CN110352263A - 氧化物溅射靶及氧化物溅射靶的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧化物溅射靶，其由作为金属成分含有锆、硅及铟的氧化物组成，所述氧化物溅射靶的特征在于，靶面内的氧浓度的最大值与最小值之差相对于所述氧浓度的最大值与最小值的合计的比率为15％以下。

Description

氧化物溅射靶及氧化物溅射靶的制造方法
技术领域
本发明涉及一种包含氧化锆、二氧化硅及氧化铟的氧化物溅射靶以及氧化物溅射靶的制造方法。
背景技术
作为信息记录介质，已知有DVD、BD[Blu-ray(注册商标)Disc]等相变型光盘。这些相变型光盘通常制成在基板上层叠有电介质层、记录层、电介质层及反射层等多个层的层叠体。作为各层的成膜方法，广泛利用溅射法。相变型光盘通过将记录用激光束照射到光记录介质来使记录层产生相变，从而记录信息。
作为相变型光盘的电介质层或保护层，使用包含氧化锆、二氧化硅及氧化铟的氧化物膜(专利文献1、2)。
在专利文献2中公开有一种氧化物溅射靶，其作为光记录介质保护膜形成用溅射靶，具有由如下成分组成的组成，即，以摩尔％计含有氧化锆：10～70％、二氧化硅：50％以下(不包含0％)，剩余部分：氧化铟及不可避免的杂质。在该专利文献2中记载有该氧化物溅射靶的制造方法，该方法为：称取规定量的ZrO2粉末、非晶质SiO2粉末及In2O3粉末，并利用亨舍尔混合机混合均匀之后，将该混合粉末冲压成型，将所获得的成型体在氧气氛中烧成而使其烧结。
专利文献1：日本专利第4567750号公报(B)
专利文献2：日本专利第5088464号公报(B)
在相变型光盘中，随着记录密度的增加，记录凹洞或轨距的微细化发展，对异物混入的管理变得严格。因此，在用于相变型光盘的制造的氧化物溅射靶中，要求颗粒物不易飞散。
然而，在专利文献2中记载的氧化物溅射靶的制造方法中，有时在烧成成型体时烧成气氛中的氧不足。若在烧成气氛中的氧不足的状态下，烧成成型体，则所获得的氧化物溅射靶内的氧浓度变得不均匀。而且，明确了如下内容：若氧化物溅射靶的靶面内的氧浓度的偏差变大，则靶面内的电阻率变得不均匀，会因电位集中在特定部位而在溅射中产生异常放电，且因该异常放电而产生颗粒物飞散的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够抑制溅射中的异常放电的产生及颗粒物飞散的氧化物溅射靶、以及该氧化物溅射靶的制造方法。
为了解决上述课题，本发明的氧化物溅射靶的特征在于，由作为金属成分含有锆、硅及铟的氧化物组成，靶面内的氧浓度的最大值与最小值之差相对于所述氧浓度的最大值与最小值的合计的比率为15％以下。
根据设为这种结构的本发明的氧化物溅射靶，由于靶面内的氧浓度的最大值与最小值满足上述关系，靶面内的氧浓度的偏差得到抑制。因此，靶面内的氧浓度的均匀性高，靶面内的电阻率变均匀，因此溅射中的异常放电得到抑制，随之抑制颗粒物的产生。
其中，在本发明的氧化物溅射靶中，优选靶面内的电阻率的最大值与最小值之差相对于所述电阻率的最大值与最小值的合计的比率为15％以下。
此时，靶面内的电阻率的偏差被控制在上述范围内，因此进一步抑制溅射中的异常放电，随之可靠地抑制颗粒物的产生。
本发明的氧化物溅射靶的制造方法的特征在于，为制造上述氧化物溅射靶的方法，该方法具备如下工序：混合氧化锆粉末、二氧化硅粉末及氧化铟粉末而获得比表面积为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下的混合粉末；将所述混合粉末成型而获得成型体；一边使氧在烧成装置内流通，一边将所述成型体以1300℃以上且1600℃以下的温度进行烧成而生成烧结体；及一边使氧在所述烧成装置内流通，一边以200℃/小时以下的冷却速度将所述烧结体冷却至至少成为600℃以下的温度。
