TWI565819B - 圓筒形濺射靶件 - Google Patents
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Description
本發明關於一種圓筒形濺射靶件（sputtering target）。特別是關於將陶瓷接合於圓筒形基材（亦稱為背襯管，backing tube）之圓筒形濺射靶件。
相較於平板形濺射靶件，圓筒形（亦稱為旋轉型或轉動型）濺射靶件由於可侵蝕（erosion）濺射用靶材之整面而可被均勻地切削，故具有高使用效率之優點。因此，近年有替換以往之平板形濺射靶件而增加圓筒形濺射靶件之使用。
圓筒形濺射靶件之製造方法中，有藉由於圓筒形基材之外周面進行融射法而與圓筒形基材一體地製造圓筒形濺射用靶材之製造方法。另外，已知亦可藉由填充濺射用靶材之原料粉末且以熱間等方加壓（Hot Isostatic Pressing，HIP)製造等其他方法，製造陶瓷燒結體製成之圓筒形濺射用靶材，且使用焊料材等之接合材將圓筒形濺射用靶材接合至圓筒形基材之外周。
以與圓筒形基材一體地製造圓筒形濺射用靶材之方法所製造之圓筒形濺射靶件之場合中，難以再利用圓筒形基材，如此不僅不經濟，還因圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之熱膨脹係數相異，而於濺射時會發生圓筒形濺射用靶材之破裂或缺損。
另一方面，於以其他方法製造之由陶瓷燒結體製成之圓筒形濺射用靶材，且使用焊料材等之接合材將圓筒形濺射用靶材接合至圓筒形基材之製造方法之場合中，由於經由插進圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之間之焊料材等之接合材接合二者，於焊料材等之接合材未充分填充之場合中，會無法充分接合二者。
若未充分接合，於濺射時，因圓筒形濺射用靶材之膨脹而使圓筒形濺射用靶材離開圓筒形基材，進而導致空轉，或者成為圓筒形濺射用靶材之破裂或缺損之原因。
因此，於日本專利公開號2010-18883號公報之專利文獻1中記載著以下內容。為了強化圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之接合，於填充焊料等之接合材之後，於圓筒之軸方向之一端開始冷卻並朝向另一端依序冷卻，且於冷卻中更進一步供給熔融狀態之接合材。藉由如此之方式供給接合材，可改善接合狀態，且可防止破裂或缺損。
通常，焊料等之接合材以液態填充於圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之間之空腔（cavity），於填充後冷卻時變換成固態，以進行圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之接合。考量接合材伴隨冷卻之熱收縮量時，專利文獻1所揭示之方法可藉由補償接合材之熱收縮量而提升對於空腔之填充率。
然而，專利文獻1所揭示之方法僅補償接合材之熱收縮量。因此，專利文獻1所揭示之方法，最終不過是防止冷卻時因接合材對應於圓筒形濺射靶件之軸方向收縮而造成之接合性變差。
接合材之收縮，不僅對應於圓筒形濺射靶件之軸方向，亦應考量直徑方向。圓筒之直徑方向之收縮容易造成基材與靶材剝離。即使於圓筒之軸方向之一端開始冷卻且進一步對空腔供給熔融狀態之接合材，由於接合材具有一定的黏性，而難以控制成排除因圓筒之直徑方向之收縮而產生之空隙。即使是專利文獻1，對於因接合材之沿圓筒形濺射靶件之直徑方向之收縮而於圓筒形濺射用靶材與接合材之間所產生之空隙，亦具有未採取解決方案之狀況。
本發明目的之一在於提供一種圓筒形濺射靶件及其製造方法，其能夠提升圓筒形濺射用靶材及圓筒基材之接合性，還能夠防止因圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之熱膨脹係數相異而於濺射時引起之圓筒形濺射用靶材之破裂或缺損。
本案發明者們有鑑於上述目的，歸納出圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之粗糙度大於接合材之熱收縮而造成之接合材之厚度之減少量時，能夠防止熱收縮時之剝離。通常，會盡量降低圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之粗糙度。然而，本發明竟然是增加表面粗糙度，且並非僅單純地粗糙化，而是定義了表面粗糙度（Rz及／或Ra）與接合材之厚度間的關係，故能夠精密度佳地提升接合材與圓筒形濺射用靶材之間之錨定（anchor）效果，以至於完成本發明。
根據本發明之一實施型態，提供一種圓筒形濺射靶件，其包括圓筒形基材、圓筒形濺射用靶材及接合材。於接合圓筒形基材及圓筒形濺射用靶材之接合材之厚度為d（μm），接合材之線膨脹係數為α
1（μm／μmK），且接合材之熔點與室溫之差異為ΔT（K）之場合中，圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之十點平均粗糙度（Rz）滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）（公式1）之關係。十點平均粗糙度（Rz）之上限並未特別規定。十點平均粗糙度（Rz）愈大則愈能夠增加圓筒形濺射用靶材之接合面與接合材接觸之面積，而能夠用以提升接合材與圓筒形濺射用靶材之錨定效果。另一方面，由於下限值必須大於使用做為接合材之銦或銦合金之焊料材之熱收縮量，故下限值可為接合材之熱收縮量。
根據本發明之一實施型態，提供一種圓筒形濺射靶件，其圓筒形濺射用靶材中，不僅圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm），此朝向接合材之表面之算術平均粗糙度（Ra）還滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）（公式2）。
圓筒形濺射用靶材之材質亦可包含氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）、氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide，IZO）、氧化銦鎵鋅（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）或氧化銦錫鋅（Indium Tin Zinc Oxide，ITZO）。
