TW202120721A - 濺鍍靶及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種可使用呈翹曲的圓筒形基材作為構成材料的濺鍍靶及其製造方法,而提供一種新穎的濺鍍靶的製造方法,即使圓筒形靶材的軸方向長度相對較長,而且,即使經過充填接合材時的加熱,亦可消除圓筒形基材之翹曲。本發明提供一種濺鍍靶的製造方法,該製造方法係具備下列步驟:測量圓筒形基材的翹曲幅度;進行使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的加工;及以在軸方向隔著間隔排列之方式複數個圓筒形靶材配置於經前述加工過之圓筒形基材的外側,且以接合材將該圓筒形基材與前述圓筒形靶材予以接合。
Description
本發明係關於一種具備圓筒形基材和複數個圓筒形靶(target)材的濺鍍靶(sputtering target)及其製造方法,尤其關於一種可使用已彎曲變形而呈翹曲的圓筒形基材作為材料之濺鍍靶的製造方法。
在製造有機EL(Electroluminescence,電致發光)、液晶顯示器(display)或觸控面板(touch panel)、和其他顯示裝置(device)時,在用以形成由ITO(indium tin oxide,銦錫氧化物)等所構成之透明導電薄膜的濺鍍中,係以使用在平板狀之基材上接合靶材而成之平板型濺鍍靶的磁控濺鍍(magnetron sputtering)為主流。
近年來,一種旋轉式濺鍍(rotary sputtering)已獲得了實用化,該旋轉式濺鍍係使在圓筒形基材之外周面接合靶材而成的圓筒形濺鍍靶繞著軸線旋轉而進行濺鍍。依據此種旋轉式濺鍍,可實現遠比平板型濺鍍靶更高的使用效率,從而具有可獲得高生產力等的優點。
在平面面板顯示器(flat panel display)或太陽電池所使用的玻璃基板已日益大型化,為了在此大型化的基板上形成薄膜,需要長度2m以上之長條
狀的圓筒形濺鍍靶。然而,由於在製造長度2m以上的圓筒形靶上有其困難,因此,在長條狀圓筒形基材的外側,以朝軸線方向排列複數個之方式配置複數個圓筒形靶材(亦稱為「分割靶材」)。
在例如專利文獻1、2中,已揭示了下列內容:製作將靶材朝軸線方向分割為複數個而成的複數個靶材,且將此複數個靶材以朝軸線方向排列之方式配置於圓筒形基材的外周側,並且將該等構件藉由接合材予以接合,藉此製造該濺鍍靶。
如前所述,當圓筒形基材伴隨著圓筒形濺鍍靶變為長條狀而變為長條狀時,將無法忽視圓筒形基材之翹曲的影響。尤其超過2m之長條狀的圓筒形基材,係具有呈翹曲者較多而且其翹曲幅度亦較大的問題。當圓筒形基材的翹曲較大時,接合材的厚度即變得不均勻,在接合材之厚度較薄的部分會產生冷卻不足,而於濺鍍時招致龜裂(crack)的產生等問題。
近年來,已變為使用在更大型的第十代玻璃基板上成膜的濺鍍裝置,靶的全長已超過了3m。當靶的全長超過了3m時,前述之翹曲的問題就更為顯著。
因此,在專利文獻2中已提出一種方法,該方法係著眼於基材與靶材的偏心,為了抑制此偏心,乃在製造圓筒形靶前先確認圓筒形基材的翹曲,當翹曲較大時,使用衝壓機等矯正圓筒形基材的翹曲。
此外,專利文獻3係以圓筒形基材呈現彎曲為前提,將複數個圓筒形靶材的各者配合圓筒形基材的彎曲變形而進行配置。亦即,其係揭示一種方法,該方法係使各圓筒形靶材的中心軸線傾斜,或使其在周方向的任一位置上朝徑方向偏靠,以確保圓筒形靶材之內周面與圓筒形基材之外周面之間之所需之接合材厚度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2010-100930號公報
專利文獻2:國際公開2016/067717號
專利文獻3:日本特開2018-159105號公報
專利文獻2所記載的發明,已提出了一種預先測量圓筒形基材的翹曲,當翹曲較大時,使用衝壓機等矯正翹曲的方案。然而,會有如下的問題:在充填接合材時,若預先加熱圓筒形基材、或將經加熱熔融後的接合材充填於圓筒形基材與靶材之間,而使圓筒形基材受到加熱時,則經過矯正後的翹曲將會恢復原狀(亦稱「翹曲復原」)。
