TWI815011B - 濺鍍靶以及濺鍍靶的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種即使長且為圓筒型,也能夠抑制粒子及異常放電的濺鍍靶。在濺鍍靶中,靶本體係包含:複數個靶構件,係以沿著筒狀的底管之外周面的方式並排設置且具有圓弧狀的剖面。複數個靶構件之各個係以繞底管的中心軸而隔開的方式配置。形成於繞中心軸地並排的靶構件之間的間隙係在底管之中心軸方向延伸。接合材係被夾設於底管與靶本體之間,且將底管與複數個靶構件之各個予以接合。遮蔽構件係被設置於接合材與靶本體之間,且自接合材那側將間隙遮蔽。

Description

濺鍍靶以及濺鍍靶的製造方法
本發明係關於一種濺鍍靶(sputtering target)以及濺鍍靶的製造方法。
伴隨著薄型電視的大畫面化,在製造平板顯示器(flat panel display)時所使用的濺鍍靶正進行著大型化。伴隨於此,出現了大面積的氧化物靶。特別是,正對安裝有長且圓筒型之氧化物靶的成膜裝置進行開發。為了得到長的圓筒型之氧化物靶,提供有將複數個圓筒型的氧化物燒結體(sintered oxide)與圓筒型的底管(backing tube)予以接合的方法。
但是,在以複數個靶構件構成濺鍍靶的情形下,相鄰的靶構件彼此因靶構件的熱膨脹而接觸,有靶構件會破裂的情形。為了防止因該接觸所造成的破裂,有在相鄰的靶構件之間設有間隙之情形(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-168832號公報。
[發明所欲解決之課題]
但是,粒子(particle)從間隙產生、當氧化物以外的成分附著於間隙時會產生異常放電等等,對成膜步驟帶來壞影響。特別是,為了得到長的圓筒型靶,有必要將複數個圓筒型靶構件配置成行狀,相對地間隙的數量會增加。
有鑑於以上般的狀況,本發明之目的係在於提供一種即使長且為圓筒型,也能夠抑制粒子及異常放電的濺鍍靶以及濺鍍靶的製造方法。 [用以解決課題之手段]
為了達成上述目的,本發明的一形態之濺鍍靶係具備:筒狀的底管、靶本體、接合材以及遮蔽構件。 上述靶本體係包含:複數個靶構件,係以沿著上述底管之外周面的方式並排設置且具有圓弧狀的剖面。上述複數個靶構件之各個係以繞上述底管的中心軸而隔開的方式配置。形成於繞上述中心軸地並排的靶構件之間的間隙係在上述底管的中心軸方向延伸。 上述接合材係被設置於上述底管與上述靶本體之間,且將上述底管與上述複數個靶構件之各個予以接合。 上述遮蔽構件係被設置於上述接合材與上述靶本體之間,且自上述接合材那側將上述間隙遮蔽。
根據此種濺鍍靶,靶本體係包含具有圓弧狀之剖面的複數個靶構件,複數個靶構件之各個係以繞底管之中心軸而隔開的方式被配置,形成於繞中心軸地並排的靶構件之間的間隙係在底管的中心軸方向延伸。藉此,即使濺鍍靶長且為圓筒型,間隙的容積增大也得以抑制,粒子、異常放電得以抑制。
在上述濺鍍靶中,上述靶本體係藉由一組靶構件將上述底管包圍。在與上述底管的上述中心軸方向正交之方向將上述一組靶構件切斷的情形下,上述底管的中心軸可以位於形成在上述一組靶構件之間的一對上述間隙之間。
根據此種濺鍍靶,由於底管的中心軸位於形成在一組靶構件之間的一對間隙之間,故即使濺鍍靶長且為圓筒型,間隙的容積增大也得以抑制,粒子、異常放電得以抑制。
在上述濺鍍靶中,上述靶本體係在上述底管的上述中心軸方向成為行狀而並排設置複數個。
根據此種濺鍍靶,濺鍍靶係更長條地形成。
在上述濺鍍靶中,上述複數個靶構件之各個係可以藉由氧化物的燒結體所構成。
根據此種濺鍍靶,即使複數個靶構件之各個係藉由氧化物的燒結體所構成,濺鍍靶的粒子、異常放電也得以抑制。
在上述濺鍍靶中,上述燒結體係可以具有In、Ga及Zn。
根據此種濺鍍靶,由於燒結體具有In、Ga及Zn,故形成有穩定的氧化物半導體膜。
