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JP6884126B2 - Cylindrical ceramics-based sputtering target Consists of joining one or more cylindrical ceramics-based sputtering target materials and cylindrical ceramics-based sputtering target materials to a backing tube. - Google Patents
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JP6884126B2 - Cylindrical ceramics-based sputtering target Consists of joining one or more cylindrical ceramics-based sputtering target materials and cylindrical ceramics-based sputtering target materials to a backing tube. - Google Patents

Cylindrical ceramics-based sputtering target Consists of joining one or more cylindrical ceramics-based sputtering target materials and cylindrical ceramics-based sputtering target materials to a backing tube. Download PDF

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Description

本発明は、円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材及び円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材をバッキングチューブに1つ以上接合させることで構成される円筒形セラミックス系スパッタリングターゲットに関する。特に、IGZO(酸化物インジウムガリウム亜鉛)、IZO(酸化インジム亜鉛)、ITO(酸化インジウム・スズ)などの透明酸化物半導体の焼結体の円筒形スパッタリングターゲット材(以下、「円筒形ターゲット材」という。)、及びこれらをバッキングチューブに1つ以上接合された円筒形スパッタリングターゲット(以下、「円筒形ターゲット」という。)に関する。 The present invention relates to a cylindrical ceramic sputtering target composed of one or more cylindrical ceramic sputtering target materials and one or more cylindrical ceramic sputtering target materials bonded to a backing tube. In particular, a cylindrical sputtering target material (hereinafter, "cylindrical target material") of a sintered body of a transparent oxide semiconductor such as IGZO (indium gallium oxide zinc), IZO (indim zinc oxide), and ITO (indium tin oxide). ), And a cylindrical sputtering target (hereinafter, referred to as “cylindrical target”) in which one or more of these are joined to a backing tube.

円筒形ターゲット材では、各種バルク特性(結晶粒径、相対密度、導電率、など)を好適な範囲に管理することが望まれている。しかしながら、多くの測定項目(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)は局所的な測定であり、各測定項目は基本的に独立して捉えられていた。また、円筒形ターゲット材の性能を検査するに際しては、製品自体の破壊を伴う検査、評価は行えない状況である。また、円筒形ターゲット材の場合、従来の平板型ターゲット材よりも製造し難い面があり、ターゲット材の組成や、焼結時におけるターゲット材内の熱の伝わり方・熱が伝わる場所の不均一性、酸素濃度の不均一性などによって、ターゲット材のバルク全体の特性として均質なものを製造することは非常に難しい。 In the cylindrical target material, it is desired to control various bulk characteristics (crystal grain size, relative density, conductivity, etc.) within a suitable range. However, many measurement items (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) are local measurements, and each measurement item is basically considered independently. In addition, when inspecting the performance of a cylindrical target material, it is not possible to inspect and evaluate the product itself with destruction. In addition, in the case of a cylindrical target material, there are some aspects that are more difficult to manufacture than the conventional flat plate type target material, and the composition of the target material, the way heat is transferred in the target material during sintering, and the location where heat is transferred are non-uniform. Due to the non-uniformity of properties and oxygen concentration, it is very difficult to produce a uniform target material as a whole bulk characteristic.

一方、円筒形ターゲットの使用面では一ヶ所でも異常点が存在すれば、アーキング発生、ノジュール発生、クラック発生などの問題を生じることが知られている。実際、円筒形ターゲットでは、しばしばスパッタ時にアーキング、ノジュールなどの異常を起こすことがある。スパッタ時に異常が生じたターゲットについてスパッタに影響を与える因子に関する各測定項目(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)の検査を実施しても、スパッタに影響する各因子には何等異常が無いことが多く、そのような場合、スパッタ時にアーキング発生、ノジュール発生などの異常を起こす原因が不明であった。そのため、円筒形ターゲットのスパッタに影響を与える因子に関する各測定項目(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)について何ら異常がない場合は、実際にスパッタしてみないと、問題のある円筒形ターゲットまたは円筒形ターゲット材を検出できないという問題があった。かかる点からも、円筒形ターゲット材全体を総合的に、評価・管理する指標が望まれている。 On the other hand, it is known that if there is an abnormal point even at one place on the usage surface of the cylindrical target, problems such as arcing, nodules, and cracks occur. In fact, cylindrical targets often cause anomalies such as arcing and nodules during sputtering. Even if each measurement item (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) related to the factors that affect the sputter is inspected for the target that has an abnormality during sputtering, each factor that affects the spatter is determined. In many cases, there were no abnormalities, and in such cases, the cause of abnormalities such as arcing and nodules during sputtering was unknown. Therefore, if there are no abnormalities in each measurement item (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) related to the factors that affect the sputtering of the cylindrical target, it is necessary to actually perform the sputtering. There was a problem that the problematic cylindrical target or cylindrical target material could not be detected. From this point of view, an index for comprehensively evaluating and managing the entire cylindrical target material is desired.

本発明者らは鋭意検討した結果、マクロ的に、すなわち総合的に観察した結果を用いた評価が重要であるという知見に至った。従来、焼結体を製造するにあたり、焼結条件などを変更することによって、相対密度や結晶粒を制御し、スパッタ時の特性向上を図ってきた。しかしながら、結晶粒の評価は、一般的に平均結晶粒子径(数百〜数千倍の観察視野で撮影されたSEM写真を参考にコード法などで測定)の指標を用いていることから、円筒形ターゲット材の局所的な部分の評価にとどまっていた。 As a result of diligent studies, the present inventors have come to the conclusion that evaluation using macroscopic, that is, comprehensively observed results is important. Conventionally, in manufacturing a sintered body, the relative density and crystal grains have been controlled by changing the sintering conditions and the like to improve the characteristics at the time of sputtering. However, since the crystal grain evaluation generally uses an index of the average crystal grain size (measured by a coding method or the like with reference to an SEM photograph taken in an observation field of several hundred to several thousand times), it is a cylinder. It was limited to the evaluation of the local part of the shape target material.

