スパッタリングターゲット
【課題】安定して成膜でき、割れやアーキングが生じ難いスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、スパッタリングの雰囲気に曝される主面１１ａにおいて、面内の明度差ΔＬ＊が５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１１。平均粒径が１５μｍ以下であり、前記主面１１ａの最大高さＲｚが平均粒径の１／２以下である。また、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなるＣＩＰ成形体を焼結してなる酸化亜鉛焼結体からなる。
【解決手段】相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、スパッタリングの雰囲気に曝される主面１１ａにおいて、面内の明度差ΔＬ＊が５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１１。平均粒径が１５μｍ以下であり、前記主面１１ａの最大高さＲｚが平均粒径の１／２以下である。また、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなるＣＩＰ成形体を焼結してなる酸化亜鉛焼結体からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、タッチパネル等の透明電極に用いられる透明導電膜をスパッタリング法で形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低コストで高い透明性、導電性および化学的安定性を有する酸化亜鉛透明導電膜が注目されている。酸化亜鉛系の透明導電膜の形成方法としては、緻密で膜質の良い膜が得られやすい、スパッタリング法が最も適しており、スパッタリングターゲット材料に用いられる酸化亜鉛焼結体が種々検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、密度５．６ｇ／ｃｍ３〜５．７７ｇ／ｃｍ３、焼結粒径２μｍ〜５０μｍ、アルミニウム成分の最大分散凝集径が５μｍ以下、アルミニウムの含有量が酸化アルミニウム換算で０．５重量％以上、抵抗率１×１０−２Ωｃｍ以下のアルミニウムドープ酸化亜鉛焼結体が開示されている。
【０００４】
特許文献１によれば、原料粉末、特にドーパントとなるアルミニウム酸化物粉末の二次（凝集）粒径として２μｍ以下の粉末を用いることにより、密度５．６ｇ／ｃｍ３以上で焼結粒径が２μｍ〜５０μｍ、焼結体内のアルミニウムの最大分散凝集径が５μｍ以下の高密度焼結体が得られ、このような焼結体をスパッタリングターゲットとして用いた場合、特に低抵抗な膜が得られるとされている。
【０００５】
また、特許文献２には、酸化亜鉛を含有する原料粉末混合物を成形し、焼結することによって酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットを製造するに際し、前記原料粉末に色むら防止剤を添加するスパッタリングターゲットの製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２によれば、酸化セリウム等の色むら防止剤を添加することにより、色ムラを防止できるので、色合いが違う部分の導電率の差異に伴う膜質の不均一の問題が解消される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２５８８３６号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようにスパッタリングターゲット材料の密度が高いことは、ある程度アーキングを抑制できる効果があるので好ましいが、高密度化に伴って焼結体の割れが生じる場合があり問題となっていた。また、密度や焼結粒径等をこのような範囲に調整しても、スパッタリングレートの不均一やアーキングが生じる場合があり、問題となっていた。
【０００９】
また、特許文献２のように色むら防止剤を添加すると、添加によって特性が変化する場合があり、所望のターゲットが得られない恐れがあった。
【００１０】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、安定して成膜でき、割れやアーキングが生じ難いスパッタリングターゲットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決するため、相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、スパッタリングの雰囲気にさらされる主面において、面内の明度差ΔＬ＊が５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提供する。
【００１２】
酸化亜鉛焼結体を用いたスパッタリングターゲットでは、焼成後の加工がないと表面粗さが大きく、そのままスパッタリングターゲットとして用いると、スパッタリング中にアーキングが頻発してしまう。これを防ぐために焼結後に焼結体表面の研削加工が行われる。しかしながら、酸化亜鉛は研削加工により応力が加わると、結果として焼結体表面の明度が変化し、同一面内に明度のムラが生じてしまう。これをスパッタリングターゲットとして用いると、特にスパッタリング初期にアーキングが頻発し、膜質にもムラが生じてしまう。