此外,專利文獻3所記載的發明,由於係以使用呈彎曲的圓筒形基材為前提,因此會有如下的問題:當圓筒形靶材的軸方向長度未達750mm時,雖可確保所需要的接合材厚度,但另一方面,當圓筒形靶材的軸方向長度達到該750mm以上時,就難以確保所需要的接合材厚度。
當在圓筒形基材的外側以排列複數個的方式配設複數個圓筒形靶材而構成圓筒形濺鍍靶時,由於圓筒形靶材間的間隙會在濺鍍時成為結塊(nodule)的原因,因此圓筒形靶材的分割數係以盡量減少為佳。因此,如前所述,伴隨著圓筒形濺
鍍靶的長度逐年變長,圓筒形靶材的軸方向長度亦逐年變長,而有圓筒形靶材亦變長的傾向,而變成無法落在未達750mm的範圍。
因此,本發明係關於一種可使用已翹曲的圓筒形基材作為構成材料的濺鍍靶及其製造方法,且欲提供一種新穎的濺鍍靶的製造方法及新穎的濺鍍靶,該新穎的濺鍍靶的製造方法係即使圓筒形靶材的軸方向長度相對較長,而且,即使經過充填接合材時的加熱(亦即,即使在充填接合材時,預先加熱圓筒形基材,或將經加熱熔融後的接合材充填於圓筒形基材與靶材之間,而使圓筒形基材受到加熱),亦可抑制所使用之圓筒形基材之翹曲的影響,結果,可製造接合材的厚度均勻,而且,相鄰之圓筒形靶材間的段差量較小,而且,相鄰之圓筒形靶材間的軸方向距離均勻之濺鍍靶。
本發明係提供一種濺鍍靶的製造方法,該濺鍍靶係具備圓筒形基材和圓筒形靶材;該製造方法係具備下列步驟:
測量圓筒形基材的翹曲幅度;
進行使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的加工;及
以在軸方向隔著間隔排列之方式將複數個圓筒形靶材配置於經前述加工過之圓筒形基材的外側,且以接合材將該圓筒形基材與前述圓筒形靶材予以接合。
此外,本發明還提供一種濺鍍靶,該濺鍍靶係具備圓筒形基材和圓筒形靶材,且以接合材將前述圓筒形基材和前述圓筒形靶材予以接合而成者;其中,
前述圓筒形靶材中之至少一者係之軸方向的長度為750mm以上,接合材之厚度之最大值與最小值的差為1.0mm以下,相鄰之圓筒形靶材之外周面間之段差
量的最大值為0.5mm以下,相鄰之圓筒形靶材間之軸方向距離之最大值與最小值的差為0.2mm以下。
本發明所提供的製造方法,係考慮因為將圓筒形基材加工之後之加熱而再度變形(亦即前述之翹曲復原),而將圓筒形基材進行加工,使之朝與原本翹曲的方向相反之方向反向翹曲達預定之幅度的方法。因此,即使圓筒形靶材的軸方向長度相對較長,而且,即使經過充填接合材時的加熱,亦可消除所使用之圓筒形基材之翹曲的影響,可製造接合材的厚度均勻,而且,相鄰之圓筒形靶材間的段差量較小,而且,相鄰之圓筒形靶材間的軸方向距離均勻的濺鍍靶。
因此,依據本發明所提供的製造方法,可製造一種濺鍍靶,該濺鍍靶係具備圓筒形基材和複數個圓筒形靶材;其中,前述圓筒形靶材中的至少一者係軸方向的長度為750mm以上,接合材之厚度之最大值與最小值的差為1.0mm以下,相鄰之圓筒形靶材之外周面間之段差量的最大值為0.5mm以下,相鄰之圓筒形靶材間之軸方向距離之最大值與最小值的差為0.2mm以下。
再者,若為此種濺鍍靶,則接合層的厚度已確保為均勻,因此不僅不易於濺鍍時產生破裂,而且相鄰之圓筒形靶材間之外周面間的段差量亦較小,而且,該間隙的間隔亦均勻,故可使濺鍍時之異常產生的機率顯著地減少。再者,由於翹曲(亦即彎曲)較少,因此在使靶旋轉時晃動較小,可將圓筒形靶材與基板的距離保持為固定,且可使藉由濺鍍所形成之膜的質均勻。
1:濺鍍靶
2:基材(圓筒形基材)
2a,3a:外周面
3:靶材(圓筒形靶材)
4:接合材
5:度盤規
40:製造裝置
43:下部保持構件
43b,44b:靶材保持部
43c:基材保持部
43d,44c,45c:固定具
44:靶材保持構件
45:基材保持構件
45b:基材推壓部
46:連結構件
47,48,50,51:O環
49:空隙部
d:軸方向距離
h:段差量
Hmax:最大值
Hmin:最小值
L3:軸方向長度
P:加壓方向
X:翹曲幅度
Y:翹曲幅度
α:幅度
圖1係概念性地顯示濺鍍靶之一例的立體圖。
圖2係概念性地顯示呈翹曲之圓筒形基材之一例的立體圖。
圖3係概念性地顯示測量圓筒形基材之翹曲幅度之方法之一例的圖。
圖4係概念性地顯示圓筒形基材之加工方法之一例的側視圖,圖4(A)係顯示加工前之狀態的圖,圖4(B)係顯示加工後之狀態的圖。
