KR20160041800A - 스퍼터링 타깃 - Google Patents

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KR20160041800A
KR20160041800A KR1020150140351A KR20150140351A KR20160041800A KR 20160041800 A KR20160041800 A KR 20160041800A KR 1020150140351 A KR1020150140351 A KR 1020150140351A KR 20150140351 A KR20150140351 A KR 20150140351A KR 20160041800 A KR20160041800 A KR 20160041800A
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sputtering target
cylindrical
ppm
bonding material
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KR1020150140351A
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사토루 타테노
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제이엑스 킨조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 스퍼터링 타깃재의 균열을 방지하여, 기재에 안정적으로 유지되는 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
[해결수단] 금속으로 형성된 기재와, 기재의 일면에 형성된 스퍼터링 타깃재와, 기재와 상기 스퍼터링 타깃재 사이에 형성된 접합재를 갖고, 접합재는, 제1 금속 원소와 제2 금속 원소를 적어도 포함하고, 제2 금속 원소는 제1 금속 원소에 대하여 10ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 스퍼터링 타깃이 제공된다.

Description

스퍼터링 타깃{SPUTTERING TARGET}
본 발명의 일 실시형태는 스퍼터링 타깃에 관련된 것으로, 금속 재료로 이루어지는 접합재에 의해 타깃재와 기재가 접합되는 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.
스퍼터링에 의한 박막 형성에 사용되는 스퍼터링 타깃재는, 이것을 지지하는 기재에 맞붙여진 상태에서 스퍼터링 장치에 장착된다. 대표적인 스퍼터링 타깃은, 판상으로 성형된 타깃재가, 마찬가지로 판상의 지지 기재(이것은 「백킹 플레이트」라고도 불리고 있다.)에 맞붙여진 형태를 갖고 있다.
스퍼터링 장치에 장착된 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링에 의한 성막시에 있어서 감압 하에 유지되고, 아르곤 가스 등에 의한 글로우 방전 플라즈마 중에서 생성된 이온이 조사되어 스퍼터링된다. 타깃재는 이온이 조사됨으로써 온도가 상승되기 때문에, 스퍼터링 장치에는 스퍼터링 타깃의 냉각 기구가 설치되어 있다. 냉각 기구로는, 지지 기재의 이면측에 냉각수가 흐르도록 구성되어 있는 것이 많이 채용되고 있다.
타깃재와 지지 기재는 통상적으로는 재질이 다르기 때문에, 양자를 접합하기 위하여 접합재가 사용된다. 접합재로는, 인듐이나 주석 등의 융점이 비교적 낮은 금속 재료가 사용되고 있다.
스퍼터링에 의한 박막 제조 기술에 있어서는, 마그네트론 스퍼터링법이 주류이다. 마그네트론 스퍼터링 장치에 사용되는 평판형의 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링에 의해 타깃재가 소모되는 이로전 영역이 좁기 때문에, 타깃재의 유효 사용률은 20％ 내지 30％ 정도라고 여겨지고 있다. 이에 대하여, 타깃재의 형상을 원통형으로 한 원통형 스퍼터링 타깃이 개발되어 있다.
원통형 스퍼터링 타깃은, 원통상의 기재의 외주면에 통형의 타깃재가 장착된 구조를 갖고 있다. 이러한 원통형 스퍼터링 타깃을 회전시키면서 스퍼터링 성막을 행함으로써, 타깃재가 소모되는 이로전 영역을 넓혀, 타깃재의 사용률의 개선을 도모하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2010-018883호
스퍼터링 타깃은, 타깃재와 기재를 접합재에 의해 맞붙이고 있다. 이 때, 타깃재와 기재 사이에 형성하는 접합재가 균일하게 충전되지 않아 공극이 생겨 버리면, 접합 강도가 저하되게 된다. 또한, 접합재에 공극이 존재하면, 그 부위는 타깃재의 열이 기재를 통해 확산되기 어려워지기 때문에, 열 변형에 의해 타깃재가 파손되는 문제가 발생할 우려가 있다.
원통형 스퍼터링 타깃에서는, 원통형 기재와, 이것과 동축에 배치되는 원통형 스퍼터링 타깃재 사이에 간극부가 형성되고, 이 간극부에 접합재가 충전되어 양자를 고정시키는 구조를 갖고 있다. 접합재가 원통형 기재와 원통형 스퍼터링 타깃재 사이의 간극부에 잘 충전되지 않아 공극이 생겨 버리면 접합 불량이 되어, 스퍼터링 성막 중에 원통형 스퍼터링 타깃재가 헛돌거나, 변형이 발생하여 균열되는 문제가 발생한다.
특허문헌 1에 기재된 원통형 스퍼터링 타깃에서는, 접합재를 충전한 후, 원통 축방향의 일단으로부터 냉각을 개시해 타단을 향하여 순차적으로 냉각하고, 냉각 중에 용융 상태의 접합재를 더 공급함으로써, 일정한 수준까지 공극의 비율을 줄일 수 있는 것이 기재되어 있다.
평판형의 스퍼터링 타깃은 스퍼터링 장치 내에 장착되면 정지한 상태에서 사용되지만, 원통형 스퍼터링 타깃은 그 자체가 회전되어 사용되기 때문에, 접합재는 그것에 견딜 수 있을 만큼의 접합 강도가 요구된다. 또한, 원통형 스퍼터링 타깃재는, 원통형 기재에 의해 1축상으로 유지되기 때문에, 자중에 의한 휨이나, 열적 또는 기계적인 변형이 작용해도 타깃재가 간단히 균열되지 않도록 유지되어 있을 필요가 있다. 그러나, 접합재를 단지 원통형 기재와 원통형 스퍼터링 타깃재 사이에 공극이 생기지 않도록 충전하는 것만으로는, 이들 요구를 만족시킬 수 없는 것이 문제가 되고 있다.
