TWI386497B - 旋轉式靶組件 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種旋轉式靶組件，特別係關於一種改善因熱膨脹差造成濺鍍靶部的裂痕(Crack)不良與破裂不良之旋轉式靶組件。
於玻璃、塑膠等的基板上形成的薄膜，不僅是金屬類，亦使用金屬氧化物、陶瓷類等的材料，特別是混合銦氧化物(In2
O3
)與氧化錫(SnO2
)之銦錫氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)薄膜，係主要用於液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display)、電漿顯示面板(Plasma Display Panel)、有機電激發光顯示裝置(Organic Electroluminescent Display)等的平面顯示裝置的電極材料。
如上所述的電極薄膜的形成方法，可舉例如採用濺鍍裝置的濺鍍法。如此的濺鍍裝置中，一般用於形成薄膜的平板形靶組件，有效率低、壽命短的傾向。因此，有旋轉式靶組件的提案。
旋轉式靶組件的情況，因其構造上的特性，必須採用與平板形的情況相異的黏著法。用於旋轉式靶組件的靶形成法，可舉例如利用電漿熔射法的靶附著法、銦插入法、將相當於旋轉輥的部分一體地形成於濺鍍靶部的方法、利用碳氈以及薄片等的緩衝構件的黏著法等的提案。
但是，電漿熔射法時，濺鍍靶部其熱膨脹係數與旋轉輥接近，因此，可熔射的材料受到限制。另外，銦插入法係於黏著部將銦溶解插入，因此必須有加熱裝置，濺鍍靶部為陶瓷材料的情況時，濺鍍靶部的熱膨脹率通常小於金屬材料的旋轉輥以及冷卻插入構件的銦，因此，由於接合後的冷卻時的收縮差，可能會於接合部產生間隙。
再者，將相當於旋轉輥的部分一體地形成於濺鍍靶部的方法，因濺渡靶部本身的強度、耐衝擊性低的理由，而欠缺作為構造體的信賴性。另外，利用碳氈的黏著法的情況，濺鍍氣體排氣(Out gassing)的作業時，難以維持真空度，利用碳薄片的黏著法的情況，薄片無法支持濺鍍靶部的荷重，旋轉輥旋轉時，可能發生濺鍍靶部空轉的現象。
即使是包含習用靶的濺鍍裝置，亦可能會發生相同的現象。
本發明的目的係提供一種旋轉式濺鍍靶組件，提案解決如上所述習知技術的問題點，可防止濺鍍時濺鍍靶部的裂痕不良、破裂不良、以及由於濺鍍靶部的膨脹所造成的旋轉時濺鍍靶部的空轉現象。
為了達成上述目的，本發明的一實施型態的旋轉式靶組件，係包含：中空狀的一旋轉輥、製備於該旋轉輥外周之一濺鍍靶部、以及介於該旋轉輥與該濺鍍靶部之間而其熱傳導率大於該濺鍍靶部之一冷卻插入構件。
其他的實施型態的具體事項係包含於詳細說明與圖式。
如上所述，如依本發明的旋轉式靶組件，至少有一下述效果。
第一效果，利用包含熱固性樹脂以及熱傳導率高的金屬之冷卻插入構件，來構成旋轉式靶組件，使熱傳導平順，藉此可改善濺鍍靶部的裂痕不良，延長靶的壽命。
第2效果，用於旋轉式靶組件之冷卻插入構件，係使用熱膨脹率小於或等於濺鍍靶部的熱膨脹率者，藉此可改善濺鍍靶部暴露於高溫的濺鍍環境時，濺鍍靶部與旋轉輥之間的冷卻插入構件受熱膨脹而導致濺鍍靶部破裂的破裂不良，且防止冷卻插入構件收縮造成濺鍍靶部的空轉現象。
以下參照第1圖~第5圖，說明本發明的一實施型態與其他的實施型態的旋轉式靶組件。
第1圖係表示本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的立體圖。第2圖係表示本發明的一實施型態的旋轉式靶組件，沿第1圖之II－II’線切開的剖面圖。
如第1圖與第2圖所示，本發明的一實施型態的旋轉式靶組件100，包含旋轉輥160、製備於旋轉輥160外周的濺鍍靶部120、以及介於旋轉輥160與濺鍍靶部120之間的冷卻插入構件140。
旋轉輥160係用以支持附著於其外周的濺鍍靶部120，並使濺鍍靶部旋轉，例如，作成內部掏空的中空狀。更具體地說明，旋轉輥160可為兩側面皆開放，或者，藉由與旋轉輥160相同構件等而作成封閉兩側面的中空狀。如第1圖所示，旋轉輥160可為一面開放而另一面封閉的中空狀。另外，旋轉輥160可為內周與外周皆為圓筒狀的中空圓筒狀，亦可為內周剖面與外周剖面之任一者以上為多邊形之中空狀，但本發明並非限於如此的例示。