圖5係將所製造之濺鍍靶之一例之要部予以放大顯示的縱剖面圖。
圖6係用以說明相鄰之靶材間之段差量h和軸方向距離d的要部放大剖面圖。
圖7係顯示實施例中所使用之濺鍍靶之製造裝置的縱剖面圖。
接著根據實施型態例來說明本發明。惟,本發明不限定於以下所要說明的實施型態。
<本靶製造方法>
本發明之實施型態之一例之濺鍍靶的製造方法(稱為「本靶製造方法」)係一種濺鍍靶的製造方法,該濺鍍靶係具備圓筒形基材2和複數個圓筒形靶材3、3、…;該製造方法係具備下列步驟:
測量圓筒形基材2的翹曲幅度及翹曲方向(稱為「測量步驟」);
進行使圓筒形基材2朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的加工(稱為「加工步驟」);及
以在圓筒形基材2的軸方向隔著間隔排列之方式將複數個圓筒形靶材3、3、…配置於經前述加工過之圓筒形基材2的外側,且以接合材4將該圓筒形基材2與前述圓筒形靶材3予以接合。
(本濺鍍靶)
如圖1所示,以本靶製造方法所製造的濺鍍靶(「本濺鍍靶」)1,係以在圓筒形基材2的軸方向隔著間隔排列之方式將複數個圓筒形靶材3配置於一條圓筒形基材2的外側,且以接合材4(未圖示)將圓筒形基材2與前述圓筒形靶材3予以接合而成者。
關於本濺鍍靶1的詳細內容將於後說明。在此先就構成構件進行說明。
(靶材)
靶材係由複數個圓筒形靶材3、3、…所構成者,該複數個圓筒形靶材3係在圓筒形基材2的軸線方向隔著適當間隔而配置於圓筒形基材2的外周側。
各圓筒形靶材3具有較圓筒形基材2之外徑更大的內徑即可。
圓筒形靶材的長度有逐年變長的傾向,但另一方面已被指出,當圓筒形靶材的長度變長時,尤其變為750mm以上時,會有無法確保接合材厚度的問題。然而,依據本靶製造方法,可消除此種問題,且可更進一步地享有本發明的功效。
因此,從能夠更享有本發明之功效的觀點而言,前述複數個圓筒形靶材3、3、…中之至少一者,其軸方向長度L3係以750mm以上為佳,其中又以850mm以上(其中又以950mm以上、再其中又以1400mm以上)為更佳。
圓筒形靶材3並無限定其材料。可列舉例如包含Cu(銅)、Al(鋁)、In(銦)、Sn(錫)、Ti(鈦)、Ba(鋇)、Ca(鈣)、Zn(鋅)、Mg(鎂)、Ge(鍺)、Y(釔)、La(鑭)、Al(鋁)、Si(矽)、Ga(鎵)、W(鎢)的任一種以上的氧化物。
以前述氧化物而言,可列舉例如In-Sn-O(銦錫氧化物)、In-Ti-O(銦鈦氧化物)、In-Ga-Zn-O(銦鎵鋅氧化物)、In-Zn-Sn-O(銦鋅錫氧化物)、In-Ga-Zn-Sn-O(銦錄鋅
錫氧化物)、Ga-Zn-O(鎵鋅氧化物)、In-Zn-O(銦鋅氧化物)、In-Ga-O(銦鎵氧化物)、I-W-O(銦鎢氧化物)、I-Zn-W-O(銦鋅鎢氧化物)、Zn-O(鋅氧化物)、Sn-Ba-O(錫鋇氧化物)、Sn-Zn-O(錫鋅氧化物)、Sn-Ti-O(錫鈦氧化物)、Sn-Ca-O(錫鈣氧化物)、Sn-Mg-O(錫鎂氧化物)、Zn-Mg-O(鋅鎂氧化物)、Zn-Ge-O(鋅鍺氧化物)、Zn-Ca-O(鋅鈣氧化物)、Zn-Sn-Ge-O(鋅錫鍺氧化物)、Cu2O(氧化亞銅)、CuAlO2(二氧化銅鋁)、CuGaO2(二氧化銅鎵)、CuInO2(二氧化銅銦)等。
(圓筒形基材)
圓筒形基材2係以中心軸為直線且外周面亦呈與該軸平行的圓筒形者為理想。然而,如圖2所示,新使用的圓筒形基材或回收(recycle)使用的圓筒形基材2係翹曲為彎曲狀(換言之,拱(arch)狀),圓筒形基材2的外周面自直線軸方向起具有偏差。
圓筒形基材2的材質係Ti(鈦)、SUS(Steel Special Use Stainless,不鏽鋼材質標準)或Cu等金屬即可。惟,不限定於此等。
(接合材)
接合材4係於製造濺鍍靶時,以熔融狀態供給至圓筒形基材2與配置於該圓筒形基材2之外周側之預定部位之各圓筒形靶材3之間的間隙,且於充填於該間隙之後硬化,以將圓筒形基材2與圓筒形靶材3予以接合者。
接合材4的材質若為能夠使用於該種靶材與基材的接合者,則無特別限定。可列舉例如銦金屬、銦錫金屬、或在銦中添加有微量金屬成分之銦合金金屬等低熔點銲料。
