JP2003064471A - ITO target and method of manufacturing the same - Google Patents
ITO target and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ターゲットに用いられる焼結体の板厚が従来よ
り厚くなった場合においても、ノジュールの発生量が少
なく、ライフエンドまで安定して成膜することが可能な
ITOスパッタリングターゲットを提供する。
【解決の手段】直径10μm以上の酸化スズの凝集粒子
数が0.27mm2あたり1個以下である、実質的にイ
ンジウム、スズおよび酸素からなる焼結体を有するスパ
ッタリングターゲットを用いる。(57) [Problem] To provide an ITO that generates a small amount of nodules and can stably form a film until its life end even when the thickness of a sintered body used as a target is thicker than before. Provide a sputtering target. A sputtering target having a sintered body substantially consisting of indium, tin and oxygen, in which the number of agglomerated particles of tin oxide having a diameter of 10 μm or more is one or less per 0.27 mm 2 .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、透明導電膜製造の
際に使用されるITOスパッタリングターゲット、特に
ノジュール発生のないITOスパッタリングターゲット
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ITO sputtering target used for producing a transparent conductive film, and more particularly to an ITO sputtering target free from nodules.
【0002】[0002]
【従来の技術】ITO(Indium Tin Oxi
de)薄膜は高導電性、高透過率といった特徴を有し、
更に微細加工も容易に行えることから、フラットパネル
ディスプレイ用表示電極、太陽電池用窓材、帯電防止膜
等の広範囲な分野に渡って用いられている。特に液晶表
示装置を始めとしたフラットパネルディスプレイ分野で
は近年大型化および高精細化が進んでおり、その表示用
電極であるITO薄膜に対する需要もまた急速に高まっ
ている。このようなITO薄膜の製造方法はスプレー熱
分解法、CVD法等の化学的成膜法と電子ビーム蒸着
法、スパッタリング法等の物理的成膜法に大別すること
ができる。中でもスパッタリング法は大面積化が容易で
かつ高性能の膜が得られる成膜法でることから、様々な
分野で使用されている。2. Description of the Related Art ITO (Indium Tin Oxi)
de) The thin film is characterized by high conductivity and high transmittance,
Further, since fine processing can be easily performed, it is used in a wide range of fields such as display electrodes for flat panel displays, window materials for solar cells, and antistatic films. In particular, in the field of flat panel displays including liquid crystal display devices, the size and definition have been increasing in recent years, and the demand for the ITO thin film as the display electrode is also rapidly increasing. The manufacturing method of such an ITO thin film can be roughly classified into a chemical film forming method such as a spray pyrolysis method and a CVD method and a physical film forming method such as an electron beam vapor deposition method and a sputtering method. Among them, the sputtering method is used in various fields because it is a film forming method that can easily increase the area and can obtain a high-performance film.
【0003】スパッタリング法によりITO薄膜を製造
する場合、用いるスパッタリングターゲットとしては金
属インジウムおよび金属スズからなる合金ターゲット
(以降ITターゲットと略する)あるいは酸化インジウ
ムと酸化スズからなる複合酸化物ターゲット(以降IT
Oターゲットと略する)が用いられる。このうち、IT
Oターゲットを用いる方法は、ITターゲットを用いる
方法と比較して、得られた膜の抵抗値および透過率の経
時変化が少なく成膜条件のコントロールが容易であるた
め、ITO薄膜製造方法の主流となっている。When an ITO thin film is manufactured by a sputtering method, the sputtering target used is an alloy target made of metal indium and metal tin (hereinafter abbreviated as IT target) or a composite oxide target made of indium oxide and tin oxide (hereinafter IT).
O target) is used. Of these, IT
Compared with the method using the IT target, the method using the O target has less change in the resistance value and transmittance of the obtained film over time, and the film forming conditions can be easily controlled. Has become.
【0004】ITOターゲットをアルゴンガスと酸素ガ
スとの混合ガス雰囲気中で連続してスパッタリングした
場合、積算スパッタリング時間の増加と共にターゲット
表面にはノジュールと呼ばれる黒色の付着物が析出す
る。インジウムの低級酸化物と考えられているこの黒色
の付着物は、ターゲットのエロージョン部の周囲に析出
するため、スパッタリング時の異常放電の原因となりや
すく、またそれ自身が異物(パーティクル)の発生源と
なることが知られている。When an ITO target is continuously sputtered in a mixed gas atmosphere of argon gas and oxygen gas, black deposits called nodules are deposited on the target surface as the integrated sputtering time increases. This black deposit, which is considered to be a low-grade oxide of indium, precipitates around the erosion part of the target, which easily causes abnormal discharge during sputtering, and is itself a source of foreign particles (particles). Is known to be.
