TW201323644A

TW201323644A - 濺鍍靶之製造方法

Info

Publication number: TW201323644A
Application number: TW101139707A
Authority: TW
Inventors: Masahiro Fujita
Original assignee: Sumitomo Chemical Co
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-06-16
Also published as: JP2013108173A

Abstract

為了提供一種濺鍍靶之製造方法，可抑制或減少濺鍍時異常放電所造成之噴濺物發生。讓平面銑刀(100)一邊繞軸線(L)旋轉，一邊朝與軸線(L)正交之掃描方向(S)掃描而進行切削加工，藉此將濺鍍靶(5)的濺擊面(51)實施修整加工。在平面銑刀(100)上，設置有作為拋棄式刀片(嵌件)(3)之第1刀片(31)和第2刀片(32)。第1刀片(31)具有圓弧狀的切刃(311)。第2刀片(32)具有直線狀的切刃(321)。

Description

濺鍍靶之製造方法

本發明是關於藉由濺鍍法在基板上形成薄膜時所使用的濺鍍靶之製造方法。

藉由在玻璃基板上形成薄膜元件而製作出之液晶顯示器或電漿顯示器、薄膜感測器等所使用之電配線膜、電極等，以往主要是採用屬於高熔點金屬之純Cr膜、純Ta膜、純Ti膜等的純金屬膜或其等之合金膜。

近年來，隨著顯示器之大型化、高精細化，為了防止信號延遲，對於配線膜、電極膜同時要求低電阻化及低應力化以及該等特性之穩定化。因此，開始採用電阻比上述習知金屬膜更低之高純度鋁膜。

形成於上述基板上之金屬薄膜，可藉由所謂濺鍍法來形成，更詳細的說，是在基板和作為形成薄膜時的原料、即濺鍍靶之間形成電漿放電，利用離子化的氬撞擊濺鍍靶的能量將構成濺鍍靶之原子擊出，讓該原子堆積在基板而形成薄膜。用來實現濺鍍法之濺鍍裝置中，可在形成電漿放電空間之腔室內的既定位置配置濺鍍靶。

當濺鍍靶的組織中存在有龜裂等的缺陷、較大凹凸之情況，濺鍍時電荷容易集中於這種缺陷和凹凸，起因於異常放電而有容易發生噴濺物之問題。「噴濺物」是指，在濺鍍中，當在濺鍍靶的濺擊面(亦即濺鍍時離子化的氬等撞擊側之面)的表面上存在有缺陷、凹凸的情況，會在此局部地發生異常放電，使濺鍍靶的一部分離成為數μm大小的粒子而附著於基板上。

為了抑制濺鍍中的異常放電所造成之噴濺物發生，將濺擊面加工成平滑的作法是已知的，一般而言，在濺鍍靶中，對於待濺擊處理之濺擊面藉由切削加工實施一次加工，進一步藉由使用研磨材之研磨加工或使用投射(shot)材之噴擊加工等實施修整加工，藉此將濺擊面加工成平滑(參照專利文獻1)。

專利文獻1]日本特開2000-313955號公報

然而，將濺鍍靶的濺擊面藉由使用研磨材之研磨加工或是使用投射材之噴擊加工等來實施修整加工的情況，研磨材、投射材可能會被濺擊面捕捉而發生殘留。

如此般，當在濺擊面存在有研磨材、投射材等殘留物的情況，濺鍍時電荷容易集中於殘留物，而有起因於異常放電容易發生噴濺物的問題。

因此，本發明的目的是為了提供一種濺鍍靶之製造方法，可抑制或減少濺鍍時之異常放電所造成之噴濺物發生。

本發明人深入研究的結果發現，在使用平面銑刀(face milling cutter)之濺鍍靶的切削加工中，作為銑刀片(亦即更換式切刃)，藉由使用具有圓弧狀切刃之第1刀片(所謂修刮刀片(wiper chip))和具有直線狀切刃之第2刀片的組合，所形成的濺擊面會成為鏡面，而能大幅減少濺鍍時的噴濺物，如此到達本發明的完成。

本發明可提供以下[1]~[6]之實施方式，但本發明並不限定於該等實施方式。

[1]

一種濺鍍靶之製造方法，係包含將濺鍍靶的濺擊面實施修整加工之步驟，在該步驟，是使用平面銑刀將濺鍍靶的濺擊面實施切削加工，該平面銑刀具備：具有圓弧狀切刃之至少1個第1刀片、以及具有直線狀切刃之至少1個第2刀片。

[2]

在上述[1]之製造方法中，前述平面銑刀具備至少2個第2刀片。

[3]