본 발명은, 이러한 문제를 감안하여, 원통형 스퍼터링 타깃재의 균열을 방지하여, 원통형 기재에 안정적으로 유지되는 원통형 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 금속으로 형성된 기재와, 기재의 일면에 형성된 스퍼터링 타깃재와, 기재와 스퍼터링 타깃재 사이에 형성된 접합재를 갖고, 접합재는, 제1 금속 원소와 제2 금속 원소를 적어도 포함하고, 제2 금속 원소는 제1 금속 원소에 대하여 10ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 스퍼터링 타깃이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 금속으로 형성된 원통형 기재와, 원통형 기재의 외주면에 동축에 형성된 원통형 스퍼터링 타깃재와, 원통형 기재와 상기 원통형 스퍼터링 타깃재 사이에 형성된 접합재를 갖고, 접합재는, 제1 금속 원소와, 제2 금속 원소를 적어도 포함하고, 제2 금속 원소는 제1 금속 원소에 대하여 10ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 스퍼터링 타깃이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 제2 금속 원소는 구리(Cu), 티탄(Ti), 니켈(Ni)에서 선택된 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 제2 금속 원소는 구리(Cu)이며, 제2 금속 원소로서의 구리(Cu)는 제1 금속 원소로서의 인듐(In)에 대하여 2000ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 제2 금속 원소는 티탄(Ti)이며, 제2 금속 원소로서의 티탄(Ti)은 제1 금속 원소로서의 인듐(In)에 대하여 18ppm 이상, 120ppm 이하의 농도로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 제2 금속 원소는 니켈(Ni)이며, 제2 금속 원소로서의 니켈(Ni)은 제1 금속 원소로서의 인듐(In)에 대하여 44ppm 이상, 480ppm 이하의 농도로 포함되는 것이 바람직하다.
접합재는, 1.1 이상 1.7 이하의 쇼어 경도를 갖고, ITO 표면에 대한 접촉각이 15° 이상 25° 미만이어도 된다.
스퍼터링 타깃재가, 세라믹스 소결체이고, 예를 들어 당해 세라믹스 소결체가 산화인듐을 포함하는 것이어도 된다. 기재의 외측 표면은, 표면 거칠기(Ra)의 값이 1.8㎛ 이상이어도 된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 스퍼터링 타깃재와 기재를 접합하기 위하여, 적어도 제1 금속 원소와 제2 금속 원소를 포함하고, 제2 금속 원소는 제1 금속 원소에 대하여 100분의 1 이하의 농도로 포함되는 접합재를 사용함으로써, 스퍼터링 타깃재의 균열을 방지하여, 기재에 안정적으로 유지되는 스퍼터링 타깃을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 원통형 스퍼터링 타깃의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 원통형 스퍼터링 타깃의 구성을 나타내는 단면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 원통형 스퍼터링 타깃의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4는 접합재의 젖음성을 평가하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시하는 것이 가능하며, 이하에 예시하는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위하여, 실제의 양태에 비해 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해 모식적으로 나타내어지는 경우가 있으나, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출(旣出)의 도면에 관하여 전술한 것과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.
[원통형 스퍼터링 타깃]
도 1은, 본 실시형태에 따른 원통형 스퍼터링 타깃의 구성을 설명하기 위한 사시도를 나타낸다. 도 2는, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 타깃의 구성을 단면도로 나타낸다.
원통형 스퍼터링 타깃(100)은, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와, 당해 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 지지하는 원통형 기재(104)를 포함하고 있다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 접합재(106)에 의해 원통형 기재(104)에 고정되어 있다. 접합재(106)는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104) 사이에 형성된 간극부를 충전하도록 형성되어 있다.
원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 원통형 기재(104)의 외주면을 둘러싸도록 형성되어 있다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 원통형 기재(104)의 중심축에 대하여 동축 또는 대략 동축에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 원통형 스퍼터링 타깃을 스퍼터링 장치에 장착하여, 원통형 기재(104)를 중심으로 회전시켰을 때, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 피성막면(시료 기판)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
원통형 스퍼터링 타깃(100)은, 원통형 기재(104)에 대하여 복수의 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 장착하도록 해도 된다. 복수의 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 원통형 기재(104)에 장착할 때, 각 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는 간극을 갖고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 간극은 1mm 이하이면 되고, 예를 들어, 0.2mm 내지 0.5mm이면 된다. 이와 같이 복수의 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를, 간극을 갖고 배치함으로써 파손을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 복수의 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 접합재(106)에 의해 원통형 기재(104)에 접합시킴으로써, 길이 100mm 이상의 원통형 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.
[원통형 스퍼터링 타깃재]
도 1 및 도 2에서 나타내는 바와 같이, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는 중공으로 성형되어 있고, 원통형상을 갖고 있다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 적어도 수 밀리미터 내지 수십 밀리미터의 두께를 갖고, 이 두께 부분 전체를 타깃재로서 이용하는 것이 가능하다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 중공 부분에 원통형 기재(104)가 삽입되어, 접합재(106)에 의해 접합된다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104)는 밀착하여 형성되는 것은 아니며, 양자는 간극을 갖고 배치되고, 이 간극부를 충전하도록 접합재(106)가 형성되어 있다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104)를 안정적으로 유지하기 위하여, 바람직하게는 당해 간극부에 있어서 접합재(106)에 공극이 없도록 형성되어 있다.
원통형 스퍼터링 타깃재(102)는 원통의 외측 표면이 타깃 표면이 되고, 원통의 내측 표면이 원통형 기재(104)에 면하여 접합재(106)에 접하는 면이 된다. 이 때문에 제조시에 있어서는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 외측 표면이 평활하게 성형 가공되고, 원통의 내측 표면은 접착성을 높이기 위하여 조면화되어 있어도 된다.