為了達成上述目的,在本發明的一形態之濺鍍靶的製造方法中,準備圓柱狀的芯棒,上述芯棒之環繞中心軸的外周面係以與上述底管的外周面相同的曲率所構成,上述芯棒係具有從上述外周面向外側突出的凸部,在藉由筒狀的模具包圍上述外周面時,由上述外周面與上述模具所形成的空間係藉由上述凸部而在上述中心軸之周圍被劃定成複數個空間部。 藉由上述芯棒與上述模具來形成上述複數個空間部。 將粉體填充於上述複數個空間部的各個。 經由上述模具而等向地對上述粉體施加壓力,藉此形成由上述粉體所致的成形體。 將上述成形體加熱,藉此形成上述粉體已燒結的燒結體。
根據此種濺鍍靶的製造方法,即使濺鍍靶長且為圓筒型,也能夠確實地製造間隙的容積增大得以抑制且粒子、異常放電得以抑制的濺鍍靶。
在上述濺鍍靶的製造方法中,藉由上述凸部來將上述空間劃定成在上述中心軸之周圍並排的一對空間部。
根據此種濺鍍靶的製造方法,由於上述空間係藉由凸部而被劃定成在中心軸之周圍並排的一對空間部,故即使濺鍍靶長且為圓筒型,也能夠確實地製造間隙的容積增大得以抑制且粒子、異常放電得以抑制的濺鍍靶。
在上述濺鍍靶的製造方法中,以上述成形體的長邊方向與支持台之支持面為平行的方式將上述成形體載置於上述支持台,上述成形體係填充於上述一對空間部所形成,上述支持台係支持上述成形體;使由與上述成形體為相同成分所構成的支持治具(supporting jig)介於抵接面與上述支持台之間,上述抵接面係上述成形體與上述芯棒之上述外周面抵接的面;可以藉由上述支持治具一邊支持上述抵接面一邊焙燒上述成形體。
根據此種濺鍍靶的製造方法,由於一邊藉由以與成形體為相同成分所構成的支持治具來支持成形體一邊焙燒成形體,故即使濺鍍靶為圓筒型,也能夠確實地製造間隙的容積增大得以抑制且粒子、異常放電得以抑制的濺鍍靶。 [發明功效]
如以上所述般,根據本發明,提供一種即使長且為圓筒型也能夠抑制粒子、異常放電的濺鍍靶以及濺鍍靶的製造方法。
以下,一邊參照圖式一邊說明本發明的實施形態。有在各圖式中導入XYZ軸座標的情形。又,有對相同構件或者是具有相同功能之構件附加相同符號的情形,且有在說明該構件後適當省略說明之情形。
圖1中的(a)是本實施形態之濺鍍靶的示意性立體圖。圖1中的(b)是本實施形態之濺鍍靶的示意性剖視圖。於圖1中的(b)係表示有圖1中的(a)之X-Y軸平面上的剖面。
於圖1中的(a)、(b)所示的濺鍍靶1是用於濺鍍成膜之圓筒狀的靶組件(target assembly)。濺鍍靶1係具備:底管10、靶本體20、接合材30及遮蔽構件40。
底管10是筒狀體,且底管10的內部為中空狀。底管10係在一軸方向(例如中心軸10c的方向)延伸。中心軸10c的方向是底管10的長邊方向。又,底管10是濺鍍靶1的基材,據此中心軸10c也是濺鍍靶1的中心軸。
底管10係具有:外周面101,係環繞中心軸10c的周圍;以及內周面102,係位於外周面101的相反側,且環繞中心軸10c的周圍。在與中心軸10c正交的平面(例如X-Y軸平面)將底管10切斷之情形下,底管10的形狀成為例如環狀。
底管10的材料係具有於導熱性優異的材料,例如鈦(Ti)、銅(Cu)等。於底管10的內部可以適當形成有供冷媒流通的流路。
靶本體20係包圍底管10的外周面101。靶本體20係對著底管10被配置成同心狀。靶本體20係具有複數個靶構件。例如,在圖1中的(a)、(b)之例中,靶本體20係具有一組靶構件20A、20B。
靶構件20A、20B係分別包圍底管10。例如,靶構件20A、20B係以沿著底管10之外周面101的方式並排設置。在X-Y軸平面將靶構件20A、20B之各個切斷之情形下,靶構件20A、20B的形狀係成為例如圓弧狀。例如,在X-Y軸平面上的靶構件20A、20B各自的剖面形狀係呈相同形狀。又,在Z軸方向上的靶構件20A、20B之各自的長度為相同。
靶構件20A、20B之各個係不會互相接觸,以在底管10之中心軸10c的周圍隔開的方式所配置。例如,靶構件20A、20B係在底管10之中心軸10c的周圍並排設置。換言之,靶本體20係具有在與中心軸10c正交的方向上分割的分割構造。藉此,於靶構件20A與靶構件20B之間係形成有間隙(分割部)201。
例如,在與中心軸10c的方向正交之方向將靶構件20A、20B切斷的情形下,於靶構件20A、20B的各個之間係形成有一對間隙201。一對間隙201之各個係互相平行而在底管10之中心軸10c的方向延伸。又,底管10的中心軸10c係位於一對間隙201之間。例如,在X-Y軸平面上,一對間隙201與中心軸10c係直行狀地並排。