根据该结构的氧化物溅射靶的制造方法，将混合了成为原料的氧化锆粉末、二氧化硅粉末及氧化铟粉末的混合粉末的比表面积设为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下，因此反应性较高。并且，一边使氧在烧成装置内流通，一边进行成型体的烧成，不会发生烧成气氛中的氧不足的情况，因此成型体的烧结变得均匀，能够获得致密且密度高的烧结体。而且，将该烧结体以200℃/小时以下的冷却速度进行冷却，因此不易发生急剧的温度变化，烧结体的氧浓度稳定。因此，能够稳定地制造靶面内的氧浓度的偏差小的氧化物溅射靶。
根据本发明，能够提供一种能够抑制溅射中的异常放电的产生及颗粒物飞散的氧化物溅射靶、以及该氧化物溅射靶的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的氧化物溅射靶中的氧浓度及电阻率的测定位置的说明图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的氧化物溅射靶的制造方法的流程图。
图3是对测定在实施例中形成的氧化物膜的In浓度的位置进行说明的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的氧化物溅射靶进行说明。
本实施方式所涉及的氧化物溅射靶例如能够在利用溅射法形成用作DVD或BD等相变型光盘的电介质层及保护层的氧化物膜时使用。并且，本实施方式的氧化物溅射靶还能够在利用溅射法形成用作如HDD(Hard-Disk Drive：硬盘驱动器)的磁记录介质的基底层及保护层的氧化物膜时使用。
本实施方式的氧化物溅射靶由作为金属成分含有锆、硅及铟的氧化物组成。锆、硅及铟的含量并无特别限制，能够设为与用作现有光记录介质保护膜形成用溅射靶的氧化物相同。在本实施方式中，将金属成分的合计含量设为100质量％，而将锆的含量设定为10质量％以上且75％质量以下的范围，硅的含量设定为35质量％以下(其中不包含0质量％)，铟的含量设定为剩余部分。锆、硅及铟的一部分可以分别形成复合氧化物。作为复合氧化物的例子，能够举出In2Si2O7。
在本实施方式的氧化物溅射靶中，将靶面内的氧浓度的最大值与最小值之差相对于氧浓度的最大值与最小值的合计的比率、即由下述式(1)表示的氧浓度的偏差设为15％以下。
式(1)：
氧浓度的偏差(％)＝[(氧浓度的最大值)-(氧浓度的最小值)]/[(氧浓度的最大值)+(氧浓度的最小值)]×100
而且，在本实施方式的氧化物溅射靶中，将靶面内的电阻率的最大值与最小值之差相对于电阻率的最大值与最小值的合计的比率，即由下述式(2)表示的电阻率的偏差设为15％以下。
式(2)：
电阻率的偏差＝[(电阻率的最大值)-(电阻率的最小值)]/[(电阻率的最大值)+(电阻率的最小值)]×100
以下，对如上规定本实施方式的氧化物溅射靶的氧浓度及电阻率的偏差的理由进行说明。
(氧浓度的偏差)
若氧化物溅射靶的氧浓度的偏差变大，则溅射中容易产生异常放电及颗粒物。因此，在本实施方式的氧化物溅射靶中，将由上述式(1)表示的靶面内的氧浓度的偏差设定为15％以下。若氧浓度的偏差超过15％，则产生异常放电及颗粒物而在所形成的氧化物膜的表面附着异物，并且膜组成的面内偏差有可能变大。此外，氧化物溅射靶的氧浓度根据锆、硅及铟的含量而不同，优选在15质量％以上且35质量％以下的范围。氧浓度能够通过EPMA或气体分析而测定。
其中，关于靶面内的氧浓度的偏差，在靶面内多个部位测定氧浓度，并抽取所测定的氧浓度的最大值与最小值，从而通过上述式(1)算出。氧浓度的测定部位优选设为5处以上。其中，在本实施方式中，氧化物溅射靶为圆板状时，如图1所示，在靶面(圆)的中心点(1)、及位于在靶面的中心点相互正交的两条直线上且距外缘20mm的位置的4个点(2)～(5)这共计5个点处测定氧浓度，并抽取所测定的氧浓度的最大值与最小值，从而求出氧浓度的偏差。
