TWI645060B - Cylindrical ceramic sputtering target and cylindrical ceramic sputtering target formed by joining one or more cylindrical ceramic sputtering targets by a backing tube - Google Patents

Cylindrical ceramic sputtering target and cylindrical ceramic sputtering target formed by joining one or more cylindrical ceramic sputtering targets by a backing tube Download PDF

Info

Publication number
TWI645060B
TWI645060B TW106103336A TW106103336A TWI645060B TW I645060 B TWI645060 B TW I645060B TW 106103336 A TW106103336 A TW 106103336A TW 106103336 A TW106103336 A TW 106103336A TW I645060 B TWI645060 B TW I645060B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sputtering target
cylindrical ceramic
ceramic sputtering
target
cylindrical
Prior art date
Application number
TW106103336A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201734239A (zh
Inventor
館野諭
Original Assignee
Ｊｘ金屬股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｘ金屬股份有限公司 filed Critical Ｊｘ金屬股份有限公司
Publication of TW201734239A publication Critical patent/TW201734239A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI645060B publication Critical patent/TWI645060B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明之一目的在於提供圓筒形陶瓷系濺射靶材及將其接合於背襯管之圓筒形陶瓷系濺射靶件，其能夠抑制以往僅將各種塊體（bulk）特性（結晶粒徑、相對密度、導電率等）個別調整為適當範圍而無法防止發生之電弧、結節、破裂。所提供之圓筒形陶瓷系濺射靶材為於圓筒形陶瓷系濺射靶材中，沿靶件之軸方向分割為四之區域中，對於分割為四之各個區域再於分割為四之區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分區域，於各個區域內量測色差ΔE＊ab之場合中，色差ΔE＊ab未滿1.0。

