KR20220139301A - sputtering target - Google Patents
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Abstract
간극을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재의 두께가 서로 다른 구성을 구비한 스퍼터링 타깃에 있어서, 기재의 구성 재료가 박막 중에 혼입되는 것을 방지할 수 있도록 한다. 복수의 타깃 부재와, 단차가 있는 기재와, 타깃 부재와 기재 사이에 설치된 보호 부재를 구비하고 있고, 단차가 있는 기재의 단차 부분에 배치된 타깃 부재는, 두께가 서로 다르고, 두께가 서로 다른 타깃 부재 중, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재의 단부가, 기재의 단차부보다도 돌출된 부분(이 돌출된 부분을 「돌출부」라고 칭함)을 갖는 스퍼터링 타깃을 제안한다.In the sputtering target provided with the structure in which the thickness of the target member adjacent with the gap|interval differs from each other, it makes it possible to prevent mixing of the constituent material of a base material in a thin film. A target member comprising a plurality of target members, a substrate having a step, and a protection member provided between the target member and the substrate, wherein the target member disposed in the step portion of the substrate having a step has different thicknesses and different thicknesses. A sputtering target in which the edge part of the target member of the one of the smaller thickness has the part (this protruding part is called "protrusion part") which protruded rather than the step|step difference part of a base material among members is proposed.
Description
본 발명은 인접하는 타깃 부재와의 사이에 간극을 마련하여 배치하여 이루어지는 구성을 구비한 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.This invention relates to the sputtering target provided with the structure formed by providing and arrange|positioning the clearance gap between the adjacent target members.
스퍼터링이란, 박막 형성 기술의 한 방법이다. 그 일례로서, Ar 등의 불활성 가스를 진공 중에 도입하고, 타깃 부재에 마이너스의 전압을 인가하여 글로 방전을 발생시키고, 글로 방전에 의해 불활성 가스를 플라스마화시켜 이온화하여 가스 이온으로 하고, 이 가스 이온을 고속으로 타깃 부재의 표면에 충돌시켜, 해당 타깃 부재를 구성하는 성막 재료의 입자를 튀겨 내게 하고, 이 입자를, 박막을 형성하는 기재 표면에 부착·퇴적시켜, 치밀하고 강한 박막을 기재 표면에 형성하는 방법을 들 수 있다.Sputtering is one method of thin film formation technology. As an example of this, an inert gas such as Ar is introduced into a vacuum, a negative voltage is applied to the target member to generate a glow discharge, and the inert gas is ionized into a plasma by the glow discharge to form gas ions, and the gas ions is made to collide with the surface of the target member at high speed to make the particles of the film forming material constituting the target member bounce off, and these particles are adhered and deposited on the surface of the substrate forming the thin film, thereby forming a dense and strong thin film on the surface of the substrate. A method of forming is mentioned.
이러한 스퍼터링법에 따르면, 고융점 금속이나 합금, 세라믹스 등, 진공 증착법 등에서는 성막이 곤란한 재료로도 성막이 가능한 것 이외에, 대면적을 갖는 박막을 고정밀도로 형성할 수 있기 때문에, 예를 들어, 정보 기기, AV 기기, 가전 제품 등의 각종 전자 부품의 제조에 다용되고 있다. 그 중에서도, 스퍼터링법에 의해 형성되는, ITO, IZO, IGZO 등의 박막은, 액정 디스플레이, 터치 패널, EL 디스플레이 등을 중심으로 하는 표시 디바이스의 전극으로서 널리 사용되고 있다.According to this sputtering method, in addition to being able to form a film even with a material that is difficult to form a film in a vacuum deposition method, such as a high-melting-point metal, alloy, ceramics, etc., a thin film having a large area can be formed with high precision, for example, information It is widely used in the manufacture of various electronic components, such as an apparatus, an AV apparatus, and a home appliance. Especially, thin films, such as ITO, IZO, and IGZO formed by the sputtering method, are widely used as an electrode of the display device centering on a liquid crystal display, a touch panel, EL display, etc.
근년, 디스플레이 패널의 대형화에 수반하여, 대면적을 갖는 박막을 형성하는 것이 요구되게 되고, 타깃 부재도 대형화할 필요가 있었다. 그런데, 스퍼터링에 사용하는 타깃 부재를, 대면적으로 이루어지는 1매의 타깃 부재로 형성하는 것은 어렵다. 그 때문에, 타깃 부재를, 복수의 타깃 부재로 분할하고, 기재 상에 복수의 타깃 부재를 접합함으로써, 대면적의 스퍼터링 타깃으로 하는 것이 채용되고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).In recent years, with the enlargement of a display panel, it came to be calculated|required to form the thin film which has a large area, and it was necessary to enlarge a target member also. By the way, it is difficult to form the target member used for sputtering from one target member which consists of a large area. Therefore, what is set as a sputtering target of a large area is employ|adopted by dividing a target member into a some target member, and joining a some target member on a base material (for example, refer patent document 1).
이와 같이, 복수의 타깃 부재로 분할된 타깃(「분할 스퍼터링 타깃」이라고도 칭함)은, 기재 상에, 열팽창으로 인한 타깃 부재의 충돌을 회피하기 위해, 인접하는 타깃 부재 간에 간극이 생기도록 배치하고, 해당 기재와 각 타깃 부재를, In계나 Sn계 금속 등의 열전도가 양호한 저융점 땜납으로 접합하는 것이 일반적이다.In this way, the target divided into a plurality of target members (also referred to as a “sputtering target”) is disposed on the substrate so that a gap is created between adjacent target members in order to avoid collision of the target member due to thermal expansion, It is common to join this base material and each target member with low-melting-point solder with favorable heat conduction, such as an In-type or Sn-type metal.
또한, 이러한 분할 스퍼터링 타깃에서는, 인접하는 타깃 부재와의 사이에 간극을 마련하여 배치하기 때문에, 해당 간극에 있어서 기재가 노출된 상태가 되고, 스퍼터링 시에 당해 기재도 극히 미량으로 스퍼터링되어, 성막하는 박막 중에 해당 기재의 구성 재료가 혼입되어 버리는 것이 우려되었다. 그 때문에, 인접하는 타깃 부재 간의 간극에 보호 부재를 마련하여, 해당 간극에 있어서 기재가 노출되지 않도록 하는 것이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 2, 3 참조).In addition, in such a divided sputtering target, since a gap is provided and disposed between the adjacent target members, the base material is exposed in the gap, and the base material is also sputtered in a very small amount during sputtering to form a film. There was concern that the constituent materials of the base material would mix in the thin film. Therefore, providing a protection member in the clearance gap between adjacent target members, and preventing a base material from being exposed in this clearance gap is proposed (for example, refer
마그네트론 스퍼터링에서는 자계 강도의 불균일함이 영향을 미쳐, 마그네트론 캐소드 상의 이온 전류 밀도의 분포는 불균일하다. 그 때문에, 스퍼터율의 분포가 불균일해져서, 타깃 부재의 소모가 장소에 따라 상이한 경우가 있었다. 구체적으로는, 예를 들어 평판상 타깃 부재의 경우, 단부에서의 스퍼터율이 높아지는 경향에 있기 때문에, 타깃 부재의 단부의 소비가 특히 빨라지는 경우가 있었다.In magnetron sputtering, the non-uniformity of the magnetic field strength affects, so that the distribution of ion current density on the magnetron cathode is non-uniform. Therefore, distribution of a sputtering rate became non-uniform|heterogenous, and there existed a case where consumption of a target member differed depending on the place. Specifically, for example, in the case of a flat target member, since it exists in the tendency for the sputtering rate in an edge part to become high, consumption of the edge part of a target member may become especially quick.