원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 스퍼터링 성막이 가능한 각종 재료에 의해 제조된다. 예를 들어, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는 세라믹스이어도 된다. 세라믹스로는, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물의 소결체 등을 적용할 수 있다. 금속 산화물로는, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화갈륨 등 전형 원소에 속하는 금속의 산화물을 적용할 수 있다. 구체적으로는, 산화주석을 포함하는 산화인듐의 소결체(Indium Tin Oxide: ITO), 산화아연의 소결체(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐·산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO), 산화인듐·산화아연·산화갈륨(Indium Gallium Zinc Oxide: IGZO)의 소결체 등을, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)로서 적용할 수 있다. 한편, 상기의 예시는 일례이며, 본 발명에 따른 스퍼터링 타깃은, 타깃재로서 각종 스퍼터링 재료를 적용할 수 있다.
[원통형 기재]
원통형 기재(104)는, 중공 구조를 갖는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 내측 표면을 따르는 외면 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 원통형 기재(104)의 외경은, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 내경보다 약간 작아, 양자를 동축에 겹쳤을 때에 간극이 생기도록 조정되어 있다. 이 간극부에는, 접합재(106)가 형성된다.
원통형 스퍼터링 타깃재(102)는 스퍼터링에 의한 성막시의 이온의 조사에 의해 가열되어 온도가 상승된다. 스퍼터링 성막시에 있어서 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 온도 상승을 억제하기 위하여, 원통형 기재(104)에는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 냉각 기능을 갖고 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원통형 기재(104)를 중공 구조로 하여, 냉매가 흐르도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 원통형 기재(104)는, 스퍼터링 타깃의 구성 부재로서, 양호한 도전성과 열전도성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한, 원통형 기재(104)는 접합재와 젖음성이 좋아, 높은 접합 강도가 얻어지는 금속이 바람직하고, 예를 들어, 구리(Cu) 또는 티탄(Ti), 혹은 구리 합금 또는 티탄 합금 등으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 구리 합금으로는, 크롬구리 등의 구리(Cu)를 주성분으로 하는 합금을 적용할 수 있다. 또한, 원통형 기재(104)로서 티탄(Ti)을 사용하면, 경량으로 강성이 있는 기재로 할 수 있다.
원통형 기재(104)는 단체 금속 또는 금속 합금으로 형성될 뿐만 아니라, 금속 기재의 표면에 다른 금속에 의한 피막이 형성된 것이어도 된다. 예를 들어, 티탄(Ti), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 등을 포함하는 금속 피막이 형성되어 있어도 된다.
원통형 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링시에 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 전체면에 이온이 조사되는 것은 아니며, 일부의 면에만 이온이 조사되면서 회전하므로, 이온의 조사면과 그 이면측면에서는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)에 온도차가 발생하게 된다. 그러나, 원통형 기재(104)가 냉각 기능을 갖고 있음으로써, 그 외측에 있는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 온도 상승을 억제하고, 또 온도차에 의한 열 변형의 영향을 억제할 수 있다.
원통형 기재(104)는, 접합재와 접하는 표면측이 조면화되어 있어도 된다. 원통형 기재(104)의 표면이 조면화됨으로써, 접합재와 접하는 표면적을 크게 할 수 있다. 예를 들어, 원통형 기재(104)의 표면은 샌드 블라스트 처리 등에 의해 조면화되고, 표면 거칠기(Ra)의 값이 1.8㎛ 이상인 값을 갖고 있어도 된다.
[접합재]
접합재(106)는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104) 사이에 형성되어 있다. 접합재(106)는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104)를 접합하는데, 그 이외에도 내열성과 열전도성이 양호할 것이 요구된다. 또한, 진공 중에서 가스 방출이 적은 특성을 갖고 있을 것이 요구된다. 또한, 제조상의 관점에서, 접합재(106)는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104)를 접합할 때에 유동성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이들 특성을 만족하기 위하여, 융점이 300℃ 이하인 저융점 금속 재료가 접합재(106)로서 사용된다. 예를 들어, 접합재(106)로서, 인듐, 주석 등의 금속, 또는 이들 중 어느 1종의 원소를 포함하는 금속 합금 재료가 적용된다. 구체적으로는, 인듐 또는 주석의 단체, 인듐과 주석의 합금, 주석을 주성분으로 하는 땜납 합금 등이 접합재(106)로서 사용된다.
본 실시형태에 있어서, 접합재(106)는 복수종의 금속 원소를 포함하여 구성된다. 이 복수종의 금속 원소 중, 제1 금속 원소는 주된 구성 원소로서 접합재(106)에 포함되고, 제2 금속 원소는 제1 금속 원소보다 매우 저농도로 포함된다. 여기서는, 접합재(106)를 구성하는 주된 금속 원소를 「제1 금속 원소」로 하고, 이 제1 금속 원소보다 미량으로 포함되는 부차적인 금속 원소를 「제2 금속 원소」로 하여 구별하고 있으나, 제1 금속 원소 및 제2 금속 원소는 각 1종의 금속 원소에 한정되지 않고, 제1 금속 원소군 및 제2 금속 원소군으로서, 각 군이 각각 복수종의 금속 원소를 포함하여 구성되는 것이어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 주성분으로서 포함되는 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군)란 전체에 차지하는 비율이 99중량％ 이상, 100중량％ 미만을 차지하는 금속 원소이고, 제1 금속 원소보다 저농도로 포함되는 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)란 0.001중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(10ppm 이상, 5,000ppm 이하)의 비율로 포함되는 금속 원소이다. 즉, 제2 금속 원소는, 제1 금속 원소에 대하여 100분의 1 이하의 농도로 포함되는 것이다.
