い必要がある。
Also, since the sputtering target 1 is a magnetic field oscillation type device target, the inner regions 9A and 9B are regions where the magnetic field M and the plasma confined by the magnetic field M are always located during film formation. Therefore, in order to prolong the life of the sputtering target 1 , it is preferable that the plate thickness t2 is large.
On the other hand, the inner regions 9A, 9B are sandwiched between the end regions 7A, 7B and the intermediate region 11, and heat is less likely to escape from the end surfaces. not as large as Therefore, the inner regions 9A and 9B are less likely to crack than the end regions 7A and 7B even if the plate thickness is increased.
Therefore, the plate thickness t1 of the end regions 7A, 7B must be thinner than the plate thickness t2 of the inner regions 9A, 9B.

なお、スパッタリングターゲット1のように、プラズマが集中する領域を厚くしたターゲットを、EP(エロージョンパターン)形状ターゲットともいう。 A target with a thicker plasma concentration region, such as the sputtering target 1, is also called an EP (erosion pattern) target.

式(2)から式(4)を規定する理由は以下の通りである。
が長くなるほど、端部領域7A、7Bが磁場Mの端部に近づくため(図3参照)、成膜時に摩耗しやすくなる。よってLが長くなるほどtは厚くする必要がある(式(2))。
式(2)は、好ましくは、下記式(2A)であり、より好ましくは、下記式(2B)であり、さらに好ましくは、下記式(2C)であり、特に好ましくは、下記式(2D)である。
(mm)≧L(mm)×0.1+4.25 ・・・(2A)
(mm)≧L(mm)×0.1+4.5 ・・・(2B)
(mm)≧L(mm)×0.1+4.75 ・・・(2C)
(mm)≧L(mm)×0.1+5 ・・・(2D)
ただし、tを厚くしすぎると、熱応力による割れが生じやすくなるため、厚さには上限がある(式(3))。
さらに、Lを長くしすぎると端部領域7A、7Bが磁場Mの端部に近づくため、Lにも上限がある(式(4))。Lを短くしすぎると端部領域7A、7Bが狭くなり過ぎ、熱応力による割れが生じやすくなるため、Lには下限もある(式(4))。
およびLは、以下の式(3A)および式(4A)に示す条件を満たすのが、より好ましい。
(mm)<8.5・・・(3A)
12.5≦L(mm)≦32.5・・・(4A)
およびLは、以下の式(3B)および式(4B)に示す条件を満たすのが、さらに好ましい。
(mm)≦8・・・(3B)
15≦L(mm)≦30・・・(4B)
The reason for defining the formulas (2) to (4) is as follows.
The longer L1 is, the closer the end regions 7A and 7B are to the ends of the magnetic field M (see FIG. 3), and the more likely they are to be worn during film formation. Therefore, the longer L1 is, the thicker t1 is required (equation ( 2 )).
Formula (2) is preferably the following formula (2A), more preferably the following formula (2B), still more preferably the following formula (2C), and particularly preferably the following formula (2D) is.
t 1 (mm)≧L 1 (mm)×0.1+4.25 (2A)
t 1 (mm)≧L 1 (mm)×0.1+4.5 (2B)
t 1 (mm)≧L 1 (mm)×0.1+4.75 (2C)
t 1 (mm)≧L 1 (mm)×0.1+5 (2D)
However, if t1 is too thick, cracking due to thermal stress is likely to occur, so there is an upper limit to the thickness (equation (3)).
Furthermore, if L 1 is made too long, the end regions 7A and 7B will approach the ends of the magnetic field M, so L 1 also has an upper limit (equation (4)). If L1 is too short, the end regions 7A and 7B become too narrow, and cracks due to thermal stress tend to occur, so there is also a lower limit to L1 (equation (4)).
More preferably, t 1 and L 1 satisfy the conditions shown in formulas (3A) and (4A) below.
t 1 (mm) < 8.5 (3A)
12.5≦L 1 (mm)≦32.5 (4A)
More preferably, t 1 and L 1 satisfy the conditions shown in formulas (3B) and (4B) below.
t 1 (mm) ≤ 8 (3B)
15≦L 1 (mm)≦30 (4B)

スパッタリングターゲット1の寿命を長くするためには、tおよびtは、以下の式(5)を満たすのが、より好ましい。
0.6<t/t<0.8 ・・・(5)
In order to prolong the life of the sputtering target 1 , it is more preferable that t1 and t2 satisfy the following formula ( 5 ).
0.6<t1 / t2<0.8 ( 5 )

中間領域11の板厚をtとした場合、t、t、およびtは、以下の式(6)を満たすのが、より好ましい。
>t>t ・・・(6)
これは、成膜時に、磁場MのX方向位置によってはプラズマが中間領域11に接触しない時間帯があり、中間領域11は、端部領域7A、7Bおよび内側領域9A、9Bと比べて消耗が遅いので、中間領域11の板厚tを必ずしも厚くする必要がないためである。また、中間領域11の板厚tを薄くした方がコスト面で有利なためである。
中間領域11内で板厚が一定でない場合は、領域内の板厚の最小値を板厚tとする。
When the plate thickness of the intermediate region 11 is t3, it is more preferable that t1 , t2 , and t3 satisfy the following formula (6).
t2> t1 >t3 ( 6 )
This is because during film formation, depending on the position of the magnetic field M in the X direction, there is a time zone in which the plasma does not come into contact with the intermediate region 11, and the intermediate region 11 is consumed less than the end regions 7A and 7B and the inner regions 9A and 9B. This is because the plate thickness t3 of the intermediate region 11 does not necessarily need to be increased because it is slow. Also, it is advantageous in terms of cost to reduce the plate thickness t3 of the intermediate region 11 .
When the plate thickness is not constant within the intermediate region 11 , the minimum value of the plate thickness within the region is set to the plate thickness t3.

酸化物焼結体3の具体的な寸法は、式(1)~式(4)を満たすのであれば、特に限定されない。例えば大型スパッタ装置に標準で用いられる、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置用ターゲットとして好適である範囲としては、以下の範囲が挙げられる。 Specific dimensions of the oxide sintered body 3 are not particularly limited as long as the formulas (1) to (4) are satisfied. For example, the following range is suitable as a target for a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus, which is used as a standard in a large-sized sputtering apparatus.

長方形の長辺(図3のL)は、2300mm以上、3800mm以下が好ましい。長方形の長辺(図3のL)は、より好ましくは、2500mm以上、3600mm以下であり、さらに好ましくは、2500mm以上、3400mm以下である。The long side of the rectangle (L Y in FIG. 3) is preferably 2300 mm or more and 3800 mm or less. The long side of the rectangle (L Y in FIG. 3) is more preferably 2500 mm or more and 3600 mm or less, still more preferably 2500 mm or more and 3400 mm or less.

長方形の短辺(図3のL)は、200mm以上、300mm以下が好ましい。長方形の短辺(図3のL)は、より好ましくは、230mm以上、300mm以下であり、さらに好ましくは、250mm以上、300mm以下である。A short side of the rectangle (L x in FIG. 3) is preferably 200 mm or more and 300 mm or less. The short side of the rectangle (L x in FIG. 3) is more preferably 230 mm or more and 300 mm or less, still more preferably 250 mm or more and 300 mm or less.

板厚tは、9mm以上、15mm以下が好ましい。板厚tは、より好ましくは、9mm以上、12mm以下であり、さらに好ましくは、9mm以上、10mm以下である。The plate thickness t2 is preferably 9 mm or more and 15 mm or less. The plate thickness t2 is more preferably 9 mm or more and 12 mm or less, and still more preferably 9 mm or more and 10 mm or less.

は、10mm超、35mm未満が好ましく、より好ましくは、12.5mm以上、32.5mm以下であり、さらに好ましくは、15mm以上、30mm以下であり、15mm以上、20mm以下が特に好ましい。L 1 is preferably more than 10 mm and less than 35 mm, more preferably 12.5 mm or more and 32.5 mm or less, still more preferably 15 mm or more and 30 mm or less, and particularly preferably 15 mm or more and 20 mm or less.

内側領域9A、9BのY方向(第1の方向)の幅Lは、170mm以上、300mm以下が好ましい。内側領域9A、9BのY方向(第1の方向)の幅Lは、より好ましくは、180mm以上、300mm以下であり、さらに好ましくは、185mm以上、300mm以下である。A width L2 of the inner regions 9A and 9B in the Y direction ( first direction) is preferably 170 mm or more and 300 mm or less. The width L2 of the inner regions 9A and 9B in the Y direction ( first direction) is more preferably 180 mm or more and 300 mm or less, and even more preferably 185 mm or more and 300 mm or less.

中間領域11の幅L(図2参照)は、1700mm以上、3500mm以下が好ましい。中間領域11の幅L(図2参照)は、より好ましくは、1900mm以上、3200mm以下であり、さらに好ましくは、2000mm以上、3000mm以下である。The width L 3 (see FIG. 2) of the intermediate region 11 is preferably 1700 mm or more and 3500 mm or less. The width L 3 (see FIG. 2) of the intermediate region 11 is more preferably 1900 mm or more and 3200 mm or less, and still more preferably 2000 mm or more and 3000 mm or less.

中間領域11の分割数は特に規定されないため、11A、11B、11Cの幅L(図2参照)も規定されないが、通常、分割数は2~6分割で、Lは、250mm以上、1700mm以下が好ましい。領域11A、11B、11Cの幅L(図2参照)は、より好ましくは、500mm以上、1200mm以下であり、さらに好ましくは、600mm以上、1000mm以下である。Since the number of divisions of the intermediate region 11 is not specified, the width L 4 (see FIG. 2 ) of 11A, 11B, and 11C is also not specified. The following are preferred. The width L 4 (see FIG. 2) of the regions 11A, 11B, and 11C is more preferably 500 mm or more and 1200 mm or less, still more preferably 600 mm or more and 1000 mm or less.

スパッタリングターゲット1を、磁場揺動型のマグネトロンスパッタに用いる場合、X方向で、成膜時の消耗が最も大きい位置、およびその位置の消耗深さを基準に、L、および端部領域7A、7Bの内側端部(図2のX方向位置P)を規定することもできる。ここでは、成膜時の消耗が最も大きい位置を最大エロージョン位置と称す。最大エロージョン位置における消耗深さを最大エロージョン深さと称す。
Pの位置は、最大エロージョン深さの50%以上75%以下の消耗深さとなる位置が好ましい。50%以上の消耗深さの位置とすることにより、スパッタリングターゲット1が割れにくくなる。75%以下の消耗深さの位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。
When the sputtering target 1 is used for magnetic field oscillation type magnetron sputtering, L 1 , the end region 7A, It is also possible to define the inner end of 7B (X-direction position P in FIG. 2). Here, the position where the consumption during film formation is greatest is referred to as the maximum erosion position. The wear depth at the maximum erosion position is called the maximum erosion depth.
The position of P is preferably a position where the wear depth is 50% or more and 75% or less of the maximum erosion depth. The sputtering target 1 is less likely to crack by setting it to the position where the wear depth is 50% or more. The target life can be maintained by setting the position where the wear depth is 75% or less.

Pの位置は、最大エロージョン位置からX方向端部に向けて5mm以上、10mm以下の位置が好ましい。5mm以上の位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。10mm以下の位置とすることにより、スパッタリングターゲット1が割れにくくなる。 The position of P is preferably 5 mm or more and 10 mm or less from the maximum erosion position toward the end in the X direction. By setting the position to 5 mm or more, the target life can be maintained. The position of 10 mm or less makes the sputtering target 1 less likely to crack.

酸化物焼結体3は、板状である。酸化物焼結体3は、2つの主表面を有する。主表面の板厚方向の高さの差(段差)がなるべく小さく、かつ算術平均粗さが他の主表面よりも小さいことが好ましい。具体的には、おもて面21A、23A、25A(一方の主表面)の板厚方向の高さの差(段差)がなるべく小さいことが望ましい。おもて面21A、23A、25Aは裏面21B、23B、25B(他の主表面)よりも算術平均粗さRaが小さいほうが望ましい。
これは以下の理由による。
The oxide sintered body 3 is plate-shaped. Oxide sintered body 3 has two main surfaces. It is preferable that the height difference (step) in the thickness direction of the main surface is as small as possible and the arithmetic mean roughness is smaller than that of the other main surfaces. Specifically, it is desirable that the height difference (step) in the thickness direction of the front surfaces 21A, 23A, and 25A (one main surface) is as small as possible. It is desirable that the front surfaces 21A, 23A, and 25A have a smaller arithmetic mean roughness Ra than the back surfaces 21B, 23B, and 25B (other main surfaces).
This is for the following reasons.