그래서 종래부터, 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 중앙부의 타깃 부재(3)의 두께에 비하여, 단부의 타깃 부재(3)의 두께를 크게 함으로써, 단부의 타깃 수명을 연장시켜, 타깃의 교환 빈도를 낮추는 것이 행해지고 있다. 그리고 그 경우, 스퍼터링면을 편평하게 하기 위해, 타깃 부재(3)의 이면 측에 배치하는 기재(2)의 두께도, 수직면으로 이루어지는 단차부(2C)를 사이에 두고 다르게 하는 것이 일반적이다.So, conventionally, as shown in FIG.6, FIG.7, compared with the thickness of the
그러나 이 경우, 기재(2)의 해당 단차부(2C)는, 간극(4)을 사이에 두고 노출된 상태가 되기 때문에, 스퍼터링에 의해 박막을 성막할 때, 이 기재(2)의 단차부(2C)가 스퍼터링되어, 기재(2)의 구성 재료(예를 들어 Cu 등)가 간극(4)을 통하여 성막한 박막 중에 혼입되어 버린다는 과제가 있었다.However, in this case, since the
본 발명은 간극을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재의 두께가 서로 다른 구성을 구비한 스퍼터링 타깃에 있어서, 기재의 구성 재료가 박막 중에 혼입되는 것을 방지할 수 있는 새로운 스퍼터링 타깃을 제공하려고 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a new sputtering target capable of preventing the constituent material of a base material from mixing in a thin film in a sputtering target having a structure in which the thicknesses of adjacent target members with a gap therebetween.
본 발명은, 복수의 타깃 부재와, 단차가 있는 기재를 구비한 스퍼터링 타깃으로서, 상기 타깃 부재와 상기 기재 사이에 설치된 보호 부재를 구비하고, 단차가 있는 기재의 단차 부분에 배치된 상기 타깃 부재는, 두께가 서로 다르고, 상기 두께가 서로 다른 타깃 부재 중, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재의 단부가, 상기 기재의 단차부보다도 돌출된 부분(이 돌출된 부분을 「돌출부」라고 칭함)을 갖는 스퍼터링 타깃을 제안한다.The present invention is a sputtering target provided with a plurality of target members and a step substrate, comprising a protection member provided between the target member and the substrate, and the target member disposed in a stepped portion of the step substrate, , having different thicknesses, and among the target members having different thicknesses, the end of the target member having the smaller thickness has a portion protruding from the step portion of the substrate (the protruding portion is referred to as a “projection”). suggest a target.
본 발명이 제안하는 스퍼터링 타깃은, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재, 바꿔 말하면, 기재의 단차부 측의 타깃 부재의 단부를, 해당 기재의 단차부보다도 돌출시킴으로써, 해당 단차부가 보호 부재에 의해 피복되어 있지 않아도, 기재의 구성 재료(예를 들어 Cu 등)가 박막 중에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.In the sputtering target proposed by the present invention, the end of the target member with a smaller thickness, that is, the target member on the step side of the substrate, is protruded from the step portion of the substrate, so that the step is covered with a protective member. Even if it does not exist, it is possible to prevent the constituent materials of the substrate (eg, Cu, etc.) from mixing into the thin film.
도 1은 본 발명의 스퍼터링 타깃의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 스퍼터링 타깃의 일례의 구성예를 모식적으로 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대하여 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 스퍼터링 타깃 변형예를 모식적으로 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 스퍼터링 타깃의 일례로서, 실시예에서 제작한 스퍼터링 타깃을 도시한 것으로, (A)는 그 평면도, (B)는 그 단면도, (C)는 그 일부((B)의 점선으로 둘러싼 부분)를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 6은 종래의 스퍼터링 타깃의 일례의 구성예를 모식적으로 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 7은 도 6의 일부를 확대하여 도시한 부분 확대 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a top view which shows an example of the sputtering target of this invention.
It is a partial sectional perspective view which shows typically the structural example of an example of the sputtering target of this invention.
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part of FIG. 2 .
4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a sputtering target modification of the present invention.
5 is an example of the sputtering target of the present invention, showing the sputtering target produced in the embodiment, (A) is its plan view, (B) is its cross-sectional view, (C) is a part (B) of the dotted line It is a partially enlarged cross-sectional view of the part surrounded by ).
6 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing a configuration example of an example of a conventional sputtering target.
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part of FIG. 6 .