ところが、円筒形ターゲット材における結晶粒の分布としては、大きく分けて以下の4つのパターンが考えられる。第1のパターンは小さい粒子から大きい粒子に段階的に分布する場合、第2のパターンは小さい粒子の中に例えば異常粒成長した大粒子が存在する場合、第3のパターンは粒子径が二極化した場合、第4のパターンはすべての結晶粒が均一な場合である。 However, the distribution of crystal grains in the cylindrical target material can be roughly divided into the following four patterns. The first pattern is a stepwise distribution from small particles to large particles, the second pattern is when there are large particles with abnormal grain growth among the small particles, and the third pattern has a bipolar particle size. The fourth pattern is when all the crystal grains are uniform.

上記4つのパターンのうち、問題となるのは主に第1のパターン〜第3のパターンをマクロ的に見た場合に、結晶粒の群と群とで大きさが異なるパターンの存在である。結晶粒の群と群とで結晶粒の大きさが異なるパターン(すなわち、ミクロ的に見た場合における個々の結晶粒の違いではなく、ある程度均質な結晶粒が集まった領域を群として捉えた場合、複数の群が存在し、各複数の群が異なる径の結晶粒から構成されている。)が存在する場合、群と群との界面で割れが発生することが多い。さらに結晶粒子径に応じて円筒形ターゲット材内の領域ごとに強度が異なる結果となり、表面の切削時に表面粗さも変化してしまうという問題が生じる。したがって、円筒形ターゲット材全体の特性を総合的に評価・管理することは重要である。 Of the above four patterns, the problem is mainly the existence of patterns having different sizes between groups of crystal grains when the first pattern to the third pattern are viewed macroscopically. A pattern in which the size of the crystal grains differs between the group and the group of crystal grains (that is, when the region where crystal grains that are homogeneous to some extent are gathered is regarded as a group, not the difference between the individual crystal grains when viewed microscopically. , A plurality of groups exist, and each of the plurality of groups is composed of crystal grains having different diameters.) In many cases, cracks occur at the interface between the groups. Further, the strength is different for each region in the cylindrical target material according to the crystal particle size, and there arises a problem that the surface roughness also changes when the surface is cut. Therefore, it is important to comprehensively evaluate and manage the characteristics of the entire cylindrical target material.

特許文献1には、酸化物半導体のスパッタリングターゲットに含まれる化合物の平均粒径を10μm以下、好ましくは、6μm以下、より好ましくは、4μm以下とし、焼き上がり面を除去した後のターゲット表面部と、この表面部から平面研削盤で2mm研削した部分の色差ΔEを所定の値以下に制御し、比抵抗を所定の値以下とすることにより、酸化物半導体や透明導電膜等の酸化物薄膜を成膜する際に、酸素分圧を高くする必要がなく、かつ、凝集体ができにくく異常放電の発生を抑制したスパッタリングターゲットが得られることが記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の実験結果によれば、比抵抗を所定の値以下とすることは結晶粒径との関係でのみ確認でき、基本的に色差の制御は何ら関係がない。 In Patent Document 1, the average particle size of the compound contained in the sputtering target of the oxide semiconductor is set to 10 μm or less, preferably 6 μm or less, more preferably 4 μm or less, and the surface portion of the target after the baked surface is removed. By controlling the color difference ΔE of the portion ground by 2 mm from this surface portion with a surface grinding machine to a predetermined value or less and setting the specific resistance to a predetermined value or less, an oxide thin film such as an oxide semiconductor or a transparent conductive film can be obtained. It is described that it is not necessary to increase the oxygen partial pressure at the time of forming a film, and it is possible to obtain a sputtering target in which aggregates are less likely to be formed and the occurrence of abnormal discharge is suppressed. However, according to the experimental results described in Patent Document 1, it can be confirmed that the specific resistance is set to a predetermined value or less only in relation to the crystal grain size, and basically the control of the color difference has nothing to do with it.

特許文献2には、ターゲットの色を制御することによりスパッタリングターゲットの成分組成の化学量論ずれを制御してスパッタ時のパーティクルの発生が著しく抑えられたターゲットが開示されている。しかしながら、色そのものを問題としており、色差ΔE*abを問題にしているわけではない。またその製造方法は従来の平板型ターゲットの製造方法であって、円筒形ターゲットに関するものではない。特許文献3には、スパッタリングターゲットの色ムラは、スパッタの発熱時にターゲット表面からの熱放射が不均一になり温度差が生じやすくなるなどの問題があるから、色ムラを抑えるために、添加物であるZr、Si及びAlのうち1以上を含む酸化亜鉛焼結体が提案されている。しかしながら、特許文献3に記載のスパッタリングターゲットは従来の平板型ターゲットに関するものであるうえに、添加物をターゲットに含有させる構成で色ムラを防止しているため、ターゲットの組成がスパッタされる薄膜の所望の組成とは異なることになるため、根本的な解決策になっていない。特許文献4は、色合いの相違(色むら)は、あくまで焼結体の表面と内部における色違いを問題にしているため、ターゲットの局所的な評価に過ぎない。しかも、従来の平板型ターゲットに関するものであり、表面と内部における色違いを解消する具体的な方法も、特許文献3と同様に、添加物であるAl、Ga、B、Nb、In、Y、Scから選ばれる元素を少なくとも1種以上含ませるというものである。したがって、特許文献4に記載の発明においても、特許文献3と同様に、ターゲットの表面と内部における色違いを解消できたとしても、ターゲットの組成がスパッタされる薄膜の所望の組成とは異なることになるため、根本的な解決策にはなっていない。 Patent Document 2 discloses a target in which the generation of particles during sputtering is remarkably suppressed by controlling the stoichiometric deviation of the component composition of the sputtering target by controlling the color of the target. However, the color itself is a problem, not the color difference ΔE * ab. Further, the manufacturing method is a conventional manufacturing method for a flat plate target, and is not related to a cylindrical target. Patent Document 3 describes that the color unevenness of the sputtering target has a problem that the heat radiation from the target surface becomes non-uniform and a temperature difference is likely to occur when the sputtering heat is generated. Therefore, in order to suppress the color unevenness, an additive is added. Zinc oxide sintered bodies containing one or more of Zr, Si and Al have been proposed. However, the sputtering target described in Patent Document 3 relates to a conventional flat plate type target, and since color unevenness is prevented by a configuration in which an additive is contained in the target, the composition of the target is a thin film to be sputtered. It is not a fundamental solution as it will be different from the desired composition. In Patent Document 4, the difference in color (color unevenness) is merely a local evaluation of the target because the difference in color between the surface and the inside of the sintered body is a problem. Moreover, it relates to a conventional flat plate type target, and a specific method for eliminating the color difference between the surface and the inside is also the same as in Patent Document 3, which is an additive Al, Ga, B, Nb, In, Y, At least one element selected from Sc is contained. Therefore, in the invention described in Patent Document 4, even if the color difference between the surface and the inside of the target can be eliminated as in Patent Document 3, the composition of the target is different from the desired composition of the thin film to be sputtered. Therefore, it is not a fundamental solution.