氧化物溅射靶为圆筒形状时，在位于距外缘20mm的位置且位于周向上等间隔的位置的合计5个点处测定氧浓度，并抽取所测定的氧浓度的最大值与最小值，从而能够求出氧浓度的偏差。
(电阻率的偏差)
若氧化物溅射靶的电阻率的偏差变大，则溅射中容易产生异常放电及颗粒物。因此，在本实施方式的氧化物溅射靶中，将由上述式(2)表示的靶面内的电阻率的偏差设定为15％以下。若电阻率的偏差超过15％，则产生异常放电及颗粒物而在所形成的氧化物膜的表面附着异物，并且膜组成的面内偏差有可能变大。此外，氧化物溅射靶的电阻率优选为0.1Ω·cm以下。
其中，关于靶面内的电阻率的偏差，在靶面内多个部位测定电阻率，并抽取所测定的电阻率的最大值与最小值，从而通过上述式(2)算出。电阻率的测定部位优选设为5处以上。其中，在本实施方式中，氧化物溅射靶为圆板状时，如图1所示，在靶面(圆)的中心点(1)、及位于在靶面的中心点相互正交的两条直线上且距外缘20mm的位置的4个点(2)～(5)这共计5个点处测定电阻率，并抽取所测定的电阻率的最大值与最小值，从而求出电阻率的偏差。
氧化物溅射靶为圆筒形状时，在位于距外缘20mm的位置且位于周向上等间隔的位置的合计5个点处测定电阻率，并抽取所测定的电阻率的最大值与最小值，从而能够求出电阻率的偏差。
接着，参照图2的流程图，对本实施方式所涉及的氧化物溅射靶的制造方法进行说明。
如图2所示，本实施方式所涉及的氧化物溅射靶的制造方法具备：粉碎混合工序S01，粉碎混合原料粉末；成型工序S02，将经粉碎混合的混合粉末成型为规定的形状；烧结工序S03，使所成型的成型体烧结；冷却工序S04，冷却所获得的烧结体；加工工序S05，加工经冷却的烧结体。
作为原料粉末，准备ZrO2粉末、SiO2粉末、In2O3粉末。ZrO2粉末优选纯度为99.9质量％以上，平均粒径为0.2μm以上且20μm以下。SiO2粉末优选纯度为99.8质量％以上，平均粒径为0.2μm以上且20μm以下。In2O3粉末优选纯度为99.9质量％以上，平均粒径为0.1μ以上且10μm以下。
(粉碎混合工序S01)
将所获得的混合粉末中的金属成分的合计含量设为100质量％时，将上述原料粉末以锆的含量在10质量％以上且75％质量以下的范围、硅的含量为35质量％以下(其中不包含0质量％)、铟的含量为剩余部分的方式称取，并进行粉碎混合。在本实施方式中，关于粉碎混合，利用将直径0.5mm的锆珠作为粉碎介质的珠磨装置而进行湿式粉碎混合。
在该粉碎混合工序S01中，以所获得的混合粉末的比表面积(BET比表面积)成为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下的方式进行粉碎混合。通过使用比表面积在上述范围的混合粉末，在后述烧结工序中，容易获得与气氛氧的反应性及烧结性变高，具有均匀的氧浓度、电阻率及高烧结密度的溅射靶。另一方面，若使用比表面积小于11.5m2/g的混合粉末，则有可能在烧成时反应不均匀而溅射靶的氧浓度的偏差变大。并且，粉碎成混合粉末的比表面积超过13.5m2/g，有可能导致粉碎混合时间变长且不经济。
(成型工序S02)
接着，将在粉碎混合工序S01中获得的混合粉末成型为规定的形状来获得成型体。在本实施方式中，利用冲压成型来进行成型。
(烧结工序S03)
接着，使在成型工序S02中成型的成型体烧结。在该烧结工序S03中，利用具备氧导入口的烧成装置，一边向其内部导入氧，一边烧成成型体而使其烧结。通过一边向烧成装置内导入氧，一边进行成型体的烧成，可抑制混合粉末中的In2O3粉末的升华，因此容易获得具有均匀的氧浓度、电阻率及高烧结密度的溅射靶。导入烧成装置内的氧的最佳流量会根据烧成装置的内容积或烧结的成型体的大小或数量等条件而变动，因此需要适当选择。例如，作为标准，将直径100～300mm、厚度15mm以下的成型体在内容积15000～30000cm3的烧成装置中同时烧成6片以下所需的流量在3L/分钟以上且10L/分钟以下的范围。超过10L/分钟的流量通常在经济方面不优选。此外，在烧成装置内流通的气体优选氧的体积率为100％，即纯氧，若氧的体积率为80％以上，则可使用与氮气或氩气等其他气体混合的气体。