おもて面21A、23A、25Aは、成膜時にプラズマによって消耗する面であるため、異常放電を防ぐためには、おもて面21A、23A、25Aの間に段差(凹凸)が出来るだけ存在しないことが好ましい。一方で、裏面21B、23B、25Bは、ろう材等でバッキングプレート5に固定されるため、段差(凹凸)はあまり問題にならない。研磨等で裏面を平滑にしない方がコスト面で有利となる。 Since the front surfaces 21A, 23A, and 25A are surfaces that are consumed by plasma during film formation, steps (unevennesses) should be present as much as possible between the front surfaces 21A, 23A, and 25A in order to prevent abnormal discharge. preferably not. On the other hand, since the back surfaces 21B, 23B, and 25B are fixed to the backing plate 5 with a brazing material or the like, the step (unevenness) is not much of a problem. It is advantageous in terms of cost not to smooth the back surface by polishing or the like.

おもて面21A、23A、25Aの間の段差は、理想としては0である。具体的には図2に示すように、XY平面に平行な仮想平面27におもて面21A、23A、25Aが位置する状態が好ましい。この状態を「面一」とも言う。ただし、おもて面21A、23A、25Aの間において、Z方向の高さの差が100μm以下であれば、面一の場合と同様に、異常放電等の問題を防ぐことができる。 Ideally, the steps between the front surfaces 21A, 23A, and 25A are zero. Specifically, as shown in FIG. 2, it is preferable that the front surfaces 21A, 23A, and 25A are positioned on a virtual plane 27 parallel to the XY plane. This state is also called "face-to-face". However, if the difference in height in the Z direction between the front surfaces 21A, 23A, and 25A is 100 μm or less, problems such as abnormal discharge can be prevented as in the case of flush.

バッキングプレート5は、酸化物焼結体3を保持、および冷却する部材である。図4に示すように、バッキングプレート5は、本体13と、スペーサ17A、17Bとを備える。 The backing plate 5 is a member that holds and cools the oxide sintered body 3 . As shown in FIG. 4, the backing plate 5 includes a body 13 and spacers 17A and 17B.

本体13は、内部に冷却水等が流れる図示しない流路が設けられた板状の部材である。本体13は、保持面13Aと、凸部15とを備える。本体13の材質は、冷却効率の観点から熱伝導率が高い材料が好ましい。本体13の材質は、例えば銅が用いられる。 The main body 13 is a plate-like member provided with a flow path (not shown) through which cooling water or the like flows. The main body 13 has a holding surface 13A and a convex portion 15 . The material of the main body 13 is preferably a material with high thermal conductivity from the viewpoint of cooling efficiency. Copper, for example, is used as the material of the main body 13 .

保持面13Aは、凸部15、端部領域7A、7B、およびスペーサ17A、17Bと接触し、これらを保持する部分である。
凸部15は、保持面13Aから突出して設けられた部材である。凸部15は、中間領域11と接触して、中間領域11を保持する部材である。凸部15は、本体13と一体であってもよいし、別体の板状部材でもよい。凸部15の平面形状は、中間領域11の平面形状に対応する形状が好ましく、本実施形態では長方形が好ましい。凸部15の厚さt(図2参照)は、t+t=tとなる程度(凸部15の厚さと中間領域11の厚さとの合計が、内側領域9A、9Bの厚さと同程度)が好ましい。これは、内側領域9A、9Bのおもて面と、中間領域11のおもて面との間の段差を出来るだけ小さくするためである。
The holding surface 13A is a portion that contacts and holds the protrusion 15, the end regions 7A and 7B, and the spacers 17A and 17B.
The convex portion 15 is a member that protrudes from the holding surface 13A. The convex portion 15 is a member that contacts the intermediate region 11 and holds the intermediate region 11 . The convex portion 15 may be integrated with the main body 13 or may be a separate plate member. The planar shape of the convex portion 15 is preferably a shape corresponding to the planar shape of the intermediate region 11, and is preferably rectangular in this embodiment. The thickness t 4 (see FIG. 2) of the convex portion 15 is such that t 3 +t 4 =t 2 (the sum of the thickness of the convex portion 15 and the thickness of the intermediate region 11 is equal to the thickness of the inner regions 9A and 9B). to the same extent) is preferred. This is to minimize the difference in level between the front surfaces of the inner regions 9A and 9B and the front surface of the intermediate region 11 .

スペーサ17A、17Bは、端部領域7A、7Bを保持する部材である。スペーサ17A、17Bとしては、本体13と同一材質の薄板又は金属製のワイヤ等が用いられる。スペーサ17A、17Bは、凸部15のY方向両端に、凸部15とは離間してそれぞれ設けられる。スペーサ17A、17Bの位置は、端部領域7A、7Bに対応する位置である。スペーサ17A、17Bの平面形状は、端部領域7A、7Bに対応する形状であるのが好ましい。スペーサ17A、17Bの厚さt(図2参照)はt+t=tとなる程度(スペーサ17A、17Bの厚さと端部領域7A、7Bの厚さとの合計が、内側領域9A、9Bの厚さと同程度)が好ましい。これは、内側領域9A、9Bと端部領域7A、7Bを面一にするためである。なお、式(6)を満たす場合、凸部15のZ方向高さが、スペーサ17A、17Bよりも高くなる。The spacers 17A, 17B are members that hold the end regions 7A, 7B. As the spacers 17A and 17B, a thin plate made of the same material as that of the main body 13, a metal wire, or the like is used. The spacers 17A and 17B are provided on both ends of the protrusion 15 in the Y direction, respectively, while being spaced apart from the protrusion 15 . The positions of the spacers 17A, 17B are positions corresponding to the end regions 7A, 7B. The planar shape of the spacers 17A, 17B is preferably a shape corresponding to the end regions 7A, 7B. The thickness t 5 (see FIG. 2) of the spacers 17A and 17B is such that t 1 +t 5 =t 2 (the sum of the thickness of the spacers 17A and 17B and the thickness of the end regions 7A and 7B is the inner region 9A, 9B) is preferred. This is to make the inner regions 9A, 9B and the end regions 7A, 7B flush. In addition, when the expression (6) is satisfied, the Z-direction height of the convex portion 15 is higher than the spacers 17A and 17B.

酸化物焼結体3は、ろう付け等により、バッキングプレート5に固定される。スペーサ17A、17Bに金属製のワイヤを用いる場合は、金属製ワイヤの厚みとろう材の厚みを同じにしてろう付けして用いてもよい。
以上が本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット1(第一の態様に係るスパッタリングターゲット)の構造の説明である。
The oxide sintered body 3 is fixed to the backing plate 5 by brazing or the like. When metal wires are used for the spacers 17A and 17B, the thickness of the metal wires and the thickness of the brazing material may be made the same and used by brazing.
The above is the description of the structure of the sputtering target 1 (sputtering target according to the first aspect) according to one embodiment of the present invention.

次に、その他の態様に係るスパッタリングターゲットの構造について、簡単に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより説明を省略する。 Next, structures of sputtering targets according to other aspects will be briefly described. In the present specification and the drawings, constituent elements having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

(第二の態様に係るスパッタリングターゲット)
図1~図3では、中間領域11は、3つの領域11A、11B、11Cに分割されているが、分割する領域の数は、3に限定されない。中間領域11を構成する領域の数は、2でもよいし、4以上でもよい。
第二の態様に係るスパッタリングターゲットの一例としては、図5に示すように、4つの領域11D、11E、11F、11Gに分割された中間領域11を有するスパッタリングターゲット101が挙げられる。
(Sputtering target according to the second aspect)
Although the intermediate region 11 is divided into three regions 11A, 11B, and 11C in FIGS. 1 to 3, the number of divided regions is not limited to three. The number of regions forming the intermediate region 11 may be two, or may be four or more.
An example of the sputtering target according to the second aspect is a sputtering target 101 having an intermediate region 11 divided into four regions 11D, 11E, 11F and 11G as shown in FIG.

第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、中間領域11を分割せずに、図6に示すように、中間領域11が1つの領域であるスパッタリングターゲット102が挙げられる。 As another example of the sputtering target according to the second aspect, there is a sputtering target 102 in which the intermediate region 11 is one region as shown in FIG. 6 without dividing the intermediate region 11 .

図1~図3では、中間領域11の厚さtは、内側領域9A、9Bの板厚tよりも薄いが、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図7に示すように、中間領域11の厚さtが、板厚tと同じであるスパッタリングターゲット103が挙げられる。この場合、バッキングプレート5には図4に示す凸部15を設けない。1 to 3, the thickness t 3 of the intermediate region 11 is thinner than the plate thickness t 2 of the inner regions 9A and 9B, but another example of the sputtering target according to the second aspect is shown in FIG. As shown, there is a sputtering target 103 in which the thickness t3 of the intermediate region 11 is the same as the plate thickness t2. In this case, the backing plate 5 is not provided with the projections 15 shown in FIG.

図1~図3では、端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および、中間領域11は、分離しているが、一部または全部が一体でもよい。
例えば、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図8に示すように、端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および、中間領域11が一体である構造を有するスパッタリングターゲット104が挙げられる。
また、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図9に示すように、内側領域9A、9B、および、中間領域11が一体である構造を有するスパッタリングターゲット105が挙げられる。
1-3, the end regions 7A, 7B, the inner regions 9A, 9B, and the intermediate region 11 are separate, but may be partly or wholly integrated.
For example, as another example of the sputtering target according to the second aspect, as shown in FIG. A target 104 may be mentioned.
Another example of the sputtering target according to the second aspect is a sputtering target 105 having a structure in which the inner regions 9A and 9B and the intermediate region 11 are integrated as shown in FIG.

また、図10には、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例として、端部領域7A及び内側領域9Aが一体、並びに、端部領域7Bおよび内側領域9Bが一体である構造を有するスパッタリングターゲット106が示されている。
また、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図11に示すように、端部領域7A及び内側領域9Aが一体、並びに、端部領域7Bおよび内側領域9Bが一体であり、バッキングプレート5には凸部15が設けられていない構造であるスパッタリングターゲット107が挙げられる。
Further, FIG. 10 shows another example of the sputtering target according to the second aspect, which has a structure in which the end region 7A and the inner region 9A are integrated, and the end region 7B and the inner region 9B are integrated. A target 106 is shown.
Further, as another example of the sputtering target according to the second aspect, as shown in FIG. 11, the end region 7A and the inner region 9A are integrated, and the end region 7B and the inner region 9B are integrated, A sputtering target 107 having a structure in which the backing plate 5 is not provided with the projections 15 is exemplified.

(第三の態様に係るスパッタリングターゲット)
また、図1~図11に示したようなスパッタリングターゲットのように、酸化物焼結体3の裏面が略平坦である態様(第一の態様および第二の態様)とは異なり、酸化物焼結体3の裏面が傾斜面である態様(第三の態様と称する。)も挙げられる。
より具体的には、第三の態様に係る酸化物焼結体において、端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、端部領域の裏面の傾斜は、酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配である。
このように端部領域の裏面が、酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配の傾斜を有する場合、端部領域の板厚の最大値をt11とし、端部領域の前記第1の方向の幅をL11とした場合、t11、およびL11が、以下の式(12)を満たすことが好ましい。
11(mm)>L11(mm)×0.1+4 ・・・(12)
(Sputtering target according to the third aspect)
Moreover, unlike the sputtering targets shown in FIGS. An aspect (referred to as a third aspect) in which the back surface of the body 3 is an inclined surface is also available.
More specifically, in the oxide sintered body according to the third aspect, the back surface of the end region is inclined with respect to the holding surface, and the inclination of the back surface of the end region is the same as that of the oxide sintered body. It slopes down from the edge towards the inside.
When the back surface of the end region thus has a downward slope toward the inside from the end of the oxide sintered body, the maximum value of the plate thickness of the end region is t11 , and the above-mentioned When the width in the first direction is L 11 , t 11 and L 11 preferably satisfy the following formula (12).
t 11 (mm)>L 11 (mm)×0.1+4 (12)

第三の態様に係るスパッタリングターゲットによれば、酸化物焼結体の裏面が傾斜していることにより、酸化物焼結体を分割することなく応力低減のための厚み低減加工が可能になる。また、第三の態様に係るスパッタリングターゲットにおいては、酸化物焼結体の裏面に傾斜を設ければよく、酸化物焼結体の表面には傾斜を設けずに、表面の高さを揃えることができるので、グランドシールドとスパッタリングターゲットとの間に隙間が生じず、ショートの原因となるパーティクルが、その隙間に入り込むことを防止できる。 According to the sputtering target according to the third aspect, since the back surface of the oxide sintered body is inclined, thickness reduction processing for stress reduction can be performed without dividing the oxide sintered body. Further, in the sputtering target according to the third aspect, it is sufficient to provide a slope on the back surface of the oxide sintered body, and the surface height of the oxide sintered body is uniform without providing a slope on the surface. Therefore, there is no gap between the ground shield and the sputtering target, and particles that cause short circuits can be prevented from entering the gap.