WO2012−153522号公報WO2012-153522 特開2001−11614号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-11614 特開2010−202896号公報JP-A-2010-202896 特開2010−150107号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-150107

本発明の課題は、各種バルク特性(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)を局所的に個別に好適な範囲にする、すなわち複数のパラメータは基本的に独立して捉えて評価するだけでは、防ぐことのできなかったアーキング発生、ノジュール発生、クラック発生を抑えることが可能な円筒形ターゲットを提供することである。具体的には、円筒形ターゲット材の特性に関する個別のスパッタに影響を与える因子の観察結果だけでなく、ターゲット材全体をマクロ的に観察した結果を加味してターゲット材全体の均質化を確保することを可能とする円筒形ターゲット材及びこれらの円筒形ターゲット材をバッキングチューブに1つ以上接合させた円筒形ターゲットを提供することである。 The object of the present invention is to set various bulk characteristics (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) to a suitable range locally individually, that is, to grasp a plurality of parameters basically independently. It is to provide a cylindrical target capable of suppressing the occurrence of arcing, nodules, and cracks that could not be prevented only by the evaluation. Specifically, the homogenization of the entire target material is ensured by taking into account not only the observation results of factors affecting individual sputters regarding the characteristics of the cylindrical target material but also the macroscopic observation results of the entire target material. It is an object of the present invention to provide a cylindrical target material capable of the above, and a cylindrical target in which one or more of these cylindrical target materials are joined to a backing tube.

上記課題を解決するために、本発明者らは、円筒形ターゲット材の色差ΔE*abに着目した。すなわち、スパッタに影響を与える因子に関する各測定項目(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)の検査を実施しても、スパッタに影響する因子には何等異常が無いにもかかわらず、実際にスパッタしたときにアーキング発生、ノジュール発生などの異常を起こしている円筒形ターゲットは、いずれも円筒形ターゲット材の表面の色差ΔE*abが領域によって異なるターゲットであった。一方、円筒形ターゲット材の表面全体の色差ΔE*abが目視でもほぼ同じように見える円筒形ターゲットの場合、スパッタしたときにアーキング発生、ノジュール発生などの異常の発生が少ない傾向にある。本発明者らは鋭意検討した結果、個々の焼結体の全体を評価、管理する指標として色差ΔE*abが有効であることを見出した。色差ΔE*abは、各円筒形ターゲット材のバルク特性の総合的な結果とみなすことができ、この色差ΔE*abを焼結体内で出来るだけ均一にすることがスパッタリングでの異常を抑制することが分かった。このように、円筒形ターゲット材の全体の特性を安定させる指標として、色差ΔE*abを見出し、発明の完成に至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have focused on the color difference ΔE * ab of the cylindrical target material. That is, even if each measurement item (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) relating to the factors affecting the spatter is inspected, there is no abnormality in the factors affecting the spatter. Regardless of this, the cylindrical targets that caused abnormalities such as arcing and nodules when actually sputtered were targets in which the color difference ΔE * ab on the surface of the cylindrical target material was different depending on the region. On the other hand, in the case of a cylindrical target in which the color difference ΔE * ab on the entire surface of the cylindrical target material looks almost the same visually, there is a tendency that abnormalities such as arcing and nodules are less likely to occur when sputtered. As a result of diligent studies, the present inventors have found that the color difference ΔE * ab is effective as an index for evaluating and managing the entire individual sintered body. The color difference ΔE * ab can be regarded as the overall result of the bulk characteristics of each cylindrical target material, and making the color difference ΔE * ab as uniform as possible in the sintered body suppresses abnormalities in sputtering. I found out. As described above, the color difference ΔE * ab was found as an index for stabilizing the overall characteristics of the cylindrical target material, and the invention was completed.

本件明細書では、色差ΔE*abは、日本電色工業社製NF333で測定した。色差は、以下の式1で表わすことができる。
ΔE*ab=((ΔL*)^2+(Δa*)^2+(Δb*)^2)^0.5(式1)
In the present specification, the color difference ΔE * ab was measured by NF333 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. The color difference can be expressed by the following equation 1.
ΔE * ab = ((ΔL *) ^ 2 + (Δa *) ^ 2 + (Δb *) ^ 2) ^ 0.5 (Equation 1)

結晶粒は円筒形ターゲット材の組織を代表するものであり、導電率などにも大きく影響する。色差ΔE*abは、相対密度、結晶粒径、表面粗さ等のターゲットの組織や物理的形状などの影響を受ける。本発明は、相対密度、結晶粒及び表面粗さといったターゲット材の組織や物理的形状の各影響を受ける色差Δ*について、円筒形ターゲット材の全体的な色差Δ*を意識することで、バルク全体として均質なスパッタリングターゲットを提供することを可能とするものである。 The crystal grains represent the structure of the cylindrical target material and have a great influence on the conductivity and the like. The color difference ΔE * ab is affected by the structure and physical shape of the target such as relative density, crystal grain size, and surface roughness. In the present invention, the color difference Δ * affected by the structure and physical shape of the target material such as relative density, crystal grain and surface roughness is bulked by being aware of the overall color difference Δ * of the cylindrical target material. It makes it possible to provide an overall homogeneous sputtering target.