接合材之材質亦可包含銦（In）或銦錫（InSn）。接合材之厚度可為0.5 mm ≦ d ≦ 2.0 mm
相較於圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）不滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）之圓筒形濺射靶件，根據本發明，即使接合材自液態變換成固態時沿圓筒形濺射靶件之直徑方向收縮，亦能夠確保圓筒形濺射用靶材與接合材之接觸位置，而能夠提升圓筒形濺射用靶材與圓筒形基材之接合強度。
更甚者，根據本發明，接合材熱收縮時於圓筒形濺射用靶材與接合材之間即使形成有空隙，亦能夠藉由此空隙緩和因圓筒形濺射用靶材、接合材及圓筒形基材之各個熱膨脹係數相異以及濺射時之熱而產生之應力。
以下，將一邊參照圖式說明關於本發明之圓筒形濺射靶件及其製造方法。然而，本發明之圓筒形濺射靶材及其製造方法能夠以多種相異之態樣實施，而並非限定解釋成以下所例示之實施型態之記載內容。而且，以本實施之型態參照之圖面中，相同部分或具有相同功能之部分將附上相同符號，且將省略如此重覆之說明。
以下將說明關於本發明之圓筒形濺射靶件之結構及其製造方法。關於本發明雖藉由實施例說明，但並非將本發明限定於此些實施例。
圖1為用以說明關於本發明之一實施型態中使用接合材接合圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之接合工程之概略圖。圖2繪示關於本發明之一實施型態之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之概略圖。以下將依據圖1及圖2說明採取本發明之圓筒形濺射靶件。
準備多個圓筒形濺射用靶材1、圓筒形基材4及接合材3。關於圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之外徑、內徑及長度並未特別限制。然而，圓筒形濺射用靶材1之內徑及圓筒形基材4之外徑，定義出形成於圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之間之空腔之幅寬，亦定義出填充於空腔之接合材3之厚度。因此，可調整圓筒形濺射用靶材1之內徑及圓筒形基材4之外徑，以令接合材3之厚度達到所預計之厚度。
圓筒形濺射用靶材1可由陶瓷燒結體製成，例如可為銦、錫及氧製成之ITO燒結體、鋁、鋅及氧製成之AZO燒結體（Aluminum Zinc Oxide）、銦、鋅及氧製成之IZO燒結體（Indium Zinc Oxide）、二氧化鈦（TiO
2）等之燒結體。然而，採用本發明之圓筒形濺射靶件之圓筒形濺射用靶材1若為陶瓷燒結體，則並非限定於上述成分。
圓筒形基材4能夠使用各種材質。圓筒形基材4能夠舉例為銅（Cu）、鈦（Ti）、鉬（Mo）或含有此些元素中之多個元素之金屬。
接合材3能夠舉例為低熔點之銦（In）或含錫等之銦合金焊料材。銦合金之場合中，考量熔點及熱傳導性時，可為含有至少99.99%以上之銦之銦合金。
首先，例如藉由噴砂（Blast）處理、機械加工、帶式砂磨機（belt sander）、砂紙（sandpaper）、磨砂介質之摩擦等方式，如圖2所示粗糙化所準備之圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之接合面之表面。此時，根據接合材3之厚度及此接合材3之熱收縮量，決定表面粗糙度。於接合材3之厚度為d（μm），接合材3之線膨脹係數為α
1（μm／μmK），且接合材3之熔點與室溫之差異為ΔT（K）之場合中，可粗糙化圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之接合面，以令圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之十點平均粗糙度（Rz）滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）之關係。
雖理由未確定，但流進圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之間之接合材3於流進之後仍以液體狀態存在，且因其流動性存在於圓筒形基材4及圓筒形濺射用靶材1之各表面。然而，接合材3於熔點固化，改變溫度至室溫之期間發生收縮，接合材3與圓筒形基材4及接合材3與圓筒形濺射用靶材1之各表面之間恐產生空隙。特別是於圓筒形濺射用靶材1之表面及接合材3之間產生空隙。圓筒形基材4及圓筒形濺射用靶材1之間流進接合材3流進時，因線膨脹係數而使圓筒形基材4及圓筒形濺射用靶材1之尺寸比常溫時要大。於其中流進接合材3，且於凝固後降溫至常溫。此時，接合材3會最為收縮。計算直徑之變化或周長之變化時，接合材3會更緊靠圓筒形基材4，故只有可能會在朝向圓筒形濺射用靶材1之位置發生接合不良之情形。
接合材3於熔點固化且變化溫度至室溫之收縮量，於接合材3之線膨脹係數為α
1（μm／μmK），且接合材3之熔點與室溫之差異為ΔT（K）之場合中，能夠由公式d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K）計算出來。因此，圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）與接合材3之厚度相關。相較於考量接合材3之厚度之熱收縮量但未粗糙化圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之場合，若以滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）（公式1）之關係進行粗糙化，即使接合材3以d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K）計算出來之數值收縮，因圓筒形濺射用靶材1藉由粗糙化而增加表面積，而能夠確實增加圓筒形濺射用靶材1與接合材3接觸之面積。