前述低熔點銲料的熔點係為150至250℃,故於充填接合材4時,通常將接合材4加熱至150至300℃使之熔融。
<測量步驟>
在測量步驟中,係測量被作為構成材料使用之圓筒形基材2之翹曲幅度及翹曲方向。
翹曲幅度的測量方法並無特別限定。例如,可使圓筒形基材2進行軸旋轉以測量外周面的位移幅度(亦即翹曲幅度),或者,亦可將圓筒形基材2橫向地載置於平台上,且沿著豎立於平台上而成的垂線來測量平台的平滑面與圓筒形基材2之外周面2a之距離的位移幅度,亦即翹曲幅度。亦可藉由其他方法來測量。
測量翹曲幅度的部位,在圓筒形基材2的長度方向可為一個部位,亦可為二個部位以上。
圓筒形基材2大多翹曲成拱狀,故若在長度方向中心部附近測量翹曲幅度,則可測量最大翹曲幅度及其翹曲方向。
惟,未必會翹曲成拱狀,故較佳為在長度方向隔著間隔在複數個部位測量翹曲幅度。例如,以100mm至1000mm的間隔來測量為佳,其中又以200mm以上或800mm以下的間隔(其中又特別以500mm以下的間隔)來測量為更佳。
茲說明測量翹曲幅度之具體之測量方法的一例。
如圖3所示,將圓筒形基材2以水平而且可進行軸旋轉之方式設置,且將度盤規(dial gauge)5抵靠在前述圓筒形基材2的外周面2a,使前述圓筒形基材2轉一圈以測量前述度盤規5的讀數。再者,可將前述度盤規5之讀數的最大值Hmax與最小值Hmin的差(Hmax-Hmin)設為翹曲幅度。
此時,使圓筒形基材2進行軸旋轉的手段為任意手段。例如設為載置在二個旋轉輥間上使之旋轉,或設為使圓筒形基材的兩端附近置入於具有V字形溝之支撐台的該溝而載置,且以手或輥使之旋轉,其手段係任意手段。
在測量步驟中,亦可如上所述地測量所取得之圓筒形基材2之原有的翹曲幅度X及翹曲方向,或者,亦可將所取得的圓筒形基材2進行加熱,且如上所述地測量加熱後之圓筒形基材2之翹曲幅度Y及翹曲方向。
當將圓筒形基材2進行加熱,且測量加熱後之圓筒形基材之翹曲幅度Y及翹曲方向時,圓筒形基材2的加熱溫度較佳係設想為:在充填接合材時(亦即,將經加熱熔融後的接合材4充填於圓筒形基材2與圓筒形靶材3之間時)將圓筒形基材2加熱的溫度,或者,由於所充填的接合材4而使圓筒形基材2受到加熱的溫度。惟,若過於高溫,則圓筒形基材2會有表面氧化的可能性。由此觀點而言,關於此時之圓筒形基材2的加熱溫度,較佳為進行加熱而使其表面溫度成為150至300℃,其中又以進行加熱而使其表面溫度成為160℃以上至240℃以下(其中又以170℃以上或230℃以下)為更佳。
圓筒形基材2的加熱方法並無特別限定。例如可將基材置入於電爐等,從外部進行加熱,亦可在基材的內部設置加熱器(heater),從內部進行加熱。
<加工步驟>
在加工步驟中,係將圓筒形基材2進行加工,使之朝與原本翹曲的方向相反之方向反向翹曲達預定之幅度α。
例如,如圖4所示,在測量步驟中的測量位置,朝與在前述測量步驟中所測量之翹曲方向相反之方向加壓而使圓筒形基材2彎曲,且如圖4(B)所示,
將圓筒形基材2進行加工,使之朝與原本翹曲的方向相反之方向反向翹曲達幅度α(換言之,從直線軸位移達α)即可
關於進行加壓的位置,例如可在圓筒形基材2翹曲成拱狀時等,將軸方向中央部加壓一個部位而使之變形。此外,較佳為將在測量步驟中所測量的位置進行加壓。例如較佳為以100mm至1000mm的間隔進行測量,且在各測量點進行加壓而使之變形。
要使圓筒形基材2朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的幅度α(mm),較佳為根據在前述測量步驟中所測量之翹曲幅度X或Y來決定。這是因為翹曲幅度X或Y愈大,則翹曲復原的大小就會因為加工後的加熱而愈大之故。
例如,在測量步驟中,當測量所取得之圓筒形基材2之原有的翹曲幅度而獲得了翹曲幅度X時,要使之翹曲的幅度α(mm)較佳為設為X(mm)×(0.10至2.00),其中又以設為X(mm)×0.50以上或X(mm)×1.50以下(其中又以設為X(mm)×0.80以上或X(mm)×1.40以下、再其中又以設為X(mm)×0.90以上或X(mm)×1.30以下)為更佳。
