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TW202020179A - 氧化物濺鍍靶材及氧化物濺鍍靶材的製造方法 - Google Patents

氧化物濺鍍靶材及氧化物濺鍍靶材的製造方法 Download PDF

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TW202020179A
TW202020179A TW108124678A TW108124678A TW202020179A TW 202020179 A TW202020179 A TW 202020179A TW 108124678 A TW108124678 A TW 108124678A TW 108124678 A TW108124678 A TW 108124678A TW 202020179 A TW202020179 A TW 202020179A
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sputtering target
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TW108124678A
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梅本太
陸田雄也
白井孝典
井尾謙介
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日商三菱綜合材料股份有限公司
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Abstract

一種氧化物濺鍍靶材，其係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成，其特徵為：靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，厚度方向之密度的不均度為5%以內。

Description

氧化物濺鍍靶材及氧化物濺鍍靶材的製造方法
本發明係有關於一種由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成之氧化物濺鍍靶材及此氧化物濺鍍靶材的製造方法。 本案係針對2018年8月27日於日本所申請之日本特願2018-158101號及2019年7月4日於日本所申請之日本特願2019-125596號主張其優先權，將彼等的內容援用於此。
在液晶顯示器、有機EL顯示器及觸控面板等的顯示器面板中，為防止液晶元件或有機EL元件等的帶電所引起之誤操作，而配設有屏蔽層。尤其是在內嵌式觸控面板中，上述屏蔽層亦要求一面排除來自外部的雜訊，一面使觸碰訊號到達面板內部的感測器部分之作用。 而且，此屏蔽層中，為確保顯示器面板的辨識性，亦要求高度的可見光穿透性。
例如在專利文獻1中，作為上述屏蔽層，其提出一種以氧化銦錫(ITO)為主成分的透明導電膜。 此外，在以氧化銦錫(ITO)為主成分的透明導電膜中，由於可見光下的穿透率較低，看起來帶有黃色，而有辨識性劣化之虞。
因此，作為上述屏蔽層，有人思及應用含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物膜。 例如，專利文獻2～4中提出成膜含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物膜時所使用之氧化物濺鍍靶材。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]　日本特開2013-142194號公報 [專利文獻2]　日本特開2007-327103號公報 [專利文獻3]　日本特開2009-062585號公報 [專利文獻4]　日本特開2018-040032號公報
[發明所欲解決之課題]
此外，專利文獻2-4所揭示之氧化物濺鍍靶材主要係假設成膜作為資訊記錄媒體之光碟的介電體層及保護層的情形，故靶材濺鍍面較小。 在成膜內嵌式觸控面板等的屏蔽層時，較佳使用靶材濺鍍面的面積較大的大型濺鍍靶材或圓筒型濺鍍靶材。 上述專利文獻2～4中，在製造大型濺鍍靶材時，燒成不完全，而有發生密度不均勻或氧濃度不均勻，或者產生破裂或翹曲而無法穩定地進行濺鍍成膜之虞。