다음으로, 실시 형태 예에 기초하여 본 발명을 설명한다. 단, 본 발명이 다음에 설명하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.Next, the present invention will be described based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
<본 스퍼터링 타깃><Bone sputtering target>
본 발명의 실시 형태의 일례에 관한 스퍼터링 타깃(「본 스퍼터링 타깃」이라고 칭함)(1)에서는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 기재(2)의 스퍼터 표면 측(단순히 「표면 측」이라고도 칭함)에, 복수의 타깃 부재(3, 3‥)가 설치되고, 인접하는 타깃 부재(3, 3) 사이에는 간극(4)이 마련되어 있다. 해당 기재(2)와 해당 타깃 부재(3)는 접합재에 의해 접합되어 있다.In the sputtering target (referred to as "this sputtering target") 1 according to an example of the embodiment of the present invention, as shown in Figs. A plurality of
또한, 타깃 부재(3, 3) 사이의 간극(4)을 따라, 해당 타깃 부재(3)와 해당 기재(2) 사이에 보호 부재(5)가 설치되어 있다.Moreover, the
또한, 본 스퍼터링 타깃(1)은, 타깃 부재(3(3A), 3(3A))와 같이, 간극(4)을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재의 두께가 서로 동일한 부분과, 타깃 부재(3(3A), 3(3B))와 같이, 간극(4)을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재의 두께가 서로 다른 부분을 구비하고 있다.In addition, this
복수의 타깃 부재(3, 3‥)의 표면은, 동일한 높이에, 즉 편평하게 되도록 배치되어 있다.The surface of some
본 스퍼터링 타깃(1)은, 평판상을 나타내고 있다. 그러나, 본 발명의 스퍼터링 타깃의 전체 형상은 임의이며, 예를 들어 원통상이어도 된다.This sputtering
본 발명의 스퍼터링 타깃이 원통상을 나타낼 경우, 예를 들어, 원통상의 기재(2)의 표면 측에, 원통상의 복수의 타깃 부재(3, 3)를 관통시켜, 인접하는 타깃 부재(3, 3) 사이에 간극(4)을 마련하여 원기둥 축방향으로 다단상으로 배치하면 된다. 또한, 원통을 기둥 축방향으로 세로 분할한 만곡상의 타깃 부재(3)를 원통상의 기재(2)의 외측면에, 원주 방향으로 복수 나란히 하여 배치한 것이어도 된다. 단, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.When the sputtering target of this invention shows a cylindrical shape, the
(인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 동일한 부분의 구조)(Structure of a portion in which the
인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 동일한 부분에서는, 기재(2)가 균일한 두께 부분의 스퍼터 표면 측에, 인접하는 타깃 부재(3(3A), 3(3A))가 간극(4)을 사이에 두고 배치됨과 함께, 해당 간극(4)을 따라, 해당 타깃 부재(3)와 해당 기재(2) 사이에 보호 부재(5)가 배치되고, 해당 타깃 부재(3)와 해당 기재(2)는 접합재(6)에 의해 접합되어 있다.In the part where the thickness of the
인접하는 타깃 부재(3(3A), 3(3A)) 사이의 간극(4)의 폭, 바꿔 말하면, 인접하는 타깃 부재(3A, 3A)의 상대하는 선단부 간의 거리는, 0.1mm 내지 0.6mm인 것이 바람직하다.The width of the
해당 간극(4)의 폭이 0.1mm 이상이면, 열팽창으로 인해 타깃 부재(3(3A), 3(3A))가 충돌하여 균열되거나 하는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다. 0.6mm보다도 거리가 커지면, 그만큼 타깃 부재가 스퍼터되지 않아, 막 특성에 이상이 발생하기 때문에, 0.6mm 이하인 것이 바람직하다.Since the width|variety of the said
이러한 관점에서, 해당 간극(4)의 폭은 0.1mm 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.15mm 이상, 그 중에서도 0.2mm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 0.6mm 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5mm 이하, 그 중에서도 0.4mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.From such a viewpoint, the width of the
또한, 본 스퍼터링 타깃(1)은, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 인접하는 타깃 부재(3(3A), 3(3B))의 두께가 서로 다른 부분을 구비하고 있으면, 반드시, 인접하는 타깃 부재(3(3A), 3(3A))의 두께가 서로 동일한 부분을 구비하고 있지 않아도 된다.In addition, if this sputtering
(인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 서로 다른 부분의 구조)(Structure of parts with different thicknesses of
한편, 인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 상이한 부분에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 간극(4)을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재(3(3A), 3(3B))의 두께가 서로 다르고, 또한 이들 타깃 부재(3(3A), 3(3B))의 이면 측의 기재(2)의 두께도, 단차부(2C)를 사이에 두고 상이하다. 즉, 인접하는 타깃 부재(3A, 3B)의 스퍼터 표면의 높이가 동일해지도록, 단차부(2C)를 사이에 두고 기재(2)의 두께도 상이하다. 또한, 두께가 작은 쪽의 해당 타깃 부재(3A)는, 해당 기재(2)의 단차부(2C)보다도, 간극(4) 내를 다른 쪽의 타깃 부재(3B) 측으로 돌출된 상태(이 부분을 「돌출부(3A)a」)로 배치되어 있다.On the other hand, in the part from which the thickness of the
기재(2) 중, 두께가 큰 부분을 「기재(2A)」, 단차부(2C)를 사이에 두고, 두께가 작은 부분을 「기재(2B)」라고 칭한다.Among the
즉, 본 스퍼터링 타깃(1)은, 단차부(2C)를 사이에 두고 두께가 상이한 기재(2)와, 기재(2)의 표면 측에 적층되는 복수의 타깃 부재(3, 3‥)를 갖고 있다. 그 중 타깃 부재(3A)는, 두께가 큰 기재(2A) 상에 적층되고, 해당 타깃 부재(3A)의 단부는, 단차부(2C)로부터 돌출되어 배치되어 있다. 타깃 부재(3A)와 간극(4)을 사이에 두고 배치되는 타깃 부재(3B)는, 그 표면이 타깃 부재(3A)의 표면과 동일한 높이가 되도록 배치되어 있다.That is, this sputtering
또한, 기재(2A)의 표면에는, 단차(2C)의 기립면으로부터, 타깃 부재(3A)의 이면 측의 가장자리로부터 소정 폭에 걸쳐, 보호 부재(5)가 배치되어 있어, 기재(2)의 표면이 노출되지 않도록 구성되어 있다.In addition, on the surface of the
단차(2C)의 기립면은, 노출되어 있지만, 타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)가 차양의 역할을 하기 때문에, 간극(4)으로부터 침입해 오는 마그네트론 내지 가스 이온 등이 당해 기립면에 충돌하기 어려워, 단차(2C)의 당해 기립면이 스퍼터되기 어렵게 되어 있다.Although the standing surface of the
인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 상이한 부분은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 스퍼터링 타깃(1)의 단부 영역에 마련하는 것이 통상이다. 타깃 부재의 단부 영역에 있어서 스퍼터율이 높아져서, 타깃 부재의 소비가 빠르다는 경향이 있기 때문에, 단부 영역의 타깃 부재의 두께를 크게 함으로써, 타깃 수명을 연장시켜 스퍼터링 타깃의 교환 빈도를 낮출 수 있다.It is normal to provide the part from which the thickness of the
단, 인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 상이한 부분을 마련하는 장소는 임의이다.However, the place which provides the part from which the thickness of the
돌출부(3Aa)의 돌출 폭 x, 바꿔 말하면 기재(2A)의 단차부(2C)와 타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 선단부 간의 거리 x, 또한 바꿔 말하면 기재(2A)의 단차부(2C)와 간극(4) 간의 거리 x는 1mm 내지 20mm인 것이 바람직하다.The protrusion width x of the protrusion 3Aa, in other words, the distance x between the
해당 돌출된 폭 x가 1mm 이상이면, 그만큼 간극(4)의 위치가 기재(2A)의 단차부(2C)로부터 이격되게 되어, 단차부(2C)가 스퍼터되기 어려워지기 때문에 바람직하다. 한편, 해당 돌출된 폭 x가 20mm 이하이면 돌출부(3Aa)의 냉각 효율이 떨어져서, 스퍼터에 의해 돌출부(3Aa)가 국소적으로 가열됨으로 인한, 균열이나 아킹 등의 이상이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.If the protruding width x is 1 mm or more, the position of the
이러한 관점에서, 해당 돌출된 폭 x는 1mm 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 3mm 이상, 그 중에서도 4mm 이상, 그 중에서도 5mm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 20mm 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 15mm 이하, 그 중에서도 12mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.From this point of view, the projected width x is preferably 1 mm or more, more preferably 3 mm or more, especially 4 mm or more, and more preferably 5 mm or more. On the other hand, it is preferable that it is 20 mm or less, Especially, it is 15 mm or less, Especially, it is more preferable that it is 12 mm or less.