關於間隙201的寬並未特別限定,例如設定成不會因為靶構件20A、20B的熱膨脹而彼此互相接觸的程度。
靶構件20A、20B係由相同材料所構成,例如藉由氧化物的燒結體所構成。作為一例,燒結體係具有In及Zn。例如,燒結體係由In-Ga-Zn-O(IGZO)所構成。例如,燒結體也可以是In-Ti-Zn-Sn-O(ITZTO)燒結體、In-Ti-Zn-Sn-O(IGTO)燒結體等。
接合材30係被夾設於底管10與靶本體20之間。接合材30係與底管10和靶本體20密接。接合材30係將底管10與複數個靶構件20A、20B之各個予以接合。接合材30係具有例如銦(In)、錫(Sn)、焊材等。
遮蔽構件40係被設置於接合材30與靶本體20之間。遮蔽構件40係位於間隙201與接合材30之間。遮蔽構件40係自接合材30那側將間隙201遮蔽。藉此,接合材30之往間隙201的洩漏被抑制,接合材30不易侵入到間隙201。又,即使在濺鍍時將間隙201暴露於電漿(plasma),接合材30也藉由遮蔽構件40而自電漿遮蔽。藉此,在濺鍍時,接合材30的成分(例如In)不易與靶本體20的成分混合。
於以下說明遮蔽構件40之具體的構成。圖2中的(a)、(b)是表示遮蔽構件之剖面構造的示意性剖視圖。
遮蔽構件40可以是圖2中的(a)所示的遮蔽構件40A,也可以是圖2中的(b)所示的遮蔽構件40B。
圖2中的(a)所示的遮蔽構件40A係具有:黏著片(adhesive sheet)401,係具有黏著性;以及樹脂片(resin sheet)402,係具有電漿抗性。樹脂片402係被設置於靶構件20A、20B與黏著片401之間。樹脂片402是遮蔽構件40A的遮蔽基材。黏著片401是遮蔽構件40A的張貼材。
樹脂片402係跨過間隙201,且樹脂片402的一部分於間隙201露出。樹脂片402係藉由黏著片401而從接合材30那側分別被張貼於靶構件20A、20B。黏著片401及樹脂片402各自的材料係包含例如聚醯亞胺(polyimide)、氟樹脂、聚矽氧(silicone)樹脂等。
圖2中的(b)所示的遮蔽構件40B係具有:黏著片401、金屬片403及氧化物層404。遮蔽構件40B係具有以下的積層構造:從接合材30朝向靶構件20A、20B照黏著片401/金屬片403/氧化物層404的順序並排的構造。在遮蔽構件40B中,金屬片403係具有作為將黏著片401與氧化物層404接合且將各自的應力予以緩和之中間層的功能,氧化物層404係具有作為遮蔽基材的功能。
氧化物層404係跨過間隙201,且氧化物層404的一部分於間隙201露出。進一步地,氧化物層404係隔著金屬片403而藉由黏著片401從接合材30那側分別被張貼於靶構件20A、20B。
金屬片403係包含例如鈦(Ti)。氧化物層404係由與靶構件20A、20B相同之材料所構成。藉此,在濺鍍時,即使遮蔽構件40B暴露於電漿,靶本體20之成分以外的成分也不易混合存在於被覆膜中。
對濺鍍靶1的製造方法進行說明。
圖3是表示在濺鍍靶的製造方法所使用的製造治具之示意性立體圖。
首先,準備圖3所示的圓柱狀的芯棒5。芯棒5係在中心軸5c的方向延伸,中心軸5c的方向係成為芯棒5的長邊方向。在芯棒5中,外周面51環繞中心軸5c,外周面51係由與底管10之外周面101相同之曲率所構成。進一步地,於芯棒5係設有:凸部52,係在外周面51從外周面51朝外側突出。例如,凸部52係在外周面51設置複數個。例如,在圖3之例中,在中心軸5c的周圍以180度之間隔設置有一對凸部52。
圖4中的(a)、(b)是表示在濺鍍靶的製造方法所使用的其他的製造治具之示意性剖視圖。於圖4中的(a)、(b)係表示有製造治具的X-Y軸剖面。
接下來,如圖4中的(a)所示,準備筒狀的模具6。模具6係在中心軸5c的方向延伸,模具6的兩端之至少一方封閉。當芯棒5由筒狀的模具6所包圍時,於芯棒5與模具6之間形成有複數個空間部53。例如,當芯棒5的外周面51藉由模具6所包圍時,一對凸部52係與模具6的內壁6w抵接。藉此,外周面51與模具6之間的空間係被劃定成複數個空間部53。
