KR20120137347A

KR20120137347A - 스퍼터링 타깃

Info

Publication number: KR20120137347A
Application number: KR1020127015591A
Authority: KR
Inventors: 다카시 가케노; 료 스즈키; 도시야 구리하라; 유이치로 나카무라; 가즈히로 세키; 노부히토 마키노; 요시카즈 구마하라
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-12-20
Also published as: JP5438825B2; CN103348035A; KR20140108349A; TW201243077A; WO2012144107A1; TWI518196B; JPWO2012144107A1; CN103348035B

Abstract

복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하고, 그 백킹 플레이트에 접합하여 구성되는 스퍼터링 타깃으로서, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 표면에, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃. 분할 타깃의 연속 스퍼터시에 있어서도, 노듈의 발생이나 이상 방전을 억제할 수 있음과 함께, 클리어런스 부분에 대향한 기판 상에 형성되는 막의 특성이 다른 부분의 막의 특성과 차이가 없는, 즉 막 특성의 균일성이 높은 막이 얻어지는 스퍼터링 타깃, 특히 FPD 용 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 과제로 한다.

Description

스퍼터링 타깃{SPUTTERING TARGET}

본 발명은 스퍼터링법에 의해 투명 도전막을 제작할 때에 사용되는 스퍼터링 타깃, 특히, 복수 장의 타깃재로 이루어지고, 분할부를 갖는 ITO, IZO, IGZO 등의 세라믹스 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.

투명 도전막 형성용 ITO, IZO, IGZO 등의 박막은, 액정 디스플레이, 터치 패널, EL 디스플레이 등을 중심으로 하는 표시 디바이스의 투명 전극으로서 널리 사용되고 있다. 대부분의 경우, ITO, IZO, IGZO 등의 투명 도전막 형성용 산화물 박막은 스퍼터링에 의해 형성된다. 이하의 설명에서는, 주로 ITO 타깃을 대표예로 사용하여 설명한다.

ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 고도전율, 고투과율이라는 특징 때문에, 플랫 패널용 표시 전극 등에 사용되고 있다. 최근, 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 의 대형화에 수반하여, ITO 타깃의 대형화의 요구가 거세지고 있다.

그러나, 대형 ITO 를 제작하기 위한 신규 설비 투자나 휨 등의 원인에 의한 수율 저하 때문에 매우 곤란하다. 그래서, 현재, 대형 ITO 타깃은 소형의 ITO 부재를 복수 개 접합시킨 다분할 타깃이 사용되고 있다.

ITO 등의 세라믹스 타깃은, 금속에 비해 강도 (경도, 유연성, 항장력) 를 갖는 것은 아니기 때문에, 접근 배치할 때에는, 약간의 접촉으로도 치핑 (결손) 을 발생시킨다. 또, 이 때문에 접촉 배치하는 것은 아니며, 분할 타깃의 각각의 간극이 0.1 ㎜ ? 0.5 ㎜ 정도 두어지고 있다.

그리고, 대향하는 분할 타깃의 가장자리부에는, C 가공이나 R 가공이 실시되고 있다. 그런데도, 다분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배치하는 경우에는, 상당한 주의를 필요로 한다.

한편, 전술한 바와 같이 하여 배치한 다분할 타깃을 사용하여 스퍼터링을 장시간 실시하면, 타깃의 표면, 특히 분할부 부분에 노듈이라고 불리는 인듐의 저급 산화물이라고 생각되는 흑색 부착물이 석출되어, 이상 방전의 원인이 되기 쉽고, 박막 표면으로의 파티클 발생원이 되는 것으로 알려져 있다.

이에 대해, 클리어런스 부분에 인듐이나 각종 합금을 전부 매립한다고 하는 방법에 의해, 스퍼터시의 노듈 발생이나 이상 방전의 억제가 가능하다는 기재가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 클리어런스 부분에 타깃 본체의 인듐과 주석의 원자수비와 동일한 인듐-주석 합금을 충전하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 그러기 위해서는, 타깃 본체의 인듐과 주석의 원자수비를 측정하여, 그 결과를 바탕으로 주입할 인듐-주석 합금의 조성을 그때마다 조정할 필요가 있기 때문에, 타깃의 생산성에 문제가 있었다.

또, 인듐-주석 합금을 클리어런스부 전부에 주입하기 때문에, 그 상부에 형성되는 막의 전기적 특성이, 다른 부분에 형성되는 막의 전기적 특성과 상이해진다는 문제가 있었다.

