KR101178822B1 - Divided sputtering target and method for producing same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 산화물 반도체 타깃 부재를 접합하여 얻어진 분할 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터링됨으로써, 백킹 플레이트의 구성 재료가, 형성하는 산화물 반도체의 박막 중에 혼입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 분할 스퍼터링 타깃을 제공한다. 본 발명은 백킹 플레이트 위에, 산화물 반도체로 이루어지는 타깃 부재를, 저(低)융점 솔더링에 의해 복수 접합하여 형성된 분할 스퍼터링 타깃에 있어서, 접합된 타깃 부재 사이에 형성된 간극에, 백킹 플레이트 표면을 덮는 저융점 솔더가 존재하고 있는 것으로 했다. 또한, 저융점 솔더의 간극 내의 두께는, 타깃 부재간에 형성된 간극 깊이의 10％～70％인 것이 바람직하다.The present invention provides a split sputtering target that can effectively prevent a component material of a backing plate from being mixed in a thin film of an oxide semiconductor to be formed by sputtering in a split sputtering target obtained by joining a plurality of oxide semiconductor target members. . According to the present invention, in a split sputtering target formed by joining a plurality of target members made of an oxide semiconductor on a backing plate by low melting point soldering, a low melting point covering the backing plate surface in a gap formed between the joined target members. It is assumed that solder is present. Moreover, it is preferable that the thickness in the gap | interval of a low melting point solder is 10%-70% of the gap depth formed between target members.
Description
본 발명은 복수의 타깃 부재를 접합하여 얻어지는 분할 스퍼터링 타깃에 관한 것이며, 특히 타깃 부재가 산화물 반도체에 의해 구성되어 있을 때에 호적(好適)한 분할 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.The present invention relates to a split sputtering target obtained by joining a plurality of target members, and more particularly, to a split sputtering target that is suitable when the target member is made of an oxide semiconductor.
최근, 스퍼터링법은, 정보 기기, AV 기기, 가전 제품 등의 각 전자 부품을 제조할 때에 다용되고 있으며, 예를 들면 액정 표시 장치 등의 표시 디바이스에는, 박막 트랜지스터(약칭: TFT) 등의 반도체 소자가 스퍼터링법에 의해 형성되어 있다. 투명 전극층 등을 구성하는 박막을, 대면적이고, 고(高)정밀도로 형성하는 제법으로서, 스퍼터링법이 매우 유효하기 때문이다.In recent years, the sputtering method is used abundantly when manufacturing each electronic component, such as an information apparatus, AV equipment, and home appliances, For example, in display devices, such as a liquid crystal display device, semiconductor elements, such as a thin film transistor (abbreviation: TFT), are used. Is formed by the sputtering method. It is because sputtering method is very effective as a manufacturing method which forms the thin film which comprises a transparent electrode layer etc. with a large area with high precision.
그런데, 최근의 반도체 소자에 있어서는, 아모퍼스 실리콘을 대신하여, IGZO(In-Ga-Zn-O)로 대표되는 산화물 반도체가 착목(着目)되어 있다. 그리고, 이 산화물 반도체에 대해서도, 스퍼터링법을 이용하여 산화물 반도체 박막을 성막하는 것이 계획되어 있다. 그러나, 스퍼터링에 사용하는 산화물 반도체의 스퍼터링 타깃에서는, 그 소재가 세라믹이므로, 대면적의 타깃을 한 장의 타깃 부재로 구성하는 것이 어렵다. 그 때문에, 어느 정도의 크기를 갖는 산화물 반도체 타깃 부재를 복수 준비하고, 원하는 면적을 갖는 백킹 플레이트 위에 접합함으로써, 대면적의 산화물 반도체 스퍼터링 타깃이 제조되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).By the way, in the recent semiconductor element, instead of amorphous silicon, the oxide semiconductor represented by IGZO (In-Ga-Zn-O) is taken into consideration. And also about this oxide semiconductor, it is planned to form an oxide semiconductor thin film using sputtering method. However, in the sputtering target of the oxide semiconductor used for sputtering, since the raw material is ceramic, it is difficult to comprise the target of a large area with one target member. Therefore, a large area oxide semiconductor sputtering target is manufactured by preparing two or more oxide semiconductor target members which have a certain magnitude | size, and joining on the backing plate which has a desired area (for example, refer patent document 1).