再者，關於圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，其算術平均粗糙度（Ra）亦可滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）（公式2）之關係。算術平均粗糙度（Ra）之數值為滿足上述公式之數值之場合中，徹底地令圓筒形濺射用靶材1之表面具有所希望之表面粗糙度，而能夠更加增加圓筒形濺射用靶材1與接合材3接觸之面積。
其中，於本發明中，以現在時點之JIS規格（JIS B 601：1994）定義算術平均粗糙度（Ra）及十點平均粗糙度（Rz）。
圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面，可整體地以具有滿足上述公式之十點平均粗糙度（Rz）或者十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值之方式進行粗糙化。圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面整體地以具有滿足上述公式之十點平均粗糙度（Rz）或／及算術平均粗糙度（Ra）之數值之方式進行粗糙化時，沿圓筒形濺射用靶材1之長度方向等間隔測量12個位置，便能夠確認任何一個位置是否滿足十點平均粗糙度（Rz）或／及算術平均粗糙度（Ra）。
接下來，粗糙化多個圓筒形濺射用靶材1之與接合材3接觸方向之表面，且將經過此粗糙化之多個圓筒形濺射用靶材1配置成各個中心軸為一致而固定至圓筒形基材4。
由圓筒形濺射用靶材1之內徑及圓筒形基材4之外徑所形成之空腔定義出接合材3之厚度。由圓筒形濺射用靶材1之內徑及圓筒形基材4之外徑所形成之空腔可為0.5 mm～2.0 mm。若小於0.5 mm，液態之接合材3難以流動，而會引起接合不良。另一方面，若大於2.0 mm，則會引起熱傳導率變差，且可能成為濺射時異常放電等之原因。
接下來，使用加熱器（圖未繪示）將圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4加熱至皆為攝氏157度以上，且令熔融之接合材3流入圓筒形濺射用靶材1之內周面及圓筒形基材4之外周面之間。流進之後，藉由自攝氏157度以上之溫度緩慢降低溫度以固化接合材3，進而將圓筒形濺射用靶材1接合於圓筒形基材4。
以下將說明實施例1。
準備含有10%之錫之ITO燒結體之圓筒形濺射用靶材1（外徑：160 mmϕ，內徑：136 mmϕ，長度：200 mmϕ）、圓筒形基材4（外徑：134 mmϕ，內徑：120 mmϕ，長度：3000 mmϕ）及以銦合金之焊料材製成之接合材3。接合材3之厚度能夠由圓筒形濺射用靶材1之內徑及圓筒形基材4之外徑之差異推算為1000 μm。使用於實施例1之銦合金之焊料材之熱膨脹係數為32.1 × 10-6，熔點為攝氏156.6度。因此，按照d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）（公式1），採取本發明之十點平均粗糙度（Rz）之數值為4.38 μm以上。基於此結果，於本實施例中，以圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）為4.38 μm以上之方式，藉由噴砂處理粗糙化圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面。
經過如此粗糙化表面之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點測量其粗糙度。表面粗糙度能夠於下列條件下測量。使用三豐（MITSUTOYO）製之SJ-301之表面粗糙度測量儀，觸針半徑為2 μm，進給速度為每秒0.5 mm，截止（cut off）為λc 0.8 mm，評估長度為4.0 mm。採用實施例1之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為5 μm。實施例1中，關於算術平均粗糙度（Ra）則不控制，但沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點測量算術平均粗糙度（Ra）之結果，於12個位置平均為0.4 μm。
如此粗糙化圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例1之圓筒形濺射靶件之接合率，為98.0%。
以下將說明實施例2。
實施例2雖然基本上與實施例1相同，但其差異點在於控制算術平均粗糙度（Ra）滿足於由d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）導出之數值。由銦之焊料材製成之接合材3之熱膨脹係數為32.1 × 10-6，熔點為攝氏156.6度。使用d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）（公式2）求得之算術平均粗糙度（Ra），為0.438 μm以上。於實施例2中，基於此結果，以圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）為4.38 μm以上且算術平均粗糙度（Ra）為0.438 μm以上之方式，藉由噴砂處理粗糙化此表面。
經過如此粗糙化表面之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點測量其粗糙度。實施例2之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為6 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為0.8 μm。
如此粗糙化採取實施例2之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例2之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.0%。相較於實施例1，採取實施例2之圓筒形濺射靶件由於算術平均粗糙度（Ra）亦滿足由本發明之公式2所算出之算術平均粗糙度（Ra）之數值，故其接合率高於採取實施例1之圓筒形濺射靶件。
以下將說明實施例3。
實施例3雖然基本上與實施例1相同，但改變圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