또, 특허문헌 2 에서는 클리어런스 부분에 인듐을, 특허문헌 3 에서는 접합재보다 고융점을 갖는 합금을 충전하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들 방법에서도, 인듐 등을 클리어런스부 전부에 주입하기 때문에, 그 상부에 형성되는 막의 전기적 특성이, 다른 부분에 형성되는 막의 전기적 특성과 상이해진다는 문제가 있었다.

특허문헌 4 에서는, 클리어런스 부분에 금속 산화물 소결체와 구성 원소가 동일하긴 하지만, 다른 조성의 재료를 충전하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 산소의 양이 적은 경우에는, 통상적인 합금과 거의 변함없는 특성을 갖기 때문에, 그 상부에 형성되는 막의 전기적 특성이, 다른 부분에 형성되는 막의 전기적 특성과 상이해진다는 문제가 있으며, 또한 반대로 산소의 양이 많은 경우에는, ITO 의 특성과 거의 변함없기 때문에, 저온에서 클리어런스 부분에 용해시켜 유입시킨다는 것은 불가능하다는 문제가 있었다.

상기에 대해서는 모두 분할 타깃의 간극 (클리어런스부) 에 충전제를 도입하여 간극의 발생을 없앤다는 발상에 기초하는 것이다.

그러나, 충전재 그 자체는 충전이라고 하는 특수성 때문에 타깃재와 동질의 재료로 하는 것은 어려워, 아무리 하여도 경계가 발생하여, 분할부에 노듈의 발생을 억제 또는 감소시키는 것은 어려웠다.

일본 공개특허공보 평01-230768호 일본 공개특허공보 평08-144052호 일본 공개특허공보 2000-144400호 일본 공개특허공보 2010-106330호

본 발명은 분할 세라믹스 타깃의 연속 스퍼터시에 있어서도, 노듈의 발생이나 이상 방전을 억제할 수 있음과 함께, 클리어런스 부분에 대향한 기판 상에 형성되는 막의 특성이 다른 부분의 막의 특성과 차이가 없는, 즉 막 특성의 균일성이 높은 막이 얻어지는 세라믹스제 스퍼터링 타깃, 특히 FPD 용 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, 세라믹스제 스퍼터링 타깃을 복수의 분할 타깃으로 구성하고, 이 복수의 분할 타깃의 가장자리부를 연구함으로써, 분할 타깃을 배열하여 대형의 타깃을 제작하여, 각 분할 타깃의 가장자리부에서 기인하는 파티클 발생에 의한 불량을 저감시킬 수 있는 스퍼터링 타깃, 특히 FPD 용 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다는 지견을 얻었다.

이와 같은 지견에 기초하여, 본 발명은,

(1) 복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하고, 그 백킹 플레이트에 접합하여 구성되는 스퍼터링 타깃으로서, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 표면에, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(2) 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 10 ? 30°의 테이퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(3) 분할 타깃 측면의, 아래 방향으로 경사지는 테이퍼에 의해 형성되는 평탄면으로부터의 최대 깊이가 2.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(4) 분할 타깃 측면의, 아래 방향으로 경사지는 테이퍼에 의해 형성되는 평탄면으로부터의 최대 깊이가 1.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(5) 분할 타깃 간의 클리어런스가 0.05 ? 1.0 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 상기 (1) ? (4) 중 어느 한 항에 기재에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(6) 분할 타깃 간의 클리어런스가 0.1 ? 0.5 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 상기 (1) ? (4) 중 어느 한 항에 기재에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

(7) 분할 타깃이 세라믹스제 타깃인 것을 특징으로 하는 상기 (1) ? (6) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

이와 같이 조정한 본 발명의 스퍼터링 타깃은, 분할 타깃의 연속 스퍼터시에 있어서도, 노듈의 발생이나 이상 방전을 억제할 수 있음과 함께, 클리어런스 부분에 대향한 기판 상에 형성되는 막의 특성이 다른 부분의 막의 특성과 차이가 없는, 즉 막 특성의 균일성이 높은 막이 얻어지는 스퍼터링 타깃, 특히 FPD 용 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있으며, 성막의 수율을 향상시키고, 제품의 품질을 높일 수 있다는 큰 이점을 갖는다.