在上述[1]或[2]之製造方法中，將至少1對的第1刀片以互相位於對角線上的方式配置於平面銑刀。

[4]

在上述[1]至[3]中之任一項之製造方法中，在前述濺鍍靶之濺擊面上，讓平面銑刀一邊繞軸線旋轉一邊朝與平面銑刀的軸線正交之方向掃描，藉此進行濺擊面的切削加工。

[5]

在上述[1]至[4]中之任一項之製造方法中，第1刀片及第2刀片是可更換的刀片。

[6]

一種濺鍍靶，是藉由上述[1]至[5]中之任一項之製造方法所製得。

在本發明，使用安裝著具有圓弧狀切刃之第1刀片及具有直線狀切刃之第2刀片之平面銑刀，將濺鍍靶的濺擊面藉由切削加工實施修整加工，更具體的說，使用第2刀片進行濺擊面的粗修整加工，使用第1刀片(修刮刀片)進行濺擊面的修整加工，而能將濺擊面修整加工成鏡面。

在本發明的濺鍍靶之製造方法，不須像習知的研磨加工、噴擊加工那樣使用研磨材和投射材等，藉由使用平面銑刀之切削加工就能簡便地製作出鏡面濺擊面，因此在濺擊面上完全不會殘留研磨材、投射材等。因此，可防止起因於濺擊面上之研磨材和投射材等的殘留物所造成之濺鍍時異常放電的發生，而能大幅抑制或減少濺鍍時之異常放電所造成的噴濺物發生。此外，在本發明，由於未實施習知之使用研磨材之研磨加工、使用投射材之噴擊加工，因此可大幅縮短濺擊面的修整加工步驟，而具有優異的生產性。

本發明所使用之平面銑刀，是在被稱為刀體之本體上安裝銑刀片(亦即更換用切刃)而構成，該銑刀片包含具有圓弧狀切刃之第1刀片(修刮刀片)及具有直線狀切刃之第2刀片。本發明所能使用之平面銑刀較佳為，將這種第1 刀片及第2刀片以可更換的形式安裝之刀刃更換式。又本發明所能使用之第1刀片及第2刀片，是一般周知之拋棄式刀片或嵌件，本發明可不受任何限制地使用市售刀片。

本發明的濺鍍靶之製造方法，是在平面銑刀上安裝具有圓弧狀切刃之第1刀片及具有直線狀切刃之第2刀片雙方之至少各1個，將濺鍍靶實施切削加工，更具體的說，讓平面銑刀一邊繞軸線旋轉、一邊朝與平面銑刀的軸線正交之方向掃描而將濺鍍靶實施切削加工，藉此形成濺擊面，這時，藉由具有直線狀切刃之第2刀片一邊旋轉一邊與濺鍍靶抵接而將其表面實施切削，而且讓具有可旋轉的圓弧狀切刃之第1刀片與該切削面抵接而進行修整切削。因此，在本發明，濺鍍靶之切削加工和濺擊面之鏡面修整加工可藉由一個平面銑刀來進行。如此，在本發明，使用安裝具有圓弧狀切刃之第1刀片及具有直線狀切刃之第2刀片雙方至少各1個而構成之平面銑刀將濺鍍靶實施切削加工，僅單一步驟就能形成濺擊面並修整加工成鏡面。又在本發明之「修整加工」，具體而言是指實施鏡面加工。

如上述般，在本發明，不須使用研磨材、投射材等即可對濺擊面進行鏡面修整加工，研磨材、投射材等完全不會殘留於濺擊面上，因此可大幅抑制或減少起因於其等所造成之噴濺物。

以下，舉本發明之較佳實施方式來更具體地說明本發明的濺鍍靶之製造方法，但本發明並不限定於以下的實施方式。

本發明的較佳實施方式的濺鍍靶之製造方法，是在磁控濺鍍裝置等的濺鍍裝置中，在基板上形成配線膜和電極膜等的金屬膜時可使用之金屬所構成之板狀濺鍍靶的製造方法。在本發明，濺鍍靶較佳為鋁或鋁合金所構成，但並不限定於此。

第1圖顯示本發明的一實施方式的濺鍍靶之製造方法所使用之平面銑刀100構造的立體圖。又第1圖中，使平面銑刀100之與濺鍍靶相對向的一側朝上。第2圖顯示設置於平面銑刀100上之第1刀片31及第2刀片32以及各刀片和濺鍍靶5的濺擊面51之位置關係。