於實施例3中，圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為8 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為1.1 μm。採取實施例3之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例3之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例3之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.5%。相較於實施例2之圓筒形濺射靶件，實施例3之圓筒形濺射靶件之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）皆較大。相較於實施例2之圓筒形濺射靶件，實施例3之圓筒形濺射靶件更加提升接合率。
以下將說明實施例4。
實施例4雖然基本上與實施例1相同，但改變圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
於實施例4中，圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為14 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為2.1 μm。採取實施例4之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例4之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例4之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.7%。相較於實施例3之圓筒形濺射靶件，實施例4之圓筒形濺射靶件之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）皆較大。相較於實施例3之圓筒形濺射靶件，實施例4之圓筒形濺射靶件更加提升接合率。
以下將說明實施例5。
實施例5雖然基本上與實施例1相同，但改變圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
於實施例5中，圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為7 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為1 μm。採取實施例5之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例5之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例5之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.0%。
以下將說明實施例6。
實施例6雖然基本上與實施例1相同，但接合材3之厚度改為1500 μm（圓筒形濺射用靶材1之內徑與圓筒形基材4之差異為1500 μm）。此外，亦改變圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
於實施例6中，接合材3本身之材質雖與實施例1相同，但由於接合材3之厚度改為1500 μm，故使用求得十點平均粗糙度（Rz）用之公式1及求得算術平均粗糙度（Ra）用之公式2，分別算出採取本發明之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）。十點平均粗糙度（Rz）改為6.58 μm以上，算術平均粗糙度（Ra）改為0.658 μm以上。
於實施例6中，以十點平均粗糙度（Rz）為6.58 μm以上且算術平均粗糙度（Ra）為0.658 μm以上之方式對圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面進行噴砂處理。
採取實施例6之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為9 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為1.3 μm。採取實施例6之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例6之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例6之圓筒形濺射靶件之接合率，為98.0%。
以下將說明實施例7。
相較於實施例1，實施例7中之相異點為圓筒形濺射用靶材1之材質改為IZO，以及改變此圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值，其餘條件相同。
採取實施例7之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為6 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為0.8 μm。採取實施例7之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例7之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例7之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.0%。
以下將說明實施例8。
相較於實施例1，實施例8中之相異點為圓筒形濺射用靶材1之材質改為IGZO，以及改變此圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值，其餘條件相同。