本発明によれば、円筒形ターゲット材であって、その軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域を測定領域とした場合に各測定領域の所定の2点における色差ΔE*abが1以下であることを特徴とする円筒形ターゲット材が提供される。また、円筒形ターゲットであって、その軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域を測定領域とした場合に各測定領域の所定の2点における色差ΔE*abが1以下であることを特徴とするスパッタリングターゲットを1つ以上用意し、これらをTi、Cuまたはこれら金属を含む合金からなるバッキングチューブに接合された円筒形ターゲットが提供される。 According to the present invention, the cylindrical target material is divided into four at equal intervals in the axial direction thereof, and the intervals of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° in the circumferential direction are further divided into four regions. Provided is a cylindrical target material characterized in that the color difference ΔE * ab at two predetermined points in each measurement region is 1 or less when each of the 16 regions partitioned by is defined as a measurement region. To. Further, the cylindrical target is divided into four at equal intervals in the axial direction, and each of the four divided regions is divided into 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° in the circumferential direction. When each of the 16 partitioned regions is used as the measurement region, one or more sputtering targets characterized in that the color difference ΔE * ab at two predetermined points in each measurement region is 1 or less are prepared, and these are Ti. Cylindrical targets bonded to backing tubes made of alloys containing, Cu or these metals are provided.

本発明にかかる円筒形ターゲット材の相対密度は、99%以上であることが望ましい。 The relative density of the cylindrical target material according to the present invention is preferably 99% or more.

本発明によれば、円筒形ターゲット材の特性に関する個別のスパッタに影響を与える因子の観察結果だけでなく、ターゲット材全体をマクロ的・総合的に観察した結果を加味したターゲット全体の均質化を確保することにより、各種バルク特性(結晶粒径、相対密度、バルク抵抗値、表面粗さなど)を個別に好適な範囲にするだけでは、防ぐことのできなかったアーキング発生、ノジュール発生、クラック発生を抑えることが可能な円筒形ターゲット材及びこれをバッキングチューブに接合させた円筒形ターゲットを提供することが可能となる。 According to the present invention, homogenization of the entire target is performed by taking into account not only the observation results of factors affecting individual sputters regarding the characteristics of the cylindrical target material but also the results of macroscopic and comprehensive observation of the entire target material. By securing, various bulk characteristics (crystal grain size, relative density, bulk resistance value, surface roughness, etc.) could not be prevented only by individually setting them in a suitable range. It is possible to provide a cylindrical target material capable of suppressing the above-mentioned conditions and a cylindrical target to which the material is joined to a backing tube.

また、本発明によれば、複数の円筒形ターゲットをバッキングチューブに接合することで、結果的に任意の長さの円筒形スパッタリングターゲットを構成する場合に特に有利な効果が得られる。すなわち、複数のターゲットをバッキングチューブに接合する場合、接合した円筒形ターゲット材の中に1つでもアーキングを発生させるターゲットが含まれている場合、他の問題のない円筒形ターゲット材も無駄にしてしまうおそれがある。本発明によれば、局所的・個別的な分析では見破ることのできない問題のある円筒形ターゲット材を除いてバッキングチューブに接合することが可能となり、他の問題のない円筒形ターゲット材も無駄にしてしまうという問題を未然に防ぐことが可能となる。 Further, according to the present invention, by joining a plurality of cylindrical targets to the backing tube, a particularly advantageous effect can be obtained when a cylindrical sputtering target of an arbitrary length is formed as a result. That is, when joining a plurality of targets to the backing tube, if even one of the joined cylindrical target materials contains a target that generates arcing, the other non-problematic cylindrical target material is also wasted. There is a risk that it will end up. According to the present invention, it is possible to join to the backing tube except for the problematic cylindrical target material which cannot be detected by local and individual analysis, and the other non-problematic cylindrical target material is also wasted. It is possible to prevent the problem of spilling.

円筒形ターゲットの結晶粒径、色差ΔE*ab及び表面粗さを測定する領域を示す図The figure which shows the region for measuring the crystal grain size, the color difference ΔE * ab, and the surface roughness of a cylindrical target. 円筒形ターゲットの結晶粒径、色差ΔE*ab及び表面粗さを測定する領域を示す図The figure which shows the region for measuring the crystal grain size, the color difference ΔE * ab, and the surface roughness of a cylindrical target. 円筒形ターゲットの結晶粒径、色差ΔE*ab及び表面粗さを測定する領域をターゲット材の展開図として示す図The figure which shows the region for measuring the crystal grain size, the color difference ΔE * ab, and the surface roughness of a cylindrical target as a development view of a target material.

以下、図面を参照して本発明に係る円筒形ターゲット材及びその製造方法について説明する。但し、本発明の円筒形ターゲット材及びその製造方法は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, the cylindrical target material according to the present invention and a method for producing the same will be described with reference to the drawings. However, the cylindrical target material of the present invention and the method for producing the same can be carried out in many different modes, and are not construed as being limited to the contents of the embodiments shown below. In the drawings referred to in the present embodiment, the same parts or parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

本発明の円筒形ターゲット材は、各種原料粉の混合、粉砕、焼結等のプロセスによって作製することができる。例えば、IGZOスパッタリングターゲットの場合を例に挙げて説明する。原料粉としては、酸化インジウム(In23)粉末、酸化ガリウム(Ga23)粉末、酸化亜鉛(ZnO)粉末、及び酸化スズ(SnO2)粉末をそれぞれ用意する。 The cylindrical target material of the present invention can be produced by processes such as mixing, pulverizing, and sintering various raw material powders. For example, the case of an IGZO sputtering target will be described as an example. As the raw material powder, indium oxide (In 2 O 3 ) powder, gallium oxide (Ga 2 O 3 ) powder, zinc oxide (ZnO) powder, and tin oxide (SnO 2 ) powder are prepared.

原料粉を所望の組成比となるように秤量後、混合を行う。混合が不充分であると、製造したターゲット中に各成分が偏析して、高抵抗率領域と低抵抗率領域が存在することになる。したがって、充分な混合が必要である。例えば、スーパーミキサーで、回転数2000〜4000rpm、回転時間3〜5分混合する。またはボールミルによる長時間混合等の方法でも良く、その他の方法でも原料の均一混合を実現できる方法であれば特に限定されない。 The raw material powder is weighed so as to have a desired composition ratio, and then mixed. If the mixing is insufficient, each component segregates in the produced target, and a high resistivity region and a low resistivity region exist. Therefore, sufficient mixing is required. For example, in a super mixer, the mixture is mixed at a rotation speed of 2000 to 4000 rpm and a rotation time of 3 to 5 minutes. Alternatively, a method such as long-time mixing with a ball mill may be used, and other methods are not particularly limited as long as they can achieve uniform mixing of the raw materials.