烧成时的保持温度优选在1300℃以上且1600℃以下的范围。在低于1300℃的温度下，有可能烧结体很难变得致密，且密度变低。将超过1600℃的温度用于常规生产，在经济方面不优选。烧成时的升温速度优选200℃/小时以下，更优选在10℃/小时以上且200℃/小时的范围。若超过200℃/小时，则有可能因产生原料粉末间的不均匀的反应、烧结、收缩而成为翘曲或破裂的原因。另一方面，若小于10℃/小时，则有可能花费过长时间而降低生产率。
(冷却工序S04)
接着，冷却在烧结工序S03中获得的烧结体。在该冷却工序S04中，一边向烧成装置内导入氧，一边冷却烧结体，直至至少成为600℃以下的温度为止。通过一边向烧成装置内导入氧，一边进行烧结体的冷却，可抑制冷却过程中烧结体中的氧的脱离，并容易获得具有均匀的氧浓度和电阻率的溅射靶。导入烧成装置内的氧的流量优选设为与在烧结工序S03中导入烧成装置内的流量相同。在冷却工序S04中氧的流通优选实施至取出烧结体为止，考虑到经济性，可以在成为600℃以下的温度的时刻适当停止。
冷却至成为600℃以下的温度为止时的冷却速度优选200℃/小时以下，更优选在1℃/小时以上且200℃/小时以下的范围。若超过200℃/小时，则烧结体的冷却不易均匀进行，氧浓度的均匀性受损，除此以外烧结体有可能因热应力而变得容易破裂。另一方面，若小于1℃/小时，则有可能冷却时间过长而降低生产率。冷却速度优选在整个冷却工序S04中恒定，但可以在200℃/小时以下的范围内在冷却途中适当改变。并且，在冷却至600℃以下之后，可以以超过200℃/小时的冷却速度进行冷却，但从烧成装置取出烧结体的操作优选在100℃以下的温度进行。
(加工工序S05)
在加工工序S05中，通过对在冷却工序S05中冷却的烧结体实施切削加工或研磨加工而加工成规定形状的溅射靶。
根据作为如上结构的本实施方式的氧化物溅射靶，将靶面内的氧化浓度的偏差设为15％以下，因此靶面内的氧浓度的均匀性高，靶面内的电阻率变均匀。因此，溅射中的异常放电得到抑制，随之抑制颗粒物的产生。
并且，根据本实施方式的氧化物溅射靶的制造方法，在粉碎混合工序S01中，将成为原料的ZrO2粉末、SiO2粉末及In2O3进行粉碎混合而获得的混合粉末的比表面积设为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下，因此反应性较高。并且，在烧结工序S03中，一边向烧成装置内导入氧，一边进行成型体的烧成，不会发生烧成气氛中的氧不足的情况，因此成型体的烧结变得均匀，能够获得致密且密度高的烧结体。而且，在冷却工序S04中，将该烧结体以200℃/小时以下的冷却速度进行冷却，因此不易发生急剧的温度变化，烧结体的氧浓度稳定。因此，能够稳定地制造靶面内的氧浓度的偏差较小的氧化物溅射靶。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离本发明的技术思想的范围内能够适当变更。
例如，在本实施方式中，对氧化物溅射靶的形状为圆板状的情况进行了说明，但氧化物溅射靶的形状并无特别限制。氧化物溅射靶可以为方板状。氧化物溅射靶的形状为方板状时，氧浓度及电阻率的测定部位能够设为对角线交叉的交点和各对角线上的角部附近的4个点的这合计5个点处。
并且，氧化物溅射靶也可以为圆筒形状。氧化物溅射靶的形状为圆筒形状时，氧浓度及电阻率的测定部位能够设为周向上等间隔的合计5个点处。