採取實施例8之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材1之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為8 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為1.1 μm。採取實施例8之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra），皆滿足由本發明之公式1及公式2所分別算出之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取實施例8之圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取實施例8之圓筒形濺射靶件之接合率，為99.0%。
實施例7及實施例8與實施例2之差異點在於圓筒形濺射用靶材1之材質，共通點為以十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值分別滿足公式1及公式2之方式控制二者。比較實施例7及實施例8與實施例2，其接合率皆為99.0%。因此可知，若以圓筒形濺射用靶材1之朝向接合材3之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）分別滿足公式1及公式2之方式控制二者，則可與圓筒形濺射用靶材1之材質無關，且可提升圓筒形濺射用靶材1及圓筒形基材4之接合率。
以下將說明比較例1。
比較例1雖然基本上與實施例1相同，但改變圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
採取比較例1之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為4 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為0.5 μm。採取比較例1之圓筒形濺射用靶材之場合中，其朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值雖不滿足由本發明之公式1所導出之十點平均粗糙度（Rz）之數值，但算術平均粗糙度（Ra）之數值滿足由本發明之公式2所導出之算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取比較例1之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取比較例1之圓筒形濺射靶件之接合率，為95.0%。
以下將說明比較例2。
比較例2雖然基本上與實施例1相同，但改變圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）。
採取比較例2之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為1 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為0.2 μm。採取比較例2之圓筒形濺射用靶材之場合中，其朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值皆不滿足由本發明之公式1所導出之十點平均粗糙度（Rz）及由公式2所導出之算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取比較例2之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取比較例2之圓筒形濺射靶件之接合率，為92.0%。
以下將說明比較例3。
比較例3雖然基本上與實施例6相同，但改變圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）之數值及算術平均粗糙度（Ra）之數值。
採取比較例3之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之表面粗糙度，藉由沿圓筒形濺射用靶材之圓筒之軸方向假想拉出一條直線且對此直線均等分割12次，並於各個分割線上之任意點進行測量，其十點平均粗糙度（Rz）於12個位置平均為4 μm。算術平均粗糙度（Ra）於12個位置平均為0.6 μm。採取比較例3之圓筒形濺射用靶材之場合中，其朝向接合材之表面之十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）之數值皆不滿足由本發明之公式1所導出之十點平均粗糙度（Rz）及由公式2所導出之算術平均粗糙度（Ra）之數值。
如此粗糙化採取比較例3之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面後，如圖1所示之方法，經由接合材3將圓筒形濺射用靶材1接合至圓筒形基材4，以製作圓筒形濺射靶件。
藉由超音波探傷機測量採取比較例3之圓筒形濺射靶件之接合率，為93.0%。
以下如表1-1及表1-2所示，整理實施例1～8及比較例1～3之各個分析結果。其中，十點平均粗糙度（Rz）及算術平均粗糙度（Ra）為於12個位置所測量之數值之平均值。
表1-1
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0003"><TBODY><tr><td> </td><td> 靶件結構 </td></tr><tr><td> </td><td> 靶材成分 </td><td> 基材材質 </td><td> 接合材種類 </td><td> 接合材厚度（μm） </td><td> 接合材熔點（℃） </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例5 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例6 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1500 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例7 </td><td> IZO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 實施例8 </td><td> IGZO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1000 </td><td> 156.6 </td></tr><tr><td> 比較例3 </td><td> 含10%錫之ITO </td><td> 鈦 </td><td> 銦 </td><td> 1500 </td><td> 156.6 </td></tr></TBODY></TABLE>表1-2