此發明係有鑑於前述實情而完成者，茲以提供一種靶材濺鍍面即使較大，仍可穩定地進行濺鍍成膜的氧化物濺鍍靶材及此氧化物濺鍍靶材的製造方法。 [解決課題之手段]
為解決上述課題，本發明之氧化物濺鍍靶材係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成之氧化物濺鍍靶材，其特徵為：靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，厚度方向之密度的不均度為5%以內。
根據本發明之氧化物濺鍍靶材，由於係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成，而能夠成膜電阻高且可見光的穿透性優良而適用於屏蔽層的氧化物膜。 而且，由於靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，於濺鍍成膜時在整個靶材濺鍍面穩定地濺鍍，而能夠穩定地成膜氧化物膜。 又，由於厚度方向之密度的不均度為5%以內，即使在進行濺鍍時，亦能穩定地成膜氧化物膜。
本發明之氧化物濺鍍靶材中，係以靶材濺鍍面內之比電阻的不均度為10%以內，厚度方向之比電阻的不均度為10%以內為佳。 此時，由於靶材濺鍍面內之比電阻的不均度為10%以內，可抑制濺鍍時之異常放電的發生。 又，由於厚度方向之比電阻的不均度為10%以內，即使進行濺鍍時，亦能穩定地成膜氧化物膜。
再者，本發明之氧化物濺鍍靶材中，靶材濺鍍面的面積可為0.02m2 以上。 此時，由於靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上而較大，而能夠在大面積的基板上成膜氧化物膜。氧化物濺鍍靶材可為平板形狀或圓筒型形狀。
本發明之氧化物濺鍍靶材的製造方法係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成之氧化物濺鍍靶材的製造方法，其特徵為，具有：燒結原料粉形成步驟，係製得包含混有氧化鋯粉、氧化矽粉及氧化銦粉之氧化物的燒結原料粉；及燒結步驟，係將所得之前述燒結原料粉燒結而得到燒結體；於前述燒結步驟中，係一邊導入氧一邊加熱，在1200℃以上1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上後，加熱至超過1400℃的溫度並予以保持。
根據此構成之氧化物濺鍍靶材的製造方法，於燒結步驟中，由於係在燒結原料粉中的氧化銦開始燒結之1200℃以上，且藉由複合氧化物的形成而進行燒結之1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上，因此可於燒結時保持燒結原料粉彼此之間的間隙通道的狀態下使氧氣滲透至內部。 而且，其後係藉由加熱至超過1400℃的溫度並予以保持，因此可使燒結均勻地進行，而能夠獲得密度之不均度較小的燒結體。
本發明之氧化物濺鍍靶材的製造方法中，前述燒結原料粉的中值徑(D50)較佳為0.05μm以上1.2μm以下的範圍內。 此時，由於前述燒結原料粉的中值徑(D50)為0.05μm以上1.2μm以下的範圍內而較小，可壓低燒結時的收縮量，在製造大型氧化物濺鍍靶材時，亦可抑制破裂或翹曲的發生，而能夠提升製造良率。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種靶材濺鍍面即使較大，仍可穩定地進行濺鍍成膜的氧化物濺鍍靶材及此氧化物濺鍍靶材的製造方法。
以下參照隨附圖式，就本發明實施形態之氧化物濺鍍靶材及氧化物濺鍍靶材的製造方法加以說明。 本實施形態之氧化物濺鍍靶材係在液晶顯示器面板、有機EL顯示器面板及觸控面板等的顯示器面板中，供成膜適合作為屏蔽層之氧化物膜時所使用者，該屏蔽層係為了防止帶電而配設者。
本實施形態之氧化物濺鍍靶材係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成。本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，係具有包含上述金屬元素之至少一部分的複合氧化物相及氧化銦相。 本實施形態中，係如圖1A及圖1B所示，為濺鍍面呈矩形的矩形平板型濺鍍靶材，且靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上。