또, 이 발명은, 특히 ITO 타깃, IZO 타깃, IGZO 타깃 등의 세라믹스 타깃에 유효한데, 노듈을 발생시키기 쉬운 금속제 타깃에도 적용할 수 있다는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 분할 스퍼터링 타깃에 형성하는 대표적인 테이퍼 (경사면) 의 단면 설명도이다.
도 2 는 분할 타깃의 가장자리부 (에지부) 의 가공 방법 (C 가공, R 가공, 본원 발명의 테이퍼 가공) 에 의한 타깃 라이프에 대응한, 노듈의 발생 상황을 나타내는 개념 설명도이다.
도 3 은 본원 발명의 일례를 나타내는 11.3°의 테이퍼 (경사면) 를 부여한 분할 타깃을 사용하여 스퍼터링한 경우의, 분할 타깃 간의 클리어런스 (간극) 와 가장자리부에 형성된 노듈의 발생 상황을 나타내는 도면이다.
도 4 는 종래의 분할 타깃의 가장자리부에 형성하는 C 가공의 단면 설명도이다.
도 5 는 종래의 분할 타깃에 있어서, 분할 타깃 간의 클리어런스 (간극) 와 가장자리부에 형성된 노듈의 발생 상황을 나타내는 도면이다.

본 발명의 스퍼터링 타깃은, 복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하고, 그 백킹 플레이트에 접합하여 구성되는 스퍼터링 타깃으로서, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 갖는다. 또한, 이 경우, 「아래 방향으로」라는 의미는 「백킹 플레이트측을 향하여」라는 의미이다.

타깃은, 평면적으로 볼 때, 일반적으로 직사각형이기 때문에, 이것에 대응시켜 직사각형의 분할 타깃을 복수 개 배열하여 제작할 수 있다. 그러나, 분할 타깃이 직사각형에 한정되지 않는다는 것은 당연하며, 다른 형상, 예를 들어 정방형, 삼각형, 부채꼴, 혹은 이들을 적절히 조합하여 제작할 수도 있다. 본원 발명은 이들을 포함한다.

백킹 플레이트에 본딩을 실시할 때에는, 인듐 또는 인듐 합금으로 이루어지는 납재를 사용하여 형성해도 된다. 다른 수단으로는 용사법, 도금법 등을 사용할 수 있다. 피복층을 형성한 후, 예를 들어 구리 또는 구리 합금 등으로 이루어지는 백킹 플레이트에 인듐 또는 인듐 합금으로 이루어지는 납재를 사용하여 본딩을 실시한다.

본원 발명의 대표예를 도 1 에 나타낸다. 도 1 은 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°인 각도의 테이퍼 (경사면) 를 형성한 것이다. 이 경우, 타깃 가장자리부에 있어서의 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 1 ㎜ 가 된다.

다른 예로서, 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 2.5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°인 각도의 테이퍼 (경사면) 를 형성한 경우에는, 타깃 가장자리부에 있어서의 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 0.5 ㎜ 가 된다.

본 발명의 스퍼터링 타깃의 상기 테이퍼면은, 상기의 범위에서 임의로 선택할 수 있지만, 노듈의 발생을 억제하기 위한 보다 바람직한 형태로는, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 10 ? 30°의 테이퍼로 하는 것이 추장 (推奬) 된다. 이것은 각종 실험에 의해, 테이퍼의 면적과 깊이는 넓고 얕게 하는 것이 노듈 방지에 도움이 되기 때문이다.

또, 분할 타깃 측면의, 아래 방향으로 경사지는 테이퍼에 의해 형성되는 타깃 평탄면으로부터의 최대 깊이에 대해서는 2.0 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 타깃 측면에 있어서의 가장자리부의 평탄면으로부터의 최대 깊이가 1.0 ㎜ 이하인 것, 또한 평탄면으로부터의 최소 깊이는 0.1 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명은 분할 타깃 간의 클리어런스는 1.0 ㎜ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는 분할 타깃 간의 클리어런스가 0.05 ? 1.0 ㎜ 이고, 더욱 바람직하게는 분할 타깃 간의 클리어런스가 0.1 ? 0.5 ㎜ 이다. 분할 타깃 간의 클리어런스가 작은 경우에는, 복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열할 때에, 분할 타깃의 접촉에 의해 치핑이 발생하기 쉽기 때문에 주의할 필요가 있다.

스퍼터링 타깃의 재료에 따라서는 치핑을 잘 발생시키지 않는 재료가 있는데, 이 경우에는 클리어런스를 형성할 필요는 없다. 즉, 클리어런스를 0 ㎜ 로 한다. 이 클리어런스를 0 ㎜ 로 한 경우라도, 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 형성한 분할 타깃은, 클리어런스를 형성한 경우와 마찬가지로 노듈의 발생을 크게 억제할 수 있다.