并且，本实施方式的氧化物溅射靶可以含有不可避免的杂质。其中，不可避免的杂质表示不可避免地包含在原料粉末中的杂质及在制造工序中不可避免地混入的杂质。
而且，根据本实施方式的氧化物溅射靶的制造方法，在粉碎混合工序S01中，将成为原料的ZrO2粉末、SiO2粉末及In2O3粉末粉碎混合，但也可以只进行混合。其中，需要将混合而获得的混合粉末的比表面积设为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下。
实施例
以下，对关于本发明所涉及的氧化物溅射靶的作用效果进行了评价的评价试验结果进行说明。
[本发明例1～7]
作为原料粉末，准备了纯度为99.9质量％以上、平均粒径为2μm的ZrO2粉末；纯度为99.8质量％以上、平均粒径为2μm的SiO2粉末及纯度为99.9质量％以上、平均粒径为1μm的In2O3粉末。以分别成为表1所示的摩尔比的方式称取所准备的各原料粉末。
将所称取的原料粉末与溶剂一同投入到作为粉碎介质使用了直径0.5mm的锆珠的珠磨装置并进行粉碎/混合。作为溶剂，使用了Japan Alcohol Trading CO.,LTD制的Solmix A-11。将粉碎/混合的时间设为1小时。在结束粉碎/混合之后，分离回收锆珠，并获得了包含原料粉末和溶剂的浆料。加热所获得的浆料，去除溶剂而获得了混合粉末。
利用比表面积测定装置(MOUNTECH Co.Ltd.制、Macsorb model 1201)测定了所获得的混合粉末的BET比表面积。将其结果示于表1。
接着，将所获得的混合粉末填充到直径200mm的模具中，以150kg/cm2的压力进行冲压，从而制作了两片直径200mm、厚度10mm的圆板状的成型体。
将所获得的两片成型体投入电炉(炉内容积27000cm3)，一边使氧以每分钟4L的流量在电炉内流通，一边以表1所示的烧成温度保持7小时，由此进行烧成而生成烧结体。接着，一边继续使氧在电炉内流通，一边将烧结体以表1所示的冷却速度冷却至600℃，之后，停止氧的流通，在通过炉内冷却而冷却至室温之后，从电炉取出烧结体。
对所获得的烧结体实施机械加工而获得了两片直径152.4mm、厚度6mm的圆板状的溅射靶。
[比较例1]
将所称取的原料粉末用亨舍尔混合机混合，除此以外，与本发明例1同样地制造了两片溅射靶。
[比较例2]
将直至600℃为止的烧结体的冷却速度设为250℃/小时，除此以外，与本发明例1同样地制造了两片溅射靶。
[比较例3]
在烧成成型体时，未使氧在电炉内流通，除此以外，与本发明例1同样地制造了两片溅射靶。
[比较例4]
将烧结体的烧成温度设为1250℃，除此以外，与本发明例1同样地制造了两片溅射靶。
[评价]
测定了溅射靶的金属成分组成、相对密度、氧含量及电阻率。并且，进行了溅射靶的溅射试验。
将所制造的两片溅射靶中的1片用于相对密度、电阻率、氧含量的测定，而余下的1片用于溅射试验。在溅射试验中，首先测定了溅射中的异常放电的产生数。接着，通过溅射形成氧化物膜之后，确认了有无靶的破裂。而且，测定了所形成的氧化物膜中的铟浓度。
各评价方法如下。
(溅射靶的金属成分组成)
采集了机械加工成溅射靶之前的烧结体的端部的一部分作为试样。将所采集的试样溶解于酸，并利用Agilent Technologies Japan,Ltd.制的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)装置(Agilent 5100)分析所获得的溶液的组成，并分析了Zr、Si、In的金属成分组成。将该测定结果示于表2。
(相对密度)
相对密度作为实测密度相对于理论密度的比率(实测密度/理论密度×100)而算出。实测密度通过实测溅射靶的重量和尺寸而求出。理论密度由包含在溅射靶中的各氧化物的浓度和密度算出。具体而言，将ZrO2的质量％浓度设为C1，密度设为ρ1，SiO2的质量％浓度设为C2，密度设为ρ2，In2O3的质量％浓度设为C3，密度设为ρ3，并通过以下的式算出了理论密度ρ。