또한, 불가피하게 포함되는 불순물 원소란 전술한 주된 금속 원소 및 미량 금속 원소를 제외하고 1ppm 이하의 농도로 포함되는 원소를 말한다. 이것을 달리 말하면, 접합재(106)는, 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)를 0.001중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(10ppm 이상, 5,000ppm 이하)의 비율로 포함하고, 그 이외가 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군) 및 불가피한 불순물로 이루어져 있다.
달리 말하면, 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)는, 이것과 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군) 및 불가피하게 포함되는 불순물 원소의 합계가 100중량％를 초과하지 않는 범위에 있어서, 0.001중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(10ppm 이상, 5000ppm 이하)의 농도로 포함되어 있는 것이 바람직하다.
접합재(106)는, 주성분으로서 포함되는 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군)가 원통형 스퍼터링 타깃재(102)에 포함되는 적어도 1종의 금속 원소와 동종의 금속 원소인 것이 바람직하다. 접합재(106)가, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 동종의 금속 원소를 포함하여 구성됨으로써, 예를 들어, 복수의 원통형 스퍼터링 타깃재(102)가 원통형 기재(104)에 장착된 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 이음매 영역에 접합재(106)가 노출되어도, 스퍼터링에 의해 피착한 피막으로의 불순물 오염을 방지할 수 있게 된다.
접합재(106)는, 제1 금속 원소로서 인듐(In) 또는 주석(Sn) 등의 금속이 선택된다. 이들 금속은 융점이 300℃ 이하이기 때문에, 용융된 상태에서 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104)의 간극부(108)에 흘려 넣을 수 있다. 또한, 접합재(106)는 제1 금속 원소군으로서 파악되도록, 인듐(In) 및 주석(Sn)의 쌍방이 포함되어 있어도 된다.
원통형 스퍼터링 타깃재(102)가 산화인듐을 포함하는 세라믹스인 경우, 접합재(106)에 주성분으로서 포함되는 제1 금속 원소로서 인듐을 적용할 수 있다. 또한, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)가 산화인듐과 산화주석을 포함하는 세라믹스인 경우, 접합재(106)에 주성분으로서 포함되는 제1 금속 원소로서, 인듐 또는 주석, 혹은 인듐과 주석의 합금을 사용할 수 있다.
이러한 접합재(106)에 포함되는 제2 금속 원소로는, 제1 금속 원소와는 이종의 금속 원소이며, 예를 들어, 천이 원소인 것이 바람직하다. 또한, 접합재(106)에 포함되는 제2 금속 원소로는, 원통형 기재(104)를 구성하는 금속과 동종의 금속 원소인 것이 바람직하다. 그러한 제2 금속 원소로서 티탄(Ti), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni)을 적용할 수 있다.
접합재(106)는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와의 젖음성이 높으면, 원통형 기재(104)와의 간극에 충만시키기가 용이해져, 접착 불량이 되는 공극이 잔류하기 어려워진다.
또한, 접합재(106)는, 스퍼터링에 필요한 도전성과 열전도성 외에, 충격 흡수성(완충재 효과)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 원통형 스퍼터링 타깃재(102)가 세라믹스인 경우에는 외력이 작용하면 균열되기 쉬워진다. 이 때 접합재(106)가 원통형 스퍼터링 타깃재 및 원통형 기재와 같은 정도의 경도를 갖고 있으면 충격을 흡수할 수 없다. 그러나, 원통형 스퍼터링 타깃재 및 원통형 기재보다 경도가 낮으면, 양자간에 형성되는 접합재(106)는 완충재가 되어, 충격을 완화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서 접합재(106)에 포함되는 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)는, 적어도 접합재(106)의 젖음성 및 경도를 일정한 범위 내로 조정할 수 있는 농도로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)를 0.001중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(10ppm 이상, 5000ppm 이하)의 비율로 포함하고, 그 이외를 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군) 및 불가피한 불순물로 이루어지도록 함으로써, 접합재(106)의 젖음성 및 경도를 소정의 범위로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 금속 원소가 구리(Cu)인 경우, 0.2중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(2000ppm 이상, 5000ppm 이하)의 범위에서 접합재에 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제2 금속 원소가 티탄(Ti)인 경우, 0.0018중량％ 이상, 0.012중량％ 이하(18ppm 이상, 120ppm 이하)의 범위에서 접합재에 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제2 금속 원소가 니켈(Ni)인 경우, 0.0044중량％ 이상, 0.048중량％ 이하(44ppm 이상, 480ppm 이하)의 범위에서 접합재에 포함되어 있는 것이 바람직하다.
접합재(106)는 금속 재료이기 때문에, 적어도 금속 산화물 등의 이종 재료로 형성되는 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와의 젖음성이 나쁘면, 원통형 스퍼터링 타깃재와 원통형 기재 사이에 충전하였을 때에 공극이 생기기 쉬워져 버린다. 접합재(106)의 젖음성은, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)에 대한 접합재(106)의 접촉각으로 평가할 수 있다. 즉, 젖음성이 높은 경우에는 접촉각이 작아지고, 반대로 젖음성이 나쁜 경우에는 접촉각이 커진다. 본 실시형태에 있어서, 접합재(106)에 포함되는 제2 금속 원소는, 당해 제2 금속 원소를 포함하지 않는 경우에 비하여 접촉각을 40％ 개선(작게)할 수 있는 농도 범위에서 포함되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 접촉각으로서 15° 이상 25° 이하인 것이 바람직하다. 이러한 수치 범위이면, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)와 원통형 기재(104) 사이의 간극부에 접합재(106)를, 공극을 포함하지 않고 충전할 수 있다.