例如,在圖4中的(a)之例中,外周面51與模具6之間的空間係藉由一對凸部52而在中心軸5c的周圍被劃定成一對空間部53。一對空間部53係在中心軸5c的周圍並排。
接下來,如圖4中的(b)所示,將作為靶本體20之原料的粉體21對複數個空間部53之各個填充。然後,藉由冷均壓(CIP:Cold Isostatic Pressing)等手法,從模具6的外側等向地對粉體21施加壓力(參照箭頭)。
圖5中的(a)是表示做為靶本體之前體的成形體之示意性立體圖。圖5中的(b)是表示將成形體燒結時的樣子之示意性立體圖。
藉著經由模具6等向地對粉體21施加壓力,如圖5中的(a)所示,形成有由粉體21所致的一對成形體22。
接下來,如圖5中的(b)所示,準備將成形體22予以支持的支持台70。然後,以成形體22的長邊方向與支持台70的支持面71為平行的方式將成形體22載置於支持台70。
接下來,使支持治具72介於成形體22的抵接面(內壁)22w與支持台70之間,前述抵接面22w係與芯棒5的外周面51抵接,前述支持治具72係由與成形體22相同之成分所構成。支持治具72為塊(block)狀,且至少準備1個。然後,一邊藉由支持治具72來支持抵接面22w一邊將成形體22加熱。藉此,形成有粉體21經焙燒而成的燒結體,亦即形成有靶構件20A、20B。在這裡,由於支持治具72係由與成形體22相同之成分所構成,故不會有異物從支持治具72混入燒結體的情形。
圖6是表示將接合材填充於靶本體與底管之間的樣子之示意圖。
接下來,在底管10豎立的狀態下,將靶構件20A、20B配置於底管10的周圍。然後,將已熔融的接合材30從底管10的下方填充於底管10與靶構件20A、20B之間(例如160℃、In)。以接合材30的填充來說,利用壓力(重力)差的填充、壓入等可以利用。此時,由於間隙201係由遮蔽構件40所遮蔽,故接合材30不易往間隙201洩漏。
之後,接合材30在底管10與靶構件20A、20B之間固化,且底管10與靶構件20A、20B係藉由接合材30所接合。之後,因應需求來施加將靶構件20A、20B之表面粗糙度(surface roughness)予以調整的完成處理加工(finishing processing)。
對使用濺鍍靶1之情形下的功效之一例進行說明。
在非分割構造之圓筒型的氧化物靶中,在焙燒其成形體時,由於成形體被置於高溫環境下,故有因成形體的軟化、收縮等而在成形體產生應變(strain)之情形。因此,在製作非分割構造之圓筒型的氧化物靶時,有採用在將圓筒型的成形體豎立之狀態下進行焙燒的手法之情形。
但是,在將成形體豎立之狀態下進行焙燒的情形下,所形成之燒結體(靶構件)的長度會因焙燒爐的高度而被限制。因此,為了得到1m以上的長度之燒結體,必須新導入縱長較長的新的焙燒爐,招致成本上的問題。又,若在豎立狀態下進行成形體的焙燒,則燒結體產生應變、崩塌的可能性會變高。因此,以非分割構造之圓筒型的氧化物靶來說,良率會降低。
相對於此,在本實施形態中,將成形體22設成半圓筒狀。藉此,在成形體22的焙燒時,能夠將成形體22橫置,於成形體22不易產生應變,不易引起成形體22的崩塌。結果,氧化物靶的良率大大提升。又,藉由將成形體22橫置,能夠得到長條的靶構件,進一步地,由於不受焙燒爐的高度限制,因此不需要新導入焙燒爐。藉此實現低成本化。特別是,本實施形態的手法在形成作為氧化物半導體材料之IGZO(銦-鎵-鋅-氧化物)等的濺鍍靶時是有效的。
又,若在與長條的濺鍍靶之中心軸正交的方向數次形成間隙,則在濺鍍時暴露於電漿的間隙之容積也必然地變大。因此,有接合材的成分或者是底管的成分經由間隙而混入至被覆膜的可能性存在。此種雜質的混入係招致被覆膜的品質降低、被覆膜的特性不均。
相對於此,在本實施形態中,由於在濺鍍靶1的長邊方向形成有間隙201,故暴露於電漿之間隙的容積會減少。特別是,藉由將一對半圓筒型的靶構件20A、20B配置於底管10的周圍,暴露於電漿之間隙的容積會大大減少。藉此,雜質不易混入至被覆膜,可以形成高品質的被覆膜。進一步地,被覆膜的特性不容易變得不均。