또한, 상기 돌출부(3Aa)의 돌출 폭 x는, 기재(2)에서의 단차부(2C)의 높이 z에 따라 조정하는 것이 바람직하기 때문에, 단차부(2C)의 높이 z의 30 내지 500%인 것이 바람직하고, 그 중에서도 50% 이상 혹은 400% 이하, 그 중에서도 100% 이상 혹은 300% 이하인 것이 더욱 바람직하다.In addition, since it is preferable to adjust the protrusion width x of the protrusion 3Aa according to the height z of the
인접하는 타깃 부재(3A, 3B)의 간극(4)의 폭 y, 바꿔 말하면, 타깃 부재(3A)에서의 돌출부(3Aa)의 단부와, 타깃 부재(3B)의 단부(3Ba) 간의 거리 y는 0.1mm 내지 0.6mm인 것이 바람직하다.The width y of the
타깃 부재(3A, 3B)의 간극(4)의 폭 y가 0.1mm 이상이면, 열팽창으로 인해 타깃 부재(3A, 3B)가 충돌하여 균열되거나 하는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다. 0.6mm보다도 거리가 커지면, 그만큼 타깃 부재가 스퍼터되지 않아, 막 특성에 이상이 발생하기 때문에, 0.6mm 이하인 것이 바람직하다.Since the width y of the
이러한 관점에서, 타깃 부재(3A, 3B)의 간극(4)의 폭 y는 0.1mm 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.15mm 이상, 그 중에서도 0.2mm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 0.6mm 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5mm 이하, 그 중에서도 0.4mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.From such a viewpoint, it is preferable that the width y of the
또한, 인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 서로 다른 부분의 구조는, 상기 이외의 점에서는, 인접하는 타깃 부재(3, 3)의 두께가 동일한 부분의 구조와 동일하다.In addition, the structure of the part from which the thickness of the
타깃 부재(3)(타깃 부재(3A, 3B)를 포함함)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 2mm 내지 20mm인 것이 통상이고, 그 중에서 4mm 이상 혹은 14mm 이하인 것이 바람직하다.Although the thickness of the target member 3 (
(전열층(7))(heat transfer layer (7))
또한, 상기 타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면에, 적어도 해당 타깃 부재(3A)보다도 열전도율이 높은 재료로 이루어지는 전열층(7)을 마련하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to provide the heat transfer layer 7 which consists of a material with higher thermal conductivity than the said
돌출부(3Aa)의 이면에, 열전도율이 높은 재료로 이루어지는 전열층(7)을 마련함으로써, 스퍼터링 시에 있어서, 돌출부(3Aa)의 온도 상승을 억제하는 냉각 효과를 부여할 수 있고, 그 결과, 균열이나 아킹의 발생, 또한 돌출부(3Aa)의 변색을 억제할 수 있다. 덧붙여서, 온도가 상승할 가능성이 있는 것은, 돌출부(3Aa)뿐이라고 생각된다.By providing the heat transfer layer 7 made of a material with high thermal conductivity on the back surface of the protrusion 3Aa, a cooling effect of suppressing the temperature rise of the protrusion 3Aa during sputtering can be imparted, and as a result, cracking It is possible to suppress the occurrence of arcing or arcing and also the discoloration of the protrusion 3Aa. Incidentally, it is thought that it is only the protrusion 3Aa that the temperature may rise.
이때, 타깃 부재(3A)가 세라믹스제인 경우, 타깃 부재(3A)보다도 열전도율이 높은 재료로서는, 인듐, 각종 금속, 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기재(2)와 타깃 부재(3)를 접합하는 접합재(6)는, 통상은 인듐 등의 열전도율이 높은 재료가 사용되기 때문에, 돌출부(3Aa)의 이면에도 접합재(6)를 도포하여, 접합재(6)로 이루어지는 전열층(7)을 형성하는 것이 바람직하다.At this time, when 3 A of target members are made from ceramics, indium, various metals, an alloy, etc. are mentioned as a material with higher thermal conductivity than 3 A of target members. Among them, the
(기재(2))(Reference (2))
기재(2)는 판상 또는 원통상을 나타내는 것을 들 수 있다. 단, 이들 형상에 한정되는 것은 아니다.As for the
기재(2)는 단차부(2C)를 사이에 두고, 두께가 큰 부분(기재(2A))과 두께가 작은 부분(기재(2B))을 구비하고 있으면, 두께 방향으로 하나의 부재로 이루어지는 일체의 것이어도 되고, 두께 방향으로 복수의 부재가 적층되어 단차부(2C)를 형성하여 이루어지는 것이어도 된다.If the
예를 들어, 하나의 부재의 일부를 절제하거나 하여, 두께가 큰 부분(기재(2A))과 두께가 작은 부분(기재(2B))을 단차부(2C)를 사이에 두고 마련할 수 있다.For example, by excising a part of one member, a portion having a large thickness (
또한, 하나의 부재 상에 다른 부재를 적층하여, 두께가 큰 부분(기재(2A))과 두께가 작은 부분(기재(2B))을 단차부(2C)를 사이에 두고 마련할 수 있다.Moreover, another member can be laminated|stacked on one member, and the large thickness part (
기재(2)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니다.The thickness of the
한편, 두께가 작은 부분(기재(2B))의 두께는, 타깃 부재(3A, 3B)의 스퍼터면이 동일한 높이가 되도록, 이들 타깃 부재(3A, 3B)의 두께에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 타깃 부재(3A)의 두께와 기재(2A)의 두께의 합계와, 타깃 부재(3B)의 두께와 기재(2)의 두께의 합계가 동일해지도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable to determine the thickness of the part (
기재(2)의 재료는, Ti, SUS 또는 Cu 등의 단독 금속 또는 그것들의 합금이면 된다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.The material of the
<타깃 부재(3)><Target member (3)>
타깃 부재(3)는 판상 또는 원통상을 나타내는 것을 들 수 있다. 단, 이들 형상에 한정되는 것은 아니다.As for the
또한, 타깃 부재(3A와 3B)의 두께의 차는, 스퍼터링 설비의 사양에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 타깃의 이면에 설치되는 마그네트의 자력 분포 등으로 인해 발생하는 스퍼터율의 차에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 통상, 타깃 부재(3A)의 30% 내지 100%인 것이 바람직하다. 당해 차가 스퍼터율의 차에 비하여, 너무 작으면 교환 빈도를 효과적으로 낮출 수 없어지고, 너무 크면, 타깃과 기판 간의 거리가 작아져, 원하는 막질을 얻을 수 없는 경우가 있다.In addition, it is preferable to determine the difference of the thickness of
타깃 부재(3)는 그 재료를 특별히 한정하는 것은 아니다. 예를 들어 Cu, Al, In, Sn, Ti, Ba, Ca, Zn, Mg, Ge, Y, La, Al, Si, Ga, W 중 어느 1종 이상을 포함하는 금속 또는 산화물(이 산화물을 「세라믹스」라고도 칭함)을 들 수 있다.The
상기 산화물로서는, 예를 들어, In-Sn-O, In-Ti-O, In-Ga-Zn-O, Ga-Zn-O, In-Zn-O, In-W-O, In-Zn-W-O, Zn-O, 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, Cu2O, CuAlO2, CuGaO2, CuInO2 등을 들 수 있다.Examples of the oxide include In-Sn-O, In-Ti-O, In-Ga-Zn-O, Ga-Zn-O, In-Zn-O, In-WO, In-Zn-WO, Zn-O, 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, Cu 2 O, CuAlO 2 , CuGaO 2 , CuInO 2 and the like.