此外,在測量步驟中,當將所取得的圓筒形基材2進行加熱,且測量加熱後之圓筒形基材2的翹曲幅度而獲得了翹曲幅度時,要使之翹曲的幅度α(mm)較佳為設為Y(mm)×(0.50至1.50),其中又以設為Y(mm)×0.80以上或Y(mm)×1.40以下(其中又以設為Y(mm)×0.90以上或Y(mm)×1.30以下、再其中又以設為Y(mm)×0.95以上或Y(mm)×1.25以下)為更佳。
若實際進行加熱而測量加熱後的翹曲幅度Y,且根據該翹曲幅度Y而決定要使之翹曲的幅度α,則可在加上了所取得之圓筒形基材2的加熱動作之後決定幅度α,故可更進一步減少翹曲復原。
以將圓筒形基材2進行加壓使之翹曲的加工方法而言,例如圖4(A)所示,可列舉例如在測量步驟中的測量位置(一個部位或複數個部位),將圓筒形基材2朝與原本翹曲之方向相反之方向加壓的方法。另外,圖4(A)中的P係顯示加壓方向。此時,以進行加壓的手段而言,可列舉例如機械性的衝壓加工、鍛造加工等。
惟,若為可使圓筒形基材2翹曲達所期望之幅度的手段,則可採用任意的手段。
此時,為使圓筒形基材的真圓度不會變化,亦可設為將配合圓筒形基材2之形狀而成之圓弧狀者使用於要施加加壓的端子等。
此外,亦可視需要進一步實施熱處理(退火)。
另外,亦可重複進行將圓筒形基材2進行加壓使之翹曲的加工方法。亦即,亦可設為重複進行將圓筒形基材2進行加壓使之翹曲且更進一步加壓使之翹曲等加壓使之翹曲的處理,最終使圓筒形基材2翹曲達預定幅度α。
此外,亦可設為重複進行將圓筒形基材2進行加熱(測量翹曲幅度Y)且加壓使之翹曲且更進一步進行加熱並加壓使之翹曲等加熱並加壓使之翹曲的處理,最終使圓筒形基材2翹曲達預定幅度α。此時,在加熱之後測量翹曲幅度Y乙事,只要僅在最初進行即可。
<圓筒形靶材的配置>
使用如上所述實施過加工的圓筒形基材2,以在軸線方向隔著適當間隔排列之方式將複數個圓筒形靶材3、3、…配置於該圓筒形基材2的外周側。
圓筒形靶材3較佳為在軸線方向隔著0.15mm至0.50mm的間隔排列配置。
<接合>
綜上所述,只要如下設置即可:在配置圓筒形靶材3之後,就將圓筒形基材2及圓筒形靶材3進行加溫,且在圓筒形基材2與圓筒形靶材3的間隙充填熔融狀態的接合材4,並將接合材4冷卻而藉由接合材4將各圓筒形靶材3接合於圓筒形基材2的周圍。
在充填接合材4之前,將圓筒形基材2及圓筒形靶材3進行加溫的溫度,較佳為設為接合材4的溫度以上。
充填接合材4時之接合材4的溫度為接合材之熔點以上的溫度,較佳為加熱至成為150至300℃,其中又以加熱至成為160℃以上或240℃以下(其中又以加熱至成為170℃以上或230℃以下)為更佳。
接合材之充填及冷卻的方法,係可使用公知的方法。
<本濺鍍靶>
依據本靶製造方法,即使經過充填接合材時的加熱亦可消除圓筒形基材2之翹曲的影響,故可製造如下的本濺鍍靶。
作為本濺鍍靶之較佳的一例,可列舉一種濺鍍靶,該濺鍍靶係具備圓筒形基材2和複數個圓筒形靶材3、3、…,其中,前述複數個圓筒形靶材3、3、…中之至少一者係軸方向長度L3為750mm以上,接合材4之厚度之最大值與最小值的差為1.0mm以下,相鄰之圓筒形靶材3、3之外周面3a、3a中之段差量h的最大值為0.5mm以下,相鄰之圓筒形靶材3、3間之軸方向距離d之最大值與最小值的差為0.2mm以下。
另外,從更享有本發明之功效的觀點而言,圓筒形基材2的長度,較佳為2.0m至4m,其中又以3.0m以上或3.8m以下(其中又以3.3m以上或3.7m以下)為更佳。
圓筒形基材2的外徑,較佳為125mm至140mm,其中又以130mm以上或135mm以下(其中又以132mm以上或134mm以下)為更佳。
圓筒形靶材3的內徑,較佳為127mm至142mm,其中又以132mm以上或137mm以下(其中又以134mm以上或136mm以下)為更佳。
圓筒形靶材3的壁厚,較佳為5mm至20mm,其中又以6mm以上或16mm以下(其中又以8mm以上或13mm以下)為更佳。
從更享有本發明之功效的觀點而言,圓筒形靶材3中之至少一條的軸方向長度L3,較佳為750mm至1500mm,其中又以850mm以上或1450mm以下(其中又以950mm以上或1450mm以下)為更佳。