而且，本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，厚度方向之密度的不均度為5%以內。 本實施形態中，於多處所測得之密度的平均值(平均密度)為5.5g/cm3 以上。
再者，本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，靶材濺鍍面內之比電阻的不均度為10%以內，厚度方向之比電阻的不均度為10%以內。 本實施形態中，於多處所測得之比電阻的平均值(平均比電阻)為1.0×10-2 Ω・cm以下。
以下，就本實施形態之氧化物濺鍍靶材，示出如上述規範氧化物之組成、相構成、靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度、靶材濺鍍面內之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度的理由。
(氧化物組成) 就本實施形態之氧化物濺鍍靶材，係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成。就此種組成之氧化物濺鍍靶材，可成膜電阻值極高且可見光的穿透性優良的氧化物膜。 本實施形態中，若將金屬成分的合計設為100mass% ，較佳的是Zr的含量為2mass%以上27mass%以下的範圍內、In的含量為65mass%以上95mass%以下的範圍內、Si的含量為0.5mass%以上15mass%以下的範圍內及無可避免之雜質金屬元素。
Zr的含量取2mass%以上時，可提升成膜之氧化物膜的耐久性，並且硬度較硬且耐刮傷。另一方面，Zr的含量取27mass%以下時，由於可抑制折射率增大，可抑制多餘的反射的發生，而能夠抑制成膜之氧化物膜的可見光穿透率降低。 若將金屬成分的合計設為100mass%，Zr的含量的下限較佳取5mass%以上，Zr的含量的上限較佳取20mass%以下。
In的含量取65mass%以上時，可確保氧化物濺鍍靶材的導電性，而能夠藉由直流(DC)濺鍍成膜氧化物膜。另一方面，In的含量取95mass%以下時，則可抑制成膜之氧化物膜的短波長穿透率降低，而能夠確保辨識性。 若將金屬成分的合計設為100mass%，In的含量的下限較佳取75mass%以上，In的含量的上限較佳取90mass%以下。
Si的含量取0.5mass%以上時，可確保氧化物濺鍍靶材的柔軟性，得以提升膜的耐破裂性。另一方面，Si的含量取15mass%以下時，則可抑制膜的導電性降低，而能夠藉由直流(DC)濺鍍成膜氧化物膜。 若將金屬成分的合計設為100mass%，Si的含量的下限較佳取2mass%以上，Si的含量的上限較佳取7mass%以下。
(相構成) 本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，係具有包含上述金屬元素之至少一部分的複合氧化物相與氧化銦相。 藉由氧化銦相的存在，可降低本實施形態之氧化物濺鍍靶材的電阻值，而能夠藉由直流(DC)濺鍍成膜氧化物膜。
(密度的不均度) 若於靶材濺鍍面內產生密度的不均度，在濺鍍成膜時則會有發生異常放電之虞。尤其是就本實施形態，由於靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上而為較大的面積，而有容易產生靶材濺鍍面內之密度的不均度之傾向。因此，本實施形態中，係使靶材濺鍍面內之密度的不均度成為3%以內。
此外，若產生厚度方向之密度的不均度，在進行濺鍍而使靶材濺鍍面消耗之際，於濺鍍成膜時會有發生異常放電之虞。因此，本實施形態中，係使厚度方向之密度的不均度成為5%以內。 本實施形態中，同一水平面內或同一鉛直方向之密度的不均度係由多處所測得之密度的最大值與最小值，依下式定義。 密度的不均度=(最大值-最小值)/(最大值+最小值)×100(%)
氧化物濺鍍靶材之密度的不均度係如圖1A所示，由對角線交叉處之中心部(1)與4個角部(2)、(3)、(4)、(5)此5個區塊採取試料，且如圖1B所示，將此5個區塊沿厚度方向平分成三份(三等分)成(α)、(β)、(γ)之區塊，合計採取15個試料，並測定各試料的密度。