이 스퍼터링 타깃의 백킹 플레이트에는, 통상, Cu제의 백킹 플레이트가 사용되며, 이 백킹 플레이트와 타깃 부재의 접합에는, 열전도가 양호한 저(低)융점 솔더, 예를 들면 In계 금속이 사용되어 있다. 예를 들면, 대면적이고, 판상(板狀)의 반도체 산화물 스퍼터링 타깃을 제조할 때, 대면적의 Cu제 백킹 플레이트를 준비하고, 그 백킹 플레이트 표면을 복수의 구획으로 나누어, 그 구획에 맞는 면적을 갖는 산화물 반도체 타깃 부재를 복수 준비한다. 그리고, 백킹 플레이트 위에 복수의 타깃 부재를 배치하고, In계나 Sn계 금속의 저융점 솔더링에 의해, 모든 타깃 부재를 백킹 플레이트에 접합하는 것이 행해진다. 이 접합시에, Cu와 산화물 반도체의 열팽창의 차이를 고려하여, 인접하는 타깃 부재끼리의 사이에는, 실온시에 0.1㎜～1.0㎜의 간극이 생기도록 조정하여 배치되어 있다.Cu backing plates are usually used for the backing plate of the sputtering target, and low melting point solders having good thermal conductivity, for example, In-based metals, are used for joining the backing plate and the target member. For example, when manufacturing a large-area, plate-shaped semiconductor oxide sputtering target, a large-area Cu backing plate is prepared, the surface of the backing plate is divided into a plurality of compartments, and an area suitable for the compartments is obtained. Plural oxide semiconductor target members are prepared. Then, a plurality of target members are disposed on the backing plate, and bonding of all the target members to the backing plate is performed by low melting point soldering of the In-based or Sn-based metal. At the time of this joining, in consideration of the difference in thermal expansion of Cu and an oxide semiconductor, it arrange | positions and arrange | positions so that the clearance gap of 0.1 mm-1.0 mm may arise at the time of room temperature between adjacent target members.
이와 같은 복수의 산화물 반도체 타깃 부재를 접합하여 얻어진 분할 스퍼터링 타깃을 사용하여 스퍼터링에 의해 박막을 성막해서 반도체 소자를 형성할 경우, 스퍼터링 처리 중에 타깃 부재간의 간극으로부터 백킹 플레이트의 구성 재료인 Cu도 스퍼터링되어, 형성하는 산화물 반도체의 박막 중에 혼입한다는 문제가 염려되고 있다. 박막 중의 Cu는, 수 ppm 레벨의 혼입량이지만, 그 영향은 산화물 반도체에는 매우 크고, 예를 들면 TFT 소자 특성 중의 전계(電界) 효과 이동도가, 타깃 부재간의 간극에 상당하는 위치에서 형성된 반도체 소자(Cu가 혼입한 박막)에서는, 그 이외의 부분의 반도체 소자에 비해 낮아지는 경향이 있으며, ON／OFF비도 저하하는 경향이 된다. 이와 같은 결점은, 작금의 대면적화 경향에의 큰 장해 요인으로서 지적되고 있어, 조속한 기술 개선을 요구받고 있는 것이 현상황이다.When a thin film is formed by sputtering using a split sputtering target obtained by joining such a plurality of oxide semiconductor target members to form a semiconductor element, Cu, which is a constituent material of the backing plate, is sputtered from the gap between the target members during the sputtering process. The problem of mixing in the thin film of the oxide semiconductor to form is concerned. Cu in the thin film is a mixed amount of a few ppm level, but the effect is very large for the oxide semiconductor, for example, the semiconductor element formed at a position corresponding to the gap between the target members in the field effect mobility in the TFT element characteristics ( In the thin film mixed with Cu), there exists a tendency for it to become low compared with the semiconductor element of other parts, and it will also become a tendency for ON / OFF ratio to fall. Such a drawback is pointed out as a big obstacle factor to the big-area tendency, and the present situation is called for prompt technical improvement.