또한, 접합재(106)는 원통형 기재(104)에 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 접합해 유지시키기 위하여 소정의 경도를 갖고 있을 필요가 있다. 그러나, 접합재(106)가 지나치게 단단하면 완충재로서의 기능이 저하되어 버린다. 본 실시형태에 있어서 접합재(106)의 경도는, 쇼어 경도로 나타내면 1.0 이상을 갖고 있는 것이 바람직하고, 1.0 이상 1.5 이하의 쇼어 경도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 쇼어 경도를 이 범위로 함으로써, 스퍼터링 타깃의 균열을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는 접합재(106)의 경도를 쇼어 경도로 나타내고 있으나, 록웰 경도, 브리넬 경도, 비커스 경도 등 다른 경도로 환산하였을 때에, 같은 정도의 경도의 범위에 있으면 된다.
또한, 불가피하게 포함되는 불순물 원소로는, 납(Pb), 카드뮴(Cd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 규소(Si), 비소(As), 비스무트(Bi), 인(P), 황(S) 등의 원소이고, 이들 원소는 10ppm, 바람직하게는 1ppm 이하의 농도로 포함되어 있음으로써, 접합재(106)의 특성에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
도 3은, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 원통형 기재(104)에 접합하는 방법을 나타낸다. 원통형 기재(104)에, 중심축이 동축 또는 대략 동축이 되도록 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 삽입한다. 원통형 기재(104)와 원통형 스퍼터링 타깃재(102)는, 양자간에는 간극부(108)가 형성되도록 배치된다. 접합재(106)가 이 간극부(108)에 흘러들도록, 적어도 당해 간극부(108)는 감압으로 유지되어 있는 것이 바람직하다. 혹은, 간극부(108)에 질소 가스 또는 불활성 가스를 흐르게 하여 공기와 치환하도록 해도 된다. 어느 쪽이든 용융 상태에서 공급되는 접합재의 산화를 방지하도록 해 두는 것이 바람직하다.
접합재(106)는, 원통형 기재(104)와 원통형 스퍼터링 타깃재(102)를 직립시킨 상태에서, 간극부(108)의 하측으로부터 공급된다. 원통형 기재(104) 및 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 주위에는 히터(110)가 설치되어 있다. 접합재(106)를 충전할 때는, 원통형 기재(104) 및 원통형 스퍼터링 타깃재(102) 부근의 온도가, 접합재(106)의 융점 이상의 온도로 가열되어 있다. 온도의 균일화를 도모하기 위하여, 원통형 기재(104)의 내측, 즉 중공 부분으로 열풍을 보내 내측으로부터도 가열되도록 해도 된다.
히터(110)는, 가열 존을 복수로 나누어, 각각의 가열 존을 개별적으로 온도 제어하도록 해도 된다. 예를 들어, 접합재(106)를 간극부(108)에 충전하여 냉각할 때, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 길이 방향에 있어서, 일방에서 타방을 향하여 냉각되도록 해도 된다. 이와 같이 온도 제어를 함으로써, 접합재(106)에 공극(기포)의 잔류, 용융 고화 영역이 중첩되어 웰드의 생성을 방지할 수 있다.
한편, 접합재(106)를 충전할 때에는, 원통형 스퍼터링 타깃재(102)의 내면과 원통형 기재(104)의 외면에 접합재(106)와 동일하거나 또는 유사한 피막을 형성해 두어도 된다. 이 피막은 웰더 처리에 의해 형성하는 것이 가능하다.
원통형 스퍼터링재를 원통형 기재에 고정시키기 위하여 사용하는 접합재는, 공극뿐만 아니라 접합재 그 자체의 물성값이 접합 강도에 영향을 준다. 접합재는 젖음성이 높을수록, 접착 강도가 높아진다고 생각된다. 접합재의 젖음성은, 본 실시형태에서 서술하는 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)의 함유량의 증가에 따라 높아지는 한편, 그 함유량이 지나치게 높으면 경화되어 내충격성이 열화된다. 본 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 제2 금속 원소로는, 적어도, 티탄(Ti), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni)이 선택되고, 이들 금속 원소는 불가피하게 포함되는 불순물 원소보다 고농도이며, 본 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 제2 금속 원소(또는 제2 금속 원소군)는, 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군)에 대하여 0.001중량％ 이상, 0.5중량％ 이하(10ppm 이상, 5000ppm 이하)의 농도로 포함되는 것이 바람직하다.
접합재(106)에 포함되는 제2 금속 원소로서, 원통형 기재(104)를 구성하는 금속과 동종의 금속이 포함되어 있어도 된다. 원통형 기재(104)와 동종의 금속 원소를 포함함으로써, 젖음성을 높일 수 있게 된다. 또한, 접합재(106)로서 접착 강도를 높일 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 접합재는, 주성분으로서 포함되는 제1 금속 원소(또는 제1 금속 원소군)에 더하여, 원통형 기재를 구성하는 금속과 동종의 금속 원소인 제2 금속 원소(또는 금속 원소군)를 포함함으로써 젖음성을 높일 수 있어, 공극이 생기는 것을 방지할 수 있다.
[평판형 스퍼터링 타깃]
상기에서는 원통형 스퍼터링 타깃재에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 평판형 스퍼터링 타깃재에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 평판상의 기재(백킹 플레이트)에 평판형 스퍼터링 타깃을 접합할 때에, 본 실시형태에 있어서의 접합재를 사용할 수 있다.
평판형 스퍼터링 타깃재로서, 금속 및 세라믹스 등의 스퍼터링 가능한 각종 재료를 적용할 수 있다. 세라믹스로는, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물의 소결체 등을 적용할 수 있다. 금속 산화물로는, ITO, ZnO, IZO, IGZO 등의 소결체를 평판형 스퍼터링 타깃으로서 사용할 수 있다.