就靶材濺鍍面內之密度的不均度，係如下算出。針對靶材濺鍍面內之5區塊，由厚度方向之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依上述式算出厚度方向之1個區塊(例如α1～α5此5試料)之靶材濺鍍面內之密度的不均度，將厚度方向之3個區塊(α1～α5/β1～β5/γ1～γ5)之密度不均度的平均值作為「靶材濺鍍面內之密度的不均度」。 亦即，針對位於同一水平面內的5區塊，由密度的最大值與最小值，依上述式算出同一水平面內之密度的不均度，並進一步將在各同一水平面內算出之密度的不均度的平均值作為「靶材濺鍍面內之密度不均度」。
又，就厚度方向之密度的不均度，係針對厚度方向之3個區塊，由靶材濺鍍面內之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依上述式算出靶材濺鍍面內之1個區塊(例如α1～γ1此3試料)之厚度方向之密度的不均度，將靶材濺鍍面內之5個區塊(α1～γ1/α2～γ2/α3～γ3/α4～γ4/α5～γ5)之密度不均度的平均值作為「厚度方向之密度的不均度」。 亦即，針對位於同一鉛直方向的3區塊，由密度的最大值與最小值，依上述式算出同一鉛直方向之密度的不均度，並進一步將在各同一鉛直方向算出之密度的不均度的平均值作為「厚度方向之密度不均度」。
本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，以上述15個試料所測得之密度的平均值(平均密度)為5.5g/cm3 以上。平均密度較佳為6.0g/cm3 以上，更佳為6.2g/cm3 以上。
(比電阻的不均度) 若於靶材濺鍍面內產生比電阻的不均度，在濺鍍成膜時則會有發生異常放電之虞。尤其是就本實施形態，由於靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上而為較大的面積，而有容易產生靶材濺鍍面內之比電阻的不均度之傾向。因此，本實施形態中，係使靶材濺鍍面內之比電阻的不均度成為10%以內。
此外，若於厚度方向產生比電阻的不均度，在進行濺鍍而使靶材濺鍍面消耗之際，於濺鍍成膜時會有發生異常放電之虞。因此，本實施形態中，係使厚度方向之比電阻的不均度成為10%以內。 本實施形態中，同一水平面內或同一鉛直方向之比電阻的不均度係由多處所測得之比電阻的最大值與最小值，依下式定義。 比電阻的不均度=(最大值-最小值)/(最大值+最小值)×100(%)
氧化物濺鍍靶材的比電阻的不均度係如圖1A所示，由對角線交叉處之中心部(1)與4個角部(2)、(3)、(4)、(5)此5個區塊採取試料，且如圖1B所示，將此5個區塊沿厚度方向平分成三份(三等分)，合計採取15個試料，並測定各試料的比電阻。
就靶材濺鍍面內之比電阻的不均度，係如下算出。針對靶材濺鍍面內之5區塊，由厚度方向之每1個區塊之比電阻的最大值及最小值，依上述式算出厚度方向之1個區塊(例如α1～α5此5試料)之靶材濺鍍面內之比電阻的不均度，將厚度方向之3個區塊(α1～α5/β1～β5/γ1～γ5)之比電阻不均度的平均值作為「靶材濺鍍面內之比電阻的不均度」。 亦即，針對位於同一水平面內的5區塊，由比電阻的最大值與最小值，依上述式算出同一水平面內之比電阻的不均度，並進一步將在各同一水平面內算出之比電阻的不均度的平均值作為「靶材濺鍍面內之比電阻不均度」。
又，就厚度方向之比電阻的不均度，係針對厚度方向之3個區塊，由靶材濺鍍面內之每1個區塊之比電阻的最大值及最小值，依上述式算出靶材濺鍍面內之1個區塊(例如α1～γ1此3試料)之厚度方向之比電阻的不均度，將靶材濺鍍面內之5個區塊(α1～γ1/α2～γ2/α3～γ3/α4～γ4/α5～γ5)之比電阻不均度的平均值作為「厚度方向之比電阻的不均度」。 亦即，針對位於同一鉛直方向的3區塊，由比電阻的最大值與最小值，依上述式算出同一鉛直方向之比電阻的不均度，並進一步將在各同一鉛直方向算出之比電阻的不均度的平均值作為「厚度方向之比電阻的不均度」。
本實施形態之氧化物濺鍍靶材中，以上述15個試料所測得之比電阻的平均值(平均比電阻)為1.0×10-2 Ω・cm以下。平均比電阻較佳為8.5×10-3 Ω・cm以下，更佳為7.5×10-3 Ω・cm以下。
其次，就上述本實施形態之氧化物濺鍍靶材的製造方法，參照圖2及圖3加以說明。
(燒結原料粉形成步驟S01) 首先，準備氧化鋯粉(ZrO2 粉)、氧化矽粉(SiO2 粉)及氧化銦粉(In2 O3 粉)。 氧化鋯粉(ZrO2 粉)、氧化矽粉(SiO2 粉)及氧化銦粉(In2 O3 粉)係各以純度為99.9質量%以上、平均粒徑為0.1μm以上20μm以下的範圍內為佳。ZrO2 粉的純度係測定Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 、Na2 O的含量，並將其餘部分作為ZrO2 所算出的值。本實施形態之ZrO2 粉中，有時最多含有2.5%的HfO2 。