將如此的中空狀旋轉輥160裝設於濺鍍裝置時，可設置磁性桿於中空狀的旋轉輥160的內周面周圍，可於該磁性桿周圍流通水與其他冷卻液。
旋轉輥160的外徑係略小於濺鍍靶部120內徑地形成，使旋轉輥160與濺鍍靶部120之間具備可插入冷卻插入構件140的間隙。
旋轉輥160的材料，係採用熱傳導率大且具有充分強度的物質，使濺鍍時濺鍍靶部120產生的熱，經由冷卻插入構件140平順地傳達至旋轉輥160，且具有以旋轉輥160作為構造體的信賴性。滿足上述條件的物質可舉例如不鏽鋼、銅、鈦、鋁等的金屬。
濺鍍靶部120製備於旋轉輥160的外周，可為中空狀例如中空圓筒狀，但如非為平板形，則不限定於如上所述的型態。亦即，濺鍍靶部120的內周剖面形狀係對應旋轉輥160的外周剖面形狀的形狀，濺鍍靶部120的外周剖面形狀可為圓形。另外，如為具有與圓形時相同的濺鍍效率者，濺鍍靶部120的外周剖面形狀可為任意形狀。
濺鍍靶部120的材料，依目的的沉積薄膜物質，可採用鋁、鋅、鈦、錫、鉬、鈮等的金屬類，或者銦錫氧化物(ITO)、碳化矽(SiC)等的陶瓷類等，但本發明不限定於此。
如此的濺鍍靶部120係藉由燒結法等而製造。例如，銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部的情況時，將氧化銦(In2
O3
)與氧化錫(SnO2
)以適合於電極特性的比例混合，進行冷均壓成型(Cold isostatic pressing)之後，藉由燒結而製造。
濺鍍靶部120的高度h可依進行濺鍍的對象基板的面積，多樣地調節，但顧慮製造濺鍍靶部120時適用的燒結製程、製造裝置等的特性，可為100~3000mm。另外，濺鍍靶部120的內徑D1
係大於濺鍍靶部120所附著的旋轉輥160的外徑。另外，濺鍍靶部120的外徑D2
係依濺鍍裝置的大小而調節。
冷卻插入構件140未經藉由其他熱處理進行熔接處理製程，介於濺鍍靶部120與旋轉輥160，使濺鍍靶部120附著於旋轉輥160，將濺鍍靶部120產生的熱傳達至旋轉輥160。
冷卻插入構件140必須滿足熱傳導率大於濺鍍靶部120、可吸收熱膨脹收縮應力、比表面積廣、本身不發生熱膨脹收縮的條件。冷卻插入構件140可由下述材料構成，以滿足上述條件。
冷卻插入構件140包含具有潤滑特性的熱固性樹脂，以及具有熱傳導率大於濺鍍靶部120熱傳導率的金屬。
熱固性樹脂係使濺鍍靶部120與旋轉輥160接觸，使濺鍍靶部120不發生空轉現象。
上述金屬其熱傳導率高，濺鍍時，將濺鍍靶部120產生的熱藉由冷卻插入構件140容易地傳達至旋轉輥160，使冷卻平順地進行。亦即，冷卻插入部140包含上述金屬，其熱傳導率係大於濺鍍靶部120的熱傳導率，小於或等於旋轉輥160的熱傳導率，因此，可使濺鍍靶部120產生的熱經過冷卻插入部140平順地傳達至旋轉輥160。
另外，為能顯示更大的熱傳導特性，上述金屬係以多面體例如六面體結晶，或者球形結晶的形態而提供，能均勻分散於上述熱固性樹脂。上述金屬係例如六面體等的立體狀時，其比表面積增加，熱傳導率較佳。在此，顧慮到熱傳導率，上述多面體結晶的邊長可為0.1~100 μm。如未滿0.1 μm時，有產生金屬相互間的凝集問題的可能性，超過100 μm時，因比表面積減少，有熱傳導效率減少的可能性。此時，考慮金屬與熱固性樹脂的接合力、熱傳導率、熱膨脹率等，適當地調節上述多面體結晶的邊長。
上述金屬係採用熱傳導性良好的材料，例如鋁、鉬、銅、不鏽鋼(SUS)等，但上述金屬不限於這些材料。
上述樹脂與上述金屬分別以1~10重量百分比以及90~99重量百分比的含量混合。此時，上述樹脂與上述金屬的混合比，係考慮冷卻插入構件140的熱傳導率與流性而決定。
另外，冷卻插入構件140的熱膨脹率可小於或等於濺鍍靶部120。如冷卻插入構件140的熱膨脹率大於濺鍍靶部120的熱膨脹率時，可能因冷卻插入構件140的熱膨脹於濺鍍靶部120發生裂痕而破裂等。另外，如收縮大時，冷卻插入構件140會有從濺鍍靶部120分離，無法平順的傳達熱的情況。