평판형 스퍼터링 타깃에 있어서도 본 실시형태에 따른 접합재를 사용함으로써, 접합재의 젖음성을 높일 수 있고, 쇼어 경도를 전술한 소정의 범위 내로 할 수 있다. 그것에 의하여, 평판형 기재에 평판상의 스퍼터링 타깃을 접합할 때에, 접합재에 공극이 생기는 것이 억제되고, 접합 후에 있어서는 스퍼터링 타깃의 균열을 방지할 수 있다.
실시예 1
접합재로서 인듐(In)을 사용한 경우에, 그것에 포함되는 금속 성분량에 대한 접촉각을 평가한 결과를 나타낸다. 접합재를 구성하는 금속 원소로서 인듐(In)을 사용하고, 함유하는 성분이 다른 6종류의 시료를 준비하였다.
시료 1은 순도 99.99％의 인듐(In)이고, 시료 2는 구리(Cu)를 2000ppm 함유하는 인듐(In)이고, 시료 3은 구리(Cu)를 5000ppm 함유하는 인듐(In)이고, 시료 4는 구리(Cu)를 7000ppm 함유하는 인듐(In)이고, 시료 5는 구리(Cu)를 10000ppm 함유하는 인듐(In)이며, 시료 6은 티탄(Ti)을 890ppm 함유하는 인듐(In)이다.
본 실시예에 있어서, 인듐(In)은, 접합재를 구성하는 제1 금속 원소에 상당하고, 구리(Cu) 및 티탄(Ti)은 제2 금속 원소에 상당하는 것이다.
베이스면에는 각 시료와 동종의 금속을 ITO면에 도포한 상태에서 평가하였다. 이 베이스면은 타깃의 표면에 초음파 웰더 처리를 하여 접합재와 동종의 금속을 도포한 상태를 상정하고 있다.
접촉각 θ은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 베이스면에 시료를 접촉시켰을 때의 액적의 높이 : a, 중심까지의 거리: b/2로부터 다음 식(1)으로 구하였다.
[수학식 1]
θ=2·tan-1(2a/b) …(1)
각 시료를 평가한 결과를 표 1에 나타낸다. 시료 1은 접합재로서 인듐(In)을 사용한 경우의 결과를 나타내고, 25.9°의 접촉각이 얻어져 있다. 그 반면, 구리(Cu)를 2000ppm 포함하는 시료 2에서는 16.7°, 구리(Cu)를 5000ppm 포함하는 시료 3에서는 16.4°, 구리(Cu)를 7000ppm 포함하는 시료 4에서는 19.4°, 구리(Cu)를 10000ppm 포함하는 시료 5에서는 12.8°의 접촉각이 각각 얻어져 있다. 또한, 티탄(Ti)을 890ppm 포함하는 시료 6에서는 24.4°의 접촉각이 얻어져 있다.
[표 1]
Figure pat00001
본 실시예에 의하면, 접합재로서, 제1 금속 원소에 상당하는 인듐(In)에 대하여, 제2 금속 원소에 상당하는 구리(Cu) 또는 티탄(Ti)이 포함됨으로써, 상대적으로 보았을 때 접촉각이 저하되는 것이 나타나 있다. 본 실시예에 의하면, 접촉각으로서 10° 이상, 25° 이하의 접촉각이 얻어져 있다. 이 수치 범위는 접합재로서, 제2 금속 원소를 포함하지 않는 경우에 비하여 모두 작은 값이 되어 있다.
표 1의 결과로부터 구리(Cu)에 있어서는 2000ppm 내지 10000ppm의 범위에 있어서, 티탄(Ti)에 있어서는 890ppm이면, 베이스면에 대한 접촉각이 25° 이하인 값이 얻어져 있다. 즉, 시료 1에 대하여 시료 2 내지 6의 접촉각은 모두 작은 값이 얻어져 있고, 접합재에 포함되는 제2 금속 원소에 상당하는 금속 원소는 20ppm 이상 5000ppm 이하의 농도로 포함되어 있으면 되는 것이 시사되어 있다.
상기 각 시료의 쇼어 경도를 평가한 결과를 표 2에 나타낸다. 인듐(In)이 99.99％인 시료 1에서는 쇼어 경도가 1.09HS인 반면, 구리(Cu) 함유량이 2000ppm인 시료 2에서는 쇼어 경도가 1.20HS, 구리(Cu) 함유량이 5000ppm인 시료 3에서는 쇼어 경도가 1.49HS, 구리(Cu) 함유량이 7000ppm인 시료 4에서는 쇼어 경도가 1.61HS, 구리(Cu) 함유량이 10000ppm인 시료 5에서는 쇼어 경도가 1.72HS, 티탄(Ti) 함유량이 890ppm인 시료 6에서는 쇼어 경도가 1.77HS가 얻어져 있다. 한편, 쇼어 경도는, 일본 공업 규격에서 규정되어 있는 쇼어 경도 시험 방법(JISZ2246)에 따라 측정하였다.
[표 2]
Figure pat00002
표 2의 결과에 의하면, 인듐(In)에 대하여, 구리(Cu) 또는 티탄(Ti)의 함유량이 많아질수록 쇼어 경도는 높아지고 있다. In 메탈의 경도는 타깃의 크랙 발생에 영향을 줄 가능성이 있어, 1.5 이하로 조정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 의하면, 제1 금속 원소를 주성분으로 하는 접합재에 있어서, 접합재에 포함되는 제2 금속 원소로서, 구리(Cu)에 대해서는 적어도 2000ppm 이상, 5000ppm 이하의 범위에 있어서, 접촉각을 15° 이상 25° 이하로 할 수 있고, 그 경우에도 쇼어 경도를 1.1 이상 1.5 미만으로 할 수 있는 것이 나타나 있다.
실시예 2
평판형 스퍼터링 타깃재로서 ITO를 사용하고, 접합재에 있어서의 제1 금속 원소로서 인듐(In)을 사용하고, 제2 금속 원소의 함유량을 변화시켰을 때의 타깃재의 균열(크랙)의 발생을 평가하였다.