以達既定組成比的方式秤量此等氧化物粉末，使用粉碎混合裝置予以混合，形成燒結原料粉。 燒結原料粉係以使中值徑(D50)達0.05μm以上1.2μm以下的範圍內為佳。
(成形步驟S02) 其次，將所得燒結原料粉填充於成形模具並加壓，而形成既定形狀的成形體。作為加壓方法，係採用加壓或CIP等。此時的加壓壓力較佳採20MPa以上300MPa以下的範圍內。又，溫度亦可為常溫，而欲提升成形體強度時，以900℃以上950℃以下之範圍的溫度進行加壓成形，較可促進晶頸(neck)形成而提升成形體的強度。此外，亦可對燒結原料粉添加黏結劑並進行加壓成形。
(燒結步驟S03) 將此成形體裝入具有導入氧機能的燒成裝置內，一邊導入氧一邊加熱而進行燒結。此時，氧的導入量較佳取3L/分以上10L/分以下的範圍內。又，升溫速度較佳取50℃/h以上200℃/h以下的範圍內。
而且，本實施形態中，於燒結步驟S03中，係如圖3所示，在1200℃以上1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上，其後加熱至超過1400℃的溫度(例如1500℃以上)並予以保持，而進行成形體的燒結。 藉由在燒結原料粉中的氧化銦粉開始燒結之溫度的1200℃以上，且藉由複合氧化物的形成而進行燒結之1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上，可於燒結時保持燒結原料粉彼此之間的間隙通道的狀態下使氧氣均勻地滲透至成形體的內部。於燒結步驟S03中，在1200℃以上1400℃以下的溫度範圍之保持時間的上限不予制限，而基於作業效率觀點較佳取15小時以下。 其後，藉由加熱至超過1400℃的溫度並予以保持，便可均勻地進行成形體的燒結。
(機械加工步驟S04) 其次，對上述燒結體進行車床加工等的機械加工，而得到既定大小的氧化物濺鍍靶材。
藉由上述步驟，即製成本實施形態之氧化物濺鍍靶材。
然後，使用本實施形態之氧化物濺鍍靶材，藉由實施濺鍍成膜，而成膜適合作為內嵌式觸控面板等之屏蔽層的氧化物膜。 本實施形態之氧化物濺鍍靶材係如上述，藉由氧化銦相的存在，電阻值低，可藉由直流(DC)濺鍍成膜氧化物膜。 另一方面，成膜之氧化物膜其全體為複合氧化物相，電阻值極高，而特別適合作為屏蔽層。
根據採用如以上構成的本實施形態之氧化物濺鍍靶材，由於係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成，而能夠成膜電阻值高且可見光的穿透率優良而適用於屏蔽層的氧化物膜。
而且，由於靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，於濺鍍成膜時在整個靶材濺鍍面穩定地濺鍍，而能夠穩定地成膜氧化物膜。 又，由於厚度方向之密度的不均度為5%以內，即使在進行濺鍍時，亦能穩定地成膜氧化物膜。
再者，本實施形態之氧化物濺鍍靶材，由於靶材濺鍍面內之比電阻的不均度為10%以內，而能夠抑制濺鍍時之異常放電的發生。 又，本實施形態之氧化物濺鍍靶材，由於厚度方向之比電阻的不均度為10%以內，即使在進行濺鍍時，亦能穩定地成膜氧化物膜。
再者，本實施形態之氧化物濺鍍靶材，由於靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上而較大，而能夠在大面積的基板上成膜氧化物膜。又，縱為此種大型氧化物濺鍍靶材，由於密度的不均度如上述經規範，亦能穩定地進行濺鍍成膜。
此外，根據本實施形態之氧化物濺鍍靶材的製造方法，於燒結步驟S03中，由於係在燒結原料粉中的氧化銦開始燒結之1200℃以上，且藉由複合氧化物的形成而進行燒結之1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上，因此可於燒結時保持燒結原料粉彼此之間的間隙通道的狀態下使氧氣均勻地滲透至成形體的內部。而且，藉由在此狀態下加熱至超過1400℃的溫度並予以保持，因此成形體中可使燒結均勻地進行，而能夠獲得密度之不均度經充分抑制的燒結體。
