JP6178455B1 - 円筒型スパッタリングターゲット及びその梱包方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[円筒型スパッタリングターゲット100の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲットを示す斜視図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲットを示す断面図である。
基材110は、焼結体120の円筒の内側表面に沿うような外面形状を有することが好ましい。基材110の外径は、焼結体120の内径よりも僅かに小さく、基材110及び焼結体120を同軸に重ねたときに、基材110と焼結体120との間に間隙ができるように調整される。この間隙には、接合材130が設けられる。
図1及び図2で示すように、焼結体120は、基材110の円周面を囲むように設けられる。焼結体120は、基材110の中心軸に対して同軸または略同軸に設けられることが好ましい。このような構成により、円筒型スパッタリングターゲット100をスパッタリング装置に装着して、基材110を中心に回転させたとき、焼結体120の表面と被成膜面(試料基板)との間隔を一定に保つことができる。
接合材130は、基材110と焼結体120との間に設けられる。接合材130は、基材110と焼結体120とを接合するとともに、耐熱性と熱伝導性が良好であることが好ましい。また、スパッタリング中は真空下に置かれるため、真空中でガス放出が少ない特性を有することが好ましい。
保護部材140は、フィルム状の樹脂が用いられる。保護部材140の材料としては、性質の異なる複数のフィルムを積層させた積層フィルムを用いることができる。例えば、2つのポリエチレンフィルムで機能性フィルムを挟んだ積層フィルムを用いることができる。ポリエチレンフィルムは、機能性フィルムに比べて熱による融解温度が低い材料を用いることができる。ポリエチレンフィルムが機能性フィルムを挟む構成によって、ヒートシールの際にポリエチレンフィルム同士が確実に融解するため、確実に保護部材140の密封を行うことができる。機能性フィルムは、酸素透過度および透湿度の少なくともいずれか1つがポリエチレンフィルムよりも低いことが好ましい。また、機能性フィルムは、突き刺し強度および引張強度の少なくともいずれか1つがポリエチレンフィルムよりも高いことが好ましい。
・酸素透過度(20℃ 90%RH):37cc/d・atm
・透湿度(40℃ 90%RH):90g/m2・day
・突き刺し強度:16.0kgf(10.9×10−3MPa)
・引張強度:260MPa
・酸素透過度(20℃ 90%RH):60cc/d・atm
・透湿度(40℃ 90%RH):12g/m2・day
・引張強度:470MPa
・酸素透過度(20℃ 90%RH):30cc/d・atm
・透湿度(40℃ 90%RH):5.3g/m2・day
・突き刺し強度:11.1kgf(10.9×10−3MPa)
・引張強度:40MPa
次に、本実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲット100の製造方法について詳細に説明する。図3は、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を示すプロセスフローである。
焼結体120を接合材130を介して基材110に接合(ボンディング)する(S307)。例えば、接合材130としてインジウムを使用する場合、焼結体120と基材110との間隙に溶融させたインジウムを注入する。このようにして、円筒型スパッタリングターゲット100を得ることができる。
ここで、空間150へのガスの充填方法について詳細に説明する。図4は、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法において、ガスを充填される方法を示すプロセスフローである。
図5を用いて、本発明の実施形態2に係る円筒型スパッタリングターゲットについて説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る円筒型スパッタリングターゲットを示す断面図である。実施形態2の円筒型スパッタリングターゲット200は、円筒型の基材110に対して複数の円筒型の焼結体120a、120bが接合される点において実施形態1の円筒型スパッタリングターゲット100とは相違する。以下の説明において、実施形態1の円筒型スパッタリングターゲット100と同様の構造については説明を省略し、相違点について説明する。
本発明者らは、図3に示すプロセスフローにおける保護部材形成の工程(S308)において、異なる4つの方法で円筒型スパッタリングターゲットを梱包して保管し、保護部材140の破けやすさを調査した。調査に用いたターゲットサンプルは以下の通りである。
・基材110の円筒軸方向の長さ:2525mm
・基材110の円筒外径:153mm
・基材110の円筒内径:135mm
・焼結体120の円筒軸方向の長さ:2619mm
・焼結体120の円筒外径:133mm
・焼結体120の円筒内径:125mm