在濺鍍靶5的濺擊面51上，讓平面銑刀100一邊繞銑刀的旋轉軸(以下稱軸線L)(第1圖)旋轉、一邊朝與軸線L正交的方向(掃描方向)S(第2圖)掃描而進行切削加工，藉此實施修整加工。

在本發明的較佳實施方式，濺擊面51之修整加工所使用的平面銑刀100，可在環狀的刀體1上裝設複數個鋼製的定位器2，且在各定位器2上以可更換的形式固定著所謂拋棄式刀片(嵌件)3而構成旋轉切削治具(第1圖)。安裝於平面銑刀100之環狀刀體1上的定位器2及拋棄式刀片3之數目及其配置、角度沒有特別的限制，可按照濺鍍靶適當地決定。

在平面銑刀100上，設置有作為拋棄式刀片3之第2(a)圖所示的第1刀片31及第2(b)圖所示的第2刀片32。在本實施方式，第1刀片及第2刀片較佳為，在超硬合金的基部接合鑽石所構成的切刃而構成者。

如第2(a)圖所示般，第1刀片31由於具有圓弧狀的切刃311，也被稱為修刮刀片，其特徵為與濺鍍靶5之濺擊面51抵接的部分形成為圓弧狀。本發明之「圓弧狀」是指形成弧形，可為任何圓周的一部分。

在本發明，平面銑刀具備至少1個、較佳為1個~15個、更佳為1個~9個、特佳為第1圖所示般之1個的第1刀片。當平面銑刀具備複數個第1刀片的情況，較佳為至少1對的第1刀片以互相位於對角線上的方式配置於平面銑刀，或是第1刀片配置成互相不鄰接。如此，在刀體旋轉時第1刀片可均衡地接觸濺擊面51，能獲得容易使濺擊面51的表面性狀變均一等的效果。

如第2(b)圖所示般，第2刀片32具有直線狀的切刃321，其特徵為與濺鍍靶5之濺擊面51抵接的部分形成為直線狀。在本發明，第2刀片之與濺擊面抵接的直線長度沒有特別的限制。

在本發明，平面銑刀具備至少1個、較佳為1個~20個、更佳為1個~17個、特佳為第1圖所示般之5個的第2刀片。此外，在本發明，較佳為配置成第2刀片的數目比第1刀片更多。如此般具備複數個第2刀片，可減低加工時對第1刀片的負荷，而獲得容易使濺擊面51的表面性狀變均一等的效果。

在本發明的較佳實施方式，宜將第1刀片31設計及/或配置成能進行比第2刀片32深數μm~數十μm的加工。亦即宜為，第1刀片31之圓弧狀切刃311之與濺擊面51抵接的部分，比第2刀片32之直線狀切刃321之與濺擊面51抵接的部分更突出數μm~數十μm、較佳為0~100μm(不含兩端的數值)、更佳為1~50μm(不含兩端的數值)，而以第1刀片31比第2刀片32更接近濺擊面51的方式將第1刀片31及第2刀片32安裝於刀體1。使用如此般將第1刀片31及第2刀片32安裝於刀體1而構成之平面銑刀100將濺擊面51實施切削加工，可藉由第2刀片32進行濺擊面51的「主切削」，而且藉由第1刀片31進行謀求濺擊面51鏡面化之「修整切削」。又在本發明之較佳實施方式，由於複數個第2刀片32之數目比第1刀片31設置成更多，在讓刀體旋轉而進行加工時第2刀片32所實施的加工成為主切削，第1刀片31所實施的加工成為修整切削。

使用平面銑刀100將濺鍍靶5的濺擊面51實施切削加工時的加工條件，較佳為將平面銑刀100繞軸線L的旋轉周速度設定成400m/min以上4000m/min以下。

當平面銑刀100之旋轉周速度未達400m/min的情況，加工難以穩定而容易在濺擊面51的表面發生傷痕，在濺鍍時容易發生異常放電；當旋轉周速度超過4000m/min的情況，濺擊面51的表面性狀變得難以穩定。

此外，平面銑刀100之朝掃描方向S的掃描速度較佳為設定成500mm/min以上6000mm/min以下。

當平面銑刀100的掃描速度未達500mm/min的情況，生產性有顯著降低之虞；當掃描速度超過6000mm/min的情況，濺擊面51的表面性狀難以成為均一。

此外，修整加工面之切削量(亦即垂直方向之切削深度)較佳為設定成1μm以上1000μm以下。當修整加工面的切削量未達1μm的情況，濺擊面51的表面性狀難以成為均一，當修整加工面的切削量超過1000μm的情況，由於對刀片的負荷變大，濺擊面51的表面性狀容易變差，可能成為異常放電的原因。