又，本實施形態中，於燒結原料粉形成步驟S01中，由於係使燒結原料粉的中值徑成為0.05μm以上1.2μm以下的範圍內，故可壓低燒結時的收縮量，在製造大型氧化物濺鍍靶材時，亦可抑制破裂或翹曲的發生，而能夠提升製造良率。
以上已就本發明實施形態加以說明，但本發明非限定於此，在不悖離本發明技術思想的範圍可適當加以變更。 例如，於本實施形態中，既已如圖1A及圖1B所示，採用靶材濺鍍面呈矩形狀的矩形平板型濺鍍靶材加以說明，但不限定於此，亦可如圖4A及圖4B所示，採用靶材濺鍍面呈圓形的圓板型濺鍍靶材。又，也可如圖5A～圖5C所示，採用靶材濺鍍面作成圓筒面的圓筒型濺鍍靶材。
就靶材濺鍍面呈圓形的圓板型濺鍍靶材，較佳如圖4A所示，由濺鍍面所形成之圓的中心(1)及通過圓的中心且彼此正交的2條直線上之外周部分(2)、(3)、(4)、(5)此5個區塊採取試料，且如圖4B所示，將此5個區塊沿厚度方向平分成三份(三等分)成(α)、(β)、(γ)之區塊，合計採取15個試料，並測定各試料之同一水平面內或同一鉛直方向之密度及同一水平面內或同一鉛直方向之比電阻，再藉由上述實施形態一欄所記載之方法，算出靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度及靶材濺鍍面內之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度。
又，就靶材濺鍍面作成圓筒面的圓筒型濺鍍靶材，較佳如圖5A、圖5B所示，在軸方向之下端部A、中央部B、上端部C，分別沿圓周方向由等間隔(90°間隔)的(1)、(2)、(3)、(4)之位置的合計12個區塊採取試料，且如圖5C所示，將此12個區塊沿厚度方向(徑向)平分成三份(三等分)成(α)、(β)、(γ)之區塊，合計採取36個試料，並測定各試料之同一水平面內或同一鉛直方向之密度及同一水平面內或同一鉛直方向之比電阻，再藉由上述實施形態一欄所記載之方法，算出靶材濺鍍面內(圓筒面內)之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度及靶材濺鍍面內(圓筒面內)之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度。 [實施例]
以下就為確認本發明之有效性而進行的確認實驗之結果加以說明。
＜氧化物濺鍍靶材＞ 作為原料粉末，係準備氧化銦粉末(In2 O3 粉末：純度99.9質量%以上、平均粒徑1μm)、氧化矽粉末(SiO2 粉末：純度99.8質量%以上、平均粒徑2μm)與氧化鋯粉末(ZrO2 粉末：純度99.9質量%以上、平均粒徑2μm)。ZrO2 粉的純度係測定Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 、Na2 O的含量，並將其餘部分作為ZrO2 所算出的值。本實施形態之ZrO2 粉中，有時最多含有2.5質量%的HfO2 。然後，此等係以達表1所示摻混比的方式秤量。
將秤量之各原料粉末，如表1所示，使用以直徑2mm的氧化鋯球作為粉碎介質的籃式研磨機裝置或者以直徑0.5mm的氧化鋯球作為粉碎介質的珠磨機裝置進行濕式粉碎混合。 將所得漿液乾燥，以250μm的篩去除氧化鋯球，而得到燒結原料粉。將所得燒結原料粉的中值徑(D50)示於表1。 就中值徑，係調製六偏磷酸鈉濃度0.2%的水溶液100mL，對此水溶液添加10mg混合粉末，使用雷射繞射散射法(測定裝置：日機裝股份有限公司製，Microtrac MT3000)測定粒徑分布。由所得粒徑分布作成累積粒度分布曲線，而得到中值徑(D50)。
對所得燒結原料粉進行加壓成形而得到成形體。就矩形平板型濺鍍靶材，係使用165mm×298mm大小的成形模具實施加壓成形或者CIP成形。加壓成形之條件係採溫度920℃、加壓壓力25MPa；CIP成形之條件係採常溫(25℃)、加壓壓力100MPa。 就圓筒型濺鍍靶材，係使用外徑205mm、內徑165mm、高度200mm的成形模具實施加壓成形或者CIP成形。加壓成形之條件係採溫度920℃、加壓壓力25MPa；CIP成形之條件係採常溫(25℃)、加壓壓力100MPa。
然後，將所得成形體裝入具有氧導入機能的燒成裝置內(裝置內容積27000cm3 )，一邊導入氧一邊加熱而進行燒結。此時，氧的導入量係設為6L/分。又，升溫速度係設為120℃/h。 然後，在燒結的升溫時，係以表1所示條件進行溫度保持，其後，以表1所示燒成條件進行正式燒成，而得到燒結體。