ρ＝1/[C1/100ρ1+C2/100ρ2+C3/100ρ3]
其中，使用了ρ1＝5.60g/cm3、ρ2＝2.20g/cm3、ρ3＝7.18g/cm3的值。此外，C1、C2、C3由原料粉末的配合量算出。
(电阻率)
通过四探针法测定了电阻率。为了测定电阻率的偏差，如图1所示，在靶面(圆)的中心点(1)、及位于在靶面的中心点相互正交的两条直线上且距外缘20mm的位置的4个点(2)～(5)这共计5个点处进行了测定。抽取所测定的电阻率中的最大值与最小值，并通过所述式(2)算出了电阻率的偏差。在表2示出在各测定点的电阻率的测定值和偏差。
(氧浓度)
如图1所示，从靶面(圆)的中心点(1)、及位于在靶面的中心点相互正交的两条直线上且距外缘20mm的位置的4个点(2)～(5)这共计5个点处切出10mm见方的小片作为氧浓度测定用试样片，并如下测定了该氧浓度测定用试样片的表面(靶面)的氧浓度。
首先，将氧浓度测定用试样埋入树脂，并将埋入树脂的氧浓度测定用试样片的表面(靶面)利用抛光装置进行了镜面抛光。而且在抛光之后，利用EPMA(JEOL Ltd.制、JXA-8500F)对抛光面的氧浓度进行了定量分析。将基于EPMA的氧的定量分析的条件设为如下。
加速电压：15kV
照射电流：5×10-8A
光束直径：100μm
此外，在氧的定量分析中使用的分光晶体为LDE1。
在10mm见方的试样片内随机对10处进行测定，将其平均值作为图1所示一个部位的氧浓度的测定值。
抽取所测定的图1所示5处的氧浓度中的最大值与最小值，并通过所述式(1)算出了氧浓度的偏差。在表2示出各氧浓度测定用试样的氧浓度的测定值和偏差。
(溅射试验)
将溅射靶焊接到无氧铜制的背板上，并安装在磁控式溅射装置(ULVAC,Inc.制，SIH-450H)内。接着，利用真空排气装置对溅射装置内进行排气至5×10-5Pa以下之后，导入Ar气体和O2气体，并将溅射气体压力调整为0.67Pa，实施1小时的预溅射，由此去除了靶表面的加工层。将此时的Ar气体与O2气体的流量比设为47:3，功率设为脉冲DC1000W，脉冲条件设为频率50kHz，占空(duty)比设为0.08。
(异常放电次数)
在与上述预溅射相同的条件下，进行了1小时的连续溅射。利用所使用的溅射装置的直流电源所具备的电弧计数功能测量了在该1小时期间产生的异常放电次数。将其结果示于表3。
(氧化物膜的形成和氧化物膜的组成分析)
上述异常放电次数的测定后，准备在直径6英寸的Si基板上将20mm见方尺寸的聚碳酸酯基板粘贴于图3所示的5个点(Si基板中心1个点和位于距中心半径60mm的部分4个点)而成的部件，将该部件装填在溅射装置而使其静止在靶正上方，并利用真空排气装置对溅射装置内进行排气至5×10-5Pa以下之后，在与上述预溅射相同的条件下进行溅射，从而在基板上形成了厚度200nm的氧化物膜。将此时的基板与靶的距离设为70mm。利用AgilentTechnologies Japan,Ltd制的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)装置(Agilent 5100)分析将所获得的各氧化物膜溶解于酸的溶液的组成，并测定各氧化物膜中的In浓度，利用下述式(3)算出了其偏差。在表3示出氧化物膜中的In浓度(将金属元素的合计含量设为100时的质量％)的测定值和偏差。
式(3)：
氧化物膜的In浓度的偏差(％)＝[(In浓度的最大值)-(In浓度的最小值)]/[(In浓度的最大值)+(In浓度的最小值)]×100
(破裂的有无)
在形成氧化物膜之后，将溅射装置开放至空气中。然后，从溅射装置取出溅射靶，通过目视观察其外观而确认了有无发生破裂。将其结果示于表3。
[表1]
[表2]
[表3]