Description

圓筒形陶瓷系濺射靶材及藉由於背襯管接合一個以上圓筒形陶瓷系濺射靶材而形成之圓筒形陶瓷系濺射靶件
本發明關於一種圓筒形陶瓷系濺射靶材及藉由於背襯管接合一個以上圓筒形陶瓷系濺射靶材而形成之圓筒形陶瓷系濺射靶件。特別是關於氧化銦鎵鋅（IGZO）、氧化銦鋅（IZO）、氧化銦錫（ITO）等之透明半導體氧化物之燒結體之圓筒形濺射靶材（以下稱為「圓筒形靶材」），以及將一個以上之圓筒形靶材接合於背襯管之圓筒形濺射靶件（以下稱為「圓筒形靶件」）。
目前期望將圓筒形靶材之各種塊體（bulk）特性（結晶粒徑、相對密度、導電率等）管理成適當範圍。然而，多個量測項目（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）為局部量測，且各個量測項目基本上為獨立獲取。此外，檢查圓筒形靶材之性能時，伴隨著製品本身之破壞的檢查及評價會有無法進行之情形。而且，圓筒形靶材之場合具有比以往平板形靶材更難製造之表面，且由於靶材之組成與燒結時靶材內之熱傳遞方向及熱傳遞位置之不均勻性，以及由於氧元素濃度之不均勻性，要製造靶材之塊體整體特性皆為均勻之物質是非常困難的。
另一方面，已知圓筒形靶件之使用面若有一個位置存在有異常點，便會發生電弧、結節、破裂等之問題。實際之圓筒形靶件中，常會於濺射時發生電弧、結節、破裂等之異常。針對濺射時發生異常之靶件，即使實施關於濺射時賦予影響之因子之各個量測項目（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）之檢查，濺射時產生影響之各個因子多未發生任何異常。如此之場合中，濺射時發生電弧、結節等之異常之原因不明。因此所遇到的問題，為關於圓筒形靶件之於濺射時賦予影響之因子之各個量測項目（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）未發生任何異常之場合中，若不實際嘗試濺射，便無法檢測出具有問題的圓筒形靶件或圓筒形靶材。從此點看來，圓筒形靶材期望要有用以評價或管理其綜合整體之指標。
經過本案眾發明者深入研究，發現到使用巨觀的亦即綜合觀察的結果進行評價甚為重要。以往製造燒結體時，藉由變更燒結條件等參數控制相對密度及結晶粒，以企圖提升濺射時之特性。然而，結晶粒之評價因一般使用平均結晶粒子徑（參考數百～數千倍之觀察視野中所拍攝之SEM影像藉由編碼法（code method）量測）之指標，故僅限於圓筒形靶材之局部部分之評價。
然而，圓筒形靶材中，結晶粒之分布可大致考量為以下四種態樣。第一態樣為自小粒子至大粒子階段性分布之場合，第二態樣為小粒子中存在有例如為異常晶粒成長之大粒子之場合，第三態樣為粒子徑為二極化之場合，第四態樣為全部的結晶粒為均勻之場合。
上述四種態樣中，巨觀主要會成為問題之第一態樣～第三態樣之場合中，為於結晶粒之群與群間存在有大小相異之態樣。於結晶粒之群與群間之結晶粒大小相異之態樣（亦即，微觀之場合中各個結晶粒並非相異，而是獲取到某種程度上為均質之結晶粒所聚集之區域為成群之場合，存在有多個群，各多個群由相異徑之結晶粒所構成）存在之場合中，群與群間之介面多有發生破損之情形。再者，會造成對應結晶粒子徑之圓筒形靶材內之每個區域具有相異強度之結果，而於表面切削時亦會發生表面粗糙度產生變化之問題。因此，綜合評價或管理圓筒形靶材整體之特性實屬重要。
專利文獻1（專利文獻1：國際專利WO2012-153522號公報）中所記載之內容，為半導體氧化物之濺射靶件所含有之化合物之平均粒徑定為10 μm以下，較佳為6 μm以下，更佳為4 μm以下，將去除燒烤面後之靶件表面部以及自此表面部藉由平面研磨盤研磨2 mm之部分之色差ΔE控制於指定之值以下，且將特定電阻（specific electrical resistance）控制於指定之值以下，藉由上述形成半導體氧化物薄膜或透明導電膜等之氧化物薄膜時，不必增加氧氣分壓，且可得到不易形成凝集體而可抑制異常放電發生之濺射靶件。然而，根據專利文獻1所記載之實驗結果，僅能夠確認將特定電阻定為指定之值以下與結晶粒徑間之關係，而基本上未與色差之控制有任何關係。
專利文獻2（專利文獻2：日本專利公開2001-11614號公報）中所揭示之靶件，為藉由控制靶件之顏色而控制濺射靶件之成分組成之化學計量數偏差，進而顯著抑制於濺射時產生粒子。然而，以顏色本身視為問題，不一定是將色差ΔE＊ab視為問題。而且，其製造方法為以往之平板形靶件之製造方法，而非關於圓筒形靶件。專利文獻3（專利文獻3：日本專利公開2010-202896號公報）中，由於濺射靶件之顏色不均勻具有於濺射發熱時易於自靶件表面產生不均勻熱輻射而造成溫度差之問題，故為了抑制顏色不均勻，而提案含有做為添加物之鋯、矽及鋁之一者以上之氧化鋅燒結體。然而，記載於專利文獻3之濺射靶件為關於以往之平板形靶件，且藉由於靶件含有添加物之結構防止顏色不均勻，故靶件之組成相異於欲濺射薄膜所期望之組成，因而並非根本解決問題之對策。專利文獻4（專利文獻4：日本專利公開2010-150107號公報）中，關於色彩相異（顏色不均），因僅將燒結體之表面與內部中之顏色相異視為問題，而不過為靶件局部的評價。此外，關於以往之平板形靶件，其解除燒結體之表面與內部中之顏色相異之具體方法亦與專利文獻3相同，為含有選自鋁、鎵、硼、鈮、銦、釔、鈧之元素之一者以上做為添加物之物質。因此，記載於專利文獻4之發明亦與專利文獻3相同，即使解除了靶件之表面及內部中之顏色相異，但因靶件之組成相異於欲濺射薄膜所期望之組成，而並非根本解決問題之對策。