依據本發明的較佳實施方式的濺鍍靶之製造方法，如前述般使用其第1刀片31及第2刀片32分別以可更換之拋棄式刀片(嵌件)3的形式設置之平面銑刀100，藉由第2刀片32進行濺擊面51的粗修整加工(主切削)，藉由第1刀片(修刮刀片)31進行濺擊面51的精修整加工(修整加工)，藉此能將濺鍍靶5的濺擊面51藉由切削加工實施修整加工。

依據本發明的較佳實施方式的濺鍍靶之製造方法，不須像習知的研磨加工、噴擊加工那樣使用研磨材和投射材等，藉由使用上述平面銑刀100進行切削加工，即可進行濺擊面51的鏡面修整加工，因此在濺擊面51上完全不會殘留研磨材、投射材等。因此，可防止起因於濺擊面51上之研磨材、投射材等殘留物而在濺鍍時發生異常放電，能夠抑制濺鍍時的異常放電所造成之噴濺物發生。此外，依據此實施方式，由於未進行使用研磨材之研磨加工、使用投射材之噴擊加工，可縮短濺擊面51的修整加工步驟而具有優異的生產性。

[實施例]

以下顯示本發明的實施例以具體地說明本發明，但本發明並不限定於下述的實施例。

(實施例1)

使用第1圖所示之平面銑刀100將鋁構成的濺鍍靶(直徑：Φ254mm、厚度：12mm)之濺擊面實施切削加工而獲得實施例1的濺鍍靶。該平面銑刀100，是將1個第1刀片31(住友電工硬質合金公司製、型號DA1000NF-SNEW1204ADFR-W)及5個第2刀片32(住友電工硬質合金公司製、型號SDET1204ZDFR)以均等且分別相對向的方式配置於刀體1，並藉由定位器2固定而構成之平面銑刀(大隈公司製)。

濺擊面之修整加工時的加工條件如下。

．平面銑刀100之繞軸線L的旋轉周速度：2074m/min

．平面銑刀100之朝掃描方向S的掃描速度：1500mm/min

．修整加工面的切削量：0.1mm

(比較例1)

使用第1圖所示的平面銑刀100之變形例的平面銑刀，具體而言，取代平面銑刀100所使用之第1刀片31而配置第2刀片32，亦即使用所有刀片都是第2刀片32的平面銑刀，將鋁構成的濺鍍靶(直徑：Φ254mm、厚度：12mm)之濺擊面實施切削加工，獲得比較例1的濺鍍靶。

濺擊面之修整加工時的加工條件如下。

．平面銑刀之繞軸線的旋轉周速度：2074m/min

．平面銑刀100之朝掃描方向S的掃描速度：1500mm/min

．修整加工面之切削量：0.1mm

接著，使用實施例1及比較例1的濺鍍靶，進行濺鍍時之濺鍍性能的評價。

又濺鍍條件如下。

．濺鍍裝置：I-1012(佳能安內華公司製)

．濺鍍電力：5kW

．氬壓：0.4Pa

．濺鍍時間：0.5min

．基板溫度：100℃

．基板：無鹼玻璃(具有定向平面(orientation flat))

．鋁膜的膜厚：300nm

[評價項目] <噴濺物發生數>

針對經由上述濺鍍而形成鋁膜之基板，使用顯微鏡觀察該鋁膜，計測鋁膜上所發生之噴濺物數量。根據該計測值求出每單位面積的噴濺物發生數。

[評價結果]

評價結果如表1所示。

從表1的結果可知，本發明之實施例1的噴濺物發生數比起比較例1顯著減少。這是因為，實施例1的濺鍍靶之濺擊面被充分地實施鏡面修整加工，而能抑制濺鍍時之異常放電發生。

本申請案是以2011年10月26日在日本申請的特願2011-235438為基礎而主張其優先權，因此將其所有的內容援用於本說明書中。

1‧‧‧刀體

2‧‧‧定位器

3‧‧‧拋棄式刀片(嵌件)

5‧‧‧濺鍍靶

31‧‧‧第1刀片

32‧‧‧第2刀片

51‧‧‧濺擊面

100‧‧‧平面銑刀

311‧‧‧第1刀片之圓弧狀切刃

321‧‧‧第2刀片之直線狀切刃

第1圖係顯示本發明之較佳實施方式的濺鍍靶之製造方法所使用之平面銑刀100構造之立體圖。

第2(a)(b)圖係顯示設置於平面銑刀100之第1刀片31及第2刀片32以及各刀片和濺鍍靶5的濺擊面51之位置關係。