본 발명은 이상과 같은 사정을 배경으로 이루어진 것이며, 대면적의 산화물 반도체 스퍼터링 타깃으로서, 복수의 산화물 반도체 타깃 부재를 접합하여 얻어진 분할 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터링됨으로써, 백킹 플레이트의 구성 재료가, 형성하는 산화물 반도체의 박막 중에 혼입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 분할 스퍼터링 타깃을 제안하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and as a large-area oxide semiconductor sputtering target, in a split sputtering target obtained by joining a plurality of oxide semiconductor target members, the constituent material of the backing plate is formed by sputtering. An object of the present invention is to propose a split sputtering target that can effectively prevent mixing in an oxide semiconductor thin film.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 백킹 플레이트 위에, 산화물 반도체로 이루어지는 타깃 부재를, 저융점 솔더링에 의해 복수 접합하여 형성된 분할 스퍼터링 타깃에 있어서, 접합된 타깃 부재 사이에 형성된 간극에, 백킹 플레이트 표면을 덮는 저융점 솔더가 존재하고 있는 것으로 했다. 본 발명에서는, 백킹 플레이트와 타깃 부재를 접합할 때에 사용되는 저융점 솔더를, 의도적으로 타깃 부재간에 형성된 간극에 존재시킴으로써, 당해 간극에는 백킹 플레이트 표면이 노출되지 않고, 백킹 플레이트의 구성 재료가 스퍼터링되는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention is a split sputtering target formed by joining two or more target members which consist of oxide semiconductors on a backing plate by low melting point soldering, The backing plate surface in the clearance gap formed between the joined target members. It was assumed that there was a low melting point solder covering the. In the present invention, the low melting point solder used when joining the backing plate and the target member is present in a gap formed between the target members intentionally, so that the backing plate surface is not exposed to the gap, and the constituent material of the backing plate is sputtered. It becomes possible to prevent that effectively.
본 발명에 있어서, 간극에 존재시키는 저융점 솔더는, 접합시의 저융점 솔더를 간극에 잔존시킨 것임이 바람직하다. 간극의 저융점 솔더는, 간극에 저융점 솔더를 충전할 수도 있지만, 접합시의 저융점 솔더를 간극에 잔존시킨 것으로 하면, 종래의 분할 스퍼터링 타깃의 제조 공정을 크게 변경하지 않고 적용할 수 있으므로, 특히 유효한 것이라고 할 수 있다. 또한, 간극에 존재하는 저융점 솔더는, 스퍼터링되기 어려운 것을 고려하면, 금속 상태보다도 산화물인 것이 바람직하고, 간극에 존재하는 저융점 솔더의 최표면이 산화물이 되어 있을 경우도 호적하다.In this invention, it is preferable that the low melting solder which exists in a clearance gap has left the low melting solder at the time of joining in a clearance gap. The low melting point solder in the gap can be filled with a low melting point solder in the gap, but if the low melting point solder is left in the gap, the conventional split sputtering target can be applied without significantly changing the manufacturing process. It is particularly valid. In addition, considering that it is difficult to sputter, the low melting point solder present in the gap is preferably an oxide rather than a metal state, and it is also preferable when the outermost surface of the low melting point solder in the gap is an oxide.