冷卻插入構件140係具備上述熱傳導率與熱膨脹率特性的組合。例如冷卻插入構件140可為熱傳導率大於濺鍍靶部120，熱膨脹率小於或等於濺鍍靶部120，冷卻插入構件140的熱傳導率或熱膨脹率中之任一者亦可具有上述的大小。
第3圖係本發明的一實施型態的旋轉式靶組件，沿第1圖之III－III’線切開的剖面圖。
參照第1圖與第3圖，旋轉式靶組件100除了上述構成要素之外，更可包含上端支持環部180與下端支持環部190。
下端支持環部190附著於旋轉輥160的外周面，用以支持濺鍍靶部120的荷重。下端支持環部190的內徑大於旋轉輥160的外徑，以例如熔接作業的方法製備於旋轉輥160的外周。
上端支持環部180係顧慮濺鍍靶部120長度方向的膨脹，與濺鍍靶部120隔離地附著於旋轉輥160的外周面，倒置積載濺鍍靶組件100來進行濺鍍時，可發揮下端支持環部190的作用。上端支持歡部180的內徑大於旋轉輥160的外徑，可藉由於上端支持環部180的內周面進行螺牙處理等與旋轉輥160接合。
第4圖係本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的切開立體圖。
如參照第1圖與第4圖，濺鍍靶部120係以被支持於下端支持環部190的方式，被插入於旋轉輥160。
旋轉式濺鍍靶組件100的接合，係將濺鍍靶部120插入旋轉輥160後，至濺鍍靶部120的高度為止，使冷卻插入構件140介於於濺鍍靶部120與旋轉輥160之間的間隙，常溫下放置至冷卻插入構件140硬化為止而成。
此時，下端支持環部190與濺鍍靶部120之間產生的間隙，可藉由貼紮(taping)處理的進行，防止冷卻插入構件140的漏出。貼紮材料可採用耐熱性帶體。
第5圖係本發明的另一實施型態的旋轉式靶組件的縱剖面圖。為了說明上的方便，與第1圖實施型態的各構件具有相同機能的構件，係標示相同符號。因此，省略、簡略化其說明。
本實施型態的旋轉式靶組件，其濺鍍靶部121包含複數個副濺鍍靶部121a、121b、121c之點，與第1圖的實施型態相異。
參照第5圖，濺鍍靶部121係包含第一副濺鍍靶部121a、第二副濺鍍靶部121b、以及第三副濺鍍靶部121c之多分割濺鍍靶部121。
第一副濺鍍靶部121a、第二副濺鍍靶部121b、以及第三副濺鍍靶部121c，可具有預定間隔地配置，亦可無間隔而接合地配置。
另外，這些第一副濺鍍靶部121a、第二副濺鍍靶部121b、以及第三副濺鍍靶部121c，可由相同物質製造，亦可任一者由一種以上相異物質構成。
藉由採用包含如此複數個副濺鍍靶部121a、121b、121c的濺鍍靶部121，可提供具有適合於大面積基板長度的濺鍍靶部121。特別是銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部的情況時，顧慮製程與設備，藉由採用複數個副銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部，可製造具有適合於大面積基板長度的多分割銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部。
將複數個中空狀的副濺鍍靶部121a、121b、121c積載於旋轉輥160時，係積載成可維持濺鍍靶部121的直進度與中心。
以上說明了本發明的一實施型態與其他實施型態的旋轉式靶組件100的構成。以下，參照第6圖與第7圖，說明適用如此的旋轉式靶組件100之濺鍍裝置。
第6圖係適用本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的濺鍍裝置概略圖。
如第6圖所示，適用本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的濺鍍裝置，包含以高真空狀態密閉的氣室220、上述之旋轉式靶組件100、以及基板台620。
如此的濺鍍裝置可舉例如採用磁控管濺鍍裝置。但本發明並不限定於此，為了說明上的方便，以磁控管濺鍍裝置的例示進行說明。
旋轉式靶組件100與基板台620相對地配置於產生電漿的氣室220內部。基板台620與旋轉式靶組件100相對於地面垂直地配置，但本發明不限定於此。