図12には、第三の態様に係るスパッタリングターゲットの一例に係るスパッタリングターゲット108の側面図が示されている。
なお、スパッタリングターゲット108は、裏面に傾斜を有するが、おもて面の形状は、スパッタリングターゲット1と同様の形状であり、図3に示すスパッタリングターゲット1の平面図で表される形状がスパッタリングターゲット108についても同様に適用できる。
FIG. 12 shows a side view of a sputtering target 108 according to one example of a sputtering target according to the third aspect.
Although the sputtering target 108 has an inclined back surface, the shape of the front surface is the same shape as the sputtering target 1, and the shape represented by the plan view of the sputtering target 1 shown in FIG. 108 can be similarly applied.

スパッタリングターゲット108においては、酸化物焼結体3は、端部領域7A、7B、内側領域9A、9B、および中間領域11を有する。端部領域7A及び内側領域9Aが一体、並びに、端部領域7Bと内側領域9Bとが一体であり、内側領域9A、9Bと中間領域11とが互いに分離している。 In sputtering target 108 , oxide sintered body 3 has end regions 7A, 7B, inner regions 9A, 9B, and middle region 11 . The end region 7A and the inner region 9A are integrated, the end region 7B and the inner region 9B are integrated, and the inner regions 9A, 9B and the intermediate region 11 are separated from each other.

スパッタリングターゲット108の端部領域7Aの裏面21Bは、Y方向において、傾斜している。端部領域7Bにおいても裏面が裏面21Bと同様に傾斜している。端部領域7A、7Bの裏面が傾斜していることにより、端部領域7A、7Bの厚さは、Y方向において、酸化物焼結体3の外側から内側に向かって徐々に厚くなる。そのため、「パワー耐性とライフとを両立し易い」という効果を奏する。 The back surface 21B of the end region 7A of the sputtering target 108 is inclined in the Y direction. The rear surface of the end region 7B is also inclined in the same manner as the rear surface 21B. Since the back surfaces of the end regions 7A and 7B are inclined, the thickness of the end regions 7A and 7B gradually increases from the outside to the inside of the oxide sintered body 3 in the Y direction. Therefore, the effect of "easy to achieve both power resistance and life" is achieved.

裏面21Bの傾斜角度は、バッキングプレート5の本体13の保持面13Aと、裏面21Bとの成す角度θであり、θが4度以上15度以下であることが好ましく、5度以上12度以下であることがより好ましい。端部領域7Bについても、端部領域7Aと同様の傾斜角度であることが好ましい。 The inclination angle of the back surface 21B is the angle θ 1 formed by the holding surface 13A of the main body 13 of the backing plate 5 and the back surface 21B. The following are more preferable. It is preferable that the end region 7B has the same inclination angle as the end region 7A.

スパッタリングターゲット108においては、内側領域9A、9Bの裏面の一部又は全体が傾斜していることが好ましい。図12に示す態様では、内側領域9A、9Bの裏面の一部が傾斜し、より具体的には、内側領域9Aの端部領域7A側の裏面の一部が傾斜し、内側領域9Bの端部領域7B側の裏面の一部が傾斜している。スパッタリングターゲット108において、内側領域9A、9Bの裏面は、バッキングプレート5の本体13の保持面13Aに対して略並行な裏面23Bと、傾斜する傾斜裏面23Cとを含む。内側領域9Aの傾斜裏面23Cの傾斜角度は、バッキングプレート5の本体13の保持面13Aと、内側領域9Aの傾斜裏面23Cとの成す角度θであり、θが4度以上15度以下であることが好ましく、5度以上12度以下であることがより好ましい。内側領域9Bについても、内側領域9Aと同様の傾斜角度であることが好ましい。
スパッタリングターゲット108においては、酸化物焼結体3の外側から内側に向かって、端部領域7Aの裏面の傾斜と内側領域9Aの裏面の傾斜とが連続的に傾斜している(傾斜角度が一定である)ことが好ましい。端部領域7Bの裏面の傾斜と内側領域9Bの裏面の傾斜についても、酸化物焼結体3の外側から内側に向かって、端部領域7Bの裏面の傾斜と内側領域9Bの裏面の傾斜とが連続的に傾斜している(傾斜角度が一定である)ことが好ましい。
In the sputtering target 108, it is preferable that part or all of the back surfaces of the inner regions 9A and 9B are inclined. In the embodiment shown in FIG. 12, part of the back surface of the inner regions 9A and 9B is inclined, more specifically, part of the back surface of the inner region 9A on the side of the end region 7A is inclined, and the end of the inner region 9B is inclined. A portion of the rear surface on the side of the partial region 7B is inclined. In the sputtering target 108, the back surfaces of the inner regions 9A, 9B include a back surface 23B substantially parallel to the holding surface 13A of the main body 13 of the backing plate 5 and an inclined back surface 23C. The inclination angle of the inclined back surface 23C of the inner region 9A is the angle θ2 formed by the holding surface 13A of the main body 13 of the backing plate 5 and the inclined back surface 23C of the inner region 9A. It is preferably 5 degrees or more and 12 degrees or less. The inner region 9B also preferably has the same inclination angle as the inner region 9A.
In the sputtering target 108, the inclination of the back surface of the end region 7A and the inclination of the back surface of the inner region 9A are continuously inclined from the outside to the inside of the oxide sintered body 3 (the inclination angle is constant). ) is preferred. Regarding the inclination of the back surface of the end region 7B and the inclination of the back surface of the inner region 9B, the inclination of the back surface of the end region 7B and the inclination of the back surface of the inner region 9B are also changed from the outside to the inside of the oxide sintered body 3. is continuously inclined (the inclination angle is constant).

スパッタリングターゲット108においては、端部領域7A、7Bに対応するスペーサ17A、17B(端部スペーサ)の酸化物焼結体3に接する面が、端部領域7A、7Bの裏面に対応する傾斜を有していることが好ましい。また、内側領域9A、9Bも裏面に傾斜を有するため、内側領域9A、9Bの裏面傾斜に対応する傾斜を有するスペーサ(内側スペーサ)を保持面13Aに設けることが好ましい。端部スペーサと内側スペーサとは、一体であっても、別体であってもよい。 In the sputtering target 108, the surfaces of the spacers 17A and 17B (end spacers) corresponding to the end regions 7A and 7B, which are in contact with the oxide sintered body 3, have inclinations corresponding to the back surfaces of the end regions 7A and 7B. preferably. In addition, since the inner regions 9A and 9B also have a sloped back surface, it is preferable to provide the holding surface 13A with a spacer (inner spacer) having a slope corresponding to the slope of the back surface of the inner regions 9A and 9B. The end spacers and inner spacers may be integral or separate.

また、スパッタリングターゲット108においても、図12に示すように、XY平面に平行な仮想平面27におもて面21A、23A、25Aが位置する状態(「面一」)であることが好ましい。ただし、スパッタリングターゲット108においても、Z方向の高さの差が100μm以下であれば、面一の場合と同様に、異常放電等の問題を防ぐことができる。 Also in the sputtering target 108, as shown in FIG. 12, it is preferable that the front surfaces 21A, 23A, and 25A are positioned on a virtual plane 27 parallel to the XY plane ("flush"). However, in the sputtering target 108 as well, if the difference in height in the Z direction is 100 μm or less, problems such as abnormal discharge can be prevented as in the case of flush.

スパッタリングターゲット108において、
端部領域7A、7Bの板厚の最大値をt11とし、
端部領域7A、7Bの板厚の最小値をt15とし、
端部領域7A、7BのY方向の幅をL11とし、
内側領域9A、9Bの板厚であって、内側領域9A、9Bの裏面において傾斜していない領域における板厚をt12とし、
前記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第1の方向の幅をL13とした場合、
11、t12、t15、L11、およびL13が、以下の式(11)、式(13)、式(14)、式(15)および式(16)を満たすことが好ましく、t11、t12、t15、L11、およびL13が、式(11)~(16)を満たすことがより好ましい。
12>t11>t15 ・・・(11)
11(mm)<9 ・・・(13)
10<L11(mm)<35 ・・・(14)
15(mm)>3 ・・・(15)
3<L13(mm)<35 ・・・(16)
In the sputtering target 108,
The maximum thickness of the end regions 7A and 7B is t11 ,
The minimum thickness of the end regions 7A and 7B is t15 ,
L11 is the width of the end regions 7A and 7B in the Y direction,
The plate thickness of the inner regions 9A and 9B, and the plate thickness in the region where the back surface of the inner regions 9A and 9B is not inclined is t12 ,
When L13 is the width of the inner region and the width in the first direction of the region inclined on the back surface of the inner region,
Preferably, t 11 , t 12 , t 15 , L 11 and L 13 satisfy the following formulas (11), (13), (14), (15) and (16), and t More preferably, 11 , t 12 , t 15 , L 11 and L 13 satisfy formulas (11) to (16).
t12> t11 >t15 ( 11 )
t 11 (mm) < 9 (13)
10 <L11 (mm)<35 (14)
t15 (mm)>3 ( 15 )
3<L13 ( mm)<35 (16)

なお、内側領域9A、9Bの板厚であって、内側領域9A、9Bの裏面において傾斜していない領域における板厚が一定でない場合は、裏面の傾斜が無い領域内の板厚の最小値を板厚t12とする。In addition, if the plate thickness of the inner regions 9A and 9B and the plate thickness in the non-slanted back surface of the inner regions 9A and 9B are not constant, the minimum value of the plate thickness in the non-slanted back surface is The plate thickness is t12 .

なお、スパッタリングターゲット108のように、端部領域7A、7Bの裏面がY方向において、酸化物焼結体3の外側から内側に向かって連続的に傾斜している場合(傾斜角度が一定である場合)には、端部領域7A、7Bの外側端面18における端部領域7A、7Bの厚みがt15に相当し、端部領域7A、7Bの内側端面28における端部領域7A、7Bの厚みがt11に相当する。Note that, like the sputtering target 108, when the back surfaces of the end regions 7A and 7B are continuously inclined from the outside to the inside of the oxide sintered body 3 in the Y direction (the inclination angle is constant case), the thickness of the end regions 7A, 7B at the outer end surface 18 of the end regions 7A, 7B corresponds to t15, and the thickness of the end regions 7A, 7B at the inner end surface 28 of the end regions 7A, 7B corresponds to t11 .

スパッタリングターゲットは、式(15)を満たすことにより、スパッタ放電時に割れ難くなる。 A sputtering target that satisfies Equation (15) is less likely to crack during sputtering discharge.

スパッタリングターゲットは、式(16)を満たすことにより、パワー耐性とターゲット寿命(TGライフ)とを両立できる。
式(16)は、好ましくは、下記式(16A)である。
5≦L13(mm)<35 ・・・(16A)
The sputtering target can achieve both power resistance and target life (TG life) by satisfying formula (16).
Formula (16) is preferably the following formula (16A).
5≦L 13 (mm)<35 (16A)

スパッタリングターゲットは、式(11)を満たすことにより、パワー耐性とターゲット寿命(TGライフ)とを両立できる。 The sputtering target can achieve both power resistance and target life (TG life) by satisfying the formula (11).

また、式(11)を規定する理由は以下の通りである。
磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、成膜時に磁場Mは、X方向に揺動する。Y方向には、ほとんど揺動しない。そのため、内側領域9A、9Bおよび端部領域7A、7Bは、磁場Mの端部が常に近傍に位置する領域であり、内側領域9A、9Bおよび端部領域7A、7Bの上面(おもて面)は、他の領域の上面(おもて面)と比べて、磁場Mに閉じ込められたプラズマにより高温になりやすい。
Moreover, the reason for defining the formula (11) is as follows.
In a magnetic field swing type magnetron sputtering apparatus, the magnetic field M swings in the X direction during film formation. It hardly swings in the Y direction. Therefore, the inner regions 9A, 9B and the end regions 7A, 7B are regions in which the ends of the magnetic field M are always located in the vicinity, and the upper surfaces (front surfaces) of the inner regions 9A, 9B and the end regions 7A, 7B ) tends to reach a higher temperature due to the plasma confined by the magnetic field M than the upper surface (front surface) of other regions.