【0005】その結果、連続してスパッタリングを行う
と、形成された薄膜中に異物欠陥が発生し、これが液晶
表示装置等のフラットパネルディスプレイの製造歩留ま
り低下の原因となっていた。特に近年、フラットパネル
ディスプレイの分野では、高精細化が進んでおり、この
ような薄膜中の異物欠陥は素子の動作不良を引き起こす
ため、特に解決すべき重要な課題となっていた。As a result, when sputtering is continuously performed, foreign matter defects occur in the formed thin film, which causes a reduction in manufacturing yield of flat panel displays such as liquid crystal display devices. In particular, in recent years, in the field of flat panel displays, high definition has been advanced, and such foreign matter defects in the thin film cause malfunction of the device, which is an important issue to be solved.
【0006】従来のITO薄膜の生産においては、この
ような薄膜中の欠陥の発生を防ぐために定期的にターゲ
ット表面のノジュールを除去するといった対策が取られ
ていた。しかしこのようなターゲットクリーニングの作
業は重大な生産性の低下を引き起こすため、ノジュール
の発生の起こりにくいITOターゲットの開発が強く望
まれていた。In the conventional production of an ITO thin film, in order to prevent the occurrence of such a defect in the thin film, measures such as periodically removing the nodules on the target surface have been taken. However, since such a target cleaning operation causes a significant decrease in productivity, it has been strongly desired to develop an ITO target in which nodule is unlikely to occur.
【0007】このようなITOターゲットに発生するノ
ジュールを低減させる方法がこれまでにも報告されてい
る。A method for reducing nodules generated in such an ITO target has been reported so far.
【0008】例えば、焼結を1気圧以上の加圧酸素雰囲
気中で実施して高密度の焼結体を得ることにより、ノジ
ュールを低減できることが報告されている(特公平5−
30905号公報)。しかしこのように焼結を加圧状態
で行うためには、焼結炉全体を耐圧容器中に設置する必
要があるため製造設備が高価で大掛かりとなる上、製造
設備の大型化が困難であると言った問題点があった。For example, it has been reported that nodules can be reduced by carrying out sintering in a pressurized oxygen atmosphere of 1 atm or more to obtain a high density sintered body (Japanese Patent Publication No.
30905 publication). However, in order to perform the sintering in a pressurized state as described above, it is necessary to install the entire sintering furnace in a pressure vessel, which makes the manufacturing equipment expensive and large-scaled, and it is difficult to increase the size of the manufacturing equipment. There was a problem that I said.
【0009】そこで、大がかりな設備を必要としないで
焼結体の密度を向上させる方法が考案された。特開平9
−25567号公報に記載の発明には、原料である酸化
スズ粉末や酸化インジウム粉末の粒度分布を規定するこ
とにより焼結体の密度を向上させ、ノジュールを低減さ
せている。Therefore, a method for improving the density of the sintered body has been devised without requiring large-scale equipment. JP-A-9
In the invention described in Japanese Patent No. 25567, the density of the sintered body is improved and the nodules are reduced by defining the particle size distribution of the raw material tin oxide powder or indium oxide powder.
【0010】また、密度だけでなく焼結体のスパッタリ
ング面の表面粗さ(Ra)と最大高さ(Rmax)を低
減させることによってもノジュールを低減できるという
発明がなされている(特開平08−060352号公
報)さらには、ITO焼結体とバッキングプレートを接
合する際に用いるはんだ材にインジウム−スズ合金を用
いることによっても、ノジュールを低減できることが開
示されている(特開2000−345325号公報)。Further, there is an invention that the nodule can be reduced not only by reducing the density but also by reducing the surface roughness (Ra) and the maximum height (Rmax) of the sputtering surface of the sintered body (Japanese Patent Laid-Open No. 08- Furthermore, it is disclosed that nodule can be reduced by using an indium-tin alloy as a solder material used when joining the ITO sintered body and the backing plate (JP-A-2000-345325). ).