本發明之一課題在於提供一種圓筒形靶件，其能夠抑制以往僅將各種塊體特性（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）局部且個別調整為適當範圍，亦即僅基本上獨立獲取多個參數進行評價，而無法防止發生之電弧、結節、破裂。具體而言，所提供之圓筒形靶材及於背襯管接合一個以上之此些圓筒形靶材之圓筒形靶件，其除了有關於圓筒形靶材之特性中於濺射時個別賦予影響之因子之觀察結果以外，還再加上巨觀靶材整體之結果，而能夠確保靶材整體之均質化。
為了解決上述課題，本案發明者們著眼於圓筒形靶材之色差ΔE＊ab。換言之，即使實施關於濺射時賦予影響之因子之各個量測項目（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）之檢查，儘管濺射時產生影響之各個因子未發生任何異常，實際濺射時會發生電弧、結節等之異常之圓筒形靶件，為圓筒形靶材表面色差ΔE＊ab皆會隨著區域而相異之靶件。另一方面，圓筒形靶材之表面整體之色差ΔE＊ab即使以目視觀看為幾乎相同之圓筒形靶件之場合中，於濺射時亦具有較少發生電弧、結節等之異常之傾向。經過本案發明者們深入研究之結果，發現以色差ΔE＊ab做為評價或管理各個燒結體之整體之指標具有其效果。色差ΔE＊ab能夠推測各個圓筒形靶材之塊體特性之綜合結果，且可知此色差ΔE＊ab於燒結體內盡可能均勻時能夠抑制濺射時之異常。因此，發現以色差ΔE＊ab做為令圓筒形靶材之整體特性安定之指標，而導致發明之完成。
本說明書中，藉由日本電色工業公司製之NF333量測色差ΔE＊ab。色差ΔE＊ab能夠以下述式1表示。
ΔE＊ab=((ΔL＊)^2+(Δa＊)^2+(Δb＊)^2)^0.5（式1）。
結晶粒代表圓筒形靶材之組織，而對於導電率等亦有巨大影響。色差ΔE＊ab受到相對密度、結晶粒徑、表面粗糙度等之靶件組織或物理形狀等之影響。本發明針對分別受到所謂相對密度、結晶粒及表面粗糙度之靶材之組織或物理形狀影響之色差ΔE＊ab，藉由注意圓筒形靶材之整體色差ΔE＊ab，而能夠提供塊體整體為均質之濺射靶件。
根據本發明，所提供之圓筒形靶材為於圓筒形靶材中，沿其之軸方向以等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而將所劃分之16個區域之各個區域做為量測區域之場合中，各個量測區域之指定之二點中之色差ΔE＊ab為1以下。此外，所提供之圓筒形靶件為於圓筒形靶件中，準備一個以上之濺射靶材，沿其之軸方向以等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而將所劃分之16個區域之各個區域做為量測區域之場合中，各個量測區域之指定之二點中之色差ΔE＊ab為1以下，且將此些濺射靶材接合於由Ti、Cu或含此些金屬之合金製成之背襯管。
本發明所採用之圓筒形靶材之相對密度期望可為99 %以上。
根據本發明，能夠提供一種圓筒形靶材及於背襯管接合此些圓筒形靶材之圓筒形靶件，其除了有關於圓筒形靶材之特性中於濺射時個別賦予影響之因子之觀察結果以外，還再加上巨觀或綜合觀察靶材整體之結果，而能夠確保靶材整體之均質化，藉此能夠抑制以往僅將各種塊體特性（結晶粒徑、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等）個別調整為適當範圍，而無法防止發生之電弧、結節、破裂。
此外，根據本發明，藉由於背襯管接合多個圓筒形靶材，結果於構成任意長度之圓筒形濺射靶件之場合中，可得到特別有利之效果。換言之，將多個靶材接合於背襯管之場合中，若所接合之圓筒形靶材中之一個為含有會發生電弧之靶材，則恐會浪費其他沒有問題之圓筒形靶材。根據本發明，能夠排除藉由局部個別的分析亦無法看穿有問題之圓筒形靶材而將其接合於背襯管，故能夠防範所謂浪費其他沒有問題之圓筒形靶材之問題於未然。
以下，將參照圖式說明關於本發明之圓筒形靶材及其製造方法。然而，本發明之圓筒形靶材及其製造方法能夠以各種態樣實施，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，於本實施型態所參照之圖式中，相同部分或具有相同功能之部分將標記相同符號，且將省略其重覆的說明。
本發明之圓筒形靶材能夠藉由將各種原料粉體進行混合、粉碎、燒結等處理以進行製作。舉例而言，以IGZO濺射靶件之場合為例進行說明。分別準備氧化銦（In2 O3 ）粉末、氧化鎵（Ga2 O3 ）粉末、氧化鋅（ZnO）粉末及氧化錫（SnO2）粉末做為原料粉體。
以所期望之組成比例量秤原料粉體後，進行混合。若不充分混合，於所製造出之靶件中會偏析出各種成分，進而導致存在有高電阻率區域及低電阻率區域。因此，必須充分地混合。舉例而言，利用超級混合機（super mixer）於轉速2000～4000 rpm及旋轉時間3～5分鐘進行混合。或者亦可藉由球磨機（ball mill）於長時間混合等之方法，即使為其他方法，只要能夠實現原料均勻混合變並未特別限定其方法。
接下來，於電爐內以大氣環境下於攝氏900～1100度之溫度範圍維持4～6小時，以對混合粉體進行素燒。然而，藉由必定最佳化含有燒結條件之靶件製造處理條件，故即使不進行素燒亦無妨。進行素燒的場合中，可進行微粉碎。若不充分進行微粉碎，會有大粒徑的原料粉體存在，而成為濺射靶件之面內發生組成不均勻之原因。將素燒粉體投入超微研磨機（attritor）於轉速200～400 rpm及旋轉時間2～4小時進行微粉碎。