また、端部領域7A、7Bは、Y方向の外側端面18が他の領域に近接していないため、端部領域7A、7Bの下面は、他の領域の下面と比べて、バッキングプレート5による冷却効率が良く、低温になりやすい。
そのため、端部領域7A、7Bは、他の領域と比べて、板厚方向の温度差(前記式(B)のΔT)が大きくなり、熱応力による割れが生じやすい。
よって、端部領域7A、7Bのt11は、薄い方が好ましい。
In addition, since the outer end surfaces 18 of the end regions 7A and 7B in the Y direction are not close to other regions, the lower surfaces of the end regions 7A and 7B are more likely to be affected by the backing plate 5 than the lower surfaces of the other regions. Good cooling efficiency, easy to low temperature.
Therefore, the end regions 7A and 7B have a larger temperature difference (ΔT in the formula (B)) in the plate thickness direction than other regions, and cracks due to thermal stress are likely to occur.
Therefore, it is preferable that t11 of the end regions 7A and 7B be thin.

また、スパッタリングターゲット108は、磁場揺動タイプの装置用ターゲットであるため、内側領域9A、9Bは、成膜時に磁場Mおよび磁場Mに閉じ込められたプラズマが常に位置する領域である。よって、スパッタリングターゲット108の寿命を延ばすためには、板厚t12が厚い方が好ましい。
一方で、内側領域9A、9Bは、端部領域7A、7Bと中間領域11との間に挟まれており、端面から熱が逃げにくいため、板厚方向の温度差は端部領域7A、7Bほど大きくならない。よって、内側領域9A、9Bは、板厚を厚くしても、端部領域7A、7Bと比べて割れが生じにくい。
よって、端部領域7A、7Bの板厚t11は、内側領域9A、9Bの板厚t12よりも薄いことが好ましい。
Also, since the sputtering target 108 is a magnetic field oscillation type device target, the inner regions 9A and 9B are regions where the magnetic field M and the plasma confined by the magnetic field M are always located during film formation. Therefore, in order to prolong the life of the sputtering target 108, it is preferable that the plate thickness t12 is large.
On the other hand, the inner regions 9A, 9B are sandwiched between the end regions 7A, 7B and the intermediate region 11, and heat is less likely to escape from the end surfaces. not as large as Therefore, the inner regions 9A and 9B are less likely to crack than the end regions 7A and 7B even if the plate thickness is increased.
Therefore, the plate thickness t11 of the end regions 7A, 7B is preferably thinner than the plate thickness t12 of the inner regions 9A, 9B.

なお、スパッタリングターゲット108のように、プラズマが集中する領域を厚くしたターゲットを、EP(エロージョンパターン)形状ターゲットともいう。 It should be noted that a target with a thick plasma-concentrating region, such as the sputtering target 108, is also called an EP (erosion pattern) target.

式(12)から式(14)を規定する理由は以下の通りである。
11が長くなるほど、端部領域7A、7Bが磁場Mの端部に近づく(図3参照。図3のLは、スパッタリングターゲット108におけるL11と対応する)。そのため、成膜時に端部領域7A、7Bが摩耗しやすくなる。よってL11が長くなるほどt11は厚くする必要がある(式(12))。
式(12)は、好ましくは、下記式(12A)であり、より好ましくは、下記式(12B)であり、さらに好ましくは、下記式(12C)であり、特に好ましくは、下記式(12D)である。
11(mm)≧L11(mm)×0.1+4.25 ・・・(12A)
11(mm)≧L11(mm)×0.1+4.5 ・・・(12B)
11(mm)≧L11(mm)×0.1+4.75 ・・・(12C)
11(mm)≧L11(mm)×0.1+5 ・・・(12D)
ただし、t11を厚くしすぎると、熱応力による割れが生じやすくなるため、厚さには上限がある(式(13))。
さらに、L11が長すぎると端部領域7A、7Bが磁場Mの端部に近づくため、L11にも上限がある(式(14))。L11が短すぎると端部領域7A、7Bが狭くなり過ぎ、熱応力による割れが生じやすくなるため、L11には下限もある(式(14))。
The reason for defining the formulas (12) to (14) is as follows.
The longer L 11 , the closer the end regions 7A, 7B are to the ends of the magnetic field M (see FIG. 3, where L 1 in FIG. 3 corresponds to L 11 in the sputtering target 108). Therefore, the end regions 7A and 7B are likely to be worn during film formation. Therefore, the longer L11 is, the thicker t11 is required (equation ( 12 )).
Formula (12) is preferably the following formula (12A), more preferably the following formula (12B), still more preferably the following formula (12C), and particularly preferably the following formula (12D) is.
t11 (mm)≧ L11 (mm)×0.1+4.25 (12A)
t11 (mm)≧ L11 (mm)×0.1+4.5 (12B)
t11 (mm)≧ L11 (mm)×0.1+4.75 (12C)
t11 (mm)≧ L11 (mm)×0.1+5 (12D)
However, if t11 is too thick, cracking due to thermal stress is likely to occur, so there is an upper limit to the thickness (equation (13)).
Furthermore, L 11 also has an upper limit because if L 11 is too long, the edge regions 7A, 7B will approach the edges of the magnetic field M (equation (14)). If L 11 is too short, the end regions 7A and 7B become too narrow, and cracks due to thermal stress tend to occur, so there is also a lower limit for L 11 (equation (14)).

11およびL11は、以下の式(13A)および式(14A)に示す条件を満たすことが、より好ましい。
11(mm)<8.5 ・・・(13A)
12.5≦L11(mm)≦32.5 ・・・(14A)
More preferably, t 11 and L 11 satisfy the conditions shown in formulas (13A) and (14A) below.
t 11 (mm) < 8.5 (13A)
12.5≦ L11 (mm)≦32.5 (14A)

11およびL11は、以下の式(13B)および式(14B)に示す条件を満たすことが、さらに好ましい。
11(mm)≦8・・・(13B)
15≦L11(mm)≦30・・・(14B)
More preferably, t 11 and L 11 satisfy the conditions shown in formulas (13B) and (14B) below.
t 11 (mm) ≤ 8 (13B)
15≦L 11 (mm)≦30 (14B)

スパッタリングターゲット108の寿命を長くするためには、t11およびt12は、以下の式(17)を満たすことが、より好ましい。
0.6<t11/t12<0.8 ・・・(17)
In order to prolong the life of the sputtering target 108, it is more preferable that t11 and t12 satisfy the following equation ( 17 ).
0.6< t11 /t12<0.8 ( 17 )

中間領域11の板厚をt13とした場合、t 11 、t12、およびt13は、以下の式(18)を満たすのが、より好ましい。
12>t11>t13 ・・・(18)
これは、成膜時に、磁場MのX方向位置によってはプラズマが中間領域11に接触しない時間があり、中間領域11は、端部領域7A、7Bおよび内側領域9A、9Bと比べて消耗が遅いので、必ずしも厚くする必要がないためである。また、中間領域11の板厚を薄くした方がコスト面で有利なためである。
中間領域11内で板厚が一定でない場合は、領域内の板厚の最小値を板厚t13とする。
Assuming that the plate thickness of the intermediate region 11 is t13, it is more preferable that t11 , t12 , and t13 satisfy the following formula ( 18).
t12> t11 >t13 ( 18 )
This is because during film formation, depending on the position of the magnetic field M in the X direction, the plasma does not come into contact with the intermediate region 11, and the intermediate region 11 wears slower than the end regions 7A and 7B and the inner regions 9A and 9B. Therefore, it is not always necessary to increase the thickness. Further, it is advantageous in terms of cost to reduce the plate thickness of the intermediate region 11 .
If the plate thickness is not constant within the intermediate region 11 , the minimum value of the plate thickness within the region is set to the plate thickness t13.

第三の態様に係る酸化物焼結体3の具体的な寸法は、式(12)を満たすのであれば、特に限定されない。例えば大型スパッタ装置に標準で用いられる、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置用ターゲットとして好適である範囲として、以下の範囲が挙げられる。 The specific dimensions of the oxide sintered body 3 according to the third aspect are not particularly limited as long as the formula (12) is satisfied. For example, the following range is suitable as a target for a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus that is standardly used in a large-sized sputtering apparatus.

スパッタリングターゲット108において、長方形の長辺(図3のLと対応。)は、2300mm以上、3800mm以下が好ましい。スパッタリングターゲット108において、長方形の長辺(図3のLと対応。)は、より好ましくは、2500mm以上、3600mm以下であり、さらに好ましくは、2500mm以上、3400mm以下である。In the sputtering target 108, the long side of the rectangle (corresponding to LY in FIG. 3) is preferably 2300 mm or more and 3800 mm or less. In the sputtering target 108, the long side of the rectangle (corresponding to LY in FIG. 3) is more preferably 2500 mm or more and 3600 mm or less, still more preferably 2500 mm or more and 3400 mm or less.

スパッタリングターゲット108において、長方形の短辺(図3のLと対応。)は、200mm以上、300mm以下が好ましい。スパッタリングターゲット108において、長方形の短辺(図3のLと対応。)は、より好ましくは、230mm以上、300mm以下であり、さらに好ましくは、250mm以上、300mm以下である。In the sputtering target 108, the rectangular short side (corresponding to Lx in FIG. 3) is preferably 200 mm or more and 300 mm or less. In the sputtering target 108, the short side of the rectangle (corresponding to Lx in FIG. 3) is more preferably 230 mm or more and 300 mm or less, still more preferably 250 mm or more and 300 mm or less.

板厚t12は、9mm以上、15mm以下が好ましい。板厚t12は、より好ましくは、9mm以上、12mm以下であり、さらに好ましくは、9mm以上、10mm以下である。The plate thickness t12 is preferably 9 mm or more and 15 mm or less. The plate thickness t12 is more preferably 9 mm or more and 12 mm or less, and still more preferably 9 mm or more and 10 mm or less.

11は、10mm超、35mm未満が好ましく、より好ましくは、12.5mm以上、32.5mm以下であり、さらに好ましくは、15mm以上、30mm以下であり、15mm以上、20mm以下が特に好ましい。L 11 is preferably more than 10 mm and less than 35 mm, more preferably 12.5 mm or more and 32.5 mm or less, still more preferably 15 mm or more and 30 mm or less, and particularly preferably 15 mm or more and 20 mm or less.

内側領域9A、9BのY方向(第1の方向)の幅L12は、170mm以上、300mm以下が好ましい。内側領域9A、9BのY方向(第1の方向)の幅L12は、より好ましくは、180mm以上、300mm以下であり、さらに好ましくは、185mm以上、300mm以下である。幅L13と幅L12とは、L12≧L13の関係を満たし、L12>L13の関係を満たすことが好ましい。A width L12 in the Y direction (first direction) of the inner regions 9A and 9B is preferably 170 mm or more and 300 mm or less. The width L12 of the inner regions 9A and 9B in the Y direction (first direction) is more preferably 180 mm or more and 300 mm or less, and even more preferably 185 mm or more and 300 mm or less. The width L 13 and the width L 12 preferably satisfy the relationship of L 12 ≧L 13 and the relationship of L 12 >L 13 .

中間領域11の幅L14(図12参照)は、1700mm以上、3500mm以下が好ましい。中間領域11の幅L14(図12参照)は、より好ましくは、1900mm以上、3200mm以下であり、さらに好ましくは、2000mm以上、3000mm以下である。The width L 14 (see FIG. 12) of the intermediate region 11 is preferably 1700 mm or more and 3500 mm or less. The width L 14 (see FIG. 12) of the intermediate region 11 is more preferably 1900 mm or more and 3200 mm or less, and still more preferably 2000 mm or more and 3000 mm or less.

領域11A、11B、11Cの幅L15(図12参照)は、250mm以上、1700mm以下が好ましい。領域11A、11B、11Cの幅L15(図12参照)は、より好ましくは、500mm以上、1200mm以下であり、さらに好ましくは、600mm以上、1000mm以下である。The width L 15 (see FIG. 12) of the regions 11A, 11B, and 11C is preferably 250 mm or more and 1700 mm or less. The width L 15 (see FIG. 12) of the regions 11A, 11B, and 11C is more preferably 500 mm or more and 1200 mm or less, still more preferably 600 mm or more and 1000 mm or less.

スパッタリングターゲット108を、磁場揺動型のマグネトロンスパッタに用いる場合、X方向で、成膜時の消耗が最も大きい位置、およびその位置の消耗深さを基準に、L11、および端部領域7A、7Bの内側端部(図12のX方向位置P)を規定することもできる。ここでは、成膜時の消耗が最も大きい位置を最大エロージョン位置と称す。最大エロージョン位置における消耗深さを最大エロージョン深さと称す。
Pの位置は、最大エロージョン深さの50%以上75%以下の消耗深さとなる位置が好ましい。50%以上の消耗深さの位置とすることにより、スパッタリングターゲット108が割れにくくなる。75%以下の消耗深さの位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。
When the sputtering target 108 is used for magnetic field swing magnetron sputtering, L 11 , the end region 7A, It is also possible to define the inner end of 7B (X-direction position P in FIG. 12). Here, the position where the consumption during film formation is greatest is referred to as the maximum erosion position. The wear depth at the maximum erosion position is called the maximum erosion depth.
The position of P is preferably a position where the wear depth is 50% or more and 75% or less of the maximum erosion depth. The sputtering target 108 is less likely to crack by setting the position to a depth of consumption of 50% or more. The target life can be maintained by setting the position where the wear depth is 75% or less.