【0011】これらのすばらしい発明の結果、現在では
大規模な生産ラインで焼結密度99%以上を達成し、さ
らにRaやRmaxの低下やボンディング材の変更によ
り、大型のITO薄膜生産ラインにおいても、ほとんど
ノジュールが発生せず、使用初期からターゲットのライ
フエンドまでターゲット表面をクリーニングすることな
く使用することが可能となってきた。As a result of these wonderful inventions, at present, a sintering density of 99% or more has been achieved in a large-scale production line, and Ra and Rmax have been lowered, and the bonding material has been changed. Almost no nodules are generated, and it has become possible to use the target surface without cleaning it from the initial use to the target life end.
【0012】現在、一般的に製造ラインで使用されてい
るITOターゲットは、枚葉式装置用ターゲットとイン
ライン装置用ターゲットに大別され、その厚さは枚葉式
装置用で8mm、インライン装置用の板厚の薄い部分で
5mm厚い部分で8mm(今後(5/8mmと記載す
る)が主流となっている。At present, the ITO targets generally used in the production line are roughly classified into a target for a single-wafer type device and a target for an in-line type device, and the thickness thereof is 8 mm for the single-wafer type device and for the in-line device. 8 mm (hereinafter referred to as 5/8 mm) is predominant in the thin portion of 5 mm and the thick portion of 5 mm.
【0013】しかし、最近になって液晶パネル作製にか
かるコスト削減を目的として、ターゲット上に接合され
るITO焼結体の板厚を厚くし、ターゲットの交換サイ
クルを長くすることによって成膜装置の稼働率を上げよ
うとする動きが盛んになってきている。例えば、枚葉式
では8mmから10mmへ、インライン式では(5/8
mm)から(8/10mm)への増厚を例示することが
できる。However, recently, in order to reduce the cost for manufacturing a liquid crystal panel, the thickness of the ITO sintered body to be bonded onto the target is increased and the replacement cycle of the target is lengthened. The movement to increase the occupancy rate is increasing. For example, from 8 mm to 10 mm in the single-wafer type, (5/8
The thickness increase from (mm) to (8/10 mm) can be illustrated.
【0014】このようにターゲットの板厚が厚くなり、
従来よりも長時間連続してITOを成膜した場合、従来
技術で低減されていたノジュールが再度増加するという
問題が生じた。ノジュールが大量に発生した場合、前述
のごとく成膜時の歩留まりが低下し、連続して成膜する
ことができなくなる。すると、焼結体の板厚を増厚させ
た意味が無くなってしまうため、このように板厚の厚い
焼結体を用いた場合でもノジュールが発生しにくいIT
O焼結体の開発が望まれていた。In this way, the plate thickness of the target becomes thicker,
When ITO is continuously formed for a longer time than before, there arises a problem that the number of nodules reduced by the conventional technique increases again. When a large amount of nodules are generated, the yield at the time of film formation is reduced as described above, and continuous film formation cannot be performed. Then, the meaning of increasing the plate thickness of the sintered body becomes meaningless, so nodules are less likely to occur even when using such a thick sintered body.
Development of an O sintered body was desired.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ター
ゲットに用いられる焼結体の板厚が従来より厚くなった
場合においても、ノジュールの発生量が少なく、ライフ
エンドまで安定して成膜することが可能なITOスパッ
タリングターゲットを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to produce a stable amount of nodules even when the thickness of the sintered body used as the target is thicker than before, and to stably form a film until the life end. The present invention is to provide an ITO sputtering target that can be used.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この厚さ
10mmの焼結体に多量のノジュールが発生し、異常放
電が多発した原因について詳細に検討したところ、1)
ターゲットの板厚を厚くしたことにより、ターゲットの
密度が低下し、この密度低下が原因となってノジュール
および異常放電が増加した、2)ITO焼結体中に存在
する10μm以上の酸化スズの凝集部の存在がノジュー
ルおよび異常放電を増加させる、との知見を得た。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have studied in detail the cause of the occurrence of a large amount of nodules in the sintered body having a thickness of 10 mm and the occurrence of abnormal discharge.
By increasing the thickness of the target, the density of the target decreased, and the decrease in the density caused an increase in nodules and abnormal discharge. 2) Aggregation of tin oxide of 10 μm or more present in the ITO sintered body It was found that the presence of the part increases nodules and abnormal discharge.
【0017】そこで、本発明者らは板厚の厚い焼結体の
高密度化と10μm以上の酸化スズの凝集粒子の低減を
同時に達成できるITO焼結体の製造方法について検討
を行い、酸化インジウムおよび酸化スズを含有するスラ
リーに対して超音波を印加したのち、成形、焼成するこ
とにより、安定的にITO焼結体の高密度化と10μm
以上の酸化スズの凝集粒子を低減できることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。Therefore, the inventors of the present invention investigated a method for producing an ITO sintered body which can simultaneously achieve high density of a sintered body having a large plate thickness and reduction of tin oxide agglomerated particles of 10 μm or more. By applying ultrasonic waves to a slurry containing tin oxide and then molding and firing, it is possible to stably densify the ITO sintered body and make it 10 μm.