進一步地,由於間隙201係藉由遮蔽構件40而從接合材30那側所遮蔽,故能夠確實地將接合材30向間隙201之洩漏、對接合材30之電漿照射予以抑制。
(變形例1)
圖7是本實施形態的變形例1之濺鍍靶的示意性立體圖。
在濺鍍靶2中,靶本體20係在底管10之中心軸10c的方向成為行狀而並排設置複數個。複數個靶本體20之各個係在中心軸10c的方向互相隔開地被配置。具有複數個靶本體20之濺鍍靶2在中心軸10c之方向上的長度為2000mm以上。
在中心軸10c的方向相鄰的靶本體20之間隙202可以比間隙201更狹窄。藉此,即使將靶本體20在中心軸10c的方向重疊複數個,間隙的容積也不會變得過大。
根據此種構成,除了上述的功效以外,能夠簡便地將濺鍍靶在中心軸10c的方向上的長度變長。
(變形例2)
圖8中的(a)、(b)是本實施形態的變形例2之濺鍍靶的示意性剖視圖。
在靶本體20中,可以將與間隙201連通的凹部203設在靶本體20之內側。凹部203係形成於底管10那側。於凹部203係收容有遮蔽構件40A(圖8中的(a))或者是遮蔽構件40B(圖8中的(b))。
根據此種構成,確實地確保遮蔽構件40A(或遮蔽構件40B)與底管10之間的空間。藉此,已熔融的接合材30不會因遮蔽構件40A(或遮蔽構件40B)而受到負荷,均勻無遺漏地遍及底管10與靶本體20之間。
圖9是表示將接合材填充於靶本體與底管之間的其他的樣子之示意圖。
例如,在已將底管10及靶本體20橫置的狀態下,在將接合材30從下方對底管10與靶本體20之間注入的情形下,已熔融的接合材30不會因遮蔽構件40A(或遮蔽構件40B)而受到負荷,會均勻無遺漏地遍及底管10與靶本體20之間。 [實施例]
[靶構件]
(實施例)
作為原料,將一次粒子的平均粒徑為1.1μm的In2 O3 粉與一次粒子的平均粒徑為0.5μm的ZnO粉與一次粒子的平均粒徑為1.3μm的Ga2 O3 以氧化物的莫耳比率(molar ratio)成為1:2:1的方式進行了秤量。將這些原料粉末用濕式球磨機粉碎/混合。使用了φ5mm的氧化鋯球(zirconia ball)作為粉碎媒介。以噴霧乾燥機(spray dryer)將已粉碎混合的漿料(slurry)乾燥造粒,得到造粒粉。
對內部設置有金屬製的芯棒5之聚氨酯(polyurethane)製的模具6填充造粒粉,將造粒粉密封後,以98MPa的壓力進行了CIP成形。藉此,得到2個半圓筒狀的成形體(被焙燒體)22。同時將支持治具72成形。支持治具72的尺寸為寬40 mm × 高度77 mm。
將成形體22橫向地靜置於脫脂爐而以600℃進行了脫脂。脫脂處理結束後,將成形體22橫向地靜置於氧化鋁製的支持台70上,在支持台70上用並排成行狀的3個支持治具72將成形體22予以支持。以作為成形體22的樣本數來說,藉由進行10次成形,製作了合計20個(在1次成形中2個)成形體22。
分別將成形體22在焙燒爐內進行最高溫度1500℃、10小時的加熱處理,得到長度1050 mm的半圓筒型之靶構件20A、20B。焙燒後的20個靶構件之內徑的應變之平均為1.1 mm。
(比較例1)
將以與實施例相同條件製作的造粒粉填充於金屬製的芯棒與模具6之間,前述芯棒係未設有凸部52。將造粒粉密封後,以98MPa的壓力進行CIP成形,得到沒有間隙201之圓筒狀的成形體。將得到的成形體(被焙燒體)以豎立狀態在脫脂爐內以600℃進行了脫脂。以作為成形體的樣本數來說,藉由進行10次成形,製作了合計10個(在1次成形中1個)成形體。
將脫脂處理已經結束的成形體以豎立狀態靜置在支持台70上,在焙燒爐內進行了最高溫度1500℃、10小時的焙燒。藉此得到長度350 mm的圓筒型的靶構件。
10個靶構件之內徑的應變之平均為2 mm,比起實施例變大。作為該要因之一,能夠考慮是:藉由焙燒時的收縮,與支持台70接觸之端面的滑移因與支持台70的摩擦抵抗而被阻礙,因此上側的端面與內徑的差變大。
(比較例2)