Pの位置は、最大エロージョン位置からX方向端部に向けて10mm以上、30mm以下の位置が好ましい。10mm以上の位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。30mm以下の位置とすることにより、スパッタリングターゲット108が割れにくくなる。 The position of P is preferably 10 mm or more and 30 mm or less from the maximum erosion position toward the end in the X direction. By setting the position to 10 mm or more, the target life can be maintained. By setting the position to 30 mm or less, the sputtering target 108 is less likely to crack.

スパッタリングターゲット108における内側領域9A、9Bと中間領域11とのギャップGの寸法も特に限定されない。ギャップGの寸法は、例えば、0.1mm~0.5mm程度である。 The dimension of the gap G2 between the inner regions 9A, 9B and the intermediate region 11 in the sputtering target 108 is also not particularly limited. The dimension of the gap G2 is, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm.

以上が、スパッタリングターゲットの各種態様の説明である。 The above is a description of various aspects of the sputtering target.

(スパッタリングターゲットの組成、結晶構造および物性)
次に、本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲット1の組成、および結晶構造について説明する。
スパッタリングターゲット1の組成、および結晶構造は、特に限定されない。ただし、本実施形態に係るスパッタリングターゲット1としては、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を用いた成膜の際に、割れの問題が生じるような、線膨張率が大きく、熱伝導率が小さい酸化物焼結体を含むスパッタリングターゲットが好適である。酸化物焼結体としては、インジウム元素(In)、スズ元素(Sn)、および亜鉛元素(Zn)を含有する酸化物からなり、ZnSnOで表されるスピネル構造化合物を含有する焼結体が効果的である。さらに、酸化物焼結体としては、In(ZnO)〔式中、mは2~7の整数である。〕で表される六方晶層状化合物も含有する焼結体がより効果的である。
スパッタリングターゲットの結晶構造は、X線回折測定装置(XRD)により確認することができる。
(Composition, crystal structure and physical properties of sputtering target)
Next, the composition and crystal structure of the sputtering target 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
The composition and crystal structure of the sputtering target 1 are not particularly limited. However, as the sputtering target 1 according to the present embodiment, an oxidation target with a large linear expansion coefficient and a small thermal conductivity that causes cracking problems during film formation using a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus. Sputtering targets comprising sintered bodies are preferred. The oxide sintered body is made of an oxide containing indium element (In), tin element (Sn), and zinc element (Zn), and is sintered containing a spinel structure compound represented by Zn 2 SnO 4 body is effective. Further, as the oxide sintered body, In 2 O 3 (ZnO) m [wherein m is an integer of 2-7. ] is more effective.
The crystal structure of the sputtering target can be confirmed by an X-ray diffraction measurement device (XRD).

酸化インジウムと酸化亜鉛とからなる六方晶層状化合物は、X線回折法による測定において、六方晶層状化合物に帰属されるX線回折パターンを示す化合物である。具体的には、In(ZnO)で表される化合物である。式中のmは、2~7、好ましくは3~5の整数である。mが2以上であれば、化合物は六方晶層状構造をとる、また、mが7以下であれば、体積抵抗率を低くできる。
酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式(7)を満たすのが、好ましい。
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 ・・・(7)
A hexagonal layered compound composed of indium oxide and zinc oxide is a compound that exhibits an X-ray diffraction pattern attributed to a hexagonal layered compound as measured by an X-ray diffraction method. Specifically, it is a compound represented by In 2 O 3 (ZnO) m . m in the formula is an integer of 2-7, preferably 3-5. When m is 2 or more, the compound has a hexagonal layered structure, and when m is 7 or less, the volume resistivity can be lowered.
In the oxide sintered body, the atomic ratio of each element preferably satisfies the following formula (7).
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 (7)

Zn/(In+Sn+Zn)が0.4以上であると、スパッタリング成膜した際に、酸化物焼結体中にスピネル相が生じやすくなり、半導体としての特性を容易に得られる。Zn/(In+Sn+Zn)が0.80以下であれば、酸化物焼結体においてスピネル相の異常粒成長による強度の低下を抑制できる。また、Zn/(In+Sn+Zn)が0.80以下であれば、酸化物半導体膜の移動度の低下を抑制できる。Zn/(In+Sn+Zn)は、0.50以上0.70以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式(8)を満たすのが、好ましい。
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 ・・・(8)
When Zn/(In+Sn+Zn) is 0.4 or more, a spinel phase is likely to occur in the oxide sintered body when the film is formed by sputtering, and the characteristics as a semiconductor can be easily obtained. If Zn/(In+Sn+Zn) is 0.80 or less, it is possible to suppress a decrease in strength due to abnormal grain growth of the spinel phase in the oxide sintered body. Further, when Zn/(In+Sn+Zn) is 0.80 or less, a decrease in mobility of the oxide semiconductor film can be suppressed. Zn/(In+Sn+Zn) is more preferably 0.50 or more and 0.70 or less.
In the oxide sintered body, the atomic ratio of each element preferably satisfies the following formula (8).
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 (8)

Sn/(Sn+Zn)が、0.15以上であると、酸化物焼結体においてスピネル相の異常粒成長による強度の低下を抑制できる。Sn/(Sn+Zn)が0.40以下であれば、酸化物焼結体中において、スパッタ時の異常放電の原因となる酸化錫の凝集を抑制できる。また、Sn/(Sn+Zn)が0.40以下であれば、スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物半導体膜は、シュウ酸等の弱酸によるエッチング加工を容易に行うことができる。Sn/(Sn+Zn)が0.15以上であれば、エッチング速度が速くなり過ぎるのを抑制できエッチングの制御が容易になる。Sn/(Sn+Zn)は、0.15以上0.35以下であることがより好ましい。 When Sn/(Sn+Zn) is 0.15 or more, it is possible to suppress a decrease in strength due to abnormal grain growth of the spinel phase in the oxide sintered body. When Sn/(Sn+Zn) is 0.40 or less, aggregation of tin oxide, which causes abnormal discharge during sputtering, can be suppressed in the oxide sintered body. Further, when Sn/(Sn+Zn) is 0.40 or less, an oxide semiconductor film formed using a sputtering target can be easily etched with a weak acid such as oxalic acid. When Sn/(Sn+Zn) is 0.15 or more, the etching rate can be prevented from becoming too fast, and the etching can be easily controlled. Sn/(Sn+Zn) is more preferably 0.15 or more and 0.35 or less.

酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式(9)を満たすのが、好ましい。
0.10 ≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 ・・・(9)
In/(In+Sn+Zn)は、0.10以上とすることにより、得られるスパッタリングターゲットのバルク抵抗を低くできる。また、酸化物半導体膜の移動度が極端に低くなるのを抑制できる。In/(In+Sn+Zn)が0.35以下であれば、スパッタリング成膜した際に、膜が導電体になるのを抑制でき、半導体としての特性を得ることが容易になる。In/(In+Sn+Zn)は、0.10以上0.30以下であることがより好ましい。
In the oxide sintered body, the atomic ratio of each element preferably satisfies the following formula (9).
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 (9)
By setting In/(In+Sn+Zn) to be 0.10 or more, the bulk resistance of the obtained sputtering target can be lowered. In addition, the mobility of the oxide semiconductor film can be prevented from being extremely low. If In/(In+Sn+Zn) is 0.35 or less, it is possible to suppress the film from becoming a conductor when the film is formed by sputtering, and it becomes easy to obtain characteristics as a semiconductor. In/(In+Sn+Zn) is more preferably 0.10 or more and 0.30 or less.

酸化物焼結体の各金属元素の原子比は、原料の配合量により制御できる。また、各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES)により含有元素を定量分析して求めることができる。 The atomic ratio of each metal element in the oxide sintered body can be controlled by the blending amount of the raw materials. Also, the atomic ratio of each element can be obtained by quantitatively analyzing the contained elements with an inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP-AES).

次に、スパッタリングターゲットに含まれる酸化物焼結体の物性を説明する。 Next, physical properties of the oxide sintered body contained in the sputtering target will be described.

酸化物焼結体は、抗折強度30点の平均値が320MPa以下であることが好ましく、300MPa以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体は、抗折強度30点の最低値が200MPa以下であることが好ましく、180MPa以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体の抗折強度は、酸化物焼結体の1タイルから均等に3mm×4mm×40mmの試験片を切り出し、JIS R 1601に準拠して3点曲げ試験を実施することにより測定できる。30個の試験片について抗折強度を測定し、その平均値および最低値を算出した。
The oxide sintered body preferably has an average value of 30 bending strengths of 320 MPa or less, more preferably 300 MPa or less.
The oxide sintered body preferably has a minimum bending strength of 200 MPa or less, more preferably 180 MPa or less, at 30 points.
The bending strength of the oxide sintered body is measured by uniformly cutting out test pieces of 3 mm × 4 mm × 40 mm from one tile of the oxide sintered body and performing a three-point bending test in accordance with JIS R 1601. can. The bending strength was measured for 30 test pieces, and the average and minimum values were calculated.

酸化物焼結体は、線膨張係数が7.50×10-6/K以上であることが好ましく、7.7×10-6/K以上であることがより好ましい。
酸化物焼結体の線膨張係数は、JIS R 1618法に準拠して、測定温度30℃~500℃、昇温速度10K/min、大気中雰囲気で実施することにより測定できる。
The oxide sintered body preferably has a coefficient of linear expansion of 7.50×10 −6 /K or more, more preferably 7.7×10 −6 /K or more.
The linear expansion coefficient of the oxide sintered body can be measured according to the JIS R 1618 method at a measurement temperature of 30° C. to 500° C., a heating rate of 10 K/min, and an atmospheric atmosphere.

酸化物焼結体は、弾性率が150GPa以上であることが好ましく、155GPaであることがより好ましい。
酸化物焼結体の弾性率は、JIS R 1602法に準拠して、超音波探傷装置を用い、室温、大気中にて実施することにより測定できる。
The oxide sintered body preferably has an elastic modulus of 150 GPa or more, more preferably 155 GPa.
The elastic modulus of the oxide sintered body can be measured in accordance with JIS R 1602 using an ultrasonic flaw detector at room temperature in the air.

酸化物焼結体は、熱伝導率が6.5(W/m/K)以下であることが好ましく、6.0(W/m/K)以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体の熱伝導率は、JIS R 1611法に準拠して、比熱容量をレーザーフラッシュ法(室温、真空中)で測定し、熱拡散率をレーザーフラッシュ法(室温、大気中)で測定し、熱伝導率を下記式から算出した。
λ(熱伝導率)=Cp(比熱容量)×ρ(密度)×α(熱拡散率)
ρは、酸化物焼結体の密度である。
The oxide sintered body preferably has a thermal conductivity of 6.5 (W/m/K) or less, more preferably 6.0 (W/m/K) or less.
Regarding the thermal conductivity of the oxide sintered body, the specific heat capacity is measured by the laser flash method (room temperature, in a vacuum), and the thermal diffusivity is measured by the laser flash method (room temperature, in the air) in accordance with the JIS R 1611 method. The thermal conductivity was calculated from the following formula.
λ (thermal conductivity) = Cp (specific heat capacity) x ρ (density) x α (thermal diffusivity)
ρ is the density of the oxide sintered body.

酸化物焼結体の密度は、熱伝導率測定サンプルの寸法及び重量から算出した。
酸化物焼結体は、(線膨張係数×弾性率)/熱伝導率が200Pa/W以上であることが好ましく、220Pa/W以上であることがより好ましい。
The density of the oxide sintered body was calculated from the dimensions and weight of the thermal conductivity measurement sample.
In the oxide sintered body, (linear expansion coefficient×elastic modulus)/thermal conductivity is preferably 200 Pa/W or more, more preferably 220 Pa/W or more.

以上が、本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲット1の組成、結晶構造および物性についての説明である。
スパッタリングターゲット1の組成、結晶構造および物性についての説明は、第二の態様および第三の態様に係るスパッタリングターゲットにも適用できる。
The above is the description of the composition, crystal structure and physical properties of the sputtering target 1 according to the embodiment of the present invention.
The descriptions of the composition, crystal structure and physical properties of the sputtering target 1 are also applicable to the sputtering targets according to the second and third aspects.