The inventors have found that the aggregated particles of tin oxide can be reduced, and have completed the present invention.
【0018】すなわち本発明は、直径10μm以上の酸
化スズの凝集粒子数が0.27mm 2あたり1個以下で
ある、実質的にインジウム、スズおよび酸素からなる焼
結体を有するスパッタリングターゲット及び、酸化イン
ジウム及び酸化スズを含む原料をスラリー化し、得られ
たスラリーに対して超音波を印加したのち、成形、焼成
することを特徴とするITOスパッタリングターゲット
の製造方法に関する。That is, the present invention relates to an acid having a diameter of 10 μm or more.
The number of agglomerated particles of tin oxide is 0.27 mm 2Less than 1 per
A firing consisting essentially of indium, tin and oxygen
Sputtering target having oxide and oxide oxide
It is obtained by slurrying a raw material containing indium and tin oxide.
After applying ultrasonic waves to the slurry, molding and firing
ITO sputtering target characterized by
Manufacturing method.
【0019】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
【0020】本発明に関わる焼結体、およびこの焼結体
からなるスパッタリングターゲットは以下の方法で製造
する。The sintered body according to the present invention and the sputtering target made of this sintered body are manufactured by the following method.
【0021】はじめに、酸化インジウム粉末と酸化スズ
粉末を所望の割合でボールミル用ポットに投入し、乾式
あるいは湿式混合して混合粉末を調製する。使用する粉
末の平均粒径は、1.5μm以下であることが好まし
く、更に好ましくは0.1〜1.5μmである。このよ
うな粉末を使用することにより、焼結体の密度増加効果
が得られる。本発明では、混合粉末中の酸化スズの含有
量は、SnO2/(In2O3+SnO2)で5〜15重量
%とすることが好ましい。こうすることにより、スパッ
タリング法により製膜したときに得られる薄膜の抵抗率
が低下する。First, indium oxide powder and tin oxide powder are put in a pot for a ball mill at a desired ratio and mixed by dry or wet to prepare a mixed powder. The average particle size of the powder used is preferably 1.5 μm or less, more preferably 0.1 to 1.5 μm. By using such powder, an effect of increasing the density of the sintered body can be obtained. In the present invention, the content of tin oxide in the mixed powder is preferably SnO 2 / (In 2 O 3 + SnO 2 ) of 5 to 15% by weight. By doing so, the resistivity of the thin film obtained when the film is formed by the sputtering method decreases.
【0022】こうして得られた粉末に水および分散剤・
バインダ等の有機物を加えてスラリーを作製する。スラ
リーの粘度は、200〜4000cpが好ましく、より
好ましくは500〜2000cpである。Water and a dispersant are added to the powder thus obtained.
An organic material such as a binder is added to prepare a slurry. The viscosity of the slurry is preferably 200 to 4000 cp, more preferably 500 to 2000 cp.
【0023】次に得られたスラリーに対して、周波数1
k〜1000kHzの超音波を印可する。こうすること
により酸化スズの凝集粒子が解砕され焼結体としたとき
に酸化スズの凝集粒子数が低減される。好ましくは10
k〜100kHzである。Next, a frequency of 1 was applied to the obtained slurry.
An ultrasonic wave of k to 1000 kHz is applied. By doing so, the aggregated particles of tin oxide are crushed to reduce the number of aggregated particles of tin oxide when a sintered body is obtained. Preferably 10
k to 100 kHz.
【0024】超音波の印可装置としては特に制限され
ず、超音波バス、ホモジナイザー等を使用することがで
きるが、粉砕効率の点でホモジナイザーが好ましい。The ultrasonic wave applying device is not particularly limited, and an ultrasonic bath, a homogenizer or the like can be used, but a homogenizer is preferable in terms of grinding efficiency.
【0025】このような処理を行うことによって、酸化
スズの凝集粒子が効率よく解砕され、該スラリーを用い
て成形、焼成を行うことにより板厚の焼結体であったも
99%以上の高密度化を達成すると同時に、10μm以
上の酸化スズの凝集粒子を低減させることができる。By carrying out such a treatment, the agglomerated particles of tin oxide are efficiently crushed, and a sintered body having a plate thickness of 99% or more is obtained by molding and firing using the slurry. It is possible to reduce the number of tin oxide agglomerated particles having a size of 10 μm or more while achieving high density.