接下來，進行造粒。如此，可優化原料粉體之流動性，以充分優化加壓成形時之填充狀況。經過微粉碎之原料以成為固形物比例為40～60%之漿料之方式調整水含量，以進行造粒。
接下來，於冷均壓加壓裝置（Cold Isostatic Pressing，CIP）中例如以1700～1900 kgf／cm2 之表面壓力維持1～3分鐘之條件下形成造粒粉體。
成形之圓筒形靶件於電爐內以氧氣環境下例如升溫至攝氏1400～1500度後維持10～30小時，而能夠藉以得到燒結體。
通常而言，為了提升相對密度，雖然會盡可能期望以高溫及長時間燒結，但為了控制結晶粒之數值，必須避免必要以上之高溫及長時間的燒結。藉由燒結溫度及燒結時間，而能夠將結晶粒之粒徑及相對密度控制於所期望之數值。
最後，研磨燒結體之表面。藉由研磨以確保表面之平坦性。
藉由於背襯管經由In或含有In之結合材接合一個以上圓筒形靶材而形成圓筒形靶件，此圓筒形靶材藉由研磨而使表面之平坦性受到確保。其中，並未特別限制背襯管之材質。使用於背襯管之金屬，一般可為Ti、Cu或含有Tu及／或Cu之合金。
為了明瞭結晶粒徑、表面粗糙度及色差ΔE＊ab之關係，於以上述IGZO靶件為代表之圓筒形靶件之製造方法中，改變燒結時間或燒結溫度條件而分別製造多個圓筒形IZO靶材、圓筒形ITO靶材及圓筒形IGZO靶材，且將其做為量測結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度以及放電試驗之樣品。
其中，做為用以製造於圓筒形靶件之表面整體區域中不具色差ΔE＊ab偏差之靶材之手段，可將原料粉粒徑定為30～60 μm，敲緊密度（tap density）定為1.8 g／cm3 以上。更甚者，亦例如以將CIP成形體之厚度偏差定為0.1 mm以下之方式進行機械加工後，再進行燒結。
因此，關於本發明之實施例所採用之圓筒形靶材，任一者皆以將CIP成形體之厚度偏差定為0.1 mm以下之方式進行機械加工後，再進行燒結。靶件之形狀於實施例及比較例中皆統一成外徑為153 mmϕ，內徑為135 mmϕ，且長度為210 mm。
結晶粒徑、表面粗糙度及色差ΔE＊ab之量測位置如以下所述。如圖1、圖2及圖3（靶材之展開圖）所示，將靶件沿靶件之軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而將所劃分之16個區域之各個區域做為量測區域。各個量測區域中具體的量測位置為各個量測區域之中心（對角線之交叉點）。然而，於各個量測區域內將一個對角線三等分之點（二個點，圖二中為P1 及P2 ）做為各個量測區域內之量測點，而將所採取之二個點之色差ΔE＊ab做為所謂的色差ΔE＊ab。如此並非完全量測靶材之所有表面之色差之理由，為於巨觀之場合觀察靶材時，圓筒形靶材之色差ΔE＊ab於靶件之軸向兩端之區域與其間之區域可能具有大幅差異之場合，而本發明之一目的在於考量靶材整體綜合的評價。而且，圓筒形靶材於圓周方向之色差ΔE＊ab亦可能具有大幅差異之場合。
舉例而言，結晶粒之尺寸相異之群組可做為結晶之分布，形成結晶粒之尺寸相異之群組可做為引起如此狀況之一要因。其中，圓筒形靶材與平板形靶材相異，於燒結時，由於圓筒形靶材為沿軸方向之垂直狀態下燒結，故隨著圓筒形靶材之軸方向之區域之熱傳遞方式亦可能會相異。另外舉例而言，圓筒形靶材燒結前之圓筒形靶材之CIP成形體之厚度偏差異可做為另一要因。
因此，燒結時之熱傳遞方式之相異情形，可做為圓筒形靶材之CIP成形體容易發生厚度偏差之區域之劃分，且可定義為上述之結晶粒徑、表面粗糙度及色差ΔE＊ab之量測區域。其中，於圓筒形靶材之軸方向之長度超過210 mm之場合中，可於每50 mm追加進行同樣的量測。
結晶粒徑可藉由以下之方法量測。首先，自靶件切出觀察用樣品，對於所切出之樣品之表面實施鏡面研磨。藉由掃描型電子顯微鏡（SEM）於經過鏡片研磨之樣品之表面拍攝表面組織相片，藉由編碼法之評價方法量測多個視野（五點）之結晶粒徑，且評價其平均值。
相對密度之量測，為自圓筒形靶材切出20 cm2 之量測用樣品，且藉由阿基米德法對所切出之量測用樣品進行密度量測而求得。其中，本說明書所提及之相對密度，為以（實測密度／理論密度）╳100（%）之方式算出。於此，雖能夠自各個量測值計算重量／體積做為「實測密度」，但一般使用阿基米德法，本發明亦採用相同方法。理論密度則為燒結體之各個構成元素中，自除去氧元素之元素氧化物之理論密度所算出之密度數值。舉例而言，若為ITO靶件，屬於各個構成元素之銦、錫、氧中，算出氧化銦（In2 O3 ）及氧化錫（SnO2 ）之理論密度用於做為除去氧元素之銦、錫之氧化物之理論密度。其中，自燒結體中之銦及錫之元素分析值（at%或質量%）換算成氧化銦（In2 O3 ）及氧化錫（SnO2 ）之質量比。舉例而言，換算之結果於氧化銦為90質量%且氧化錫為10質量%之ITO靶件之場合中，理論密度為以（In2 O3 之密度（g／cm3 ）╳90＋SnO2 之密度（g／cm3 ）╳10）／100（g／cm3 ）之方式算出。以In2 O3 之理論密度為7.18 g／cm3 且SnO2 之理論密度為6.95 g／cm3 計算，算出理論密度為7.157（g／cm3 ）。此外，各個構成元素若含Zn則能夠以ZnO做為氧化物算出，若含Ga則能夠以Ga2 O3 做為氧化物算出。以ZnO之理論密度為5.67 g／cm3 ，且Ga2 O3 之理論密度為5.95 g／cm3 計算。