(酸化物半導体膜の成膜方法)
次に、本実施形態に係るスパッタリングターゲット1を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法について、簡単に説明する。
成膜方法は、特に限定されない。ただし、スパッタリングターゲット1は、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用いた成膜に好適である。
具体的には、磁場Mの揺動方向をX方向とし、磁場MのY方向における端部が内側領域9Aから端部領域7A、内側領域9Bから端部領域7Bに位置するように成膜を行う。この方法によれば、最も板厚tが厚い内側領域9A、9Bにプラズマが集中するので、ターゲット寿命を確保できる。さらに、この方法によれば、板厚が内側領域9A、9Bよりも薄い端部領域7A、7Bの熱応力が最も高くなるため、割れも防止できる。
以上が本実施形態に係るスパッタリングターゲット1を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法の説明である。
スパッタリングターゲット1を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法の説明は、第二の態様および第三の態様に係るスパッタリングターゲットにも適用できる。
(Method for Forming Oxide Semiconductor Film)
Next, a method for forming an oxide semiconductor film using the sputtering target 1 according to this embodiment will be briefly described.
A film forming method is not particularly limited. However, the sputtering target 1 is suitable for film formation using a magnetic field oscillation type magnetron sputtering device as a film formation device.
Specifically, film formation is performed so that the oscillation direction of the magnetic field M is the X direction, and the ends of the magnetic field M in the Y direction are positioned from the inner region 9A to the end region 7A and from the inner region 9B to the end region 7B. conduct. According to this method, since the plasma is concentrated in the inner regions 9A and 9B where the plate thickness t2 is the thickest, the target life can be ensured. Furthermore, according to this method, since the thermal stress is highest in the end regions 7A and 7B, which are thinner than the inner regions 9A and 9B, cracking can also be prevented.
The above is the description of the method for forming an oxide semiconductor film using the sputtering target 1 according to the present embodiment.
The description of the method for forming an oxide semiconductor film using the sputtering target 1 can also be applied to the sputtering targets according to the second and third aspects.

このように、本実施形態によれば、Y方向に配列された端部領域7A、7Bと内側領域9A、9Bを有する板状の酸化物焼結体3を備え、t、L、およびtが、式(1)~式(4)を満たす。
そのため、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止できる。
Thus, according to this embodiment, the plate-like oxide sintered body 3 having the end regions 7A, 7B and the inner regions 9A, 9B arranged in the Y direction is provided, and t 1 , L 1 , and t 2 satisfies equations (1) to (4).
Therefore, cracks during film formation can be prevented without extremely shortening the target life.

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に限定されない。 The present invention will be described in detail below based on examples. However, the present invention is not limited to the examples.

(予備試験)
まず予備試験として、公知のITZO系スパッタリングターゲットを、マグネトロンスパッタに用いた場合をシミュレーションし、応力分布とエロージョン領域との関係を計算した。具体的な手順は以下の通りである。
(Preliminary test)
First, as a preliminary test, a case where a known ITZO-based sputtering target was used for magnetron sputtering was simulated, and the relationship between the stress distribution and the erosion region was calculated. The specific procedure is as follows.

まず、スパッタリングターゲットとして、図13に示す公知のITZO系のスパッタリングターゲット1Aを想定した。このスパッタリングターゲット1Aは、図1に示すスパッタリングターゲット1とは異なり、端部領域7A、7Bおよび内側領域9A、9Bを合わせた領域に相当する比較端部領域31を端部に有する。スパッタリングターゲット1Aの密度は6.39g/cm、ポアソン比は0.28、弾性率(E)は158GPa、線膨張率(α)は7.7×10-6/K、熱伝導率(λ)は4.87W/m/K、比熱は416J/kg/℃とした。First, as a sputtering target, a known ITZO-based sputtering target 1A shown in FIG. 13 was assumed. This sputtering target 1A differs from the sputtering target 1 shown in FIG. 1 in that it has comparative end regions 31 at its ends corresponding to the combined regions of the end regions 7A, 7B and the inner regions 9A, 9B. The sputtering target 1A has a density of 6.39 g/cm 3 , a Poisson's ratio of 0.28, an elastic modulus (E) of 158 GPa, a linear expansion coefficient (α) of 7.7×10 −6 /K, and a thermal conductivity (λ ) was 4.87 W/m/K, and the specific heat was 416 J/kg/°C.

スパッタリングターゲット1Aの寸法としては、X方向の全長Lを272mm、Y方向の全長Lを2525mm、比較端部領域31の板厚tを9mm、比較端部領域31のY方向長さを200mm、中間領域11の板厚tを6mmとした。As the dimensions of the sputtering target 1A, the total length L x in the X direction is 272 mm, the total length LY in the Y direction is 2525 mm, the plate thickness t 2 of the comparison end region 31 is 9 mm, and the length in the Y direction of the comparison end region 31 is 200 mm, and the plate thickness t3 of the intermediate region 11 was 6 mm.

このスパッタリングターゲット1Aに対して、X方向の最大長が232mm、Y方向の最大長が2576mmとなるループを形成する磁場Mを想定し、磁場Mを0.1mm/sでX方向の両端部間を往復移動(揺動)させた。 Assuming a magnetic field M that forms a loop with a maximum length in the X direction of 232 mm and a maximum length in the Y direction of 2576 mm for this sputtering target 1A, the magnetic field M is 0.1 mm / s between both ends in the X direction. was reciprocated (oscillated).

スパッタ電力は16kW、熱伝達係数は5800W/m/Kとした。The sputtering power was 16 kW, and the heat transfer coefficient was 5800 W/m 2 /K.

この条件で2000秒保持した後の、スパッタリングターゲット1Aの板厚方向温度差を有限要素法で計算し、式(A)および式(B)を用いて熱応力を求め、相対的な分布を計算した。
熱応力(σ)=-E×α×ΔT ・・・(A)
ΔT=[Q×d/A]/λ ・・・(B)
式(A)および式(B)中の記号の説明は以下のとおりである。
E :スパッタリングターゲットの弾性率(GPa)
α :スパッタリングターゲットの線膨張率(10-6/K)
ΔT:板厚方向におけるスパッタリングターゲットの表裏の温度差(K)
Q :板厚方向にスパッタリングターゲットの表から裏に通過する熱量(W)
d :スパッタリングターゲットの板厚(mm)
A :板厚方向から見たスパッタリングターゲットの面積(mm
λ :スパッタリングターゲットの熱伝導率(W/m/K)
After holding for 2000 seconds under these conditions, the temperature difference in the plate thickness direction of the sputtering target 1A is calculated by the finite element method, the thermal stress is obtained using the formulas (A) and (B), and the relative distribution is calculated. bottom.
Thermal stress (σ) = -E x α x ΔT (A)
ΔT=[Q×d/A]/λ (B)
The symbols in the formulas (A) and (B) are explained below.
E: Elastic modulus of sputtering target (GPa)
α: Linear expansion coefficient of the sputtering target (10 -6 /K)
ΔT: temperature difference (K) between the front and back sides of the sputtering target in the plate thickness direction
Q: Amount of heat (W) that passes from the front to the back of the sputtering target in the plate thickness direction
d: Plate thickness of sputtering target (mm)
A: Area of sputtering target viewed from plate thickness direction (mm 2 )
λ: Thermal conductivity of sputtering target (W/m/K)

予備試験の結果を図13に示す。
図13に示すように、最も熱応力の高い領域は、Y方向の端部であった。
Preliminary test results are shown in FIG.
As shown in FIG. 13, the regions with the highest thermal stress were the ends in the Y direction.

(パワー耐性およびライフ試験1)
予備試験の結果から、本発明者は、最も熱応力の高いY方向の端部の板厚を薄くすれば、熱応力を下げることができ、ターゲット寿命を極端に短くせずに割れを防止できるのではないかと考えた。
(Power resistance and life test 1)
From the results of preliminary tests, the present inventors found that if the plate thickness of the Y-direction end where the thermal stress is highest is reduced, the thermal stress can be reduced, and cracking can be prevented without extremely shortening the target life. I thought it might be.

そこで、図1に示すように、板厚tを板厚tよりも薄くし、他の寸法は予備試験と同じスパッタリングターゲット1を作製し(試料番号2)、実機のマグネトロンスパッタ装置にて、予備試験と同じ条件でパワー耐性およびターゲット寿命(ライフ)を測定した。Lは15mm、Lは185mmとした。Therefore, as shown in FIG. 1, a sputtering target 1 having a plate thickness t 1 smaller than the plate thickness t 2 and having the same other dimensions as those in the preliminary test was prepared (sample number 2), and was used in an actual magnetron sputtering apparatus. , power resistance and target life were measured under the same conditions as the preliminary test. L1 was 15 mm and L2 was 185 mm.

パワー耐性は、スパッタリングターゲットに割れが生じない最大限度の、スパッタ電力である。スパッタリングターゲットにアーキングが発生した場合に割れが生じたと判断した。
ライフは、パワー耐性に、スパッタリングターゲットの厚さが残り1mmになるまでに要した時間(ここでは単位は[hr])を乗じた値を求め、予備試験と同条件のスパッタリングターゲットのライフを、100%としたときの比率とした。
結果を表1に示す。表1には、比較例として、スパッタリングターゲットの厚さを6mmに均一にした場合(試料番号3)も示す。予備試験のスパッタリングターゲットについては、試料番号1として表1に示す。
Power tolerance is the maximum sputtering power that does not crack the sputtering target. It was determined that a crack occurred when arcing occurred in the sputtering target.
The life is obtained by multiplying the power resistance by the time required for the remaining thickness of the sputtering target to reach 1 mm (here, the unit is [hr]), and the life of the sputtering target under the same conditions as in the preliminary test is It was set as a ratio when it is set to 100%.
Table 1 shows the results. Table 1 also shows, as a comparative example, the case where the thickness of the sputtering target was made uniform to 6 mm (Sample No. 3). The preliminary test sputtering target is shown in Table 1 as Sample No. 1.

Figure 0007201595000001
Figure 0007201595000001

表1に示すように、実施例は、ライフを短くせずに、予備試験よりもパワー耐性を向上させることができることが分かった。この結果から、Y方向の端部の板厚を薄くすれば、ライフを短くせずに、高密度の成膜が可能であることが示唆された。 As shown in Table 1, it was found that the examples can improve the power resistance more than the preliminary test without shortening the life. From this result, it was suggested that thinning the plate thickness at the end in the Y direction enables high-density film formation without shortening the life.

(エロージョン深さ分布測定)
次に、Y方向の端部の板厚を薄くしたことにより、スパッタリングターゲットの消耗の深さおよび消耗の位置が影響を受けないかを調査するため、「試料番号2」の試験開始後100時間経過後の試料について、Y方向のエロージョン深さの分布を測定した。
測定領域は、Y方向に平行な3か所(図13の上端からX方向に50mm、136mm、および222mm、図14ではX方向位置:4、5、6と記載)とし、3か所の実測値、および平均値を求めた。
結果を図14に示す。図14の横軸の「Y方向位置」とは、Y方向左端を0とした場合のY方向における位置を意味する。
図14に示すように、エロージョン深さが最も深い領域は、Y方向の端部から15mm超、30mm以下程度、内側の領域であった。これは内側領域9A、9Bの範囲内である。またY方向の端部から15mm以下の領域は、最大エロージョン深さの75%以下の消耗深さであり、大半は50%以下であった。
(Erosion depth distribution measurement)
Next, 100 hours after the start of the test of "Sample No. 2" in order to investigate whether the depth and position of wear of the sputtering target are affected by reducing the plate thickness of the end in the Y direction. The distribution of the erosion depth in the Y direction was measured for the samples after the passage of time.
The measurement area is three locations parallel to the Y direction (50 mm, 136 mm, and 222 mm in the X direction from the upper end of FIG. 13, and the X direction positions are described as 4, 5, and 6 in FIG. 14), and the actual measurement is performed at three locations. values, and average values.
The results are shown in FIG. The “Y-direction position” on the horizontal axis of FIG. 14 means the position in the Y-direction when the left end in the Y-direction is 0.
As shown in FIG. 14, the region with the deepest erosion depth was the inner region of more than 15 mm and 30 mm or less from the end in the Y direction. This is within the inner regions 9A, 9B. In addition, the region of 15 mm or less from the end in the Y direction had a wear depth of 75% or less of the maximum erosion depth, and most of them were 50% or less.

この結果から、最も熱応力が高い領域と、エロージョン深さが最も深い領域と、は異なることが分かった。そのため、特許文献7~8に記載のように、エロージョン深さが最も深い領域を分割しても、熱応力による割れの防止は不十分であることが分かった。
また、この結果から、端部領域7A、7Bは、熱応力が最も大きい一方で、エロージョン深さは内側領域9A、9Bと比べて浅いため、板厚tを薄くしてもライフに影響し難いことが分かった。
From this result, it was found that the region with the highest thermal stress is different from the region with the highest erosion depth. Therefore, as described in Patent Documents 7 and 8, even if the region with the deepest erosion depth is divided, it has been found that the prevention of cracks due to thermal stress is insufficient.
Further, from this result, it can be seen that while the end regions 7A and 7B have the highest thermal stress, the erosion depth is shallower than that of the inner regions 9A and 9B. I found it difficult.