【0026】次に、このようにして処理されたスラリー
を用いて成形を行う。成形方法としては、鋳込み成形
法、プレス成形法のいずれも採用することができる。Next, molding is performed using the slurry thus treated. As a molding method, either a cast molding method or a press molding method can be adopted.
【0027】鋳込み成形を行う場合は得られたスラリー
を鋳込み成形用の型に充填して成形体を製造する。超音
波の処理から鋳込みまでの時間は、10時間以内とする
のが好ましい。時間の経過とともにスラリー粘度が増加
する現象(チクソトロピー性)が生じるからである。When casting is performed, the obtained slurry is filled in a casting mold to produce a molded body. The time from ultrasonic treatment to casting is preferably within 10 hours. This is because a phenomenon (thixotropic property) that the slurry viscosity increases with the passage of time occurs.
【0028】プレス成形を行う場合には、得られたスラ
リーにバインダ等を添加し、必要に応じて水分調節を行
ってからスプレードライヤー等で乾燥させて粉末とす
る。得られた粉末を所定の大きさの金型に充填した後、
プレス機を用いて100〜300kg/cm2の圧力で
プレスを行い成形体とする。 この時の成形体の厚み
を、この後のCIP工程や焼成工程による収縮を考慮し
て、厚さ10mm以上の焼結体を得ることができる厚さ
に設定する。When press molding is performed, a binder or the like is added to the obtained slurry, the water content is adjusted if necessary, and the powder is dried with a spray dryer or the like to obtain a powder. After filling the obtained powder into a mold of a predetermined size,
Using a pressing machine, pressing is performed at a pressure of 100 to 300 kg / cm 2 to obtain a molded body. The thickness of the molded body at this time is set to a thickness at which a sintered body having a thickness of 10 mm or more can be obtained in consideration of shrinkage due to the subsequent CIP step and firing step.
【0029】次に、こうして得られた成形体は、必要に
応じて冷間等方圧プレス(CIP)による処理を行う。
この際、CIPの圧力は十分な圧密効果を得るため1t
on/cm2以上、好ましくは2〜5ton/cm2であ
ることが望ましい。Next, the molded body thus obtained is subjected to a cold isostatic pressing (CIP) treatment, if necessary.
At this time, the pressure of CIP is 1 t in order to obtain a sufficient consolidation effect.
On / cm 2 or more, preferably 2 to 5 ton / cm 2 .
【0030】得られた成形体に対して300〜600℃
の温度で脱バインダー処理を行った後、焼成を行う。
昇温速度については特に限定されないが、割れ防止の観
点から、2〜100℃/時間とするのが好ましい。焼結
温度は、1550℃以上、1650℃未満、好ましく
は、1580℃以上、1620℃未満とする。こうする
ことにより、より確実に高密度の焼結体が得られる。こ
のようにして得られた焼結体は、板厚が10mm以上
で、密度が99.0%以上となる。300 to 600 ° C. with respect to the obtained molded body
After the binder removal treatment is performed at the temperature of 1, the firing is performed.
The heating rate is not particularly limited, but it is preferably 2 to 100 ° C./hour from the viewpoint of preventing cracking. The sintering temperature is 1550 ° C. or higher and lower than 1650 ° C., preferably 1580 ° C. or higher and lower than 1620 ° C. By doing so, a high-density sintered body can be obtained more reliably. The thus obtained sintered body has a plate thickness of 10 mm or more and a density of 99.0% or more.
【0031】なお、本発明でいう焼結密度(D)とは、
In2O3とSnO2の真密度の相加平均から求められる
理論密度(d)に対する相対値を示している。相加平均
から求められる理論密度(d)とは、ターゲット組成に
おいて、In2O3とSnO2粉末の混合量を、それぞ
れ、a(g)、b(g)としたとき、それぞれの真密度
7.18(g/cm3)、6.95(g/cm3)を用い
て、
d=(a+b)/((a/7.18)+(b/6.9
5))
により求められる。そして、焼結体のアルキメデス法に
よって求められた測定密度をd1とすると、その焼結密
度は、
D=d1/d×100(%)
で求められる。The sintered density (D) in the present invention means
The relative value to the theoretical density (d) obtained from the arithmetic mean of the true densities of In 2 O 3 and SnO 2 is shown. The theoretical density (d) obtained from the arithmetic mean is the true density of each of the target compositions when the mixing amounts of In 2 O 3 and SnO 2 powder are a (g) and b (g), respectively. Using 7.18 (g / cm 3 ) and 6.95 (g / cm 3 ), d = (a + b) / ((a / 7.18) + (b / 6.9)
5)). When the measured density of the sintered body obtained by the Archimedes method is d1, the sintered density is obtained by D = d1 / d × 100 (%).
