[发明专利]圆筒形溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁控管式旋转阴极溅射装置等中的圆 筒形溅射靶。

背景技术

磁控管式旋转阴极溅射装置是在圆筒形溅射靶的内侧具有 磁场产生装置、从靶的内侧冷却并一边使靶旋转一边进行溅射 的装置，由于靶材的整个表面为烧蚀(erosion)并被均匀地切 削，因此能够获得比以往的平板型磁控管溅射装置的使用效率 (20～30％)高很多的靶使用效率(60％以上)。另外，通过使 靶旋转，能够在每单位面积上投入大于以往的平板型磁控管溅 射装置的功率，因此能够获得高成膜速度(参照专利文献1)。

作为用在磁控管式旋转阴极溅射装置中的圆筒形靶的靶 材，主要使用金属材料。虽然强烈希望开发例如ITO(Indium Tin Oxide)、AZO(Aluminium Zinc Oxide)等作为陶瓷材料， 但还没有达到能够实用的程度。其理由之一是，由于在溅射过 程中的圆筒形靶材与圆筒形背衬管的热膨胀量不同，所以导致 圆筒形靶材产生裂纹。造成该结果的原因是，陶瓷材料的热膨 胀系数小于通常用作圆筒形背衬管的材料的金属的热膨胀系 数。在产生裂纹时，有时产生微粒而对膜的质量带来不良影响， 有时不得不停止成膜。

关于由于热膨胀量的不同引起的裂纹与靶材的磨削方向的 关系，针对平板状靶公知有专利文献2所述的技术。在专利文 献2中指出，通过沿与平板状靶材的长度方向(即、平板状靶 材与平板状基材的膨胀量之差变大的方向)平行的方向进行磨 削能够防止裂纹。

专利文献1：日本特表昭58-500174号公报

专利文献2：日本特许第3628554号公报

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够显著减少溅射过程中的裂 纹的圆筒形溅射靶。

为了解决上述问题，本发明人进行了潜心研究，结果发现 了下述事项。

即、作为圆筒形靶材所承受的由热膨胀量的不同引起的应 力，有平行于圆筒轴线的方向的应力、和垂直于圆筒轴线的方 向的应力这2种，靶材与背衬管的膨胀量之差沿圆筒轴线变大。 例如，使外径150mm、长度2.5m的圆筒形ITO靶材与SUS304 制圆筒形背衬管接合的情况下，比较使用时的圆筒形靶材与圆 筒形背衬管的膨胀量后发现，平行于圆筒轴线的方向的膨胀量 大于垂直于圆筒轴线的方向的膨胀量大约17倍。但是，本发明 人发现，垂直于圆筒轴线的方向的应力比平行于圆筒轴线的方 向的应力对裂纹的产生具有更大的影响，从而完成了本发明。

即、本发明提供一种圆筒形溅射靶，其特征在于，由陶瓷 材料构成的圆筒形靶材的外周面的磨削方向与平行于圆筒轴线 的直线所构成的角度θ₁(将上述角度中的0°以上且在90°以下的 角度视为θ₁)为45°＜θ₁≤90°，且上述圆筒形靶材的外周面的表 面粗糙度Ra为3μm以下。

另外，本发明提供一种圆筒形溅射靶，其特征在于，由陶 瓷材料构成的圆筒形靶材的外周面的磨削方向与平行于圆筒轴 线的直线所构成的角度θ₂(将上述角度中的0°以上且在90°以下 的角度视为θ₂)为tanθ₂＞∏R/L(R是圆筒形靶材的外径、L是 圆筒形靶材的长度)，且上述圆筒形靶材的外周面的表面粗糙度 Ra为3μm以下。

作为用在本发明的圆筒形溅射靶中的圆筒形靶材，能使用 各种陶瓷材料，例如能使用以从由In、Sn、Zn、Al、Ta、Nb 以及Ti组成的组中选出的至少1种为主要成分的氧化物等，更具 体而言，例如能使用ITO(Indium Tin Oxide)、 AZO(Aluminium Zinc Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、 Ta₂O₅、Nb₂O₅、TiO₂等，其中优选ITO或AZO。

另外，优选由ITO或AZO构成的圆筒形靶材的相对密度在 90％以上。

采用本发明，能够提供一种能显著减少溅射过程中的裂纹 的圆筒形溅射靶。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的磨削方向的图。

图2是表示本发明的第2实施方式的磨削方向的图。