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 靶件結構 </td><td> 評估 </td></tr><tr><td> </td><td> 接合材線膨脹係數α<sub>1</sub>（μm／μmK） </td><td> 接合材收縮量（d×α<sub>1</sub>×ΔT，μm） </td><td> 靶材表面粗糙度Rz（μm） </td><td> 靶材表面粗糙度Ra（μm） </td><td> 接合率（%） </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 5 </td><td> 0.4 </td><td> 98.0 </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 6 </td><td> 0.8 </td><td> 99.0 </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 8 </td><td> 1.1 </td><td> 99.5 </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 14 </td><td> 2.1 </td><td> 99.7 </td></tr><tr><td> 實施例5 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 7 </td><td> 1 </td><td> 99 </td></tr><tr><td> 實施例6 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 6.58 </td><td> 9 </td><td> 1.3 </td><td> 98.0 </td></tr><tr><td> 實施例7 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 6 </td><td> 0.8 </td><td> 99 </td></tr><tr><td> 實施例8 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 8 </td><td> 1.1 </td><td> 99 </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 4 </td><td> 0.5 </td><td> 95 </td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 4.38 </td><td> 1 </td><td> 0.2 </td><td> 92 </td></tr><tr><td> 比較例3 </td><td> 32.1×10<sup>-6</sup></td><td> 6.58 </td><td> 4 </td><td> 0.6 </td><td> 93 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表1-1及表1-2可知，可與圓筒形濺射用靶材之材質無關，關於圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之表面粗糙度，可藉由十點平均粗糙度（Rz）之數值滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）（公式1）之方式控制，以提升圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之接合率。再者，還可知若亦以算術平均粗糙度（Ra）之數值滿足d（μm） × α
1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）（公式2）之方式控制，則可更加以提升接合率。
而且，本發明並非限定於上述之實施型態，在未脫離意旨之範圍亦能夠適當變更。
1 圓筒形濺射用靶材 2 間隔件 3 接合材 4 圓筒形基材
圖1為用以說明關於本發明之一實施型態中使用接合材接合圓筒形濺射用靶材及圓筒形基材之接合工程之概略圖。 圖2繪示關於本發明之一實施型態之圓筒形濺射用靶材之朝向接合材之表面之概略圖。
無
Claims (8)
- 一種圓筒形濺射靶件，包括：一圓筒形基材；一圓筒形濺射用靶材；以及一接合材，接合該圓筒形基材及該圓筒形濺射用靶材；其中，於該圓筒形濺射用靶材之內徑及該圓筒形基材之外徑之差異推算之該接合材之厚度為d（μm），該接合材之線膨脹係數為α 1（μm／μmK），且該接合材之熔點與室溫之差異為ΔT（K）之場合中，該圓筒形濺射用靶材之朝向該接合材之一表面之十點平均粗糙度（Rz）滿足d（μm） × α 1（μm／μmK） × ΔT（K） ≦ Rz（μm）之關係。
- 如請求項1所述之圓筒形濺射靶件，其中該圓筒形濺射用靶材之朝向該接合材之該表面之算術平均粗糙度（Ra）滿足d（μm） × α 1（μm／μmK） × ΔT（K） × 0.1 ≦ Ra（μm）之關係。
- 如請求項1或2所述之圓筒形濺射靶件，其中該圓筒形濺射用靶材之材質包括ITO、IZO、IGZO或ITZO。
- 如請求項1或2所述之圓筒形濺射靶件，其中該接合材之材質包括銦（In）或銦錫（InSn）。
- 如請求項1或2所述之圓筒形濺射靶件，其中該接合材之厚度為0.5 mm ≦ d ≦ 2.0 mm。
- 如請求項3所述之圓筒形濺射靶件，其中該接合材之材質包括銦或銦錫。
- 如請求項3所述之圓筒形濺射靶件，其中該接合材之厚度為0.5 mm ≦ d ≦ 2.0 mm。
- 如請求項4所述之圓筒形濺射靶件，其中該接合材之厚度為0.5 mm ≦ d ≦ 2.0 mm。
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