关于原料粉末的混合粉末的BET比表面积小于11.5m2/g的比较例1、直至600℃为止的烧结体的冷却速度超过200℃/小时的比较例2、未使氧在烧成装置内流通而烧成了成型体的比较例3、成型体的烧成温度低于1300℃的比较例4中的任一个比较例，所获得的溅射靶的靶面内的氧浓度的偏差均超过了15％。
靶面内的氧浓度的偏差超过15％的比较例1～4的溅射靶的电阻率的偏差均较大为15％以上，且溅射中的异常放电次数变多。并且，通过溅射形成的氧化物膜的In浓度的偏差变大。尤其是，比较例2及4的溅射靶在溅射后发生了破裂。
相对于此，将原料粉末的混合粉末的BET比表面积设为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下的范围，直至600℃为止的烧结体的冷却速度设为200℃/小时以下，且一边使氧在烧成装置内流通，一边在1300℃以上且1600℃以下的温度烧成成型体的本发明例1～7的溅射靶的靶面内的氧浓度的偏差均为15％以下。
靶面内的氧浓度的偏差为15％以下的本发明例1～7的溅射靶的电阻率的偏差均较低为15％以下，且溅射中的异常放电次数显著减少。并且，通过溅射形成的氧化物膜的In浓度的偏差变少。而且，溅射后未发生破裂。
从以上的评价试验的结果确认到，根据本发明，能够提供一种能够抑制溅射中的异常放电的发生及颗粒物飞散的氧化物溅射靶、以及该氧化物溅射靶的制造方法。

Claims (3)

1.一种氧化物溅射靶，其由作为金属成分含有锆、硅及铟的氧化物组成，所述氧化物溅射靶的特征在于，
靶面内的氧浓度的最大值与最小值之差相对于所述氧浓度的最大值与最小值的合计的比率为15％以下。
2.根据权利要求1所述的氧化物溅射靶，其特征在于，
靶面内的电阻率的最大值与最小值之差相对于所述电阻率的最大值与最小值的合计的比率为15％以下。
3.一种氧化物溅射靶的制造方法，其特征在于，为用于制造权利要求1或2所述的氧化物溅射靶的方法，所述方法具备以下工序：
混合氧化锆粉末、二氧化硅粉末、氧化铟粉末而获得比表面积为11.5m2/g以上且13.5m2/g以下的混合粉末；
将所述混合粉末成型而获得成型体；
一边使氧在烧成装置内流通，一边将所述成型体以1300℃以上且1600℃以下的温度进行烧成而生成烧结体；及
一边使氧在所述烧成装置内流通，一边以200℃/小时以下的冷却速度将所述烧结体冷却至至少成为600℃以下的温度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114616218A (zh) * 2019-12-02 2022-06-10 三菱综合材料株式会社 氧化物溅射靶及氧化物溅射靶的制造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7028268B2 (ja) * 2020-02-27 2022-03-02 三菱マテリアル株式会社 酸化物スパッタリングターゲット、及び、酸化物スパッタリングターゲットの製造方法
CN114853447B (zh) * 2021-02-04 2023-09-26 光洋应用材料科技股份有限公司 铟锆硅氧化物靶材及其制法及铟锆硅氧化物薄膜

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101460653A (zh) * 2006-06-08 2009-06-17 三菱麻铁里亚尔株式会社 高强度光记录介质保护膜形成用溅镀靶材
CN102482156A (zh) * 2009-09-30 2012-05-30 出光兴产株式会社 In-Ga-Zn-O系氧化物烧结体
CN103518263A (zh) * 2011-05-10 2014-01-15 出光兴产株式会社 薄膜晶体管