次に、混合粉を電気炉にて、大気雰囲気中で、900〜1100℃の温度範囲で、4〜6時間程度保持することで、混合粉の仮焼を行う。但し、焼結条件を含めたターゲット製造プロセス条件の適正化によっては必ずしも、仮焼を行わなくても構わない。仮焼を行う場合、微粉砕を行う。充分に微粉砕が行われないと、粒径の大きい原料粉が存在することになり、スパッタリングターゲットの面内で組成むらが生じる原因となる。仮焼粉をアトライターに投入し、回転数200〜400rpm、回転時間2〜4時間微粉砕を行う。 Next, the mixed powder is calcined by holding the mixed powder in an electric furnace in an air atmosphere in a temperature range of 900 to 1100 ° C. for about 4 to 6 hours. However, depending on the optimization of the target manufacturing process conditions including the sintering conditions, it is not always necessary to perform calcining. When performing calcining, finely pulverize. If it is not sufficiently finely pulverized, raw material powder having a large particle size will be present, which will cause uneven composition in the plane of the sputtering target. The calcined powder is put into an attritor and finely pulverized at a rotation speed of 200 to 400 rpm and a rotation time of 2 to 4 hours.

次に、造粒を行う。これは、原料紛の流動性を良くして、プレス成型時の充填状況を充分良好なものにするためである。微粉砕した原料を固形分40〜60%のスラリーとなるように水分量を調整して造粒を行う。 Next, granulation is performed. This is to improve the fluidity of the raw material powder and to make the filling condition at the time of press molding sufficiently good. Granulation is performed by adjusting the water content of the finely pulverized raw material so as to form a slurry having a solid content of 40 to 60%.

次に、造粒粉を静水圧加圧装置(CIP)で、例えば、1700〜1900kgf/cm2の面圧、1〜3分保持の条件で成形する。 Next, the granulated powder is molded by a hydrostatic pressure presser (CIP) under the conditions of, for example, a surface pressure of 1700 to 1900 kgf / cm 2 and holding for 1 to 3 minutes.

成形された円筒形ターゲットを、電気炉にて酸素雰囲気中、例えば、1400〜1500℃まで昇温した後10〜30時間保持することにより、焼結体を得ることができる。 A sintered body can be obtained by holding the molded cylindrical target in an oxygen atmosphere in an electric furnace in an oxygen atmosphere, for example, after raising the temperature to 1400 to 1500 ° C. for 10 to 30 hours.

通常、相対密度を向上させるためには出来るだけ高温、長時間で焼結することが望ましいが、結晶粒の値を制御するためには必要以上の高温、長時間焼結は避ける必要がある。焼結温度および焼結時間によって結晶粒の径および相対密度を所望の値に制御することは可能である。 Normally, in order to improve the relative density, it is desirable to sinter at as high a temperature as possible for a long time, but in order to control the value of crystal grains, it is necessary to avoid sintering at a high temperature and for a long time. It is possible to control the grain diameter and relative density to desired values by the sintering temperature and sintering time.

最後に焼結体の表面を研削する。研削することにより、表面の平坦性が確保される。 Finally, the surface of the sintered body is ground. By grinding, the flatness of the surface is ensured.

研磨により表面の平坦性が確保された円筒形ターゲット材を1つ以上バッキングチューブにInまたはInを含有する接合材を介して接合することで、円筒形ターゲットとする。なお、バッキングチューブの材質は、特に制限はない。バッキングチューブに用いられる金属は、一般的にはTi、CuまたはTi及び/またはCuを含有する合金などである。 A cylindrical target is formed by joining one or more cylindrical target materials whose surface flatness is ensured by polishing to a backing tube via a bonding material containing In or In. The material of the backing tube is not particularly limited. The metal used for the backing tube is generally Ti, Cu or an alloy containing Ti and / or Cu.

結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*abの関係を明らかにすべく、上記IGZOターゲットに代表される円筒形ターゲットの製造方法で、焼結時間や焼結温度条件を変えて円筒形IZOターゲット材、円筒形ITOターゲット材及び円筒形IGZOターゲット材を各々複数製造し、結晶粒径、表面粗さ、色差ΔE*ab、相対密度を測定するとともに放電試験のサンプルとした。 In order to clarify the relationship between crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, the cylindrical IZO target is manufactured by changing the sintering time and sintering temperature conditions by the method for manufacturing a cylindrical target represented by the above IGZO target. A plurality of materials, a cylindrical ITO target material, and a cylindrical IGZO target material were produced, and the crystal grain size, surface roughness, color difference ΔE * ab, and relative density were measured and used as samples for a discharge test.

なお、色差ΔE*abが円筒形ターゲットの表面の全領域においてばらつきのないターゲット材を製造するための手段としては、原料粉粒径は30〜60μmとし、タップ密度は1.8g/cm3以上とすることが望ましい。さらに、CIP成形体の厚みのばらつきを0.1mm以下になるよう、機械加工を行った後に焼結するとすることも挙げられる。 As a means for producing a target material in which the color difference ΔE * ab does not vary in the entire surface region of the cylindrical target, the raw material powder particle size is 30 to 60 μm, and the tap density is 1.8 g / cm 3 or more. Is desirable. Further, it is also possible to perform sintering after machining so that the variation in the thickness of the CIP molded product is 0.1 mm or less.

そこで、本発明の実施例にかかる円筒形ターゲット材については、いずれもCIP成形体の厚みのばらつきを0.1mm以下になるよう、機械加工を行った後に焼結した。ターゲットの形状は、実施例及び比較例ともに外径が153mmφ、内径が135mmφ、長さが210mmに統一した。 Therefore, all of the cylindrical target materials according to the examples of the present invention were sintered after being machined so that the variation in the thickness of the CIP molded product was 0.1 mm or less. The shape of the target was unified to 153 mmφ in outer diameter, 135 mmφ in inner diameter, and 210 mm in length in both Examples and Comparative Examples.