(L、t、およびtの最適化)
次に、ライフを極端に短くせずにパワー耐性を向上させることができるL、t、およびtの範囲を特定するため、試料番号2において、L、t、およびtを変化させたスパッタリングターゲットを作製し、他の条件は試料番号2と同じ条件で、パワー耐性およびライフを評価した。ライフは、80%以上を合格とした。パワー耐性は、10kW以上を合格とした。結果を表2に示す。表2中、式(1)~(4)のそれぞれを満たす場合を「A」と表記し、満たさない場合を「B」と表記した。
(Optimization of L 1 , t 1 and t 2 )
Next, in order to specify the range of L 1 , t 1 and t 2 that can improve the power resistance without extremely shortening the life, L 1 , t 1 and t 2 in sample number 2 A changed sputtering target was produced, and the other conditions were the same as those of sample number 2, and the power durability and life were evaluated. A life of 80% or more was regarded as passing. A power tolerance of 10 kW or more was considered acceptable. Table 2 shows the results. In Table 2, "A" indicates the case where the formulas (1) to (4) are satisfied, and "B" indicates the case where the formulas (1) to (4) are not satisfied.

Figure 0007201595000002
Figure 0007201595000002

表2に示すように、式(1)乃至式(4)の全てを満たす場合は、パワー耐性およびライフが合格であった。
また、パワー耐性およびライフが合格であるスパッタリングターゲットの中でも、0.6<t/t<0.8の範囲を満たすスパッタリングターゲット(試料番号の8、9、13)において、パワー耐性が、より高かった。
As shown in Table 2, power resistance and life were acceptable when all of formulas (1) to (4) were satisfied.
In addition, among the sputtering targets with acceptable power resistance and life, the sputtering targets satisfying the range of 0.6<t 1 /t 2 <0.8 (sample numbers 8, 9, and 13) had power resistance of was higher.

(パワー耐性およびライフ試験2)
図12に示すように端部領域7A、7Bおよび内側領域9A、9Bの裏面に傾斜を有し、表3に示す寸法を満たすITZO系スパッタリングターゲットを作製した。傾斜角度および表3に示す寸法以外の寸法は、前述の予備試験と同様に作製した。
作製したスパッタリングターゲットについて、実機のマグネトロンスパッタ装置にて、予備試験と同じ条件でパワー耐性およびターゲット寿命(ライフ)を測定した。
(Power resistance and life test 2)
As shown in FIG. 12, an ITZO-based sputtering target having slopes on the rear surfaces of the end regions 7A and 7B and the inner regions 9A and 9B and satisfying the dimensions shown in Table 3 was produced. The tilt angle and dimensions other than those shown in Table 3 were prepared in the same manner as in the preliminary test described above.
The power durability and target life (life) of the produced sputtering targets were measured using an actual magnetron sputtering apparatus under the same conditions as in the preliminary test.

前述の「パワー耐性およびライフ試験1」と同様の評価基準を用いて、表3に示す試料番号のスパッタリングターゲットについて、パワー耐性およびターゲット寿命(ライフ)を評価した。評価結果を表3及び表4に示す。試料番号28としては、傾斜角度が0°であり、端部領域の裏面が傾斜していない試料を用いた。
表3中、式(11)~(16)のそれぞれを満たす場合を「A」と表記し、満たさない場合を「B」と表記した。
The power resistance and target life (life) of the sputtering targets of the sample numbers shown in Table 3 were evaluated using the same evaluation criteria as in "Power Resistance and Life Test 1" described above. Evaluation results are shown in Tables 3 and 4. As sample number 28, a sample having an inclination angle of 0° and the back surface of the end region not being inclined was used.
In Table 3, "A" indicates the case where the formulas (11) to (16) are satisfied, and "B" indicates the case where the formulas (11) to (16) are not satisfied.

Figure 0007201595000003
Figure 0007201595000003

Figure 0007201595000004
Figure 0007201595000004

表3及び表4に示すとおり、試料番号23~27のように、端部領域の裏面が酸化物焼結体の端部から内側に向かう下り勾配の傾斜を有し、かつ式(12)の関係を満たすことで、パワー耐性及びターゲット寿命(ライフ)が合格であった。さらに、試料番号26および試料番号27のように、端部領域の傾斜角度が10度以上12度以下であることにより、ターゲット寿命(ライフ)が向上した。 As shown in Tables 3 and 4, as in sample numbers 23 to 27, the back surface of the end region has a downward slope toward the inside from the end of the oxide sintered body, and the formula (12) By satisfying the relationship, the power resistance and target life (life) were passed. Furthermore, as in Sample Nos. 26 and 27, the inclination angle of the end region was 10 degrees or more and 12 degrees or less, so that the target life was improved.

1…スパッタリングターゲット、3…酸化物焼結体、5…バッキングプレート、7A、7B…端部領域、9A、9B…内側領域、11…中間領域、13…本体、13A…保持面、15…凸部、17A、17B…スペーサ、21A、23A、25A…おもて面、21B、23B、25B…裏面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sputtering target 3... Oxide sintered compact 5... Backing plate 7A, 7B... End area 9A, 9B... Inner area 11... Intermediate area 13... Main body 13A... Holding surface 15... Convex Parts 17A, 17B... Spacers 21A, 23A, 25A... Front surfaces 21B, 23B, 25B... Back surfaces.

Claims (27)