이 현상은, 백킹 플레이트에 각 분할 타깃을 서로 밀접시켜 배열한 경우라 하더라도, 분할 타깃의 측면에 조금이라도 간극이 존재하면, 그 간극이 노듈의 발생 원인이 될 수 있다는 것을 추측하고 있다. 본원 발명을 적용함으로써, 이와 같은 경우에서도 노듈 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다. 본원 발명은, 클리어런스를 형성하지 않는 경우 (클리어런스 : 0 ㎜) 를 포함하는 것이다.

또, 타깃의 스퍼터링시 및 냉각시에는, 다소의 열 팽창과 수축이 반복되는데, 분할 타깃의 클리어런스는, 그것을 적당히 조정하는 기능을 갖기 때문에, 타깃의 균열이나 깨짐을 방지할 수 있는 효과도 있다.

또, 분할 타깃을 세라믹스제 타깃, 특히 ITO, IZO, IGZO 타깃에 바람직하게 적용할 수 있다.

종래, 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하는 경우에는, 타깃 상호의 접촉에 의한 치핑을 방지하기 위해, 약간의 간격을 두고 배치함과 함께, 타깃 상단의 가장자리부를 R 가공하거나 또는 C 가공 (45°의 절결 가공) 한다. 이 모습을 도 2 에 나타낸다. 도 2 의 상좌(上左)측이 R 가공한 경우, 도 2 중좌(中左)측이 C 가공한 경우이다. 또, 참고적으로 본원 발명의 테이퍼 가공한 경우를 도 2 의 하측 도면에 나타낸다.

상기 가장자리부를 R 가공한 경우 및 C 가공한 경우에는, 각 분할 타깃의 근접부에 가공 홈이 형성되어 크게 패여 있기 때문에, 노듈 (리데포지션) 이 퇴적되기 쉽다. 타깃의 라이프 초기 ? 50 ％ 까지는 가공 홈에 노듈이 퇴적되어 간다. 이 개념도 (노듈을 알갱이 「○」로 나타낸다.) 를 도 2 의 중앙에 나타낸다.

그러나, 타깃 라이프가 50 ? 100 ％ 가 되면, 노듈이 재스퍼터되어, 타깃의 분할부는 얕게 패여 있지만 플랫에 가까운 형상이 되어, 노듈의 퇴적은 거의 관찰되지 않게 된다.

본원 발명은 이 현상에서 큰 힌트를 얻었다. 즉, 분할 타깃에 간극 (스페이스) 이 있어, C 가공 또는 R 가공한 경우에서도, 이 C 가공 또는 R 가공의 가공 홈이 소실된 타깃 라이프가 50 ? 100 ％ 에 이르는 경우의 표면 형상을 초기 단계부터 형성함으로써 노듈의 발생을 억제할 수 있다는 지견을 얻었다.

상기 지견은 어느 정도 넓고 얕게, 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 테이퍼를 부여하는 것이다. 많은 실험의 결과, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 부여하는 것이 유효하다는 것을 알 수 있었다. 이것에 대해서는 보다 바람직한 조건은 있지만, 상기 범위가 본원 발명의 기초가 되는 것이다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 어디까지나 일례이며, 이 예에 의해 전혀 제한받는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 특허청구의 범위에 의해서만 제한받는 것이며, 본 발명에 포함되는 실시예 이외의 여러 가지의 변형을 포함하는 것이다.

(실시예 1)

원료로서, 비표면적이 5 ㎡/g 인 산화인듐 분말과 산화주석 분말을 중량비로 9 : 1 의 비율로 혼합한 혼합 분말을 프레스용 금형에 넣고, 700 ㎏/㎠ 의 압력으로 성형하여 ITO 성형체를 제작하였다. 다음으로, 이 ITO 성형체를, 산소 분위기 중에서, 승온 속도 5 ℃/min 으로 실온에서부터 1500 ℃ 까지 승온 후, 1500 ℃ 에서 20 시간 온도를 유지하고, 그 후, 노냉 (爐却) 시킴으로써 소결하였다.

이와 같이 하여 얻어진 소결체의 표면을 연삭하고, 추가로 측변을 다이아몬드 커터로 127 ㎜ × 254 ㎜ 사이즈로 절단하였다.

또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼 (경사면) 를 형성하였다. 이 경우, 타깃 가장자리부에 있어서의 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 ㎜ 가 된다. 이와 같은 가공체를 2 장 제작하였다.