將以與實施例相同條件製作的造粒粉在與比較例1相同條件下進行CIP成形、脫脂而得到圓筒狀的成形體。將脫脂處理已經結束的成形體在支持台70上橫向地靜置,在焙燒爐內進行最高溫度1500℃、10小時的焙燒,得到長度1050 mm之圓筒型的靶構件。以作為成形體的樣本數來說,藉由進行10次成形,製作了合計10個(在1次成形中1個)成形體。
10個靶構件之中在4個靶構件產生了破裂。沒破裂的剩下6個靶構件之內徑的應變之平均為10 mm,比起比較例1變大。作為該要因之一,能夠考慮是:在橫向的靜置中,應變在焙燒時的收縮時藉由自身重量而變大。
將在實施例、比較例1、2已CIP成形的成形體之個數與其中沒產生破裂的靶構件之個數及內徑的應變整理於表1。
[表1]
  成形體個數 沒破裂的 成形體個數 應變/mm
實施例 20 20 1
比較例1 10 10 2
比較例2 10 6 10
[濺鍍靶]
將在實施例所得到的半圓筒型的靶構件20A、20B以成為內徑135 mm、外徑147 mm、長度1000 mm的方式進行機械加工,準備一組靶構件20A、20B。又,製作藉由電漿噴塗使氧化物層404(IGZO層)積層在厚度0.2mm的Ti製金屬片403之寬5mm的遮蔽構件40。
使一組靶構件20A、20B以成為圓筒狀的方式對向,將遮蔽構件40從內側張貼於間隙201。然後,將底管10配置在圓筒狀的靶構件20A、20B(靶本體20)之內部。另外,在底管10之內周面102中進行以下的前處理:一邊以裝有超音波發送機的鏝刀(trowel)賦予超音波振動一邊進行In的磨入。
以靶本體20與底管10成為同心圓狀的方式進行了位置對準後,將已熔融的In之接合材30注入至靶本體20與底管10之間。之後,使接合材30冷卻而固化。
所得到的濺鍍靶1之間隙201的寬是0.3 mm。用顯微鏡觀察間隙201的結果,沒觀測到接合材30的洩漏。
以上,對本發明的實施形態進行了說明,但本發明並非僅限定於上述的實施形態,當然能夠施加各種變更。各實施形態不限於獨立的形態,只要技術上允許則能夠進行複合。
1,2:濺鍍靶 5:芯棒 5c,10c:中心軸 6:模具 6w:內壁 10:底管 20:靶本體 20A,20B:靶構件 21:粉體 22:成形體 22w:抵接面 30:接合材 40,40A,40B:遮蔽構件 51,101:外周面 52:凸部 53:空間部 70:支持台 71:支持面 72:支持治具 102:內周面 201,202:間隙 203:凹部 401:黏著片 402:樹脂片 403:金屬片 404:氧化物層
[圖1]中的(a)是本實施形態之濺鍍靶的示意性立體圖。圖1中的(b)是本實施形態之濺鍍靶的示意性剖視圖。 [圖2]是表示遮蔽構件之剖面構造的示意性剖視圖。 [圖3]是表示在濺鍍靶的製造方法中所使用的製造治具之示意性立體圖。 [圖4]是表示在濺鍍靶的製造方法中所使用的其他的製造治具之示意性剖視圖。 [圖5]中的(a)是將作為靶本體的前體(precursor)之成形體予以表示的示意性立體圖。圖5中的(b)是表示將成形體燒結時的樣子之示意性立體圖。 [圖6]是表示將接合材填充於靶本體與底管之間的樣子之示意圖。 [圖7]是本實施形態的變形例1之濺鍍靶的示意性立體圖。 [圖8]是本實施形態的變形例2之濺鍍靶的示意性剖視圖。 [圖9]是表示將接合材填充於靶本體與底管之間的其他的樣子之示意圖。
1:濺鍍靶
10:底管
10c:中心軸
20:靶本體
20A,20B:靶構件
30:接合材
40:遮蔽構件
101:外周面
102:內周面
201:間隙

Claims (14)

  1. 一種濺鍍靶,係具備:筒狀的底管;靶本體,係包含複數個靶構件,前述複數個靶構件係以沿著前述底管之外周面的方式並排設置且具有圓弧狀的剖面,前述複數個靶構件之各個係以繞前述底管的中心軸而隔開的方式配置,形成於繞前述中心軸地並排的靶構件之間的間隙係在前述底管之中心軸方向延伸,且於前述複數個靶構件的內側設置有連通至前述間隙並在前述中心軸方向延伸之凹部;接合材,係被設置於前述底管與前述靶本體之間,且將前述底管與前述複數個靶構件之各個予以接合;以及遮蔽構件,係被收容於前述接合材與前述靶本體之間的前述凹部,前述遮蔽構件的兩側係分別與前述複數個靶構件接合,前述遮蔽構件的內側係以從前述接合材之側遮蔽前述間隙之方式與前述接合材接合,前述遮蔽構件的外側係以從前述間隙露出但不會從前述凹部突出到前述間隙之方式配置於前述凹部。