若接合材4之厚度的最大值與最小值的差為1.0mm以下,則接合材4的厚度已確保為均勻,因此可防止例如在接合材之厚度較薄的部分因為冷卻不足而使靶破裂等,可抑制濺鍍時之破裂的產生。
從此觀點而言,接合材4之厚度的最大值與最小值的差較佳為0.5mm以下,且以0.3mm以下為更佳。
此時,接合材4的厚度較佳為0.5mm以上,其中又以0.7mm以上(其中又以1mm以上)為佳。
接合材4的厚度,係可藉由超音波探傷裝置來測量。
若相鄰之圓筒形靶材3、3之外周面3a、3a間之段差量h的最大值(亦即,在軸線方向相鄰之一對圓筒形靶材3、3中,各者之外周面3a、3a中之彼此相
鄰之軸線方向之外端緣之段差量h的最大值)為0.5mm以下,則可減少濺鍍時的異常產生,具體而言,係可減少電弧(arcing)的產生、或隨之所導致之崩裂(chipping)或破裂之產生等的發生機率。反之若段差量h的最大值較0.5mm更大,則有可能變成單側的圓筒形靶材3鼓出的形狀,而在鼓出的邊緣部產生異常放電等不良影響。
從此觀點而言,該段差量h的最大值較佳為0.3mm以下,且以0.2mm以下為更佳。
另外,該段差量h係可使用例如深度規(depth gauge)等來測量。
再者,若相鄰之圓筒形靶材3、3間之軸方向距離(間隔)d之最大值與最小值的差為0.2mm以下,則可更減少濺鍍時之異常產生,例如端部彼此因為濺鍍時之熱膨脹而接觸而產生崩裂或破裂等的機率。例如,在軸方向距離d較大的部分中,會有圓筒形基材2露出,且基材成分被濺鍍而以雜質形態混入於膜的可能性。另一方面,在軸方向距離d較小的部分中,會有相鄰之圓筒形靶材3、3彼此在因為濺鍍的熱而熱膨脹時碰撞,而使圓筒形靶材3破裂的可能性。
從此觀點而言,相鄰之圓筒形靶材3、3間之軸方向距離d之最大值與最小值的差較佳為0.15mm以下,且以0.1mm以下為更佳。
另外,前述軸方向距離(間隔)d,係可使用例如測隙規(feeler gauge)等來測量。
<語句的說明>
在本說明書中,當表現為「A至B」(該A、B係任意的數字)時,若未特別聲明,係指「A以上B以下」之意,而且亦包含「較佳為比A大」或「較佳為比B小」之意。
此外,當表現為「A以上」(A係任意的數字)或「B以下」(B係任意的數字)時,亦包含「較佳為比A大」或「較佳為未達B」之內容的涵義。
[實施例]
茲藉由以下的實施例來進一步說明本發明。惟,以下的實施例並未意圖限定本發明。
<實施例1>
茲將屬於回收品的圓筒形基材(長度3400mm、直徑133mm、壁厚4mm)載置於能夠以可進行軸旋轉之方式支撐的基座上,且以水平而且可進行軸旋轉之方式設置,並將從上方垂下固定的度盤規抵靠在該圓筒形基材之長度方向中央部的外表面,使該圓筒形基材轉一圈以測量前述度盤規的讀數,且測量讀數之最大值Hmax與最小值Hmin的差(Hmax-Hmin)作為翹曲幅度X(初期)。
接著,將上述圓筒形基材置入於電爐內,進行加熱而使其表面溫度保持230℃達一小時,且以與上述同樣之方式測量加熱後之翹曲幅度Y(加熱後)。
接著,使用衝壓機進行加工,將上述圓筒形基材之長度方向中央部朝與原本翹曲之方向(+方向)相反之方向(-方向)進行加壓,而使之朝該相反之方向(-方向)翹曲達幅度α(=Y×1.0)。
接著,使用如上所述加工過的圓筒形基材,且使用圖7所示的製造裝置40,而如下所述地製造出ITO圓筒形濺鍍靶。
亦即,準備外徑153mm、內徑133mm、長度300mm、750mm、750mm、300mm的ITO圓筒形分割靶材四個,且將圓筒形分割靶材的外周面藉由
耐熱性薄膜與膠帶予以遮罩(masking),且使用超音波烙鐵將銦銲料打底於接合面(內周面)上。
另一方面,在如上所述加工過之圓筒形基材的接合面(外周面)亦使用超音波烙鐵打底銦銲料。
將前述圓筒形基材安裝於裝設有鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)製O環(ring)48的基材保持部43c。
接著,將鐵氟龍(註冊商標)製O環47裝設於靶材保持部43b,且將前述圓筒形分割靶材安裝一個於靶材保持部43b。此時,前述圓筒形基材下端部與前述圓筒形分割靶材下端部的偏移,係藉由下部保持構件43調整成為0.1mm。此外,在前述圓筒形基材與前述圓筒形分割靶材之間形成有空隙部49。