結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*abの測定箇所は以下のとおりである。図1、図2及び図3(ターゲット材の展開図)に示すとおり、ターゲットをターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域を測定領域とした。各測定領域における具体的な測定箇所は、各測定領域の中心(対角線の交点)とした。ただし、色差ΔE*abは、各測定領域内において、1つの対角線を3等分する点(2点、図2におけるP1及びP2)を各測定領域内の測定点とし、かかる2点の色差ΔE*abとした。このように、ターゲット材の表面の色差ΔE*abをまんべんなく測定した理由は、マクロ的にターゲット材を観察した場合、円筒形ターゲット材の色差ΔE*abは、ターゲットの軸方向の両端の領域とその間の領域で大きく異なる場合があること、本件発明はターゲット材全体を総合的に評価することを目的とするものであることを考慮したためである。また、円筒形ターゲット材の円周方向においても、色差ΔE*abが大きく異なる場合があるためである。 The measurement points of the crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab are as follows. As shown in FIGS. 1, 2 and 3 (developed view of the target material), the target is divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and each of the four divided regions is 0 ° and 90 ° in the circumferential direction. , 180 ° and 270 ° were divided into 16 regions as measurement regions. The specific measurement point in each measurement area was the center of each measurement area (diagonal intersection). However, for the color difference ΔE * ab, the points (2 points, P1 and P2 in FIG. 2) that divide one diagonal line into three equal parts in each measurement area are set as the measurement points in each measurement area, and the color difference ΔE of these two points. * Ab. In this way, the reason why the color difference ΔE * ab on the surface of the target material was measured evenly is that when the target material is observed macroscopically, the color difference ΔE * ab of the cylindrical target material is the region at both ends in the axial direction of the target. This is because it is considered that there may be a large difference in the area between them, and that the present invention aims to comprehensively evaluate the entire target material. This is also because the color difference ΔE * ab may be significantly different in the circumferential direction of the cylindrical target material.

このような状況を引き起こす1つの要因として、結晶の分布として、結晶粒の大きさが異なる群が形成されてしまっていることが挙げられる。これは、円筒形ターゲット材は、平板型ターゲット材と異なり、焼結時において、円筒形ターゲット材は軸方向にたてた状態で焼結されるため、円筒形ターゲット材の軸方向の領域によって熱の伝わり方が異なるためである。他の要因としては、円筒形ターゲット材の焼結前の円筒形ターゲット材のCIP成形体の厚さのばらつきが挙げられる。 One factor that causes such a situation is that groups having different crystal grain sizes are formed as the distribution of crystals. This is because the cylindrical target material is different from the flat plate type target material, and at the time of sintering, the cylindrical target material is sintered in an axially vertical state, so that it depends on the axial region of the cylindrical target material. This is because the way heat is transferred is different. Another factor is the variation in the thickness of the CIP molded body of the cylindrical target material before sintering the cylindrical target material.

そこで、焼結時の熱の伝わり方の違い、円筒形ターゲット材のCIP成形体の厚さのばらつきが出やすい領域の区分けとして、上記の結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*abの測定領域と規定した。なお、円筒形ターゲット材の軸方向の長さが210mmを超える場合には、50mm毎に追加で、同様の測定を行うことが望ましい。 Therefore, the above-mentioned crystal grain size, surface roughness, and color difference ΔE * ab are measured to classify the regions where the difference in heat transfer during sintering and the thickness of the CIP molded product of the cylindrical target material are likely to vary. Defined as an area. When the axial length of the cylindrical target material exceeds 210 mm, it is desirable to additionally perform the same measurement every 50 mm.

結晶粒径は、以下の方法で測定した。まず、ターゲットから観察用サンプルを切り出し、切り出したサンプルの表面について鏡面研磨を施した。鏡面研磨されたサンプルの表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で表面組織写真を撮影し、コード法の評価方法で複数視野(5点)の結晶粒径を測定し、平均値で評価した。 The crystal grain size was measured by the following method. First, an observation sample was cut out from the target, and the surface of the cut out sample was mirror-polished. The surface of the mirror-polished sample was photographed with a scanning electron microscope (SEM), the crystal grain size of a plurality of fields (5 points) was measured by the evaluation method of the coding method, and the average value was evaluated.

相対密度の測定は、円筒形ターゲット材から測定用サンプルを20cm2切り出し、切り出した測定用サンプルをアルキメデス法による密度測定することで求めた。なお、本明細書で言及する相対密度は、(実測密度/理論密度)×100(%)で算出した。ここで、「実測密度」とは重量/体積を各測定値から計算できるが、一般的にはアルキメデス法が用いられ、本発明でも同方法を採用する。理論密度とは、焼結体の各構成元素において、酸素を除いた元素の酸化物の理論密度から算出される密度の値である。例えば、ITOターゲットであれば、各構成元素であるインジウム、スズ、酸素のうち、酸素を除いたインジウム、スズの酸化物として、酸化インジウム(In23)と酸化スズ(SnO2)を理論密度の算出に用いる。ここで、焼結体中のインジウムとスズの元素分析値(at%、又は質量%)から、酸化インジウム(In23)と酸化スズ(SnO2)の質量比に換算する。例えば、換算の結果、酸化インジウムが90質量%、酸化スズが10質量%のITOターゲットの場合、理論密度は、(In23の密度(g/cm3)×90+SnO2の密度(g/cm3)×10)/100(g/cm3)として算出する。In23の理論密度は7.18g/cm3、SnO2の理論密度は6.95g/cm3として計算し、理論密度は7.157(g/cm3)と算出される。また、各構成元素がZnであればZnO、GaであればGa23の酸化物として算出することができる。ZnOの理論密度は5.67g/cm3、Ga23の理論密度は5.95g/cm3として計算する。 The relative density was measured by cutting out a measurement sample of 20 cm 2 from the cylindrical target material and measuring the density of the cut out measurement sample by the Archimedes method. The relative density referred to in the present specification was calculated by (measured density / theoretical density) × 100 (%). Here, the "measured density" can be calculated by weight / volume from each measured value, but the Archimedes method is generally used, and the same method is also adopted in the present invention. The theoretical density is a density value calculated from the theoretical density of oxides of the elements excluding oxygen in each constituent element of the sintered body. For example, in the case of an ITO target, indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) are theorized as oxides of indium and tin excluding oxygen among the constituent elements indium, tin, and oxygen. Used to calculate density. Here, the elemental analysis value (at% or mass%) of indium and tin in the sintered body is converted into the mass ratio of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2). For example, as a result of conversion, in the case of an ITO target in which indium oxide is 90% by mass and tin oxide is 10% by mass, the theoretical density is (In 2 O 3 density (g / cm 3 ) × 90 + SnO 2 density (g / g /). Calculate as cm 3 ) × 10) / 100 (g / cm 3). The theoretical density of In 2 O 3 is calculated as 7.18 g / cm 3 , the theoretical density of SnO 2 is calculated as 6.95 g / cm 3 , and the theoretical density is calculated as 7.157 (g / cm 3 ). Further, if each constituent element is Zn, it can be calculated as an oxide of ZnO, and if it is Ga, it can be calculated as an oxide of Ga 2 O 3. The theoretical density of ZnO is 5.67 g / cm 3 , and the theoretical density of Ga 2 O 3 is 5.95 g / cm 3 .