  2. 如請求項1所記載之濺鍍靶,其中前述遮蔽構件係具有:氧化物層,係設置於前述遮蔽構件的外側,並由與前述靶構件相同之材料所構成。
  3. 如請求項2所記載之濺鍍靶,其中前述遮蔽構件係具有從前述接合材朝向相鄰的前述靶構件照黏著片、金屬片、前述氧化物層的順序並排的積層構造;前述金屬片係具有作為緩和前述黏著片與前述氧化物層的應力之中間層的功能,前述氧化物層係具有遮蔽基材的功能。
  4. 如請求項1所記載之濺鍍靶,其中前述靶本體係藉由一組靶構件將前述底管包圍;在與前述底管的前述中心軸方向正交之方向將前述一組靶構件切斷的情形下,前述底管的前述中心軸係位於形成在前述一組靶構件之間的一對前述間隙之間。
  5. 如請求項1至4中任一項所記載之濺鍍靶,其中前述靶本體係在前述底管的前述中心軸方向成為行狀而並排設置複數個。
  6. 如請求項1至4中任一項所記載之濺鍍靶,其中前述複數個靶構件之各個係藉由氧化物的燒結體所構成。
  7. 如請求項5所記載之濺鍍靶,其中前述複數個靶構件之各個係藉由氧化物的燒結體所構成。
  8. 如請求項6所記載之濺鍍靶,其中前述燒結體係具有In、Ga及Zn。
  9. 如請求項7所記載之濺鍍靶,其中前述燒結體係具有In、Ga及Zn。
  10. 一種濺鍍靶的製造方法,係製造具有筒狀的底管、靶本體、接合材及遮蔽構件之濺鍍靶;前述靶本體係包含複數個靶構件,前述複數個靶構件係以沿著前述底管之外周面的方式並排設置且具有圓弧狀的剖面,前述複數個靶構件之各個係以繞前述底管的中心軸而隔開的方式配置,形成於繞前述中心軸地並排的靶構件之間的間隙係在前述底管之中心軸方向延伸,且於前述複數個靶構件的內側設置有連通至前述間隙並在前述中心軸方向延伸之凹部;前述接合材係被夾設於前述底管與前述靶本體之間且將前述底管與前述複數個靶構件之各個予以接合; 前述遮蔽構件係被收容於前述接合材與前述靶本體之間的前述凹部,前述遮蔽構件的兩側係分別與前述複數個靶構件接合,前述遮蔽構件的內側係以從前述接合材之側遮蔽前述間隙之方式與前述接合材接合,前述遮蔽構件的外側係以從前述間隙露出但不會從前述凹部突出到前述間隙之方式配置於前述凹部;前述濺鍍靶的製造方法係以下述步驟製作前述複數個靶構件:準備圓柱狀的芯棒,前述芯棒之環繞中心軸的第一外周面係以與前述底管的外周面相同的曲率所構成,前述芯棒係具有從前述第一外周面向外側突出的凸部,在藉由筒狀的模具包圍前述第一外周面時,由前述第一外周面與前述模具所形成的空間係藉由前述凸部而在前述中心軸之周圍被劃定成複數個空間部;藉由前述芯棒與前述模具來形成前述複數個空間部;將粉體填充於前述複數個空間部的各個;經由前述模具而等向地對前述粉體施加壓力,藉此形成由前述粉體所致的成形體;將前述成形體加熱,藉此形成前述粉體已燒結的燒結體。
  11. 如請求項10所記載之濺鍍靶的製造方法,其中前述遮蔽構件係具有:氧化物層,係設置於前述遮蔽構件的外側,並由與前述靶構件相同之材料所構成。
  12. 如請求項11所記載之濺鍍靶的製造方法,其中前述遮蔽構件係具有從前述接合材朝向相鄰的前述靶構件照黏著片、金屬片、前述氧化物層 的順序並排的積層構造;前述金屬片係具有作為緩和前述黏著片與前述氧化物層的應力之中間層的功能,前述氧化物層係具有遮蔽基材的功能。
  13. 如請求項10至12中任一項所記載之濺鍍靶的製造方法,其中形成前述複數個空間部之步驟係藉由前述凸部來將前述空間劃定成在前述中心軸之周圍並排的一對空間部。
  14. 如請求項10至12中任一項所記載之濺鍍靶的製造方法,其中形成前述燒結體之步驟係包含下述步驟:以前述成形體的長邊方向與支持台之支持面為平行的方式將前述成形體載置於前述支持台,前述成形體係填充於前述一對空間部所形成,前述支持台係支持前述成形體;使由與前述成形體為相同成分所構成的支持治具介於抵接面與前述支持台之間,前述抵接面係前述成形體與前述第一外周面抵接的面;藉由前述支持治具一邊支持前述抵接面一邊焙燒前述成形體。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007110172A1 (de) * 2006-03-23 2007-10-04 W. C. Heraeus Gmbh Rohrtarget