再者,在前述圓筒形分割靶材之上堆疊有剩餘的圓筒形分割靶材。在圓筒形分割靶材間,係介置有厚度0.5mm之鐵氟龍(註冊商標)製O環51。在放置於最上方之圓筒形分割靶材的上方裝設O環50,且將最上方的圓筒形分割靶材安裝於靶材保持部44b,藉由靶材保持部44b將圓筒形靶材從其上側壓住。此時,調整九個圓筒形分割靶材的位置,使圓筒形分割靶材間之所有的段差成為0.2mm以下。如此,藉由靶材保持構件44保持住圓筒形靶材的上端部。
接著,將基材推壓部45b壓抵於前述圓筒形基材的上端部,且藉由基材推壓部45b保持住圓筒形基材的上端部。此時,一面藉由深度規測量圓筒形靶材之表面與圓筒形基材表面之距離一面調整輔助具的位置,以使圓筒形基材上端部與圓筒形靶材上端部的偏移成為0.1mm以下。
最後,將下部保持構件43、靶材保持構件44、基材保持構件45分別藉由固定具43d、固定具44c、固定具45c固定於鈦製的連結構件46,藉此將圓筒形基材和圓筒形靶材確實地固定於製造裝置40。
將製造裝置40、圓筒形基材和圓筒形靶材加溫至180℃。
從靶材保持構件44的上側,將足供接合圓筒形靶材與圓筒形基材之量之已熔解之175℃的銦銲料注入至空隙部49。
將注入於製造裝置40、圓筒形基材、圓筒形靶材和空隙部49之已熔解的銲料進行冷卻。
在確認銦銲料已固化之後,將所製造之ITO圓筒形濺鍍靶(樣本)從製造裝置40拆下,且取下O環,掏出殘存於圓筒形分割靶材間的銦銲料。
在以此方式所製造之ITO圓筒形濺鍍靶(樣本)中,如下所述地使用超音波探傷檢查機(株式會社日立電力解決方案(hitachi-power-solutions)製:FS LINE)測量了接合材的厚度。具體而言,係根據在靶材與接合層之界面的反射波和在接合層與基材之界面的反射波之檢測時間的差、以及接合層中之超音波的傳遞速度而算出接合層的厚度。另外,探針(probe)係使用10MHz者,接合層(銦金屬)中之超音波的傳遞速度係設為2700m/s。
接合材之厚度的測量位置,係設為於一個靶節段(target segment)中,在軸線方向設定從靶節段之兩端之各者往內側偏離10mm的二點、及將該等二點間予以等分為使等分後的值成為50mm以下的各點,且在軸線方向之該測量點的各者中,設為於周方向每隔30°的十二個部位(0°、30°、60°、…及330°的各位置)。在一個基材中,針對所接合之各靶節段,於前述的位置進行測量,將最大值與最小值的差設為接合材的厚度差。
此外,使用深度規測量相鄰之靶材間之所有的段差量h,求出段差量h的最大值。
此外,使用測隙規測量相鄰之靶材間之所有的軸方向距離d,求出其最大值與最小值的差。
相鄰之靶材間之所有段差量h及軸方向距離d的測量位置,係設為在周方向每隔30°的十二個部位(0°、30°、60°、…及330°的各位置)。
<實施例2>
在實施例1中,將最長的圓筒形靶材變更為850mm者,除此以外,均與實施例1同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<實施例3>
在實施例1中,將最長的圓筒形靶材變更為1100mm者,除此以外,均與實施例1同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<實施例4>
在實施例1中,將最長的圓筒形靶材變更為1450mm者,除此以外,均與實施例1同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<實施例5>
在實施例4中,將圓筒形基材的加熱變更為未實施。亦即,取代將圓筒形基材置入於電爐內進行加熱且測量加熱後的翹曲幅度Y,而是以不進行加熱的方式,使用衝壓機進行加工,將圓筒形基材之長度方向中央部朝與原本翹曲之方向(-+-方向)相反之方向(-方向)進行加壓,而使之朝該相反之方向(-方向)翹曲達幅度α(=X×1.0),除此以外,均與實施例4同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<實施例6>
在實施例3中,將圓筒形靶材的材質變更為IGZO,除此以外,均與實施例3同樣地製造IGZO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<比較例1>