본 발명에 있어서, 분할 스퍼터링 타깃은 판상, 원통상인 것이 대상이 된다. 판상의 스퍼터링 타깃은, 판상 백킹 플레이트 위에, 사각형면을 갖는 판상의 타깃 부재를 복수 평면 배치하여, 접합한 것이 대상이 된다. 또한, 원통상의 스퍼터링 타깃은, 원통상 백킹 플레이트에, 원통상 타깃 부재(중공 원주)를 복수 관통시켜, 원통상 백킹 플레이트의 원주 축방향에 다단상(多段狀)으로 배치하여 접합한 것, 혹은, 중공 원주를 원주 축방향으로 세로 분할한 만곡상(灣曲狀) 타깃 부재를, 원통상 백킹 플레이트의 외측면에, 원주 방향으로 복수 나열하여, 접합한 것이 대상이 된다. 이 판상 또는 원통상의 분할 스퍼터링 타깃은, 대면적의 스퍼터링 장치에 다용(多用)되고 있다. 또한, 본 발명은, 판상, 원통상의 형상을 대상으로 하고 있지만, 다른 형상의 분할 스퍼터링 타깃에의 적용을 방해하는 것이 아니라, 타깃 부재에 대해서도 그 형상에 제한은 없다.In the present invention, the split sputtering target is a plate-like or cylindrical one. As a plate-shaped sputtering target, the plate-shaped target member which has a square surface is arrange | positioned in multiple planes, and the object which joined is the object. In addition, the cylindrical sputtering target is formed by passing a plurality of cylindrical target members (hollow cylinders) through the cylindrical backing plate, arranging them in multiple stages in the circumferential axial direction of the cylindrical backing plate, and joining them. Alternatively, a plurality of curved target members obtained by vertically dividing the hollow circumference in the circumferential axial direction are arranged on the outer side of the cylindrical backing plate in the circumferential direction and joined. This plate-shaped or cylindrical split sputtering target is used abundantly for a large area sputtering apparatus. In addition, although this invention is made into the plate shape and cylindrical shape, it does not prevent application to the split | split sputtering target of another shape, and there is no restriction | limiting in the shape also about a target member.
본 발명에 있어서의 저융점 솔더는, In, Sn, 또는 이들을 함유하는 합금 등을 사용할 수 있다. 그리고, 저융점 솔더에 함유되는 Cu의 불순물 농도는 1질량％ 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 불순물로서 Cu를 1.5질량％ 함유하는 In 솔더를 사용했을 경우, 이 In 솔더가 스퍼터링되어 성막한 박막 중에 혼입하면, 그때에 함께 혼입된 Cu에 의해 막 특성에 악영향을 주게 되기 때문이다.As the low melting solder in the present invention, In, Sn, or an alloy containing these can be used. And it is preferable that the impurity concentration of Cu contained in a low melting point solder is 1 mass% or less. For example, when In solder containing 1.5 mass% of Cu is used as an impurity, when this In solder is sputtered and mixed in the thin film formed, it will adversely affect the film | membrane characteristic by Cu mixed at the time. .
본 발명에 있어서의 저융점 솔더의 간극 내의 두께는, 타깃 부재간에 형성된 간극 깊이의 10％～70％인 것이 바람직하다. 간극 깊이의 10％ 미만이면, 백킹 플레이트의 구성 재료의 스퍼터링을 억제하는 효과가 저하하는 경향이 되고, 70％를 초과하면, 스퍼터링시에 저융점 솔더가 스퍼터되어 성막한 박막 중에 혼입하는 양이 많아져, 막 특성에 악영향을 주게 된다. 이 간극 깊이는, 타깃 부재의 단부(端部)의 두께, 혹은 제조한 스퍼터링 타깃 전체에 있어서의 주변부의 단부 두께에 의해 결정되는 것이며, 스퍼터링에 사용하기 전의 분할 스퍼터링 타깃을 제조한 초기의 간극 깊이를 말한다.It is preferable that the thickness in the clearance gap of the low melting point solder in this invention is 10%-70% of the clearance gap depth formed between target members. If it is less than 10% of the gap depth, the effect of suppressing sputtering of the constituent material of the backing plate tends to decrease, and if it exceeds 70%, the amount of low melting solder sputtered during sputtering and mixed in a thin film formed is large. This adversely affects the membrane properties. This gap depth is determined by the thickness of the edge part of a target member, or the thickness of the edge part of the periphery part in the whole manufactured sputtering target, and the initial gap depth which manufactured the split sputtering target before using for sputtering. Say.
본 발명에 있어서, 산화물 반도체는, In, Zn, Ga 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, IGZO(In-Ga-Zn-O), GZO(Ga-Zn-O), IZO(In-Zn-O), ZnO을 들 수 있다.In this invention, it is preferable that an oxide semiconductor consists of an oxide containing any 1 or more types of In, Zn, and Ga. Specifically, IGZO (In-Ga-Zn-O), GZO (Ga-Zn-O), IZO (In-Zn-O), ZnO is mentioned.