【0032】焼結体中の酸化スズの凝集粒子数は次のよ
うにして測定することができる。最初に、得られた焼結
体から分析用の小片を切り出し、この小片の観察面を研
磨する。この研磨面をEPMA(Electron P
rove Micro Analysis)を用いて酸
化スズの凝集粒子の存在を調べる。本発明では、日本電
子製EPMA(JCMA−733)を用い、加速電圧1
5kV、試料電流0.05〜0.3μA、倍率200倍
の条件でスズの特性X像の面分析を行い、得られた結果
125mm×90mmの画像に出力した後、10μm以
上の凝集スズ粒子を数えた。一つの焼結体に対し、上記
作業を10回繰り返して、平均することにより0.27
mm2あたりの平均凝集粒子数を算出した。The number of tin oxide agglomerated particles in the sintered body can be measured as follows. First, a small piece for analysis is cut out from the obtained sintered body, and the observation surface of this small piece is polished. This polished surface is treated with EPMA (Electron P
The presence of agglomerated particles of tin oxide is investigated using Rove Micro Analysis). In the present invention, EPMA (JCMA-733) manufactured by JEOL Ltd. is used, and an acceleration voltage of 1
Surface analysis of the characteristic X image of tin was performed under the conditions of 5 kV, sample current 0.05 to 0.3 μA, and magnification of 200 times, and the obtained results were output to an image of 125 mm × 90 mm, and then aggregated tin particles of 10 μm or more were collected. I counted. The above work was repeated 10 times for one sintered body, and the average was 0.27.
The average number of aggregated particles per mm 2 was calculated.
【0033】得られた焼結体を無酸素銅などからなるバ
ッキングプレート上にインジウムはんだ等を用いて接合
することにより、ターゲット化することができる。A target can be obtained by bonding the obtained sintered body to a backing plate made of oxygen-free copper or the like using indium solder or the like.
【0034】[0034]
【実施例】以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0035】実施例1
平均粒径0.5μmの酸化インジウム粉末90重量部と
平均粒径0.5μmの酸化スズ粉末10重量部とをポリ
エチレン製のポットに入れ、乾式ボールミルにより72
時間混合し、混合粉末を調製した。得られた粉末に、
水、分散剤およびバインダを添加してスラリー化した。
得られたスラリーの粘度は1000cpであった。次に
得られたスラリーに対してホモジナイザーを用いて20
kHz600Wの超音波を印加した。スラリー作製から
10分後、このスラリーを鋳込み成形用の鋳型に鋳込ん
で厚さ14mmの成形体を作製した。この成形体を3t
on/cm2の圧力でCIPによる処理を行った。次に
この成形体を純酸素雰囲気焼結炉内に設置して、以下の
条件で焼結した。Example 1 90 parts by weight of indium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and 10 parts by weight of tin oxide powder having an average particle size of 0.5 μm were placed in a polyethylene pot, and 72 parts were formed by a dry ball mill.
The mixture was mixed for a time to prepare a mixed powder. In the obtained powder,
Water, a dispersant and a binder were added to make a slurry.
The viscosity of the obtained slurry was 1000 cp. Then, using a homogenizer for the obtained slurry, 20
Ultrasonic waves of kHz 600 W were applied. Ten minutes after the slurry was prepared, this slurry was cast into a casting mold to prepare a molded body having a thickness of 14 mm. This molded body is 3t
The treatment with CIP was performed at a pressure of on / cm 2 . Next, this molded body was placed in a pure oxygen atmosphere sintering furnace and sintered under the following conditions.
【0036】(焼結条件)
昇温速度:100℃/時間、
焼結温度:1600℃、
焼結時間:6時間、
焼結時の雰囲気:昇温時800℃から降温時400℃ま
で純酸素ガスを炉内に、
(仕込重量(kg)/酸素流量(L/min))=0.