如上所述，裝設於濺鍍裝置的旋轉式靶組件100包含中空狀的旋轉輥160與製備於其外周的濺鍍靶部120，該旋轉式靶組件100的旋轉輥160附著於與靶旋轉裝置380連結的旋轉軸640，進行濺鍍。
為獲得濺鍍必須的低壓，氣室220可具備與真空泵(未圖示)連結的排氣管420。真空泵與排氣管係維持氣室220內部的真空狀態者。
如上所述，氣室220內部成為真空狀態之後，藉由氣體供給管240、242將濺鍍氣體導入氣室220內部，經由電線360施加負電壓於旋轉式靶組件100，則藉由設置於旋轉輥160內部的磁石的磁力線周圍捕捉的電子，於濺鍍靶部120的表面周圍產生電漿，該電漿入射至濺鍍靶部120，則濺鍍靶部120的構成物質飛散出，沉積於基板台620上設置的基板。
本發明的一實施型態的旋轉式靶組件100裝設於如此的濺鍍裝置中，實行濺鍍時，於濺鍍靶部120會產生熱。冷卻插入構件140包含熱傳導率大於濺鍍靶部120的金屬，因此，濺鍍靶部120產生的熱，藉由冷卻插入構件140傳達至旋轉輥160。在此，如上所述，旋轉輥160內周面的周圍配置磁性桿(未圖示)時，可於該磁性桿的周圍流通水與其他冷卻液使旋轉輥160冷卻。
因此，將利用上述冷卻插入構件140進行接合的旋轉式靶組件100適用於如此的濺鍍裝置時，可藉由平順的熱傳導，防止濺鍍靶部120的裂痕不良、破裂不良等。
另外，冷卻插入構件140的熱膨脹率係小於或等於濺鍍靶部120，因此，將利用該冷卻插入構件140接觸旋轉輥160的旋轉式靶組件100適用於濺鍍裝置時，可防止因熱膨脹率差造成的濺鍍靶部120的裂痕不良以及破裂不良等。
另外，以裝設本發明的旋轉式靶組件100之濺鍍裝置進行濺鍍時，與因靶部的侵蝕而發生凹陷侵蝕(erosion)的平行板靶組件相異地，僅濺鍍靶部120發生線狀的侵蝕，因此，可延長濺鍍靶部120的壽命，於基板台620設置的基板上形成平滑的薄膜。
第7圖係適用複數個本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的濺鍍裝置概略圖。
參照第7圖，濺鍍裝置包含複數個分別附有旋轉式靶組件100的靶旋轉裝置380，可藉由複數個旋轉式靶組件100進行濺鍍。
一氣室220內包含複數個旋轉式靶組件100，不僅濺鍍可更高速化，形成多層薄膜時，各旋轉式靶組件100的濺鍍靶部120如為互相相異的物質，則可形成以多樣物質構成的多層薄膜。
第6圖與第7圖中例示裝設參照第1圖~第4圖說明的旋轉式靶組件的濺鍍裝置，但參考第5圖說明的旋轉式靶組件，亦即，亦可裝設包含複數個副濺鍍靶部(參照第5圖的121a、121b、121c)的旋轉式靶組件。
參照下述實驗例更詳細地說明本發明，但此實驗例並非用以限制本發明。
利用鋁材質，準備外徑133mm、內徑125mm、長1494mm之一面封閉的中空圓筒狀旋轉輥。
將銦氧化物(In2
O3
)與氧化錫(SnO2
)以適於形成電極的重量百分比為基準，混合9：1的比例，將該混合物投入球磨機(Ball mill)取得粉碎之混合粉末。之後，將該混合粉末移送至氣室，成為漿狀之後，以乾燥器(Dry oven)熱風乾燥，取得顆粒(Granule)狀態的銦錫氧化物(ITO)。
之後，構成芯部(Core)與外皮，於芯部的外周面與外皮的內周面，投入這些銦錫氧化物(ITO)粉末於離形劑處理的中空圓筒狀的鑄件(Mold)，形成中空圓筒狀的成形體。對如此形成的成形體進行真空包裝。
接著，將投入該銦錫氧化物(ITO)粉末的鑄件裝設於具備多數空隙(Pore)的外郭鑄件內部，進行冷均壓成形。如此形成的成形體係長600mm、內徑171mm、厚24mm之中空圓筒狀。
中空狀的銦錫氧化物(ITO)成形體，經過燒結路中的脫脂燒結階段後，以1400~1600℃的溫度燒結約24小時。燒結體係長414mm、內徑142mm、外徑152mm之中空狀的銦錫氧化物(ITO)燒結體。
冷卻插入構件係混合熱固性樹脂與鋁金屬而製造，將該混合物投入球磨機進行混合與粉碎。此時，球磨機的衝擊桿(impact bar)衝擊磨球，均勻混合熱固性樹脂與金屬。
如此製造的冷卻插入構件係一邊長10 μm之正六面體狀金屬分散於熱固性樹脂中的形態。