(보호 부재(5))(protective member (5))
보호 부재(5)는, 인접하는 타깃 부재(3, 3) 사이의 간극(4)을 따라, 해당 타깃 부재(3)와 기재(2) 사이에 개재되어, 해당 간극(4)에 있어서 노출되는 기재(2)의 표면을 덮도록 배치되어 있다.The
보호 부재(5)가 노출되는 기재(2)의 표면을 덮기 때문에, 스퍼터링 시에, 해당 간극(4)에 있어서 기재(2) 표면이 스퍼터되어, 해당 기재(2)의 구성 재료가, 성막하는 박막 중에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.Since the
보호 부재(5)의 평면으로 보았을 때의 형상으로서는, 예를 들어 직사각 형상, 띠상, 십자 띠상, 격자 프레임 형상 등을 들 수 있다. 단, 이들의 평면으로 보았을 때의 형상에 한정되는 것은 아니다.Examples of the shape of the
또한, 보호 부재(5)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 단면으로 보았을 때의 형상으로서, 단차부(2C)를 피복하도록, L자형을 나타내는 것이어도 된다.In addition, as shown in FIG. 4, the
보호 부재(5)의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니다. 단, 취급의 관점에서, 100㎛ 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 200㎛ 이상, 그 중에서도 300㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 접합층의 두께의 관점에서, 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 900㎛ 이하, 그 중에서도 800㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The thickness of the
보호 부재(5)는, 단층 구조의 것이어도 되고, 두께 방향으로 2층 이상을 적층하여 이루어지는 복층 구조의 것이어도 된다.The
보호 부재(5)가 단층 구조인 경우의 재료, 및 복층 구조인 경우의 표면층의 재료는, 성막하는 박막에 혼입되어도 악영향을 주지 않는 재료, 혹은 스퍼터링 현상을 억제할 수 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the material for the case where the
성막하는 박막에 혼입되어도 악영향을 주지 않는 재료로서는, 예를 들어, 타깃 부재(3)의 조성을 구성하는 원소의 전부 혹은 그 일부, 이들 원소를 포함하는 합금이나 산화물 등을 사용할 수 있다.As a material which does not adversely affect even if it mixes in the thin film to form into a film, for example, all or a part of the element which comprises the composition of the
한편, 스퍼터링 현상을 억제할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 타깃 부재(3)보다도 그 체적 저항이 큰 물질, 즉 고저항 물질을 간극 배치 부재의 재료로서 사용할 수 있다. 이러한 고저항 물질을 간극 배치 부재의 재료로서 사용하는 경우, 고저항 물질의 체적 저항률(Ω·cm)이 타깃 부재(3)의 체적 저항률의 10배 이상의 값을 갖는 것인 것이 바람직하다.On the other hand, as a material capable of suppressing the sputtering phenomenon, for example, a material having a larger volume resistance than the
보호 부재(5)가 단층 구조인 경우의 재료, 및 복층 구조인 경우의 표면층의 재료의 구체예로서, 타깃 부재(3)를 구성하는 금속 재료, 또는 세라믹스 재료, 또는 고분자 재료, 또는 이들 2종류 이상의 복합 재료를 들 수 있다.As a specific example of a material for the case where the
이때, 세라믹스 재료로서는, 타깃 부재(3)와 동일한 조성이거나, 혹은 일부의 조성이 타깃 부재(3)와 동일한 재료로 이루어지는 세라믹스 재료이거나, 혹은 ZrO2, Al2O3 등의 체적 저항이 높은 세라믹스 재료가 바람직하다. 체적 저항이 높은 세라믹스 재료이면, 스퍼터링 시에 분할 부분에 대한 플라스마의 진입이 억제되어, Zr이나 Al의 스퍼터링이 효과적으로 방지될 수 있다.At this time, as a ceramic material, it is the ceramic material which consists of the same composition as the target member 3 , or a part composition consists of the same material as the target member 3 , or ceramics with high volume resistance, such as ZrO2 and Al2O3. material is preferred. If it is a ceramic material with high volume resistance, entry of plasma to a divided part at the time of sputtering is suppressed, and sputtering of Zr or Al can be prevented effectively.
여기서, 상기의 타깃 부재(3)를 구성하는 금속 재료로서는, 예를 들어, 타깃 부재(3)가 IGZO(In-Ga-Zn-O)이면, In, Zn 및 Ga 중 어느 1종 이상의 금속 재료이면 되고, 타깃 부재(3)가 IZO(In-Zn-O)이면, In 또는 Zn의 금속 재료이면 된다.Here, as a metal material which comprises said
상기한 세라믹스 재료로서는, In, Zn, Al, Ga, Zr, Ti, Sn, Mg 중 어느 1종 이상을 포함하는 산화물 또는 질화물로 이루어지는 재료를 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 In2O3, ZnO, Al2O3, ZrO2, TiO2, IZO, IGZO 등이나, ZrN, TiN, AlN, GaN, ZnN, InN 등을 들 수 있다.Examples of the ceramic material described above include a material made of an oxide or nitride containing at least one of In, Zn, Al, Ga, Zr, Ti, Sn, and Mg. Specific examples thereof include In 2 O 3 , ZnO, Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , IZO, IGZO, and the like, and ZrN, TiN, AlN, GaN, ZnN, and InN.