다음으로, 무산소 구리제 백킹 플레이트를 200 ℃ 로 설정한 핫 플레이트 상에 설치하고, 인듐을 납재로서 사용하여, 그 두께가 약 0.2 ㎜ 가 되도록 도포하였다. 이 백킹 플레이트 상에, 2 장의 ITO 소결체를 냉각 후에 0.3 ㎜ 의 클리어런스가 되도록 접합면끼리를 마주 보게 설치하고, 실온까지 방치 냉각시켰다.

이 타깃을 신크론 제조의 마그네트론 스퍼터 장치 (BSC-7011) 에 장착하고, 투입 파워는 DC 전원으로 2.3 W/㎠, 가스압은 0.6 ㎩, 스퍼터 가스는 아르곤 (Ar) 이고 가스 유량은 300 sccm, 스퍼터 적산 전력량은 160 WHr/㎠ 까지 실시하였다. 스퍼터 중의 노듈의 발생 상황을 조사하였다. 또, 랜드마크 테크놀로지 제조의 마이크로 아크 모니터 (MAM Genesis) 로 마이크로 아크 발생 횟수 (회) 를 측정하였다.

마이크로 아크의 판정 기준은, 검출 전압 100 V 이상, 방출 에너지 (아크 방전이 발생하고 있을 때의 스퍼터 전압 × 스퍼터 전류 × 발생 시간) 가 20 mJ 이하이다. 적산 160 WHr/㎠ 까지의 마이크로 아크 발생 누적 횟수를 표 1 에 나타낸다.

이 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 527 회이며, 후술하는 비교예에 비해 크게 감소하였다.

분할 타깃의 분할부의 노듈의 발생 상황을 도 3 에 나타낸다. 이 도 3 에 나타내는 바와 같이, 분할부의 클리어런스가 0.3 ㎜ 이고, 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼 (경사면) 를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜ 로 한 경우에는, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 까지 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 이 상태를 표 1 에서는 ○ 로 기재하였다.

(실시예 2)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.1 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 462 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈ㆍ아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 3)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.5 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 576 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았지만, 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 약간 증가하였다. 그러나, 후술하는 비교예에 비해 크게 감소하였다.

(실시예 4)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 11.43 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 433 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈ㆍ아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 5)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 2.75 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 20°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 713 회이며, 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 약간 증가하였다. 그러나, 후술하는 비교예에 비해 크게 감소하였다. 이 상태를 표 1 에서는 △ 로 기재했지만, 특별히 문제는 없는 레벨이다.

(실시예 6)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 1.73 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 30°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 796 회이며, 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 약간 증가하였다. 그러나, 후술하는 비교예에 비해 크게 감소하였다. 이 상태를 표 1 에서는 △ 로 기재했지만, 특별히 문제는 없는 레벨이다.

(실시예 7)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5.71 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 5°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면으로부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.5 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 301 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 8)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 2.50 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.5 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 345 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 9)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 1.37 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 20°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.5 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 442 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 10)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.87 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 30°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.5 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 508 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 줄어들었다.

(실시예 11)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 3.43 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 5°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.3 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 194 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 반감하였다.

(실시예 12)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 1.50 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.3 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 250 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 반감하였다.

(실시예 13)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.82 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 20°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.3 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 331 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 감소하였다.

(실시예 14)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내고 있는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.52 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 30°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 0.3 ㎜, 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 한 경우이다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 428 회이며, 노듈의 발생은 거의 관찰되지 않았다. 실시예 1 보다 노듈, 아킹 모두 감소하였다.

(비교예 1)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 1 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 45°각도의 테이퍼를 형성하였다.

이 경우, 타깃 가장자리부에 있어서의 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 1.0 ㎜ 가 된다. 타깃의 분할부의 클리어런스 (간극) 를 0.3 ㎜ 로 한 경우의 노듈의 발생 상황을 도 5 에 나타낸다. 이 상태를 표 1 에서는 × 로 기재하였다.

이 도 5 에 나타내는 바와 같이, 타깃 상단의 가장자리부 C 1.0 ㎜ 가공에서는, 타깃 라이프 50 ％ 까지 노듈의 발생이 많고, 타깃 라이프 100 ％ 에서 노듈이 소실된다는 역전 현상이 관찰되었다.

이것은 타깃 라이프 50 ％ 에서부터 100 ％ 에 걸쳐 이로젼이 진행됨으로써, 가장자리부와 타깃 평탄면 부분의 높낮이차가 없어져, 전체면이 평탄해졌기 때문에 노듈까지 스퍼터되었기 때문인 것으로 생각된다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1812 회이며, 50 ％ 에서부터 100 ％ 에 걸쳐 아킹 발생 횟수가 증대되고 있었다. 또, 노듈의 발생도 현저히 증가하였다.