또한, 본 발명에 있어서, 산화물 반도체는, Sn, Ti, Ba, Ca, Zn, Mg, Ge, Y, La, Al, Si, Ga 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Sn-Ba-O, Sn-Zn-O, Sn-Ti-O, Sn-Ca-O, Sn-Mg-O, Zn-Mg-O, Zn-Ge-O, Zn-Ca-O, Zn-Sn-Ge-O, 또는, 이들 산화물의 Ge를 Mg, Y, La, Al, Si, Ga로 변경한 산화물을 들 수 있다.In addition, in this invention, it is preferable that an oxide semiconductor consists of oxide containing any 1 or more types of Sn, Ti, Ba, Ca, Zn, Mg, Ge, Y, La, Al, Si, Ga. Specifically, Sn-Ba-O, Sn-Zn-O, Sn-Ti-O, Sn-Ca-O, Sn-Mg-O, Zn-Mg-O, Zn-Ge-O, Zn-Ca- O, Zn-Sn-Ge-O, or the oxide which changed Ge of these oxides into Mg, Y, La, Al, Si, Ga is mentioned.
그리고, 본 발명에 있어서의 산화물 반도체는, Cu, Al, Ga, In 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는 Cu2O, CuAlO2, CuGaO2, CuInO2을 들 수 있다.And it is preferable that the oxide semiconductor in this invention consists of oxide containing any 1 or more types of Cu, Al, Ga, In. Specifically, an Cu 2 O, CuAlO 2, CuGaO 2, CuInO 2.
본 발명의 분할 스퍼터링 타깃은, 백킹 플레이트 위에, 타깃 부재를 저융점 솔더링에 의해 복수 접합하고, 접합된 타깃 부재간에 형성된 간극에 있는 저융점 솔더를 소정량의 간극 깊이가 되도록 제거함으로써 제조할 수 있다. 본 발명의 제조 방법은, 종래의 제조 공정을 크게 변경하지 않고 적용할 수 있으므로, 매우 효율적으로 실시할 수 있다. 통상, 백킹 플레이트 위에, 타깃 부재를 저융점 솔더링에 의해 접합할 경우, 타깃 부재간에 형성되는 간극에 상당하는 위치에 내열성 재료의 스페이서를 개재(介在)시켜, 간극 부분에의 저융점 솔더의 침입을 방지하도록 하고 있지만, 본 발명에 있어서는, 이와 같은 스페이서를 개재시키지 않고, 저융점 솔더에 의한 접합을 행하여, 간극간에 침입한 저융점 솔더를 소정량의 간극 깊이가 되도록 제거함으로써, 본 발명의 분할 스퍼터링 타깃을 제조할 수 있다. 이 저융점 솔더의 제거는, 저융점 솔더의 응고가 완료되기 전에 행하는 것이 바람직하다.The split sputtering target of the present invention can be produced by joining a plurality of target members on the backing plate by low melting point soldering, and removing the low melting point solder in the gap formed between the joined target members so as to have a predetermined amount of gap depth. . Since the manufacturing method of this invention can be applied without changing a conventional manufacturing process largely, it can carry out very efficiently. Usually, when joining a target member by low melting point soldering on a backing plate, the spacer of a heat resistant material is interposed at the position corresponded to the space | interval formed between target members, and invasion of the low melting point solder to a gap part is prevented. In the present invention, the sputtering of the present invention is performed by removing the low melting point solder penetrating into the gap so as to have a predetermined amount of gap depth without interposing such spacers. The target can be produced. It is preferable to remove this low melting point solder before solidification of a low melting point solder is completed.
본 발명에 의하면, 복수의 산화물 반도체 타깃 부재를 접합하여 얻어진 분할 스퍼터링 타깃에 있어서, 스퍼터링됨으로써, 백킹 플레이트의 구성 재료가, 형성하는 산화물 반도체의 박막 중에 혼입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, in the split sputtering target obtained by joining a plurality of oxide semiconductor target members, sputtering can effectively prevent mixing of the constituent material of the backing plate into the thin film of the oxide semiconductor to be formed.