在實施例2中,將使圓筒形基材翹曲的加工變更為未實施,除此以外,均與實施例2同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
<比較例2>
在實施例2中,在使圓筒形基材翹曲的加工步驟中,不使之翹曲至原本翹曲之方向的相反側,除此以外,均與實施例2同樣地製造ITO圓筒形濺鍍靶(樣本),且測量出各值。
測量所使用之圓筒形基材的翹曲幅度,將該圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向進行加壓,而使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向反向翹曲,藉由如此進行加工,即使圓筒形靶材的軸方向長度較長(亦即,即使至少一個圓筒形靶材的軸方向長度為750mm以上時),而且,即使經過充填接合材時的加熱(亦即,即使在充填接合材時,預先加熱圓筒形基材,或將經加
熱熔融後的接合材充填於圓筒形基材與靶材之間,而使圓筒形基材受到加熱),亦可消除圓筒形基材之翹曲的影響,結果可得知,可減小接合材之厚度之最大值與最小值的差,亦可縮小相鄰之圓筒形靶材之外周面間的段差量,還可減小相鄰之圓筒形靶材間之軸方向距離之最大值與最小值的差。
2:圓筒形基材
P:加壓方向
X:翹曲幅度
α:幅度
Claims (10)
- 一種濺鍍靶的製造方法,該濺鍍靶係具備圓筒形基材和圓筒形靶材;該製造方法係具備下列步驟:測量圓筒形基材的翹曲幅度(稱為「測量步驟」);進行使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的加工(稱為「加工步驟」);及以在軸方向隔著間隔排列之方式將複數個圓筒形靶材配置於經前述加工過之圓筒形基材的外側,且以接合材將該圓筒形基材與前述圓筒形靶材予以接合。
- 如請求項1所述之濺鍍靶的製造方法,其中,在前述加工步驟中,係根據在前述測量步驟中所測量的翹曲幅度來決定要使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲的幅度。
- 如請求項1或2所述之濺鍍靶的製造方法,其中,在前述加工步驟中,當在前述測量步驟中測量出翹曲幅度X時,係進行使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲達X×0.10至2.00之幅度的加工。
- 如請求項1或2所述之濺鍍靶的製造方法,其中,在前述測量步驟中,係在將前述圓筒形基材加熱後,測量加熱後之圓筒形基材的翹曲幅度;在前述加工步驟中,當在前述測量步驟中測量出翹曲幅度Y時,係進行使圓筒形基材朝與原本翹曲之方向相反之方向翹曲達Y×0.50至1.50之幅度的加工。
- 如請求項4所述之濺鍍靶的製造方法,其中,在前述測量步驟中,係在將前述圓筒形基材加熱至150至300℃之後,測量加熱後之圓筒形基材的翹曲幅度Y。
- 如請求項1至5中任一項所述之濺鍍靶的製造方法,其中,在前述測量步驟中,係測量圓筒形基材之外周面位移的幅度作為翹曲幅度。
- 如請求項1至6中任一項所述之濺鍍靶的製造方法,其中,前述圓筒形靶材中的至少一個其軸方向長度為750mm以上。
- 如請求項1至7中任一項所述之濺鍍靶的製造方法,其中,所製造之濺鍍靶其接合材之厚度的最大值與最小值的差為1.0mm以下,相鄰之圓筒形靶材間之外周面間之段差量的最大值為0.5mm以下,相鄰之圓筒形靶材間之軸方向距離之最大值與最小值的差為0.2mm以下。
- 一種濺鍍靶,係具備圓筒形基材和圓筒形靶材,且以接合材將前述圓筒形基材和前述圓筒形靶材予以接合而成者;其中,前述圓筒形靶材中之至少一個之軸方向的長度為750mm以上,接合材之厚度之最大值與最小值的差為1.0mm以下,相鄰之圓筒形靶材之外周面間之段差量的最大值為0.5mm以下,相鄰之圓筒形靶材間之軸方向距離之最大值與最小值的差為0.2mm以下。
- 如請求項9所述之濺鍍靶,其中,前述圓筒形基材的長度為2m以上。
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