(비교예 2)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 45°각도의 테이퍼를 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.1 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1762 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 현저히 증가하였다.

(비교예 3)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 45°각도의 테이퍼를 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.5 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1908 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 현저히 증가하였다.

(비교예 4)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 1 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 반경이 1 ㎜ 인 원 가공 (R 가공) 을 형성하였다 (도 4 참조). 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1826 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 현저히 증가하였다.

(비교예 5)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 45°각도의 테이퍼를 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1522 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 증가하였다.

(비교예 6)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.5 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 반경이 0.5 ㎜ 인 원 가공 (R 가공) 을 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1559 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 증가하였다.

(비교예 7)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.3 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 45°각도의 테이퍼를 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 하였다.

이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1220 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노즐의 발생도 증가하였다.

(비교예 8)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 0.3 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 반경이 0.3 ㎜ 인 원 가공 (R 가공) 을 형성하였다. 또, 타깃의 분할부의 클리어런스를 0.3 ㎜ 로 하였다. 이 경우에는, 상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 개시시부터 타깃 라이프 100 ％ 후의 누적 아킹 횟수는 1233 회이며, 마이크로 아크의 발생 횟수가 매우 많아진다는 결과가 되었다. 또, 노듈의 발생도 증가하였다.

(실시예 15)

ITO 소결체를 제조할 때까지의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하고, 분할 타깃에 대해서는, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 5.0 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 11.3°각도의 테이퍼를 형성하고, 타깃 평탄면에서부터 테이퍼 (경사면) 의 최심부의 거리를 1 ㎜ 로 하고, 또한 클리어런스를 0 ㎜ 로 한 경우이다.

아킹은 287 회, 노듈의 발생은 적어, 실시예 1 보다 양호한 결과였다. 클리어런스가 0 ㎜ 인 경우에도 효과가 있음을 알 수 있었다.

단, 이것은 타깃의 사이즈가 작기 때문에, 클리어런스가 0 ㎜ 에서도 균열이 발생하지 않았지만, 대형 타깃의 경우에는 균열 대책이 필요하다.

상기의 실시예, 비교예로부터 분명한 바와 같이, 복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하고, 그 백킹 플레이트에 접합하여 구성되는 스퍼터링 타깃으로서, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 갖는 구조로 하는 것은 매우 중요하다. 이로써, 노듈의 발생이나 이상 방전을 억제할 수 있음과 함께, 클리어런스 부분에 대향한 기판 상에 형성되는 막의 특성이 다른 부분의 막의 특성과 차이가 없는, 즉 막 특성의 균일성이 높은 막을 얻을 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명의 스퍼터링 타깃은, 분할 타깃의 연속 스퍼터시에 있어서도, 노듈의 발생이나 이상 방전을 억제할 수 있음과 함께, 클리어런스 부분에 대향한 기판 상에 형성되는 막의 특성이 다른 부분의 막의 특성과 차이가 없는, 즉 막 특성의 균일성이 높은 막이 얻어지는 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있으며, 성막의 수율을 향상시키고, 제품의 품질을 높일 수 있다는 큰 이점을 가져, 분할 타깃부에서 기인하는 파티클 발생에 의한 불량률을 저감시킬 수 있는 대형의 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있기 때문에, 특히 FPD 용 스퍼터링 타깃으로서 유용하다.

Claims

복수의 분할 타깃을 백킹 플레이트 상에 배열하고, 그 백킹 플레이트에 접합하여 구성되는 스퍼터링 타깃으로서, 배열된 복수의 각 분할 타깃의 표면에, 그 분할 타깃의 측면으로부터의 거리가 23.0 ㎜ ? 0.10 ㎜ 인 위치에서부터, 분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 5 ? 40°의 테이퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,
분할 타깃의 측면을 향하여 아래 방향으로 경사지는 10 ? 30°의 테이퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
분할 타깃 측면의, 아래 방향으로 경사지는 테이퍼에 의해 형성되는 평탄면으로부터의 최대 깊이가 2.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
분할 타깃 측면의, 아래 방향으로 경사지는 테이퍼에 의해 형성되는 평탄면으로부터의 최대 깊이가 1.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
분할 타깃 간의 클리어런스가 1.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
분할 타깃 간의 클리어런스가 0.05 ? 1.0 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
분할 타깃이 세라믹스제 타깃인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.