導電率（表面塊體電阻值）可使用四探針式電阻量測器進行量測。表面粗糙度（算術平均粗糙度Ra）可使用觸針式量測裝置進行量測，多點比較於1 mm以下之範圍所量測之數值，而以其代表值做為表面粗糙度（Ra）之數值。算術平均粗糙度例如可基於JISB0601-2001且以SJ-210（三豐製）等做為量測裝置進行量測。
進行放電試驗之條件，為於使用Ar做為濺射氣體，濺射壓力為0.6 Pa，濺射氣體流量為300 sccm，且濺射電力為4.0 W／cm2 。
實施例1中，對於由ITO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而於所劃分之16個區域之各個區域內量測結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻，其量測結果如以下表1所示。而且，於以下之表中，沿圓周方向每隔90度錯開之四個區域，分別以A、B、C及D表示。
表1
實施例2中，對於由ITO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表2所示。
表2
比較例1中，對於由ITO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表3所示。
表3
實施例3中，對於由IGZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表4所示。
表4
實施例4中，對於由IGZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表5所示。
表5
比較例2中，對於由IGZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表6所示。
表6
實施例5中，對於由IZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表7所示。
表7
實施例6中，對於由IZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，而於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表8所示。
表8
比較例3中，對於由IZO製成之圓筒形靶材沿軸方向等間隔分割為四，再於分割為四之每個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分，於所劃分之16個區域之各個區域內之結晶粒徑、表面粗糙度、色差ΔE＊ab、相對密度及塊體電阻之量測結果如以下表9所示。
表9
於比較例1中，於放電試驗時，確認到於第一區域及第四區域發生結節。第一區域之C區域之色差ΔE＊ab為1.097。第四區域之C區域之色差ΔE＊ab為1.162。因此推測各個區域內之色差ΔE＊ab超過1.0之程度時表示靶材之顏色相異，而成為發生結節之原因。另一方面，實施例1及2中，相鄰區域之色差ΔE＊ab皆未滿1.0。
於比較例2中，於放電試驗時，確認到於第一區域及第四區域周邊發生破裂。第一區域之D區域之色差ΔE＊ab為1.364。而且，第四區域之D區域之色差ΔE＊ab為1.528。因此推測各個區域內之色差ΔE＊ab超過1.0之程度時表示靶材之顏色相異，而成為發生破裂之原因。另一方面，實施例3及4中，各個區域內之色差ΔE＊ab未滿1.0。
於比較例3中，於放電試驗時，確認到圓筒形靶材整體發生破裂。第一區域之D區域之色差ΔE＊ab為2.150。而且，第三區域之D區域之色差ΔE＊ab為1.722。再者，第四區域之D區域之色差ΔE＊ab為3.045。因此推測各個區域內之色差ΔE＊ab超過1.0之程度時表示靶材之顏色相異，而成為發生破裂之原因。另一方面，實施例5及6中，各個區域內之色差ΔE＊ab未滿1.0。
由上可知，若各個區域內之色差ΔE＊ab至少未滿1.0，則能夠於濺射時不發生電弧、結節等現象。另一方面，若色差ΔE＊ab為1.0以上時則會發生電弧等現象。色差ΔE＊ab為1.0～3.0之程度之場合中，雖目視其色差幾乎不顯著，但根據實驗結果，可知若有如此以目視無法辨別之色差，亦會發生電弧等現象。其中，觀察結晶粒徑與色差ΔE＊ab間之關係，例如觀察比較IGZO之圓筒形靶材之比較例2之分析結果如表6所示，可知結晶粒徑之大小與色差間具有相關性。然而，觀察做為IZO之圓筒形靶材之比較例之比較例3，儘管比較例3之結晶粒徑與IZO之圓筒形靶材之實施例之粒徑尺寸相同，但色差ΔE＊ab之值有所偏差時會發生破裂。另一方面，可知於各個區域內之色差ΔE＊ab控制於未滿1.0之實施例中，由於不會發生破裂或結節，故若能夠將各個區域內之色差ΔE＊ab控制於未滿1.0，則能夠防止破裂或結節之發生。
本發明並非限定於上述之實施型態，於未脫離要旨之範圍中亦能夠進行適當變更。
P1、P2‧‧‧點
圖1繪示量測圓筒形靶件之結晶粒徑、色差ΔE＊ab及表面粗糙度之區域之圖式。 圖2繪示量測圓筒形靶件之結晶粒徑、色差ΔE＊ab及表面粗糙度之區域之圖式。 圖3繪示將量測圓筒形靶件之結晶粒徑、色差ΔE＊ab及表面粗糙度之區域做為靶材之展開圖之圖式。