도 1은 분할 스퍼터링 타깃 개략 사시도.
도 2는 본 실시형태의 개략 단면도.1 is a schematic perspective view of a split sputtering target.
2 is a schematic cross-sectional view of this embodiment.
이하, 본 발명에 있어서의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment in this invention is described, referring drawings.
본 실시형태의 판상의 스퍼터링 타깃은, 도 1에 나타내는 바와 같이 Cu제 백킹 플레이트(10)에, 복수의 타깃 부재(20)를 배치하여 접합한 것이다. 이들 타깃 부재끼리의 사이에는, 0.1㎜～1.0㎜의 간극(30)이 형성되어 있다.The plate-shaped sputtering target of this embodiment arrange | positions and joins the some
6매의 타깃 부재는, In이나 Sn의 저융점 솔더를 사용하여, 도 1에 나타내는 바와 같이 배치하여 접합된다. 이 접합은, 백킹 플레이트와 타깃 부재를 모두 소정 온도에까지 가열하여, 백킹 플레이트 표면에, 용융한 저융점 솔더(In이나 Sn)를 도포하고, 타깃 부재를 그 저융점 솔더 위에 배치하여, 실온까지 냉각함으로써 행해진다.Six target members are arrange | positioned and joined as shown in FIG. 1 using the low melting point solder of In and Sn. This joining heats both a backing plate and a target member to predetermined temperature, apply | coats the molten low melting solder (In or Sn) to the backing plate surface, arrange | positions a target member on the low melting solder, and cools to room temperature By doing so.
도 2에, 본 실시형태의 분할 스퍼터링 타깃의 단면 개략도를 나타낸다. 백킹 플레이트(10)와 타깃 부재(20)는, 저융점 솔더(50)에 의해 접합되어 있다. 또한, 간극(30)에는, 저융점 솔더(50)가 잔존한 상태로 되어 있다. 이 저융점 솔더의 잔존시키는 방법은, 타깃 부재간에 내열 재료의 스페이서 등을 개재시키지 않고, 백킹 플레이트(10)와 타깃 부재(20)를 저융점 솔더링에 의해 접합하고, 간극에 침입한 저융점 솔더(50)를, 저융점 솔더의 응고가 완료되기 전에 소정량의 간극 깊이가 되도록 제거함으로써 행할 수 있다.2, the cross-sectional schematic of the division | segmentation sputtering target of this embodiment is shown. The
(실시예)(Example)
이하, 구체적인 실시예에 대해서 설명한다. 제조한 분할 스퍼터링 타깃은, 무산소 구리제의 백킹 플레이트(두께 30㎜, 종 630㎜, 횡 710㎜)와, 6매의 IGZO제 타깃 부재(두께 6㎜, 종 210㎜, 횡 355㎜)를 접합하여 제조했다. 접합용 저융점 솔더는 In(불순물 Cu 0.1질량％ 함유)을 사용했다. 또한, 타깃 부재간의 간극은 0.5㎜로 했다.Hereinafter, specific examples will be described. The produced sputtering target bonded the backing plate (thickness 30mm, length 630mm, width 710mm) made of oxygen-free copper and six target members (thickness 6mm, length 210mm, width 355mm) made of IGZO It was prepared by. In (0.1 mass% of impurity Cu containing) was used for the low melting point solder for joining. In addition, the clearance gap between target members was 0.5 mm.