・実施例1:空間150にArを充填して保護部材140で梱包
・実施例2:空間150にN2を充填して保護部材140で梱包
・比較例1:空間150を減圧(1Pa以下)にして保護部材140で梱包
・比較例2:空間150に湿度調整を行っていない大気を充填して保護部材140で梱包
なお、実施例1および実施例2のガス充填の前に、上記の排気および不活性ガス導入をそれぞれ3回繰り返した。上記のArおよびN2の露点温度は約−50℃であり、大気の露点温度は約10℃であった。また、空間150に充填するAr、N2、および大気の圧力は、50kPaである。
上記の条件で梱包したターゲットサンプルに対して保護部材140の破れの有無を調査した。上記の各サンプルについて保護部材140の破れが発生したサンプル個数は下記の通りである。
・実施例1:保護部材140が破けたサンプル数=1/100個
・実施例2:保護部材140が破けたサンプル数=2/100個
・比較例1:保護部材140が破けたサンプル数=45/100個
・比較例2:保護部材140が破けたサンプル数=3/100個
次に、各梱包方法と初期累積アーキング発生回数との相関関係を調査した結果について説明する。実施例2で用いたサンプルは実施例1のサンプルと同じである。初期累積アーキング発生回数とは、スパッタリングターゲットをスパッタリング装置に装着して真空引きを行い、当該スパッタリング装置が製造ラインにおける稼働状態に到達するまでのプレスパッタリングの間に発生したアーキング発生回数の累積数である。
(評価ターゲット)
ターゲット材質:ITO(SnO2=10%)
(スパッタリング条件)
スパッタリングガス:Ar
スパッタリング圧力:0.6Pa
スパッタリングガス流量:300sccm
スパッタリング電力:4.0W/cm2
実施例1に記載した条件で梱包し、保管したターゲットサンプルを用いた初期累積アーキング発生回数は下記の通りである。なお、アーキング発生回数は、積算電力量が30Whr/cm2になるまでに発生した累積アーキング回数である。なお、比較例1は、保管後に保護部材140に破れが確認されたサンプルを用いた結果である。
・実施例1:226個
・実施例2:285個
・比較例1:1,049個
・比較例2:1,124個
なお、比較例2では、ターゲット表面に3mm程度のアーキング痕が点在していた。これは、保管中に付着した微細な水滴起因のアーキングによるものと推測される。
110:基材
112、122:円周面
114、124:側面
116:開口部
120:焼結体
130:接合材
140:保護部材
150、160:空間
Claims (6)
- 円筒型の焼結体と、
前記焼結体の内側に接合材を介して接合された円筒型の基材と、
前記焼結体の円周面および側面、ならびに前記焼結体から露出された前記基材の円周面、側面、および前記基材の両端の開口部を覆い、ガスが充填された前記基材の中空部を密閉する保護部材と、
を有し、
前記中空部の前記ガスの圧力は、30kPa以上60kPa以下であり、
前記保護部材は第1フィルム、第2フィルム、および第3フィルムを有し、
前記第1フィルムは前記第2フィルムおよび前記第3フィルムによって挟まれ、
前記第1フィルムは、前記第2フィルムおよび前記第3フィルムに比べて酸素透過性または透湿性が低く、
前記第2フィルムおよび前記第3フィルムは、前記第1フィルムに比べて熱による融解温度が低いことを特徴とする円筒型スパッタリングターゲット。 - 前記ガスは、アルゴン又は窒素であることを特徴とする請求項1に記載の円筒型スパッタリングターゲット。
- 前記中空部の前記ガスの露点温度は、−80℃以上−50℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の円筒型スパッタリングターゲット。
- 前記焼結体は、ITO、IZO、又はIZGOを主成分として含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の円筒型スパッタリングターゲット。
- 円筒型の焼結体と、前記焼結体の内側に接合材を介して接合された円筒型の基材と、を有する円筒型スパッタリングターゲットの梱包方法であって、
前記基材の中空部にガスを30kPa以上60kPa以下の圧力で充填し、
前記焼結体の円周面および側面、ならびに前記焼結体から露出された前記基材の円周面、側面、および前記基材の両端の開口部を覆い、前記中空部を密閉するように保護部材を形成し、
前記保護部材は第1フィルム、第2フィルム、および第3フィルムを有し、
前記第1フィルムは前記第2フィルムおよび前記第3フィルムによって挟まれ、
前記第1フィルムは、前記第2フィルムおよび前記第3フィルムに比べて酸素透過性または透湿性が低く、
前記第2フィルムおよび前記第3フィルムは、前記第1フィルムに比べて熱による融解温度が低いことを特徴とする円筒型スパッタリングターゲットの梱包方法。 - 前記ガスの充填の前に、
前記中空部の気体を排気し、
前記排気された前記中空部に不活性ガスを導入し、
前記不活性ガスを排気することを特徴とする請求項5に記載の円筒型スパッタリングターゲットの梱包方法。
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