한편, 보호 부재(5)가 복층 구조인 경우의 이면층의 재료로서는, 기재(2)와의 선팽창률 차가 작고, 접합재(6)(예를 들어 In 땜납)와 반응하기 어려운 재료인 것이 바람직하다.On the other hand, the material of the back layer in the case where the
이러한 관점에서, 금속 재료, 또는 세라믹스 재료, 또는 이들의 복합 재료를 들 수 있다. 금속 재료로서는, 예를 들어 Cu, Al, Ti, Ni, Zn, Cr, Fe 중 어느 것의 단 금속 또는 이들 중 어느 것을 포함하는 합금을 들 수 있다.From this viewpoint, a metal material, a ceramic material, or these composite materials are mentioned. Examples of the metal material include a single metal of any one of Cu, Al, Ti, Ni, Zn, Cr, and Fe, or an alloy containing any of these.
또한, 보호 부재(5)가 3층 이상의 복층 구조인 경우, 중간층은 표면층 및 이면층과 접합성이 바람직하고, 또한 중간층을 구성하는 재료의 선팽창률이, 표면층 및 이면층을 구성하는 재료의 선팽창률의 중간 값이 되도록 설계하는 것이 바람직하다.Further, when the
(접합재(6))(bonding material (6))
기재(2)와 타깃 부재(3), 그리고 기재(2)와 보호 부재(5)는, 접합재(6)에 의해 서로 접합되어 있다.The
접합재(6)로서는, 이러한 종류의 타깃 부재(3)와 기재(2)의 접합에 사용될 수 있는 것이면 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어 In 메탈, In-Sn 메탈, 또는 In에 미량 금속 성분을 첨가한 In 합금 메탈 등의 땜납 금속 또는 땜납 합금을 들 수 있다.As the
<용도><Use>
본 스퍼터링 타깃은, 예를 들어, 산화물 반도체 박막을 성막할 때의 스퍼터링 타깃 등으로서 적합하게 사용할 수 있다. 단, 이 용도에 한정되는 것은 아니다.This sputtering target can be used suitably as a sputtering target at the time of forming an oxide semiconductor thin film into a film, etc., for example. However, it is not limited to this use.
<본 스퍼터링 타깃의 제조><Manufacture of this sputtering target>
기재(2)의 표면에 소정의 간격을 두고 복수의 보호 부재(5)를 배치하고, 접합재(6)에 의해 양자를 접합한다.A plurality of
다음으로, 타깃 부재(3)의 이면 측에 접합재(6)를 도포해 두고, 보호 부재(5)의 표면 측에 복수의 타깃 부재(3)를 인접하는 타깃 부재(3, 3)와의 사이에 간극(4)을 마련하여 배치한다. 이때, 보호 부재(5)가 간극(4)을 따라, 타깃 부재(3)와 기재(2) 사이에 개재하도록 배치하고, 보호 부재(5), 기재(2), 타깃 부재(3)를 접합재(6)에 의해 접합하면 된다.Next, the
이때, 상술한 바와 같이, 상기 타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면에도, 열전도율이 타깃 부재(3A)보다도 높은 재료로 이루어지는 접합재(6)를 도포하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to apply|coat the
접합재(6)로서, 타깃 부재(3A)보다도 열전도율이 높은 재료를 선택하여, 돌출부(3Aa)의 이면에 접합재(6)를 도포하여 전열층(7)을 마련함으로써, 스퍼터링 시에 있어서, 돌출부(3Aa)의 온도 상승을 억제하는 냉각 효과를 부여할 수 있고, 그 결과, 아킹의 발생 및 돌출부(3Aa)의 변색을 억제할 수 있다.As the
단, 이러한 방법은, 본 스퍼터링 타깃(1)의 제조 방법의 일례로서, 이 방법에 한정되는 것은 아니다.However, such a method is an example of the manufacturing method of this
<어구의 설명><Explanation of Phrase>
본 명세서에서 「X 내지 Y」(X, Y는 임의의 숫자)로 표현하는 경우, 특별히 정하지 않는 한 「X 이상 Y 이하」의 의미와 함께, 「바람직하게는 X보다 크다」 혹은 「바람직하게는 Y보다 작다」의 의미도 포함한다.In the present specification, when expressed as "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers), "preferably greater than X" or "preferably greater than X" or "preferably greater than X" together with the meaning of "X or more and Y or less" unless otherwise specified. It also includes the meaning of "smaller than Y".
또한, 「X 이상」(X는 임의의 숫자) 혹은 「Y 이하」(Y는 임의의 숫자)로 표현한 경우, 「X보다 큰 것이 바람직하다」 혹은 「Y 미만인 것이 바람직하다」라는 취지의 의도도 포함한다.In addition, when expressed as "X or more" (X is an arbitrary number) or "Y or less" (Y is an arbitrary number), the intent is also "preferably greater than X" or "preferably less than Y" include
또한, 「X≤」(X는 임의의 숫자) 혹은 「Y≥」(Y는 임의의 숫자)로 표현한 경우, 「X<인 것이 바람직하다」 또는 「Y>인 것이 바람직하다」라는 취지의 의도도 포함한다.In addition, when expressed as "X≤" (X is an arbitrary number) or "Y≥" (Y is an arbitrary number), the intent of "It is preferable that it is X<" or "It is preferable that it is Y>" also includes
실시예Example
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명한다. 단, 본 발명이, 여기서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described based on Examples. However, this invention is not limited to the Example demonstrated here.