板状の酸化物焼結体と、バッキングプレートと、スペーサと、を備え、
前記酸化物焼結体は、第1の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、
前記第1の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に2番目の領域である内側領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に3番目の領域である中間領域と、
を有し、
前記バッキングプレートは、前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、を有し、
前記スペーサは、前記保持面と前記端部領域の間に設けられ、
前記端部領域の板厚をt、前記端部領域の前記第1の方向の幅をL、前記内側領域の板厚をt 、前記中間領域の厚みをt とした場合、t、L、およびtが、以下の式(1)、式(2)、式(3A)及び式(4A)を満た 、t 、およびt が以下の式(6)を満たす、
スパッタリングターゲット。
>t ・・・(1)
(mm)>L(mm)×0.1+4 ・・・(2)
(mm)<8.5 ・・・(3A)
12.5≦L(mm)≦32.5 ・・・(4A)
>t >t ・・・(6)
comprising a plate-shaped oxide sintered body , a backing plate, and a spacer ,
The oxide sintered body has a plurality of regions arranged in a first direction,
The plurality of regions are
an end region that is a region including the end in the first direction;
an inner region that is the second region on the inner side counting from the end in the first direction;
an intermediate region that is the third region on the inner side counting from the end in the first direction;
has
The backing plate has a holding surface that holds the oxide sintered body, and a convex portion that protrudes from the holding surface and holds the intermediate region,
the spacer is provided between the holding surface and the end region;
When the plate thickness of the end region is t1, the width of the end region in the first direction is L1 , the plate thickness of the inner region is t2 , and the thickness of the intermediate region is t3 , t 1 , L 1 , and t 2 satisfy the following equations (1), (2), (3A), and (4A), and t 1 , t 2 , and t 3 satisfy the following equations (6 ),
sputtering target.
t 2 > t 1 (1)
t 1 (mm)>L 1 (mm)×0.1+4 (2)
t1 ( mm ) < 8.5 (3A)
12.5≦L 1 (mm)≦32.5 (4A)
t2 >t1 > t3 ( 6 )
さらに、tおよびtが以下の式(5)を満たす、
請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
0.6<t/t<0.8 ・・・(5)
Furthermore, t 1 and t 2 satisfy the following equation (5),
A sputtering target according to claim 1 .
0.6<t1 / t2<0.8 ( 5 )
前記酸化物焼結体は、前記複数の領域が互いに分離して配列されている、
請求項1または2に記載のスパッタリングターゲット。
In the oxide sintered body, the plurality of regions are arranged separately from each other,
A sputtering target according to claim 1 or 2 .
前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第1の方向は、長方形の長辺方向である、
請求項1~のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a rectangular planar shape, and the first direction is the long side direction of the rectangle,
A sputtering target according to any one of claims 1 to 3 .
前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が2300mm以上、3800mm以下、短辺が200mm以上、300mm以下、前記内側領域の板厚tが9mm以上、15mm以下、Lが10mm超、35mm未満、前記内側領域の前記第1の方向の幅が170mm以上、300mm以下である、
請求項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a rectangular long side of 2300 mm or more and 3800 mm or less, a short side of 200 mm or more and 300 mm or less, a plate thickness t2 of the inner region of 9 mm or more and 15 mm or less, and L1 of more than 10 mm and 35 mm. less than, the width of the inner region in the first direction is 170 mm or more and 300 mm or less,
A sputtering target according to claim 4 .
板状の酸化物焼結体と、
前記酸化物焼結体を保持するバッキングプレートと、
前記酸化物焼結体と前記バッキングプレートとの間に設けられたスペーサと、を備え、
前記酸化物焼結体は、第1の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、
前記第1の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に2番目の領域である内側領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に3番目の領域である中間領域と、を有し、
前記バッキングプレートは、前記端部領域および前記内側領域を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、を有し、
前記スペーサは、前記保持面と前記端部領域の間に設けられ、前記端部領域を保持し、
前記端部領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、
前記端部領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の前記端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記内側領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記内側領域の裏面の一部が、前記保持面に対して傾斜し、
前記内側領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の前記端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最大値をt11とし、前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚をt 12 とし、前記中間領域の板厚をt 13 とし、前記端部領域の前記第1の方向の幅をL11とした場合、t11、およびL11が、以下の式(12)を満た 11 、t 12 、およびt 13 は、以下の式(18)を満たす、
スパッタリングターゲット。
11(mm)>L11(mm)×0.1+4 ・・・(12)
12 >t 11 >t 13 ・・・(18)
a plate-shaped oxide sintered body;
a backing plate holding the oxide sintered body;
a spacer provided between the oxide sintered body and the backing plate,
The oxide sintered body has a plurality of regions arranged in a first direction,
The plurality of regions are
an end region that is a region including the end in the first direction;
an inner region that is the second region on the inner side counting from the end in the first direction;
an intermediate region that is the third region on the inner side counting from the end in the first direction ;
The backing plate has a holding surface that holds the end region and the inner region, and a convex portion that protrudes from the holding surface and holds the intermediate region ,
the spacer is provided between the holding surface and the end region to hold the end region;
The end region has a back surface facing the holding surface,
a rear surface of the end region is inclined with respect to the holding surface;
The slope of the back surface of the end region is a downward slope inward from the end of the oxide sintered body,
The inner region has a back surface facing the holding surface,
a portion of the back surface of the inner region is inclined with respect to the holding surface;
The inclination of the back surface of the inner region is downward from the end of the oxide sintered body toward the inside,
Let t11 be the maximum value of the plate thickness of the end regions, t12 be the plate thickness of the inner region where the plate thickness is not inclined on the back surface of the inner region, and t12 be the plate thickness of the intermediate region. is t 13 and the width of the end region in the first direction is L 11 , t 11 and L 11 satisfy the following equation (12), and t 11 , t 12 and t 13 satisfies the following equation (18):
sputtering target.
t 11 (mm)>L 11 (mm)×0.1+4 (12)
t12 > t11 > t13 ( 18 )
前記端部領域の裏面と前記保持面とが成す角度が、4度以上15度以下である、
請求項に記載のスパッタリングターゲット。
The angle formed by the back surface of the end region and the holding surface is 4 degrees or more and 15 degrees or less.
A sputtering target according to claim 6 .
記端部領域の板厚の最小値をt15とし
記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第1の方向の幅をL13とした場合、
11、t12、t15、L11、およびL13が、以下の式(11)、式(13)、式(14)、式(15)および式(16)を満たす、
請求項またはに記載のスパッタリングターゲット。
12>t11>t15 ・・・(11)
11(mm)<9 ・・・(13)
10<L11(mm)<35 ・・・(14)
15(mm)>3 ・・・(15)
3<L13(mm)<35 ・・・(16)
Let t15 be the minimum value of the plate thickness of the end region ,
When L13 is the width of the inner region and the width in the first direction of the region inclined on the back surface of the inner region,
t 11 , t 12 , t 15 , L 11 , and L 13 satisfy the following equations (11), (13), (14), (15) and (16),
A sputtering target according to claim 6 or 7 .
t12> t11 >t15 ( 11 )
t 11 (mm) < 9 (13)
10 <L11 (mm)<35 (14)
t15 (mm)>3 ( 15 )
3<L13 ( mm)<35 (16)
前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第1の方向は、長方形の長辺方向である、請求項のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to any one of claims 6 to 8 , wherein the oxide sintered body has a rectangular planar shape, and the first direction is a long side direction of the rectangle. 前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が2300mm以上、3800mm以下、短辺が200mm以上、300mm以下、前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚t12が9mm以上、15mm以下、L11が10mm超、35mm未満、前記内側領域の前記第1の方向の幅が170mm以上、300mm以下である、請求項に記載のスパッタリングターゲット。 The oxide sintered body has a rectangular long side of 2300 mm or more and 3800 mm or less, a short side of 200 mm or more and 300 mm or less, and a plate thickness of the inner region, and the back surface of the inner region is not inclined. The sputtering target according to claim 9 , wherein the plate thickness t12 is 9 mm or more and 15 mm or less, L11 is more than 10 mm and less than 35 mm, and the width of the inner region in the first direction is 170 mm or more and 300 mm or less. 前記端部領域および前記内側領域は、前記第1の方向における両端に設けられる、
請求項1~10のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The end region and the inner region are provided at both ends in the first direction,
A sputtering target according to any one of claims 1-10 .
前記酸化物焼結体は、2つの主表面を有する板状であり、前記複数の領域の、一方の主表面の板厚方向の高さの差が100μm以内であり、かつ算術平均粗さRaが他の主表面よりも小さい、
請求項1~11のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a plate shape having two main surfaces, the height difference in the plate thickness direction of one main surface of the plurality of regions is within 100 μm, and the arithmetic mean roughness Ra is smaller than the other major surfaces,
A sputtering target according to any one of claims 1-11 .
前記酸化物焼結体は、抗折強度30点の平均値が320MPa以下である、
請求項1~12のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has an average value of 30 bending strengths of 320 MPa or less.
A sputtering target according to any one of claims 1-12 .
前記酸化物焼結体は、抗折強度30点の最低値が200MPa以下である、
請求項13に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a minimum bending strength of 200 MPa or less at 30 points.
14. A sputtering target according to claim 13 .
前記酸化物焼結体は、線膨張係数が7.50×10-6/K以上である、
請求項1~14のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a linear expansion coefficient of 7.50 × 10 -6 /K or more,
A sputtering target according to any one of claims 1-14 .
前記酸化物焼結体は、弾性率が150GPa以上である、
請求項1~15のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has an elastic modulus of 150 GPa or more,
A sputtering target according to any one of claims 1-15 .
前記酸化物焼結体は、熱伝導率が6.5(W/m/K)以下である、
請求項1~16のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body has a thermal conductivity of 6.5 (W / m / K) or less,
A sputtering target according to any one of claims 1-16 .
前記酸化物焼結体は、(線膨張係数×弾性率)/熱伝導率が200Pa/W以上である、請求項1~17のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to any one of claims 1 to 17 , wherein the oxide sintered body has (linear expansion coefficient x elastic modulus)/thermal conductivity of 200 Pa/W or more. 前記酸化物焼結体は、インジウム元素(In)、スズ元素(Sn)、および亜鉛元素(Zn)を含有する酸化物からなる、
請求項1~18のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body is made of an oxide containing indium element (In), tin element (Sn), and zinc element (Zn).
A sputtering target according to any one of claims 1-18 .
前記酸化物焼結体は、
ZnSnOで表されるスピネル構造化合物を含む、
請求項19に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body is
including a spinel structure compound represented by Zn 2 SnO 4 ,
20. A sputtering target according to claim 19 .
前記酸化物焼結体は、
In(ZnO)[m=2~7]で表わされる六方晶層状化合物を含む、
請求項19または20に記載のスパッタリングターゲット。
The oxide sintered body is
including a hexagonal layered compound represented by In 2 O 3 (ZnO) m [m = 2 to 7],
Sputtering target according to claim 19 or 20 .
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(7)を満たす、
請求項1921のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 ・・・(7)
Furthermore, the oxide sintered body satisfies the following formula (7),
A sputtering target according to any one of claims 19-21 .
0.40≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.80 (7)
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(8)を満たす、
請求項1922のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 ・・・(8)
Furthermore, the oxide sintered body satisfies the following formula (8),
A sputtering target according to any one of claims 19-22 .
0.15≦Sn/(Sn+Zn)≦0.40 (8)
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式(9)を満たす、
請求項1923のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
0.10 ≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 ・・・(9)
Furthermore, the oxide sintered body satisfies the following formula (9),
A sputtering target according to any one of claims 19-23 .
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.35 (9)
請求項1~24のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットをターゲットとして用い、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用い、磁場の揺動方向を前記第1の方向および板厚方向と直交する第2の方向とし、前記第1の方向における前記磁場の端部が前記内側領域に位置するように成膜を行う、
酸化物半導体膜の成膜方法。
Using the sputtering target according to any one of claims 1 to 24 as a target, using a magnetic field oscillation type magnetron sputtering apparatus as a film forming apparatus, and using the magnetic field oscillation direction as the first direction and the plate thickness direction and a second direction perpendicular to the first direction, and the end of the magnetic field in the first direction is positioned in the inner region;
A method for forming an oxide semiconductor film.
板状の酸化物焼結体を保持するバッキングプレートであって、
前記酸化物焼結体は、第1の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、
前記第1の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に2番目の領域である内側領域と、
前記端部から前記第1の方向に向けて数えて内側に3番目の領域である中間領域と、
を有し、
前記端部領域の板厚をt 、前記端部領域の前記第1の方向の幅をL 、前記内側領域の板厚をt 、前記中間領域の厚みをt とした場合、t 、L 、およびt が、以下の式(1)、式(2)、式(3A)及び式(4A)を満たし、t 、t 、およびt が以下の式(6)を満たし、
前記バッキングプレートは、保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、前記保持面と前記端部領域の間に設けられるスペーサと、を備える、
バッキングプレート。
>t ・・・(1)
(mm)>L (mm)×0.1+4 ・・・(2)
(mm)<8.5 ・・・(3A)
12.5≦L (mm)≦32.5 ・・・(4A)
>t >t ・・・(6)
A backing plate for holding a plate-shaped oxide sintered body,
The oxide sintered body has a plurality of regions arranged in a first direction,
The plurality of regions are
an end region that is a region including the end in the first direction;
an inner region that is the second region on the inner side counting from the end in the first direction;
an intermediate region that is the third region on the inner side counting from the end in the first direction;
has
When the plate thickness of the end region is t1 , the width of the end region in the first direction is L1 , the plate thickness of the inner region is t2 , and the thickness of the intermediate region is t3 , t 1 , L 1 , and t 2 satisfy Equations (1), (2), (3A), and (4A) below, and t 1 , t 2 , and t 3 satisfy Equation (6) below The filling,
The backing plate includes a holding surface, a protrusion projecting from the holding surface and holding the intermediate region, and a spacer provided between the holding surface and the end region.
backing plate.
t 2 > t 1 (1)
t 1 (mm)>L 1 (mm)×0.1+4 (2)
t 1 (mm) < 8.5 (3A)
12.5≦L 1 (mm)≦32.5 (4A)
t2 >t1 > t3 ( 6 )
前記凸部の高さが、前記スペーサよりも高い、
請求項26に記載のバッキングプレート。
the height of the protrusion is higher than the spacer;
27. The backing plate of Claim 26 .
JP2019534557A 2017-08-01 2018-08-01 Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate Active JP7201595B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017149399 2017-08-01
JP2017149399 2017-08-01
PCT/JP2018/028843 WO2019026955A1 (en) 2017-08-01 2018-08-01 Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019026955A1 JPWO2019026955A1 (en) 2020-09-10
JP7201595B2 true JP7201595B2 (en) 2023-01-10

Family

ID=65233974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019534557A Active JP7201595B2 (en) 2017-08-01 2018-08-01 Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7201595B2 (en)
KR (1) KR102535445B1 (en)
CN (1) CN110892089B (en)
TW (1) TWI803501B (en)
WO (1) WO2019026955A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173766A (en) 2000-12-01 2002-06-21 Toshiba Corp Sputtering target and sputtering system provided with the target
JP2004083985A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Sputtering target and method for manufacturing the same
JP2007505217A (en) 2003-09-09 2007-03-08 プラックセアー エス.ティ.テクノロジー、 インコーポレイテッド Long-life sputtering target
WO2009069658A1 (en) 2007-11-28 2009-06-04 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sputtering target material and sputtering target obtained by using the sputtering target material

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01290764A (en) 1988-05-16 1989-11-22 Tosoh Corp Sputtering target for transparent conductive film
JPH03287763A (en) 1990-04-04 1991-12-18 Sumitomo Metal Ind Ltd Target for magnetron sputtering
JPH05287522A (en) 1992-04-10 1993-11-02 Asahi Glass Co Ltd Sputtering target made of ceramics
JPH06172991A (en) 1992-11-30 1994-06-21 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Ceramic target for magnetron sputtering
TW381123B (en) * 1997-02-28 2000-02-01 Tosoh Corp A process for surface-treating a sputtering target
JP4081840B2 (en) * 1997-02-28 2008-04-30 東ソー株式会社 Manufacturing method of sputtering target
JP3760652B2 (en) 1999-01-08 2006-03-29 東ソー株式会社 Multi-split sputtering target
CN100537822C (en) * 2006-07-31 2009-09-09 北京有色金属研究总院 The preparation method of the multilayer cubic texture sealing coat of continuous growth on the metal base band
JP2008038229A (en) 2006-08-09 2008-02-21 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Sputtering method and sputtering target to be used for the method
JP5651095B2 (en) 2010-11-16 2015-01-07 株式会社コベルコ科研 Oxide sintered body and sputtering target
JP5750063B2 (en) * 2011-02-10 2015-07-15 株式会社コベルコ科研 Oxide sintered body and sputtering target
CN104379800B (en) 2012-05-31 2019-06-07 出光兴产株式会社 Sputtering target
JP6731147B2 (en) * 2015-08-10 2020-07-29 日立金属株式会社 Oxide sputtering target material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173766A (en) 2000-12-01 2002-06-21 Toshiba Corp Sputtering target and sputtering system provided with the target
JP2004083985A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Sputtering target and method for manufacturing the same
JP2007505217A (en) 2003-09-09 2007-03-08 プラックセアー エス.ティ.テクノロジー、 インコーポレイテッド Long-life sputtering target
WO2009069658A1 (en) 2007-11-28 2009-06-04 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sputtering target material and sputtering target obtained by using the sputtering target material

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019026955A1 (en) 2019-02-07
TW201917109A (en) 2019-05-01
KR102535445B1 (en) 2023-05-22
CN110892089A (en) 2020-03-17
KR20200037209A (en) 2020-04-08
CN110892089B (en) 2022-05-24
JPWO2019026955A1 (en) 2020-09-10
TWI803501B (en) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Multi-channel tri-gate normally-on/off AlGaN/GaN MOSHEMTs on Si substrate with high breakdown voltage and low ON-resistance
Su et al. Prospects for the application of GaN power devices in hybrid electric vehicle drive systems
JP6397878B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR101648661B1 (en) Thin film transistor
TWI791835B (en) High voltage breakdown tapered vertical conduction junction transistor
KR20190034547A (en) Semiconductor device, semiconductor module, and semiconductor package device
Park et al. Simulation study of enhancement mode multi-gate vertical gallium oxide MOSFETs
US11107915B2 (en) Semiconductor device
Moroz et al. The impact of defects on GaN device behavior: Modeling dislocations, traps, and pits
JP5801500B2 (en) Reactive sputtering equipment
JP6242997B2 (en) Transistor, semiconductor device
Ma et al. 1200 V multi-channel power devices with 2.8 Ω• mm ON-resistance
JP7201595B2 (en) Sputtering target, method for forming oxide semiconductor film, and backing plate
CN105322020A (en) High-voltage metal-oxide-semiconductor device and forming method thereof
US20120132927A1 (en) Ohmic electrode and method of forming the same
KR101643510B1 (en) Target assembly
TWI809039B (en) Magnet aggregate of magnetron sputtering apparatus
Naydenov et al. Operation and performance of the 4H-SiC junctionless FinFET
KR20180012310A (en) Sputtering target assembly
TW201127975A (en) Thin film forming device, production method of thin film, and production method of electronic component
Eremin et al. Operation of voltage termination structure in silicon n+-p-p+ detectors with Al2O3 field isolator grown by atomic layer deposition method
JP6022838B2 (en) Evaluation method of oxide semiconductor film
Rahman et al. Analytical optimization of AlGaN/GaN/AlGaN DH-HEMT device performance based on buffer characteristics
Chang et al. Fabrication of submicron devices on the (011) cleave surface of a cleaved-edge-overgrowth GaAs/AlGaAs crystal
Michalas et al. Role of bandgap states on the electrical behavior of sequential lateral solidified polycrystalline silicon TFTs

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220408

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221111

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20221111

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20221118

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20221122

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7201595

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150