導電率(表面バルク抵抗値)の測定は、四探針式抵抗測定器を用いて行った。表面粗さ(算術平均粗さ、Ra)の測定は、触針式の測定装置を用いて、1mm以下の範囲で測定した値を複数点比較して代表値を表面粗さ(Ra)の値とした。算術平均粗さは、JISB0601−2001に基づくものであり、測定装置としてはSJ−210(ミツトヨ製)などがあげられる。 The conductivity (surface bulk resistance value) was measured using a four-probe type resistance measuring instrument. The surface roughness (arithmetic mean roughness, Ra) is measured by comparing a plurality of values measured in a range of 1 mm or less using a stylus type measuring device and using a representative value as the surface roughness (Ra) value. And said. The arithmetic mean roughness is based on JISB0601-2001, and examples of the measuring device include SJ-210 (manufactured by Mitutoyo).

放電試験は、スパッタリングガスにArを使用し、スパッタリング圧力は0.6Paとし、スパッタリングガス流量は300sccmであり、スパッタリング電力は4.0W/cm2という条件で行った。 The discharge test was carried out under the conditions that Ar was used as the sputtering gas, the sputtering pressure was 0.6 Pa, the sputtering gas flow rate was 300 sccm, and the sputtering power was 4.0 W / cm 2.

実施例1のITOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で測定した結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表1となった。なお、以下の表において、円周方向に90°ずつずらした4箇所の領域は、各々、A、BC及びDと表現されている。 The cylindrical target material made of ITO of Example 1 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. The measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance measured in each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 ° are as follows. It became Table 1. In the table below, the four regions displaced by 90 ° in the circumferential direction are represented as A, BC, and D, respectively.

Figure 0006884126
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実施例2のITOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内の結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表2となった。 The cylindrical target material made of ITO of Example 2 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and each of the four divided regions is 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 2 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance in each of the 16 regions divided by the intervals of °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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比較例1のITOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表3となった。 The cylindrical target material made of ITO of Comparative Example 1 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 3 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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実施例3のIGZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表4となった。 The cylindrical target material made of IGZO of Example 3 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 4 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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実施例4のIGZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表5となった。 The cylindrical target material made of IGZO of Example 4 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and each of the four divided regions is 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 5 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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比較例2のIGZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表6となった。 The cylindrical target material made of IGZO of Comparative Example 2 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 6 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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実施例5のIZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表7となった。 The cylindrical target material made of IZO of Example 5 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and each of the four divided regions is 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 7 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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実施例6のIZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表8となった。 The cylindrical target material made of IZO of Example 6 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 8 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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比較例3のIZOからなる円筒形ターゲット材について軸方向に等間隔で4分割し、ターゲットの軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された16個の各領域内で結晶粒径、表面粗さ及び色差ΔE*ab、相対密度及びバルク抵抗の測定結果は以下の表9となった。 The cylindrical target material made of IZO of Comparative Example 3 is divided into four at equal intervals in the axial direction, divided into four at equal intervals in the axial direction of the target, and further divided into four regions at 0 ° and 90 in the circumferential direction. Table 9 below shows the measurement results of crystal grain size, surface roughness and color difference ΔE * ab, relative density and bulk resistance within each of the 16 regions partitioned by dividing by °, 180 ° and 270 °. It became.

Figure 0006884126
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比較例1では、放電試験において、第1領域及び第4領域においてノジュール発生が確認された。第1領域のC領域の色差ΔE*abは1.097であった。第4領域ではC領域の色差ΔE*abが1.162であった。各領域内の色差ΔE*abが1.0を超える程度にターゲット材の色が異なるとノジュール発生の原因になると推測される。一方、実施例1及び2では、隣接する領域の色差ΔE*abは、いずれも1.0未満である。 In Comparative Example 1, nodules were confirmed to occur in the first region and the fourth region in the discharge test. The color difference ΔE * ab in the C region of the first region was 1.097. In the fourth region, the color difference ΔE * ab in the C region was 1.162. It is presumed that if the color of the target material is different to the extent that the color difference ΔE * ab in each region exceeds 1.0, it causes nodules. On the other hand, in Examples 1 and 2, the color difference ΔE * ab in the adjacent region is less than 1.0.

比較例2では、放電試験において、第1領域及び第4領域周辺においてクラック発生が確認された。第1領域のD領域の色差ΔE*abでは、1.364であった。また、第4領域のDの色差ΔE*abでは、1.528であった。各領域内の色差ΔE*abが1.0を超える程度にターゲット材の色が異なるとクラック発生の原因になると推測される。一方、実施例3及び4では、各領域内の色差ΔE*abは1.0未満である。 In Comparative Example 2, in the discharge test, crack generation was confirmed around the first region and the fourth region. The color difference ΔE * ab in the D region of the first region was 1.364. The color difference ΔE * ab of D in the fourth region was 1.528. It is presumed that if the color of the target material is different so that the color difference ΔE * ab in each region exceeds 1.0, it may cause cracks. On the other hand, in Examples 3 and 4, the color difference ΔE * ab in each region is less than 1.0.