<실시예 1><Example 1>
도 5에 도시한 바와 같이, 간극(4)을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재(3A, 3B)의 두께가 서로 다르고, 단차부(2C)를 사이에 두고 두께가 상이한 기재(2)를 사용하여, 직경 152.4mm의 원반 상의 스퍼터링 타깃(1)을 제작하였다.As shown in FIG. 5, the
타깃 부재(3A, 3B)는 다음과 같이 제조하였다.The
원료의 In2O3, Ga2O3, ZnO의 각 원료 분말을 1:1:2의 mol비로 칭량하고, 20시간의 볼 밀에 의한 혼합 처리를 하였다. 그리고, 바인더로서 4질량%로 희석한 폴리비닐알코올 수용액을, 가루 총량에 대하여 8질량% 첨가하여 혼합한 후, 500kgf/cm2의 압력으로 원판상으로 성형하였다. 그 성형체를 대기 중 1400℃에서 소성 처리를 하여 원판상의 소결체를 얻었다. 그리고, 이 소결체를 평면 연삭기에 의해 양면을 연마하여, 직경 152.4mm×두께 10mm와 직경 152.4mm×두께 5mm의 원반 가공체를 제조하였다. 그 후, 분할 위치에 맞추어, 원반 가공체를 각각 절반으로 절단 가공하여, 두께 5mm의 IGZO제 타깃 부재(3A)와 두께 10mm의 IGZO제 타깃 부재(3B)를 제조하였다.Raw material In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and each raw material powder of ZnO was weighed at a mol ratio of 1:1:2, and mixed with a ball mill for 20 hours. Then, an aqueous polyvinyl alcohol solution diluted to 4% by mass as a binder was added and mixed in an amount of 8% by mass based on the total amount of powder, and then molded into a disk shape at a pressure of 500kgf/cm 2 . The molded body was subjected to a firing treatment at 1400° C. in the air to obtain a disc-shaped sintered body. And this sintered compact was grind|polished on both surfaces with the plane grinder, and the disk processed object of diameter 152.4mm x thickness 10mm and diameter 152.4mm x thickness 5mm was manufactured. Then, according to the division|segmentation position, the disk processed body was cut in half, respectively, and the
기재(2)로서, 무산소 구리(Cu)로 이루어지고, 중심부에 높이 5mm의 단차부(2C)를 마련하여, 두께 10mm의 후육부와 두께 5mm의 박육부를 구비한, 직경 180mm의 원판상의 기재를 준비하였다.As the
보호 부재(5)로서는, 두께 0.5mm, 폭 20mm의 띠상의 Cu 금속박 위에, 용사에 의해, 두께 100㎛의 Al2O3으로 이루어지는 층을 형성한 것을 사용하였다.As the
타깃 부재(3A)의 이면 전체면에, 접합재(6)와 동일한 재료로 이루어지는, 저융점 땜납인 In을 미리 도포하였다. 즉, 타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면이 In으로 이루어지는 전열층(7)을 형성하였다.On the entire back surface of the
그리고, 서로의 스퍼터면이 동일한 높이가 되고, 타깃 부재(3A, 3B) 사이에 폭(y) 0.5mm의 간극(4)을 마련하도록, 기재(2) 상에 타깃 부재(3A, 3B)를 배치함과 함께, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재(3A)의 단부가, 기재(2)의 단차부(2C)로부터 돌출되도록 배치하였다. 이때, 돌출부(3Aa)의 폭 x, 바꿔 말하면, 단차부(2C)와 간극(4) 간의 거리 x가 5mm가 되도록 배치하였다. 그리고, 저융점 땜납인 In으로 이루어지는 접합재(6)에 의해, 타깃 부재(3A, 3B)와 기재(2)를 접합하여, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.And the
<실시예 2><Example 2>
타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면에 저융점 땜납인 In을 미리 도포하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.The sputtering target 1 (sample) was produced similarly to Example 1 except not having previously apply|coated In which is a low-melting-point solder to the back surface of the protrusion part 3Aa of 3 A of target members.
<실시예 3><Example 3>
타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 폭 x가, 10mm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.The sputtering target 1 (sample) was produced similarly to Example 1 except width x of 3 A of protrusion parts of 3 A of target members being set to 10 mm.
<실시예 4><Example 4>
타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면에 저융점 땜납인 In을 미리 도포하지 않은 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.The sputtering target 1 (sample) was produced similarly to Example 3 except not having previously apply|coated In which is a low-melting-point solder to the back surface of the protrusion part 3Aa of 3 A of target members.
<실시예 5><Example 5>
타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 폭 x가, 20mm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.The sputtering target 1 (sample) was produced similarly to Example 1 except having made it width x of 3 A of
<실시예 6><Example 6>
타깃 부재(3A)의 돌출부(3Aa)의 이면에 저융점 땜납인 In을 미리 도포하지 않은 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(1)(샘플)을 제작하였다.The sputtering target 1 (sample) was produced similarly to Example 5 except not having previously apply|coated In which is a low-melting-point solder to the back surface of the protrusion part 3Aa of 3 A of target members.
<비교예 1><Comparative Example 1>
타깃 부재(3A)의 단부가, 기재(2)의 단차부(2C)로부터 돌출되는 일이 없도록 배치하고, 단차부(2C)와 간극(4) 간의 거리 x가 0mm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 스퍼터링 타깃(샘플)을 제작하였다.Implementation except that the end of the
=제작한 스퍼터링 타깃의 평가==Evaluation of the produced sputtering target=
실시예 및 비교예에서 제작한 스퍼터링 타깃(샘플)을 다음과 같이 평가하였다.The sputtering targets (samples) produced in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows.
<스퍼터 평가 시험><Sputter evaluation test>
(Cu 혼입량)(Cu content)
실시예 및 비교예에서 제작한 스퍼터링 타깃(샘플)을 사용하여, 하기 조건에서 스퍼터링을 행하여, 무알칼리 유리 기판(닛폰 덴키 글라스사제)에 두께 14㎛의 IGZO 박막을 성막하여, IGZO 박막 구비 기판을 얻었다.Using the sputtering target (sample) produced in Examples and Comparative Examples, sputtering was performed under the following conditions, an IGZO thin film having a thickness of 14 µm was formed on an alkali-free glass substrate (manufactured by Nippon Denki Glass Corporation), and a substrate with an IGZO thin film was formed got it
그리고, 이 IGZO 박막 구비 기판에서의, 스퍼터링 타깃(샘플)의 간극(4)에 상당하는 해당 간극(4)의 바로 위 부분을 잘라내어, 원자 흡광 분석에 의해, 기재의 구성 재료인 Cu가 IGZO 박막 중에 포함되는 양(「Cu 혼입량」이라고 칭함)을 측정하였다.And in this IGZO thin film-equipped board|substrate, the part immediately above the said
(스퍼터링 조건)(Sputtering conditions)
장치: DC 마그네트론 스퍼터 장치, 배기계 크라이오 펌프, 로터리 펌프Device: DC magnetron sputter device, exhaust system cryopump, rotary pump
도달 진공도: 3×10-6PaReached vacuum: 3×10 -6 Pa
스퍼터 압력: 0.4PaSputter pressure: 0.4Pa
산소 분압: 1×10-3PaOxygen partial pressure: 1×10 -3 Pa
투입 전력량 시간: 2W/cm2 Input wattage time: 2W/cm 2
시간: 10시간Time: 10 hours
(아킹 평가)(arcing evaluation)
또한, 아킹 카운터(LANDMARK TECHNOLOGY사제, 형식: μArc Moniter MAM Genesis MAM 데이터 콜렉터 Ver.2.02)를 사용하여, 10시간에 발생한 아킹 횟수를 측정하고, 분할이 없는 타깃에서의 아킹 횟수에 대하여 120%보다 적은 경우 「적음」, 120 내지 150%인 경우 「중간」, 150%보다 많은 경우 「많음」이라고 평가하였다.In addition, using an arcing counter (manufactured by LANDMARK TECHNOLOGY, format: μArc Monitor MAM Genesis MAM data collector Ver.2.02), the number of arcing generated in 10 hours is measured, and less than 120% of the number of arcing in the target without division. When it was "less", when it was 120 to 150%, it was evaluated as "medium", and when it was more than 150%, it was evaluated as "many".