對所得燒結體實施濕式研削加工，就矩形平板型濺鍍靶材，係作成126mm×178mm×6mmt的大小；就圓筒型濺鍍靶材，則使用4個外徑155mm、內徑135mm、高度150mm者，長度作成600mm。
就所得氧化物濺鍍靶材，針對以下項目進行評估。將評估結果示於表2。
(金屬成分組成) 由製作之氧化物濺鍍靶材切出試樣並予以粉碎，再以酸實施前處理後，藉由ICP-AES分析Zr, Si, In的金屬成分，並由所得結果，計算相對於上述全部金屬成分的含量之各金屬成分的含量，予以示於表2。
(燒結體的粒徑) 由製作之氧化物濺鍍靶材切出試樣，以濕式研磨進行研磨加工後，使用電子探針微分析儀(EPMA)裝置拍攝3張倍率3000倍之COMPO影像，針對各影像拉出3條任意的線段，並針對各者量測橫越的粒子數。由線段的長度除以粒子數，來計算各線段之燒結體的粒徑。針對3張影像進行此流程，將所得9個粒徑的平均值示於表2。
(密度及密度的不均度) 於矩形平板型濺鍍靶材中，在以X軸為126mm方向、Y軸為178mm方向，並將中心設為(X,Y)=(0mm,0mm)座標時，予以切成以(-58mm,+84mm)、(-58mm,-84mm)、(0mm,0mm)、(+58mm,+84mm)、(+58mm,-84mm)此各5點為中心之10mm×10mm×6mmt的區塊。針對將所得之5個10mm×10mm×6mmt的區塊，沿厚度方向平分成三份(三等分)而成的合計15個試料測定尺寸密度。然後，將此15個試料之密度的平均值示於表2。
就靶材濺鍍面內之密度的不均度，係如下算出。針對靶材濺鍍面內之5區塊，由厚度方向之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依實施形態所記載之算式算出厚度方向之1個區塊之同一水平面內(靶材濺鍍面內)的密度的不均度，並將厚度方向之3個區塊的平均值作為靶材濺鍍面內之密度的不均度。
就厚度方向之密度的不均度，係如下算出。針對厚度方向之3個區塊，由靶材濺鍍面內之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依實施形態所記載之算式算出靶材濺鍍面內之1個區塊之同一鉛直方向(厚度方向)的密度的不均度，並將靶材濺鍍面內之5個區塊的平均值作為厚度方向之密度的不均度。
於圓筒型濺鍍靶材中，以圓筒型濺鍍靶材的單側端面朝下側地設置，在與軸線正交的平面上，以X軸為任意的端面方向、Y軸為與X軸垂直地交叉的端面方向、Z軸為軸線向，並將中心設為(X,Y,Z)=(0mm,0mm,0mm)座標時，予以切成以(-72.5mm,0mm,-70mm)、(+72.5mm,0mm, -70mm)、(0mm,-72.5mm、-70mm)、(0mm,+72.5mm,-70mm)、 (-72.5mm,0mm,0mm)、(+72.5mm,0mm,0mm)、(0mm, -72.5mm,0mm)、(0mm,+72.5mm,0mm)、(-72.5mm,0mm,+70mm)、 (+72.5mm,0mm,+70mm)、(0mm,-72.5mm,+70mm)、(0mm,+ 72.5mm,+70mm)此各12點為中心之10mm×10mm×10mmt的區塊。針對將所得之12個10mm×10mm×10mmt的區塊沿厚度方向平分成三份(三等分)而成的合計36個試料測定尺寸密度。然後，將此36個試料之密度的平均值示於表2。
就靶材濺鍍面內之密度的不均度，係如下算出。針對靶材濺鍍面內之12區塊，由厚度方向之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依實施形態所記載之算式算出厚度方向之1個區塊之同一水平面內(靶材濺鍍面內)的密度的不均度，並將厚度方向之3個區塊的平均值作為靶材濺鍍面內之密度的不均度。
就厚度方向之密度的不均度，係如下算出。針對厚度方向之3個區塊，由靶材濺鍍面內之每1個區塊之密度的最大值及最小值，依實施形態所記載之算式算出靶材濺鍍面內之1個區塊之同一鉛直方向(厚度方向)的密度的不均度，並將靶材濺鍍面內之12個區塊的平均值作為厚度方向之密度的不均度。
(比電阻及比電阻的不均度) 針對所得氧化物濺鍍靶材，就矩形平板型濺鍍靶材係針對與密度測定用之試樣同樣的15區塊，就圓筒型濺鍍靶材則是針對36區塊，使用三菱化學股份有限公司製低電阻率計(Loresta-GP)，以四探針法進行測定。測定時的溫度係以23±5℃、濕度係以50±20%來測定。 然後，與密度的不均度同樣地算出靶材濺鍍面內之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度。 又，將比電阻的平均值示於表2。