8で導入、降温速度:1600℃から1200℃まで
は、100℃/時間、以降50℃/時間
得られた焼結体の板厚は10.4mmであり、アルキメ
デス法により測定した密度を表1に示した。(Sintering conditions) Temperature rising rate: 100 ° C./hour, Sintering temperature: 1600 ° C., Sintering time: 6 hours, Atmosphere during sintering: Pure oxygen from 800 ° C. to 400 ° C. Gas was charged into the furnace, (charged weight (kg) / oxygen flow rate (L / min)) = 0.
Introduced in 8 and cooling rate: 1600 ° C to 1200 ° C, 100 ° C / hour, thereafter 50 ° C / hour, the obtained sintered body has a plate thickness of 10.4 mm, and the density measured by the Archimedes method is shown in Table 1. It was shown to.
【0037】[0037]
【表1】
得られた焼結体を湿式加工法により4×7インチ、厚さ
10mmの焼結体と分析用の小片に加工した。[Table 1] The obtained sintered body was processed by a wet processing method into a sintered body having a size of 4 × 7 inches and a thickness of 10 mm and a small piece for analysis.
【0038】分析用の小片を鏡面研磨した後、EPMA
を用いてスズの凝集状態を分析した。得られた結果の一
例を図1に示す。図1中には矢印の先に1つ、10μm
の酸化スズ凝集部が観察されている。同様の観察を10
カ所に対して実施し、0.27mm2あたりの平均凝集
スズ粒子数を算出結果を表1に示した。After specular polishing of a small piece for analysis, EPMA was used.
Was used to analyze the aggregation state of tin. An example of the obtained results is shown in FIG. In FIG. 1, one at the tip of the arrow, 10 μm
The tin oxide agglomerates of are observed. 10 similar observations
Table 1 shows the calculation results of the average number of agglomerated tin particles per 0.27 mm 2 when the measurement was performed at various locations.
【0039】次に4インチ×7インチに加工した焼結体
をインジウム−スズ半田を用いて無酸素銅製のバッキン
グプレートにボンディングしてターゲットとした。この
ターゲットを以下のスパッタリング条件で連続的に放電
させてノジュールおよび異常放電の発生量を調べた。Next, the sintered body processed to have a size of 4 inches × 7 inches was bonded to a backing plate made of oxygen-free copper by using indium-tin solder to obtain a target. This target was continuously discharged under the following sputtering conditions, and the generation amount of nodules and abnormal discharge was examined.
【0040】(スパッタリング条件)
DC電力:300W、
ガス圧:7.0mTorr、
スパッタリングガス:Ar+酸素、
スパッタリングガス中の酸素ガス濃度(O2/Ar):
0.05%、
放電時間:120時間(ターゲットの残厚は約1mm)
ここで、酸素ガス濃度は、得られる薄膜の抵抗率が最も
低下する値に設定した。(Sputtering conditions) DC power: 300 W, gas pressure: 7.0 mTorr, sputtering gas: Ar + oxygen, oxygen gas concentration in sputtering gas (O 2 / Ar):
0.05%, discharge time: 120 hours (target remaining thickness is about 1 mm) Here, the oxygen gas concentration was set to a value at which the resistivity of the obtained thin film was the lowest.
【0041】異常放電の発生回数とターゲット表面に発
生したノジュール量を表1に示した。ノジュール発生量
は放電終了後のターゲットの外観写真をコンピューター
を用いた画像処理を用いて計算した。良好な結果が得ら
れた。Table 1 shows the number of occurrences of abnormal discharge and the amount of nodules generated on the target surface. The nodule generation amount was calculated by using an image processing using a computer of an external appearance photograph of the target after the discharge. Good results have been obtained.
【0042】実施例2
実施例1と同じ方法で超音波処理済みのスラリーを作製
した。スラリー作製から10分後、このスラリーをスプ
レードライヤーで乾燥してプレス成形用粉末を調製し
た。Example 2 An ultrasonically treated slurry was prepared in the same manner as in Example 1. Ten minutes after the slurry was prepared, this slurry was dried with a spray dryer to prepare powder for press molding.
【0043】得られたプレス用粉末を金型に充填して3
00kg/cm2の圧力でプレスし、成形体を作製し
た。この成形体を3ton/cm2の圧力でCIPによ
る処理を行った。次にこの成形体を純酸素雰囲気焼結炉
内に設置して、実施例1と同じ条件で焼結した。The pressing powder thus obtained was filled in a mold and 3
It was pressed at a pressure of 00 kg / cm 2 to produce a molded body. This molded body was treated with CIP at a pressure of 3 ton / cm 2 . Next, this compact was placed in a pure oxygen atmosphere sintering furnace and sintered under the same conditions as in Example 1.