ITO에 의한 평판형 스퍼터링 타깃재의 사이즈는, 127mm×508mm×6.35mm(세로×가로×두께)이고, 접합재로서 실시예 1에 있어서의 시료 2 또는 시료 3에서 사용한 것과 동일한 접합재를 사용하였다.
스퍼터링 조건은, 스퍼터 가스로서 아르곤(Ar)을 사용하고, 스퍼터압을 0.6Pa, 스퍼터링 전력 밀도(DC)로서 2.3W/㎠로 하여 스퍼터링을 행하였다.
스퍼터링 후의 타깃재의 외관 평가를 행한 결과, 크랙 등의 발생은 확인되지 않았다.
실시예 3
접합재에 있어서의 제1 금속 원소로서 인듐(In)을 사용하고, 제2 금속 원소로서 티탄(Ti)을 사용한 경우에 있어서의 접촉각을 평가한 결과를 나타낸다. 본 실시예에서는, 인듐(In)에 대한 티탄(Ti)의 함유량이 다른 시료를 평가한 결과를 나타낸다.
시료 1은 순도 99.99％의 인듐(In)으로, 실시예 1과 동일한 것이다. 시료 7은 티탄(Ti)을 18ppm 함유하는 인듐(In)이고, 시료 8은 티탄(Ti)을 60ppm 함유하는 인듐(In)이며, 시료 9는 티탄(Ti)을 120ppm 함유하는 인듐(In)이다. 또한, 시료 6은 티탄(Ti)을 890ppm 함유하는 인듐(In)으로, 실시예 1과 동일한 것이다.
본 실시예에 있어서, 인듐(In)은, 접합재를 구성하는 제1 금속 원소에 상당하고, 티탄(Ti)은 제2 금속 원소에 상당하는 것이다.
베이스면에는 각 시료와 동종의 금속을 ITO면에 도포한 상태에서 평가하였다. 이 베이스면은 타깃의 표면에 초음파 웰더 처리를 하여 접합재와 동종의 금속을 도포한 상태를 갖고 있다.
각 시료를 평가한 결과를 표 3에 나타낸다. 티탄(Ti)을 18ppm 포함하는 시료 7에서는 24.8°, 티탄(Ti)을 60ppm 포함하는 시료 8에서는 24.8°, 티탄(Ti)을 120ppm 포함하는 시료 9에서는 24.5°의 접촉각이 각각 얻어져 있다. 한편, 접촉각 θ은, 실시예 1과 동일한 방법으로 구하고 있다.
[표 3]
Figure pat00003
본 실시예에 의하면, 접합재로서, 제1 금속 원소에 상당하는 인듐(In)에 대하여, 제2 금속 원소에 상당하는 티탄(Ti)이 포함됨으로써, 접촉각이 저하되는 것이 나타나 있다. 구체적으로는, 인듐(In)에 대한 티탄(Ti)의 함유량이 18ppm 이상 890ppm 이하의 범위 내에서, 24° 이상, 25° 이하의 접촉각이 얻어져 있다.
표 3의 결과로부터 티탄(Ti)이 18ppm 내지 890ppm이면, 베이스면에 대한 접촉각 25° 이하의 접촉각이 얻어져 있다. 즉, 시료 1에 대하여 시료 6 내지 9의 접촉각은 모두 작은 값이 얻어져 있고, 접합재에 포함되는 제2 금속 원소에 상당하는 티탄(Ti)은 18ppm 이상 890ppm 이하의 농도로 포함되어 있으면 되는 것이 나타나 있다.
표 3에 나타내는 각 시료의 쇼어 경도를 평가한 결과를 표 4에 나타낸다. 인듐(In)이 99.99％인 시료 1에서는 쇼어 경도가 1.09HS인 반면, 티탄(Ti) 함유량이 18ppm인 시료 7에서는 쇼어 경도가 1.28HS, 티탄(Ti) 함유량이 60ppm인 시료 8에서는 쇼어 경도가 1.52HS, 티탄(Ti) 함유량이 120ppm인 시료 9에서는 쇼어 경도가 1.70HS가 얻어져 있다. 한편, 쇼어 경도는, 실시예 1과 마찬가지로 일본 공업 규격에서 규정되어 있는 쇼어 경도 시험 방법(JISZ2246)에 따라 측정하였다.
[표 4]
Figure pat00004
표 4의 결과에 의하면, 인듐(In)에 대하여, 티탄(Ti)의 함유량이 많아지면 쇼어 경도는 높아지는 경향이 나타나 있다. 접합재로서의 인듐(In)의 경도는 타깃의 크랙 발생에 영향을 줄 가능성이 있어, 쇼어 경도는 1.7 이하, 바람직하게는 1.5 이하로 조정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 의하면, 인듐(In)을 주성분으로 하는 접합재에 있어서, 당해 접합재에 포함되는 제2 금속 원소로서, 티탄(Ti)에 대해서는 적어도 18ppm 이상, 120ppm 이하의 범위에 있어서, 접촉각을 25° 이하로 할 수 있고, 그 경우에도 쇼어 경도를 1.1 이상 1.7 이하로 할 수 있는 것이 나타나 있다.
실시예 4
접합재에 있어서의 제1 금속 원소로서 인듐(In)을 사용하고, 제2 금속 원소로서 니켈(Ni)을 사용한 경우에 있어서의 각 시료의 쇼어 경도를 평가한 결과를 표 5에 나타낸다. 본 실시예에서는, 인듐(In)에 대한 니켈(Ni)의 함유량이 다른 시료를 평가한 결과를 나타낸다.