(異常放電) 使用In焊料將所得氧化物濺鍍靶材焊接於背板或背管，並裝接於磁控濺鍍裝置。然後，藉由磁控濺鍍裝置，作為濺鍍氣體係使用Ar氣體，設流量50sccm、壓力0.67Pa，投入功率係以5W/cm2 的功率進行1小時的濺鍍，並藉由DC電源裝置所具備的電弧計數功能量測異常放電的次數。 於本實施例中，作為電源裝置係使用RPG-50(mks公司製)。將自濺鍍開始至1h的期間之異常放電的次數作為「初期」，並將持續進行濺鍍而腐蝕部最深之部分的深度達到5mm之時間點至1h的期間之異常放電的次數作為「終期」，予以記載於表2。
Figure 02_image001
Figure 02_image003
就在燒結步驟中以1000℃保持5小時的比較例1，靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度、厚度方向之比電阻的不均度較大，且終期的異常放電次數較多。 就在燒結步驟中以1450℃保持5小時的比較例2，靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度、靶材濺鍍面內之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度較大，且終期的異常放電次數較多。 就在燒結步驟中以1300℃保持1小時的比較例3，靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度、厚度方向之比電阻的不均度較大，且終期的異常放電次數較多。
相對於此，就在燒結步驟中以1200℃以上1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上的本發明例1-12，靶材濺鍍面內之密度的不均度、厚度方向之密度的不均度、靶材濺鍍面內之比電阻的不均度、厚度方向之比電阻的不均度較小，且異常放電次數較少，可穩定地濺鍍成膜。
由以上確認，根據本發明例，可提供一種靶材濺鍍面即使較大，仍可穩定地進行濺鍍成膜的氧化物濺鍍靶材及此氧化物濺鍍靶材的製造方法。 [產業上可利用性]
根據本發明，可提供一種靶材濺鍍面即使較大，仍可穩定地進行濺鍍成膜的氧化物濺鍍靶材及此氧化物濺鍍靶材的製造方法。
圖1A為本發明一實施形態之氧化物濺鍍靶材的平面圖。 圖1B為本發明一實施形態之氧化物濺鍍靶材的剖面圖。 圖2為表示本發明一實施形態之氧化物濺鍍靶材的製造方法的流程圖。 圖3為本發明一實施形態之氧化物濺鍍靶材的製造方法中之燒結步驟的溫度圖。 圖4A為本發明另一實施形態之氧化物濺鍍靶材的平面圖。 圖4B為本發明另一實施形態之氧化物濺鍍靶材的剖面圖。 圖5A為本發明另一實施形態之圓筒型氧化物濺鍍靶材的平面圖。 圖5B為本發明另一實施形態之圓筒型氧化物濺鍍靶材之由(1)之位置側觀視的側視圖。 圖5C為本發明另一實施形態之圓筒型氧化物濺鍍靶材的剖面圖。

Claims (5)

  1. 一種氧化物濺鍍靶材，其係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成之氧化物濺鍍靶材，其特徵為： 靶材濺鍍面內之密度的不均度為3%以內，厚度方向之密度的不均度為5%以內。
  2. 如請求項1之氧化物濺鍍靶材，其中靶材濺鍍面內之比電阻的不均度為10%以內，厚度方向之比電阻的不均度為10%以內。
  3. 如請求項1或2之氧化物濺鍍靶材，其中靶材濺鍍面的面積為0.02m2 以上。
  4. 一種氧化物濺鍍靶材的製造方法，其係由含有鋯、矽及銦作為金屬成分的氧化物所構成之氧化物濺鍍靶材的製造方法，其特徵為，具有： 燒結原料粉形成步驟，係製得混有氧化鋯粉、氧化矽粉及氧化銦粉的燒結原料粉；及燒結步驟，係將所得之前述燒結原料粉燒結而得到燒結體； 於前述燒結步驟中，係一邊導入氧一邊加熱，在1200℃以上1400℃以下的溫度範圍保持3小時以上後，加熱至超過1400℃的溫度並予以保持。
  5. 如請求項4之氧化物濺鍍靶材的製造方法，其中前述燒結原料粉的中值徑(D50)為0.05μm以上1.2μm以下的範圍內。
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