TW201020333A (en) * 2008-09-25 2010-06-01 Tosoh Corp Cylindrical sputtering target and method for manufacturing the same
JP2015120975A (ja) * 2013-11-25 2015-07-02 株式会社フルヤ金属 スパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲット

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024965A (ja) * 1988-06-09 1990-01-09 Hitachi Ltd スパッタリングターゲットおよびそれを用いたマグネトロンスパッタ装置
US6878242B2 (en) * 2003-04-08 2005-04-12 Guardian Industries Corp. Segmented sputtering target and method/apparatus for using same
JP2006083408A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Shin Meiwa Ind Co Ltd 真空成膜装置
KR101647636B1 (ko) * 2009-01-30 2016-08-11 프랙스에어 에스.티. 테크놀로지, 인코포레이티드 튜브 타겟
JP6089983B2 (ja) * 2012-07-18 2017-03-08 三菱マテリアル株式会社 円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP6110224B2 (ja) 2013-06-24 2017-04-05 株式会社アルバック ターゲットアセンブリ及びその製造方法
JP2015168832A (ja) 2014-03-05 2015-09-28 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットとその製造方法
JP5887625B1 (ja) * 2015-03-27 2016-03-16 Jx金属株式会社 円筒型スパッタリングターゲット、円筒型焼結体、円筒型成形体及びそれらの製造方法
JP6861035B2 (ja) * 2017-01-13 2021-04-21 三井金属鉱業株式会社 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
JP6895263B2 (ja) * 2017-01-24 2021-06-30 三井金属鉱業株式会社 円筒形スパッタリングターゲット、バッキングチューブ、および円筒形スパッタリングターゲットの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007110172A1 (de) * 2006-03-23 2007-10-04 W. C. Heraeus Gmbh Rohrtarget
TW201020333A (en) * 2008-09-25 2010-06-01 Tosoh Corp Cylindrical sputtering target and method for manufacturing the same
JP2015120975A (ja) * 2013-11-25 2015-07-02 株式会社フルヤ金属 スパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲット

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