【0044】得られた焼結体の板厚は10.4mmであ
った。アルキメデス法により測定した密度を表1に示し
た。次に、実施例1と同じ方法で、焼結体中の凝集スズ
の存在状態を調べるとともに連続放電試験を実施した。
結果を表1に示した。良好な結果が得られた。The plate thickness of the obtained sintered body was 10.4 mm. Table 1 shows the densities measured by the Archimedes method. Next, in the same manner as in Example 1, the presence state of agglomerated tin in the sintered body was examined and a continuous discharge test was performed.
The results are shown in Table 1. Good results have been obtained.
【0045】比較例1
超音波による処理を行わなかった以外は、実施例1と同
じ方法でITO焼結体を作製した。得られた焼結体の板
厚は10.5mmであった。アルキメデス法により測定
した密度を表1に示す。Comparative Example 1 An ITO sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment with ultrasonic waves was not carried out. The plate thickness of the obtained sintered body was 10.5 mm. Table 1 shows the densities measured by the Archimedes method.
【0046】次に、実施例1と同じ方法で、焼結体中の
凝集スズの存在状態を調べるとともに連続放電試験を実
施した。結果を表1に示した。多くの異常放電およびア
ーキングが発生した。Next, in the same manner as in Example 1, the presence state of agglomerated tin in the sintered body was examined and a continuous discharge test was carried out. The results are shown in Table 1. Many abnormal discharges and arcing occurred.
【0047】比較例2
超音波による処理を行わなかった以外は、実施例2と同
じ方法でITO焼結体を作製した。得られた焼結体の板
厚は10.5mmであった。アルキメデス法により測定
した密度を表1に示す。Comparative Example 2 An ITO sintered body was produced in the same manner as in Example 2 except that the treatment with ultrasonic waves was not carried out. The plate thickness of the obtained sintered body was 10.5 mm. Table 1 shows the densities measured by the Archimedes method.
【0048】次に、実施例1と同じ方法で、焼結体中の
凝集スズの存在状態を調べるとともに連続放電試験を実
施した。結果を表1に示す。多くの異常放電およびアー
キングが発生した。Next, in the same manner as in Example 1, the presence state of agglomerated tin in the sintered body was examined and a continuous discharge test was conducted. The results are shown in Table 1. Many abnormal discharges and arcing occurred.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明により、板厚が厚いITO焼結体
を用いてもノジュール発生量が少なく焼結体のライフエ
ンドまで安定して成膜を行うことが可能なITOスパッ
タリングターゲットを提供することができる。EFFECTS OF THE INVENTION The present invention provides an ITO sputtering target capable of stably forming a film up to the life end of a sintered body even when an ITO sintered body having a large plate thickness is used, with a small amount of nodule generated. be able to.
【図1】実施例1で得た分析用小片のEPMA撮影像で
あり、倍率は200倍である(図中の白棒線は100μ
mの長さ)。図1中の矢印(1〜5の番号付)の先には
白色の酸化スズ凝集部が認められる。1 is an EPMA image of a small piece for analysis obtained in Example 1, with a magnification of 200 times (the white bar in the figure is 100 μ).
m length). White tin oxide agglomerates are recognized at the tips of the arrows (numbered 1 to 5) in FIG.
Claims (4)
が0.27mm2あたり1個以下である、実質的にイン
ジウム、スズおよび酸素からなる焼結体を有するスパッ
タリングターゲット。1. A sputtering target having a sintered body consisting essentially of indium, tin and oxygen, in which the number of aggregated particles of tin oxide having a diameter of 10 μm or more is 1 or less per 0.27 mm 2 .
徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲット。2. The sputtering target according to claim 1, which has a sintered density of 99.0% or more.
スラリー化し、得られたスラリーに対して超音波を印加
したのち、成形、焼成することを特徴とするITOスパ
ッタリングターゲットの製造方法。3. A method for producing an ITO sputtering target, which comprises forming a raw material containing indium oxide and tin oxide into a slurry, applying ultrasonic waves to the obtained slurry, and then forming and firing.
スラリー化し、得られたスラリーに対して超音波を印加
したのち、成形、焼成することを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載のITOスパッタリングターゲット
の製造方法。4. A raw material containing indium oxide and tin oxide is slurried, ultrasonic waves are applied to the obtained slurry, and then molding and firing are performed. Manufacturing method of ITO sputtering target.
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2001
- 2001-08-21 JP JP2001250676A patent/JP4923358B2/en not_active Expired - Fee Related
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