Claims (10)

  1. 一種圓筒形陶瓷系濺射靶材，其特徵在於其為軸方向之長度為210mm以下之由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)或氧化銦鋅(IZO)而成之圓筒形陶瓷系濺射靶材，沿軸方向以等間隔將該圓筒形陶瓷系濺射靶材分割為四，再於分割為四之各個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分區域，於所劃分之各個區域內所量測之任何二點之色差△E＊ab皆未滿1.0。
  2. 一種圓筒形陶瓷系濺射靶材，其特徵在於其為軸方向之長度為超過210mm之由ITO、IGZO或IZO而成之圓筒形陶瓷系濺射靶材，自該圓筒形陶瓷系濺射靶材之一端部至210mm之間沿軸方向以等間隔分割為四，再於分割為四之各個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分區域，於所劃分之各個區域內所量測之任何二點之色差△E＊ab皆未滿1.0，於自該圓筒形陶瓷系濺射靶材之一端部超過210mm之區域中，沿軸方向每隔50mm進行分割，再於經分割之各個區域沿圓周方向以0度、90度、180度及270度之間隔劃分區域，於所劃分之各個區域內所量測之任何二點之色差△E＊ab皆未滿1.0。
  3. 如請求項1所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何相對密度皆為99%以上。
  4. 如請求項2所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何相對密度皆為99%以上。
  5. 如請求項1所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何平均結晶粒徑皆為10μm以下。
  6. 如請求項2所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何平均結晶粒徑皆為10μm以下。
  7. 如請求項3所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何平均結晶粒徑皆為10μm以下。
  8. 如請求項4所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何平均結晶粒徑皆為10μm以下。
  9. 如請求項1~8之任一項所述之圓筒形陶瓷系濺射靶材，其中於該量側區域所量測之任何表面粗糙度皆為0.5μm以下。
  10. 一種圓筒形陶瓷系濺射靶件，包括：一背襯管；以及如請求項1~8之任一項所述之至少一圓筒形陶瓷系濺射靶材，接合於該背襯管。
TW106103336A 2016-01-28 2017-01-26 Cylindrical ceramic sputtering target and cylindrical ceramic sputtering target formed by joining one or more cylindrical ceramic sputtering targets by a backing tube TWI645060B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016014270 2016-01-28
JP2016-14270 2016-01-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201734239A TW201734239A (zh) 2017-10-01
TWI645060B true TWI645060B (zh) 2018-12-21