IGZO제 타깃 부재는, In2O3, Ga2O3, ZnO의 각 원료 분말을 1㏖:1㏖:2㏖의 비율로 칭량하고, 20시간의 볼 밀에 의한 혼합 처리를 했다. 그리고, 바인더로서 4질량％에 희석한 폴리비닐알코올 수용액을, 분말 총량에 대하여 8질량％ 첨가하여 혼합한 후, 500kgf／㎠의 압력에서 성형했다. 그 후, 대기 중 1450℃, 8시간의 소성 처리를 하여 판상의 소결체를 얻었다. 그리고, 이 소결체를 평면 연삭기에 의해 양면을 연마하여, 두께 6㎜, 종 210㎜, 횡 355㎜의 IGZO제 타깃 부재를 제조했다.The IGZO target member, In 2 O 3, Ga 2 O 3, 1㏖ each of ZnO material powder: 1㏖: weighed in a ratio of 2㏖, followed by a mixing process by a ball mill for 20 hours. And 8 mass% of polyvinyl alcohol aqueous solution diluted to 4 mass% as a binder was added and mixed with respect to powder total amount, and it shape | molded at the pressure of 500 kgf / cm <2>. Then, the baking process for 1 hour and 1450 degreeC in air | atmosphere was performed, and the plate-shaped sintered compact was obtained. And both surfaces of this sintered compact were grind | polished with the surface grinder, and the target member made from IGZO of thickness 6mm, 210 mm in length, and 355 mm in width was produced.
이와 같이 하여 제작한 6매의 타깃 부재는 In의 저융점 솔더를 사용하여, 도 1에 나타내는 바와 같이 배치하여 접합했다. 이 접합은, 백킹 플레이트와 타깃 부재를 모두 200℃까지 가열하여, 백킹 플레이트 표면에, 용융한 저융점 솔더(In)를 도포하고, 타깃 부재를 그 저융점 솔더 위에 배치하여, 실온까지 냉각함으로써 행했다. 이 접합에 있어서는, 타깃 부재간에 형성되는 간극에 상당하는 위치에는 내열성 재료의 스페이서를 개재시키지 않고, 간극 부분에 저융점 솔더가 침입하도록 하여 행했다. 그리고, 이 간극에 침입한 In의 저융점 솔더를, 저융점 솔더의 응고가 완료되기 전에 소정량 제거하고, 간극 깊이 3.5㎜(백킹 플레이트 표면에서 잔존한 저융점 솔더 표면까지의 거리)가 되도록 저융점 솔더를 간극에 존재시켰다.The six target members produced in this way were arrange | positioned and bonded as shown in FIG. 1 using the low melting point solder of In. This bonding was performed by heating both a backing plate and a target member to 200 degreeC, apply | coating molten low melting solder (In) to the backing plate surface, arranging a target member on the low melting solder, and cooling to room temperature. . In this joining, the low melting point solder penetrated into the gap portion without interposing a spacer of a heat resistant material at a position corresponding to the gap formed between the target members. The low melting point solder of In penetrating into the gap is removed before the solidification of the low melting point solder is completed, and the low melting point solder is removed so that the gap depth is 3.5 mm (the distance from the backing plate surface to the remaining low melting point solder surface). Melting point solder was present in the gaps.
상기한 바와 같이 하여 분할 스퍼터링 타깃을 제작하고, 스퍼터 평가 시험을 행했다. 이 스퍼터 평가 시험은, 스퍼터링 장치(SMD-450B, 알박사제)를 사용하여, 무알칼리 유리 기판(니혼덴키가라스사제)에 두께 14㎛의 IGZO 박막을 성막했다. 그리고, 이 성막한 기판에 대해서, 분할 스퍼터링 타깃의 간극 부분에 상당하는 직상부를 기판 및, 간극 부분 이외의 기판을 잘라냈다. 잘라낸 기판에 대해서, 원자 흡광 분석에 의해 IGZO 박막 중의 Cu의 혼입량을 측정하여 스퍼터 평가를 행했다. 또한, 비교로서, 간극 부분에 저융점 솔더의 In이 없고, Cu제 백킹 플레이트 표면이 노출된 상태의 분할 스퍼터링 타깃에 대해서도 마찬가지로 스퍼터 평가 시험을 행했다.The split sputtering target was produced as mentioned above, and the sputter | spatter evaluation test was done. This sputter | spatter evaluation test formed a 14-micrometer-thick IGZO thin film on the alkali free glass substrate (made by Nippon Denki Glass Co., Ltd.) using the sputtering apparatus (SMD-450B, Al Dr. make). And about the board | substrate which formed into this film, the board | substrate and board | substrates other than a clearance part were cut out in the direct upper part corresponded to the clearance part of the division | segmentation sputtering target. About the cut-out board | substrate, the amount of mixing of Cu in an IGZO thin film was measured by atomic absorption spectrometry, and sputter | spatter evaluation was performed. Moreover, as a comparison, the sputter | spatter evaluation test was similarly performed also about the split sputtering target of the state in which the low melting point solder did not exist in the clearance gap, and the surface of Cu backing plate was exposed.