比較例3では、放電試験において、円筒形ターゲット材全体においてクラック発生が確認された。第1領域のD領域の色差ΔE*abは、2.150であった。また、第3領域のDの色差ΔE*abは、1.722であった。さらに、第4領域のD領域の色差ΔE*abは、3.045であった。各領域内の色差ΔE*abが1.0を超える程度にターゲット材の色が異なるとクラック発生の原因と推測される。一方、実施例5及び6では、各領域内の色差ΔE*abは1.0未満である。 In Comparative Example 3, cracks were confirmed in the entire cylindrical target material in the discharge test. The color difference ΔE * ab in the D region of the first region was 2.150. The color difference ΔE * ab of D in the third region was 1.722. Further, the color difference ΔE * ab in the D region of the fourth region was 3.045. If the color of the target material is different to the extent that the color difference ΔE * ab in each region exceeds 1.0, it is presumed to be the cause of cracks. On the other hand, in Examples 5 and 6, the color difference ΔE * ab in each region is less than 1.0.

以上より、各領域内の色差ΔE*abを少なくとも1.0未満とするとスパッタ時にアーキング、ノジュールなどが発生しないということができる。一方、色差ΔE*abが1.0以上になるとアーキングなどが発生している。色差ΔE*abが1.0〜3.0程度の場合、目視ではほぼ色差は目立たないが、実験によって、このように目視では判別できないような色差があってもアーキングなどが生じていることが判明した。なお、結晶粒径と色差Δ*abとの関係についてみると、例えば、IGZOの円筒形ターゲット材の比較である比較例2の分析結果である表6を見ると、結晶粒径の大きさと色差ΔE*abとの間に相関があることが分かる。しかし、IZOの円筒形ターゲットの比較例である比較例3を見ると、結晶粒径は、IZOの円筒形ターゲットの実施例の粒径と同じ大きさであるにもかかわらず、色差ΔE*abの値は、ばらつき、クラックが発生した。一方、各領域内の色差ΔE*abは1.0未満に制御されている実施例では、クラックやノジュールの発生が生じていないことから、各領域内の色差ΔE*abは1.0未満に制御されてさえいれば、クラックやノジュールの発生を防止することが可能となることが分かる。 From the above, it can be said that if the color difference ΔE * ab in each region is set to at least 1.0, arcing, nodules, etc. do not occur during sputtering. On the other hand, when the color difference ΔE * ab becomes 1.0 or more, arcing or the like occurs. When the color difference ΔE * ab is about 1.0 to 3.0, the color difference is almost inconspicuous visually, but according to the experiment, even if there is such a color difference that cannot be visually distinguished, arcing or the like occurs. found. Looking at the relationship between the crystal grain size and the color difference Δ * ab, for example, looking at Table 6, which is the analysis result of Comparative Example 2 which is a comparison of the cylindrical target materials of IGZO, the size of the crystal grain size and the color difference It can be seen that there is a correlation with ΔE * ab. However, looking at Comparative Example 3, which is a comparative example of the cylindrical target of IZO, the color difference ΔE * ab is the same as the particle size of the example of the cylindrical target of IZO. The value of was variable and cracks occurred. On the other hand, in the embodiment in which the color difference ΔE * ab in each region is controlled to be less than 1.0, the color difference ΔE * ab in each region is less than 1.0 because no cracks or nodules are generated. It can be seen that cracks and nodules can be prevented as long as they are controlled.

本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.

Claims (5)

軸方向の長さが210mm以下のITO、IGZOまたはIZOからなる円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を評価する方法であって、
前記円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された各測定領域内における2点の色差ΔE*abがいずれも1.0未満であるか否かを評価する方法。
A method for evaluating a cylindrical ceramic sputtering target material made of ITO, IGZO or IZO having an axial length of 210 mm or less.
The cylindrical ceramic sputtering target material is divided into four at equal intervals in the axial direction, and each of the four divided regions is divided at intervals of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° in the circumferential direction. A method for evaluating whether or not the color difference ΔE * ab at two points in each of the measured regions is less than 1.0.
軸方向の長さが210mmを超えるITO、IGZOまたはIZOからなる円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を評価する方法であって、
前記円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材の一端部から210mmまでの間において軸方向に等間隔で4分割し、さらに4分割された領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された各測定領域内における2点の色差ΔE*abがいずれも1.0未満であり、
前記円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材の一端部から210mmを超える領域において、軸方向に50mm毎に分割し、さらに分割した領域毎に円周方向に0°、90°、180°及び270°の間隔で区分することで区画された各測定領域内における2点の色差ΔE*abがいずれも1.0未満であるか否かを評価する方法。
A method for evaluating a cylindrical ceramic sputtering target material made of ITO, IGZO or IZO having an axial length of more than 210 mm.
From one end of the cylindrical ceramic sputtering target material to 210 mm, it is divided into four at equal intervals in the axial direction, and each of the four divided regions is 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° in the circumferential direction. The color difference ΔE * ab at two points in each measurement area divided by the interval is less than 1.0.
In a region exceeding 210 mm from one end of the cylindrical ceramic sputtering target material, it is divided into 50 mm intervals in the axial direction, and the intervals of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° in the circumferential direction are further divided in each divided region. A method of evaluating whether or not the color difference ΔE * ab at two points in each measurement area divided by is less than 1.0.
前記測定領域内で測定した相対密度がいずれも99%以上であるか否かを評価することを含む請求項1又は2に記載の円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を評価する方法。 The method for evaluating a cylindrical ceramic sputtering target material according to claim 1 or 2, which comprises evaluating whether or not the relative densities measured in the measurement region are 99% or more. 前記測定領域内で測定した平均結晶粒径がいずれも10μm以下であるか否かを評価することを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を評価する方法。 The cylindrical ceramics-based sputtering target material according to any one of claims 1 to 3, which includes evaluating whether or not the average crystal grain size measured in the measurement region is 10 μm or less. Method. 前記測定領域内で測定した表面粗さがいずれも0.5μm以下であるか否かを評価することを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材を評価する方法。

The cylindrical ceramics-based sputtering target material according to any one of claims 1 to 4, which includes evaluating whether or not the surface roughness measured in the measurement region is 0.5 μm or less. how to.

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