Family

ID=59398201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106103336A TWI645060B (zh) 2016-01-28 2017-01-26 Cylindrical ceramic sputtering target and cylindrical ceramic sputtering target formed by joining one or more cylindrical ceramic sputtering targets by a backing tube

Country Status (4)

Country Link
JP (2) JP6410960B2 (zh)
CN (1) CN108431293A (zh)
TW (1) TWI645060B (zh)
WO (1) WO2017131111A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11827972B2 (en) 2021-01-13 2023-11-28 Jx Metals Corporation IGZO sputtering target
JP2022108718A (ja) * 2021-01-13 2022-07-26 Ｊｘ金属株式会社 Ｉｇｚｏスパッタリングターゲット

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0860351A (ja) * 1994-08-23 1996-03-05 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 回転カソード用スパッタリングターゲットの製造方法
CN2292095Y (zh) * 1996-04-05 1998-09-23 永胜诚信工贸公司 圆柱型平面式磁控溅射靶
JP2001011614A (ja) * 1999-07-01 2001-01-16 Nikko Materials Co Ltd 光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2010202896A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Taiheiyo Cement Corp スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2011127138A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Mitsubishi Materials Corp 円筒型スパッタリングターゲット製造方法
JP2013159848A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Taiheiyo Cement Corp スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2014084479A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Idemitsu Kosan Co Ltd スパッタリングターゲット