그 결과, 간극에 In을 잔존시켰을 경우에는, IGZO 박막에의 Cu의 혼입량은 2ppm 미만(원자 흡광 분석의 검출 한계 이하)이었다. 이에 대하여 In을 잔존시키지 않을 경우에는, IGZO 박막에의 Cu의 혼입량은 간극 부분에서 19ppm이었다.As a result, when In remained in the gap, the amount of Cu mixed in the IGZO thin film was less than 2 ppm (below the detection limit of atomic absorption analysis). On the other hand, when In was not left, the amount of Cu mixed in the IGZO thin film was 19 ppm in the gap portion.
본 발명은 대면적의 산화물 반도체의 박막을 형성할 때에, 스퍼터링에 있어서의 불순물의 혼입을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.When forming the thin film of the oxide semiconductor of large area, it becomes possible to prevent mixing of impurities in sputtering effectively.
10: 백킹 플레이트 20: 타깃 부재
30: 간극 50: 저융점 솔더10: backing plate 20: target member
30: gap 50: low melting point solder
Claims (7)
접합된 타깃 부재의 사이에 형성된 간극에, 백킹 플레이트 표면을 덮는 저융점 솔더가 존재하고 있고,
저융점 솔더의 간극 내의 두께는, 타깃 부재간에 형성된 간극 깊이의 10％～70％인 것을 특징으로 하는 분할 스퍼터링 타깃.In a split sputtering target formed by joining a plurality of target members made of an oxide semiconductor on a backing plate by low melting point soldering,
In the gap formed between the joined target members, a low melting point solder covering the backing plate surface exists,
The thickness in the gap of the low melting point solder is 10% to 70% of the gap depth formed between the target members, the split sputtering target.
저융점 솔더는, 접합시의 저융점 솔더를 간극에 잔존시킨 것인 분할 스퍼터링 타깃.The method of claim 1,
The low-melting point solder is a split sputtering target in which the low-melting point solder at the time of bonding is left in the gap.
산화물 반도체는, In, Zn, Ga 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 분할 스퍼터링 타깃.The method according to claim 1 or 2,
The oxide semiconductor is a split sputtering target made of an oxide containing any one or more of In, Zn, and Ga.
산화물 반도체는, Sn, Ti, Ba, Ca, Zn, Mg, Ge, Y, La, Al, Si, Ga 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 분할 스퍼터링 타깃.The method according to claim 1 or 2,
The oxide semiconductor is a split sputtering target made of an oxide containing any one or more of Sn, Ti, Ba, Ca, Zn, Mg, Ge, Y, La, Al, Si, and Ga.
산화물 반도체는, Cu, Al, Ga, In 중 어느 1종 이상을 함유하는 산화물로 이루어지는 분할 스퍼터링 타깃.The method according to claim 1 or 2,
An oxide semiconductor is a split sputtering target consisting of an oxide containing any one or more of Cu, Al, Ga, and In.
백킹 플레이트 위에, 타깃 부재를 저융점 솔더링에 의해 복수 접합하고,
접합된 타깃 부재간에 형성된 간극에 있는 저융점 솔더를 소정량의 간극 깊이가 되도록 제거하는 것을 특징으로 하는 분할 스퍼터링 타깃의 제조 방법.In the manufacturing method of the split sputtering target formed by joining two or more target members which consist of oxide semiconductors by low melting point soldering on a backing plate,
On the backing plate, a plurality of target members are joined by low melting point soldering,
A method for producing a split sputtering target, wherein the low melting point solder in the gap formed between the joined target members is removed so as to have a predetermined amount of gap depth.
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