下端支持環部使用鋁材質，製造成內徑159mm、厚7mm，並藉由熔接作業與實驗例1中製造的旋轉輥接合，以支持濺鍍靶部。
將實驗例2中製造的三個濺鍍靶部插入實驗例4中製造之下端支持環部附著的旋轉輥。三個濺鍍靶部係直進度與中心一定地積載。
之後，與靶的高度一致地使實驗例3中製造的冷卻插入構件介於濺鍍靶部與旋轉輥的間隙，常溫下放置至冷卻插入構件硬化為止。
上端支持環部其內徑大於旋轉輥的內徑0.5mm地設計之後，其內周面進行螺牙處理，與旋轉輥接合後，與濺鍍靶部的上端面維持1mm的間隙地隔離，接合於旋轉輥。
之後，下端支持環部與濺鍍靶部之間的間隙以耐熱性帶體進行貼紮處理，使冷卻插入構件不流出。
將如上所述製造之旋轉式靶組件裝設於濺鍍裝置，於旋轉輥內周面的周圍流放冷卻水，測定冷卻水的入口溫度(Tin
)、出口溫度(Tout
)、以及溫度差(△T)，以電弧計數器測定旋轉式靶組件的冷卻效率造成的電弧頻度，其結果係表示於第8圖。
如第8圖所示，由冷卻水的入口溫度與出口溫度的差，確認了本發明之濺鍍靶組件於旋轉輥附近充分地冷卻。另外，本發明之濺鍍靶組件，其電弧頻度低，確認了改善裂痕不良、破裂不良。
如上所述，參照本發明的較佳實施型態進行說明，但對於該當技術領域中熟習的該業者，應理解為可於不脫離申請專利範圍中記載的本發明的思想與領域的範圍內，進行多樣地修正、變更本發明，亦即，本發明的技術範圍係基於申請專利範圍而決定，並非受限於實施發明的最佳型態。
100．．．旋轉式靶組件
101．．．旋轉式靶組件
120．．．濺鍍靶部
121．．．濺鍍靶部
121a．．．副濺鍍靶部
121b．．．副濺鍍靶部
121c．．．副濺鍍靶部
140．．．冷卻插入構件
160．．．旋轉輥
180．．．上端支持環部
190．．．下端支持環部
220．．．氣室
240．．．氣體供給管
242．．．氣體供給管
360．．．電線
380．．．靶旋轉裝置
420．．．排氣管
620．．．基板台
640．．．旋轉軸
第1圖係本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的立體圖；第2圖係沿第1圖之II－II’線切開之剖面圖；第3圖係沿第1圖之III－III’線切開之剖面圖；第4圖係本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的切開立體圖；第5圖係本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的縱剖面圖；第6圖係適用本發明的一實施型態的旋轉式靶組件之濺鍍裝置的概略圖；第7圖係適用複數個本發明的一實施型態的旋轉式靶組件之濺鍍裝置的概略圖；以及第8圖係對於本發明的一實施型態的旋轉式靶組件的冷卻效果與電弧頻度的測定圖表。
100．．．旋轉式靶組件
120．．．濺鍍靶部
160．．．旋轉輥
180．．．上端支持環部
190．．．下端支持環部
Claims (11)
- 一種旋轉式靶組件，其係包含：一旋轉輥，係中空狀者；一濺鍍靶部，製備於該旋轉輥的外周；以及一冷卻插入構件，介於該旋轉輥與該濺鍍靶部之間，其熱傳導率大於該濺鍍靶部。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該冷卻插入構件包含熱固性樹脂以及金屬。
- 如申請專利範圍第2項所述之旋轉式靶組件，其中該金屬係球形或多面體，分散於熱固性樹脂中。
- 如申請專利範圍第3項所述之旋轉式靶組件，其中該多面體的邊長係0.1~100 μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該冷卻插入構件的熱膨脹率係小於或等於該濺鍍靶部。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該濺鍍靶部係銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部。