(돌출부의 변색 평가)(Evaluation of discoloration of protrusions)
또한, 스퍼터링 후의 이로전 부에 위치하는 간극의 외관을 관찰하여, 흑색으로 변색되었는지 여부를 평가하고, 변색되지 않았을 경우 「이상 없음」, 변색되었을 경우에는 「변색」이라고 평가하였다.In addition, by observing the appearance of the gap located in the erosion part after sputtering, it was evaluated whether or not discoloration was black.
이 변색은, 돌출부의 냉각이 따라잡지 못하고, 국소적으로 온도 상승이 발생한 결과, 타깃재가 변성되었기 때문에 발생한 것으로 추측된다.It is estimated that this discoloration occurred because the target material was deformed as a result of local temperature rise without cooling of the protrusion.
상기 실시예·비교예 및 지금까지 본 발명자가 행한 시험 결과로부터, 간극을 사이에 두고 인접하는 타깃 부재의 두께가 서로 다르고, 이들 인접하는 타깃 부재의 스퍼터 표면의 높이가 동일해지도록, 이들 인접하는 타깃 부재의 이면 측의 기재의 두께가, 단차부를 사이에 두고 상이한 구성에 있어서, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재의 단부를, 해당 기재의 단차부보다도 돌출시킴으로써, 해당 단차부가 보호 부재에 의해 피복되어 있지 않아도, 기재의 구성 재료(예를 들어 Cu 등)가 박막 중에 혼입되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.From the above Examples and Comparative Examples and the test results performed by the present inventor so far, the thicknesses of the target members adjacent to each other with a gap therebetween are different and the sputtering surfaces of these adjacent target members have the same height. In a configuration in which the thickness of the base material on the back side of the target member differs across the step portion, by making the end of the target member having the smaller thickness protrude from the step portion of the base material, the step portion is covered by the protective member It has been found that even if there is not, it is possible to prevent the constituent materials of the substrate (eg, Cu, etc.) from being mixed into the thin film.
또한, 두께가 작은 쪽의 타깃 부재에 있어서의, 기재의 단차부보다도 돌출된 부분, 즉 돌출부의 이면에는 접합재가 접촉하지 않기 때문에, 접합재에 의한 냉각 효과를 얻을 수 없어, 균열이나 아킹이 발생할 가능성이 있다.In addition, in the target member having a smaller thickness, since the bonding material does not contact the portion that protrudes from the step portion of the substrate, that is, the back surface of the projecting portion, the cooling effect of the bonding material cannot be obtained, and cracks or arcing may occur. There is this.
그래서, 실시예 1, 3, 5와 같이, 돌출부의 이면에, 접합재와 동일한 재료를 도포하여 전열층을 형성한 것에 의해, 냉각 효과를 얻을 수 있어, 아킹의 발생을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.Therefore, as in Examples 1, 3, and 5, it can be seen that by coating the same material as the bonding material on the back surface of the protrusion to form a heat transfer layer, a cooling effect can be obtained and the occurrence of arcing can be suppressed. there was.
또한, 돌출부의 이면에, 접합재와 동일한 재료를 도포하여 전열층을 형성한 것에 의해, 냉각 효과를 얻을 수 있어, 변색을 방지할 수 있다는 것도 알 수 있었다.Furthermore, it was also found that a cooling effect can be obtained and discoloration can be prevented by forming a heat transfer layer by applying the same material as the bonding material on the back surface of the protrusion.
1: 스퍼터링 타깃
2: 기재
2A: 기재
2B: 기재
2C: 단차부
3: 타깃 부재
3A: 타깃 부재
3B: 타깃 부재
3Aa: 돌출부
4: 간극
5: 보호 부재
6: 접합재
7: 전열층1: Sputtering target
2: description
2A: Substrate
2B: substrate
2C: step part
3: Target member
3A: target member
3B: target member
3Aa: protrusion
4: Gap
5: no protection
6: Bonding material
7: heat transfer layer
Claims (11)
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 1mm 내지 20mm인, 스퍼터링 타깃.According to claim 1,
The sputtering target according to claim 1, wherein the protruding portion has a width of 1 mm to 20 mm protruding from the step portion of the substrate.
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 3mm 이상인, 스퍼터링 타깃.3. The method of claim 1 or 2,
The sputtering target of which the width|variety formed by protruding from the said protrusion part rather than the step|step difference part of a base material is 3 mm or more.
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 4mm 이상인, 스퍼터링 타깃.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The sputtering target of which the width|variety formed by protruding from the said protrusion part rather than the step|step difference part of a base material is 4 mm or more.
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 5mm 이상인, 스퍼터링 타깃.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The sputtering target of which the width|variety formed by protruding from the said protrusion part rather than the step part of a base material is 5 mm or more.
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 15mm 이하인, 스퍼터링 타깃.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The sputtering target of which the width|variety formed by protruding from the said protrusion part from the step|step difference part of a base material is 15 mm or less.
상기 돌출부에서, 기재의 단차부보다도 돌출되어 이루어지는 폭이 12mm 이하인, 스퍼터링 타깃.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The sputtering target of which the width|variety formed by the said protrusion protruding from the step|step difference part of a base material is 12 mm or less.
상기 돌출부의 이면에, 적어도 상기 타깃 부재보다도 열전도율이 높은 재료로 이루어지는 층을 구비한, 스퍼터링 타깃.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The sputtering target provided with the layer which consists of a material whose thermal conductivity is higher than the said target member at least on the back surface of the said protrusion part.
상기 열전도율이 높은 재료가, 상기 타깃 부재와 상기 기재를 접합하는 접합재와 동일한 재료인, 스퍼터링 타깃.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The sputtering target in which the said material with high thermal conductivity is the same material as the bonding material which joins the said target member and the said base material.
상기 타깃 부재가 세라믹스제인, 스퍼터링 타깃.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The sputtering target whose said target member is a product made from ceramics.
산화물 반도체 박막의 성막에 사용되는, 스퍼터링 타깃.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The sputtering target used for film-forming of an oxide semiconductor thin film.
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