TW201446998A (zh) * 2013-03-29 2014-12-16 Jx Nippon Mining & Metals Corp Ｉｔｏ濺鍍靶及其製造方法
CN104540976A (zh) * 2012-08-10 2015-04-22 三菱综合材料株式会社 透明氧化物膜形成用溅射靶及其制造方法
CN107236934A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 Ｊｘ金属株式会社 圆筒型溅射靶及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11302835A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ＺｎＯ系焼結体の製造方法
JP2001302240A (ja) * 2000-04-17 2001-10-31 Central Glass Co Ltd 導電性酸化物粉末およびその製造方法
KR20080077969A (ko) 2005-12-02 2008-08-26 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 정보 기록 매체와 그 제조 방법
JP5061802B2 (ja) * 2007-09-06 2012-10-31 三菱マテリアル株式会社 耐割れ性に優れたＺｒＯ２−Ｉｎ２Ｏ３系光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット
US20110017590A1 (en) * 2008-03-17 2011-01-27 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Sintered Compact Target and Method of Producing Sintered Compact
JP5763561B2 (ja) * 2012-01-25 2015-08-12 株式会社アルバック 酸化物粉末およびスパッタリングターゲットの製造方法
JP6414165B2 (ja) * 2016-09-06 2018-10-31 三菱マテリアル株式会社 酸化物スパッタリングターゲット、及び酸化物スパッタリングターゲットの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101460653A (zh) * 2006-06-08 2009-06-17 三菱麻铁里亚尔株式会社 高强度光记录介质保护膜形成用溅镀靶材
CN102482156A (zh) * 2009-09-30 2012-05-30 出光兴产株式会社 In-Ga-Zn-O系氧化物烧结体
CN103518263A (zh) * 2011-05-10 2014-01-15 出光兴产株式会社 薄膜晶体管
CN104540976A (zh) * 2012-08-10 2015-04-22 三菱综合材料株式会社 透明氧化物膜形成用溅射靶及其制造方法
TW201446998A (zh) * 2013-03-29 2014-12-16 Jx Nippon Mining & Metals Corp Ｉｔｏ濺鍍靶及其製造方法
CN107236934A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 Ｊｘ金属株式会社 圆筒型溅射靶及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114616218A (zh) * 2019-12-02 2022-06-10 三菱综合材料株式会社 氧化物溅射靶及氧化物溅射靶的制造方法

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