- 如申請專利範圍第6項所述之旋轉式靶組件，其中該銦錫氧化物(ITO)濺鍍靶部的高度係100~3000mm。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該旋轉輥係一面封閉的中空狀。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該濺鍍靶部係中空圓筒狀。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中該濺鍍靶部係包含複數個副濺鍍靶部之多分割濺鍍靶部。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式靶組件，其中更包含一下端支持環部，附著於該旋轉輥的外周面，用以支持該濺鍍靶部的荷重。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW555874B (en) * | 2000-09-08 | 2003-10-01 | Asahi Glass Co Ltd | Cylindrical target and its production method |
| TW200540289A (en) * | 2004-03-05 | 2005-12-16 | Tosoh Corp | Cylindrical sputtering target, ceramic sintered body, and process for producing sintered body |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| DE3424467A1 (de) * | 1984-07-03 | 1986-01-16 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zur herstellung wismut-substituierter ferrimagnetischer granatschichten |
| JP3651909B2 (ja) * | 1991-08-28 | 2005-05-25 | 旭硝子セラミックス株式会社 | セラミックス回転カソードターゲットおよびその製造方法 |
| JP3618005B2 (ja) * | 1994-08-23 | 2005-02-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 回転カソード用スパッタリングターゲットの製造方法 |
| JPH09194738A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-29 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
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| US20060065524A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-03-30 | Richard Newcomb | Non-bonded rotatable targets for sputtering |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW555874B (en) * | 2000-09-08 | 2003-10-01 | Asahi Glass Co Ltd | Cylindrical target and its production method |
| TW200540289A (en) * | 2004-03-05 | 2005-12-16 | Tosoh Corp | Cylindrical sputtering target, ceramic sintered body, and process for producing sintered body |
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