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5467735B2 (ja) * 2007-07-02 2014-04-09 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲット
JP2010150107A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Tosoh Corp 複合酸化物焼結体、その製造方法及び用途
KR20140027238A (ko) * 2011-05-10 2014-03-06 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 In₂O₃-SnO₂-ZnO계 스퍼터링 타겟
JPWO2012153522A1 (ja) * 2011-05-10 2014-07-31 出光興産株式会社 Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系スパッタリングターゲット
JP5750060B2 (ja) * 2012-01-18 2015-07-15 三井金属鉱業株式会社 セラミックス円筒形スパッタリングターゲット材およびその製造方法
JP2015183284A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP5784849B2 (ja) * 2015-01-21 2015-09-24 三井金属鉱業株式会社 セラミックス円筒形スパッタリングターゲット材およびその製造方法
JP6078189B1 (ja) * 2016-03-31 2017-02-08 Ｊｘ金属株式会社 Ｉｚｏ焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0860351A (ja) * 1994-08-23 1996-03-05 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 回転カソード用スパッタリングターゲットの製造方法
CN2292095Y (zh) * 1996-04-05 1998-09-23 永胜诚信工贸公司 圆柱型平面式磁控溅射靶
JP2001011614A (ja) * 1999-07-01 2001-01-16 Nikko Materials Co Ltd 光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2010202896A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Taiheiyo Cement Corp スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2011127138A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Mitsubishi Materials Corp 円筒型スパッタリングターゲット製造方法
JP2013159848A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Taiheiyo Cement Corp スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2014084479A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Idemitsu Kosan Co Ltd スパッタリングターゲット

Also Published As

Publication number Publication date
TW201734239A (zh) 2017-10-01
JPWO2017131111A1 (ja) 2018-02-01
JP6410960B2 (ja) 2018-10-24
CN108431293A (zh) 2018-08-21
JP6884126B2 (ja) 2021-06-09
WO2017131111A1 (ja) 2017-08-03
JP2018184666A (ja) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI458842B (zh) Sputtering target, transparent conductive film and transparent electrode
JP5625907B2 (ja) 複合酸化物焼結体、複合酸化物焼結体の製造方法、スパッタリングターゲット及び薄膜の製造方法
TWI549308B (zh) 氧化物燒結體及將其加工而成之錠
JP2008163441A (ja) スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2008163442A (ja) スパッタリングターゲット及び酸化物半導体膜
KR102045661B1 (ko) Izo 소결체 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법
KR20140000688A (ko) 산화아연 소결체, 스퍼터링 타겟 및 산화아연 박막
TWI645060B (zh) Cylindrical ceramic sputtering target and cylindrical ceramic sputtering target formed by joining one or more cylindrical ceramic sputtering targets by a backing tube
TWI698542B (zh) 圓筒形濺射靶件及其製造方法
WO2010021274A1 (ja) 複合酸化物焼結体、複合酸化物焼結体の製造方法、スパッタリングターゲット、及び薄膜の製造方法
TW201605762A (zh) 氧化物燒結體、濺鍍靶材及薄膜
JP2014043598A (ja) ＩｎＺｎＯ系スパッタリングターゲットの製造方法
TWI836009B (zh) 氧化物燒結體、濺鍍靶材及濺鍍靶材之製造方法
JP7203088B2 (ja) 酸化物焼結体、スパッタリングターゲットおよび透明導電膜
KR102164172B1 (ko) Izo 타깃 및 그 제조 방법
TW201336803A (zh) 氧化物燒結體及濺鍍靶，以及其製造方法
TWI697458B (zh) 濺鍍靶
TWI679292B (zh) 氧化物燒結體、濺鍍靶及氧化物薄膜之製造方法
JP2023067117A (ja) Ｉｇｚｏスパッタリングターゲット
TW202325683A (zh) 氧化物燒結體及其製造方法與濺鍍靶材
TW202041483A (zh) 氧化物燒結體、濺鍍靶材及濺鍍靶材之製造方法