시료 1은 순도 99.99％의 인듐(In)으로, 실시예 1과 동일한 것이다. 시료 10은 니켈(Ni)을 44ppm 함유하는 인듐(In)이고, 시료 11은 니켈(Ni)을 250ppm 함유하는 인듐(In)이며, 시료 12는 니켈(Ni)을 480ppm 함유하는 인듐(In)이다.
본 실시예에 있어서, 인듐(In)은, 접합재를 구성하는 제1 금속 원소에 상당하고, 니켈(Ni)은 제2 금속 원소에 상당하는 것이다.
표 5에 있어서, 인듐(In)이 99.99％인 시료 1에서는 쇼어 경도가 1.09HS인 반면, 니켈(Ni) 함유량이 44ppm인 시료 10에서는 쇼어 경도가 1.12HS, 니켈(Ni) 함유량이 250ppm인 시료 11에서는 쇼어 경도가 1.21HS, 니켈(Ni) 함유량이 480ppm인 시료 12에서는 쇼어 경도가 1.46HS가 얻어져 있다. 한편, 쇼어 경도는, 실시예 1과 마찬가지로 일본 공업 규격에서 규정되어 있는 쇼어 경도 시험 방법(JISZ2246)에 따라 측정하였다.
[표 5]
Figure pat00005
표 5의 결과에 의하면, 인듐(In)에 대하여, 니켈(Ni)의 함유량이 많아지면 쇼어 경도는 높아지는 경향이 나타나 있다. 접합재로서의 인듐(In)의 경도는 타깃의 크랙 발생에 영향을 줄 가능성이 있어, 쇼어 경도는 1.7 이하, 바람직하게는 1.5 이하로 조정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 의하면, 인듐(In)을 주성분으로 하는 접합재에 있어서, 당해 접합재에 포함되는 제2 금속 원소로서, 니켈(Ni)에 대해서는 적어도 44ppm 이상 포함되어 있으면 되는 것이 나타나 있고, 적어도 44ppm 이상, 480ppm 이하의 범위에 있어서, 쇼어 경도를 1.1 이상 1.7 이하로 할 수 있는 것이 나타나 있다.
비교예
실시예 1에 있어서의 시료 4 내지 시료 6에 상당하는 접합재를 사용하여, 상기와 동일한 평가를 행하였다. 스퍼터링 후의 타깃재의 외관 평가를 행한 결과, 크랙 등의 발생이 확인되었다.
본 실시예에 의하면, 젖음성이 양호하고 경도(쇼어 경도)가 소정의 범위 내에 있는 접합재를 사용하면 스퍼터링 타깃재의 균열을 방지할 수 있는 것이 나타났다.
100…원통형 스퍼터링 타깃
102…원통형 스퍼터링 타깃재
104…원통형 기재
106…접합재
108…간극부
110…히터

Claims (15)

  1. 금속으로 형성된 기재와, 상기 기재의 일면에 형성된 스퍼터링 타깃재와, 상기 기재와 상기 스퍼터링 타깃재 사이에 형성된 접합재를 갖고,
    상기 접합재는, 제1 금속 원소와, 제2 금속 원소를 적어도 포함하고, 상기 제2 금속 원소는 상기 제1 금속 원소에 대하여 10ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  2. 금속으로 형성된 원통형 기재와, 상기 원통형 기재의 외주면에 동축에 형성된 원통형 스퍼터링 타깃재와, 상기 원통형 기재와 상기 원통형 스퍼터링 타깃재 사이에 형성된 접합재를 갖고,
    상기 접합재는, 제1 금속 원소와, 제2 금속 원소를 적어도 포함하고, 상기 제2 금속 원소는 상기 제1 금속 원소에 대하여 10ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접합재는, 1.1 이상, 1.7 이하의 쇼어 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 상기 제2 금속 원소는 구리(Cu), 티탄(Ti), 니켈(Ni)에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 상기 제2 금속 원소는 구리(Cu)이며, 상기 구리(Cu)는 상기 인듐(In)에 대하여 2000ppm 이상, 5000ppm 이하의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 상기 제2 금속 원소는 티탄(Ti)이며, 상기 티탄(Ti)은 상기 인듐(In)에 대하여 18ppm 이상, 120ppm 이하의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속 원소는 인듐(In)이고, 상기 제2 금속 원소는 니켈(Ni)이며, 상기 니켈(Ni)은 상기 인듐(In)에 대하여 44ppm 이상, 480ppm 이하의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 접합재는, ITO 표면에 대한 접촉각이 16.4° 이상, 16.7° 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 접합재는, ITO 표면에 대한 접촉각이 25.0° 미만인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 접합재는, 1.20 이상, 1.49 이하의 쇼어 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 접합재는, 1.28 이상, 1.70 이하의 쇼어 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 접합재는, 1.12 이상, 1.46 이하의 쇼어 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 스퍼터링 타깃재가, 세라믹스 소결체인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세라믹스 소결체가 산화인듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 기재의 외측 표면의 표면 거칠기(Ra)가 1.8㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3271495B1 (en) 2015-03-18 2019-04-17 Vital Thin Film Materials (Guangdong) Co., Ltd. Methods of forming rotary sputtering targets
JP6689309B2 (ja) * 2018-03-26 2020-04-28 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット部材、スパッタリングターゲット組立体及びスパッタリングターゲット部材の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006257511A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd スパッタリングターゲット製造用はんだ合金、およびこれを用いたスパッタリングターゲット
JP5727740B2 (ja) * 2010-09-24 2015-06-03 株式会社高純度化学研究所 バッキングプレートの製造方法
WO2012063525A1 (ja) * 2010-11-08 2012-05-18 三井金属鉱業株式会社 分割スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5672537B2 (ja) * 2010-12-28 2015-02-18 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2012184469A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Mitsubishi Materials Corp Ｉｎスパッタリングターゲットの製造方法

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