【００１３】
この理由は定かではないが、加工によって結晶粒界に応力が蓄積されることで結晶に歪が生じ、それがスパッタリング時に各結晶による指向性の差が明確にでるものと推測される。そのため、スパッタリングの雰囲気に曝される主面において、面内の明度差ΔＬ＊は５以下であることが望ましい。
【００１４】
酸化亜鉛焼結体の相対密度は９９％以下が望ましい。密度が高すぎると研削加工時の応力の蓄積が顕著になることから、明度差ΔＬ＊が大きく成り易いためである。ただし、焼結体の密度が低すぎると膜質ムラの原因となるため、相対密度は７５％以上が望ましい。
【００１５】
また、スパッタリングターゲットの温度は、スパッタリング中に上昇する。特に、スパッタリングターゲットの裏側に配置されるマグネット付近の主面の温度が最も高くなる。このためスパッタリングターゲット内で温度勾配が発生し、割れることがある。これは、スパッタリングターゲットの密度が高いほど、温度勾配による部分熱膨張の差によって発生する応力が緩和できなくなるためである。
【００１６】
焼結体の密度が上がるにつれて、ある程度まではヤング率、曲げ強度ともに向上するが、ヤング率はそれに追従するのに対し、曲げ強度はある程度のところで向上が止まり、やがて低下する。これは、ヤング率は密度依存が大きいのに対して、曲げ強度は焼結体の組織に依存するためである。その結果、ヤング率が大きくなると、発生する熱応力も大きくなるのに対し、曲げ強度はヤング率ほど向上していないため、その応力に耐えるだけの強度が発揮されず熱応力割れのリスクが高まる。このような観点からも酸化亜鉛焼結体の相対密度は９９％以下が望ましい。
【００１７】
前記酸化亜鉛焼結体の平均粒径は１５μｍ以下であることが望ましい。平均粒径が大きくなると、研削加工時に発生する応力が大きくなり、明度差ΔＬ＊が大きくなるからである。
【００１８】
また、スパッタリングターゲットの主面を構成する酸化亜鉛焼結体の最大高さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１：２００１）が平均粒径の１／２以下であることが好ましい。表面粗さの評価において多く用いられる算術平均表面Ｒａを小さくするだけでは、必ずしもアーキングが低減せず、最大高さＲｚを制御することによって、より確実にアーキングを低減できる。
【００１９】
図２にスパッタリングターゲット２０の断面を模式的に示した。表面を平滑化する加工を行う場合、算術平均粗さＲａが小さくなっても、加工傷や脱粒等によって局所的に谷２２の部分は依然として存在する。表面の平滑度が高くとも、谷２２が深いと、スパッタリング中に谷２２の部分侵食が進んでしまい、アーキングの原因となっていた。そのため、最大高さＲｚが小さい方が好ましく、具体的には、スパッタリングターゲット材の粒径の１／２以下であることがより好ましいことがわかった。平均粒径の１／２を越えると脱粒が多くなり、成膜中のアーキングが頻発するからである。
【００２０】
したがって、平均粒径を小さくして明度差ΔＬ＊を小さくすると同時に、最大高さＲｚを平均粒径の１／２以下とすることにより、より一層アーキングが低減される。
【００２１】
本発明のスパッタリングターゲットは、ＣＩＰ成形体を焼結してなり、前記ＣＩＰ成形体は、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなる酸化亜鉛焼結体からなる。また、鋳込み成形体を焼成してなり、前記鋳込み成形体は、吸水性材料の底部と非吸水性材料の側壁部とを備える成形型に原料粉末を分散させたスラリーを注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させてなる酸化亜鉛焼結体からなる。このような酸化亜鉛焼結体からなるスパッタリングターゲットとすれば、明度差ΔＬ＊を小さくすることができ、割れやアーキングの発生を低減することができる。生加工代は１０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。
【発明の効果】
【００２２】
安定して成膜でき、スパッタリング時のターゲットの割れやアーキングが生じ難いスパッタリングターゲットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スパッタリングターゲットの主面の模式断面図である。
【図２】本発明のスパッタリングターゲットの概略断面図である。
【図３】本発明の鋳込み成形を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のスパッタリングターゲットについて、より詳細に説明する。
【００２５】
図１にスパッタリングターゲットの概略断面を示す。スパッタリングターゲット１１は、酸化亜鉛焼結体からなり、主面１１ａは、所定の最大高さを有している。裏面１１ｂはバッキングプレート１２に接合される。
【００２６】
酸化亜鉛焼結体は、導電性を付与するためにＡｌ、Ｇａ、Ｂの１種以上を添加したものとすることができる。
【００２７】
Ａｌを添加したものとしては、焼結体におけるＡｌの含有量が酸化アルミニウム換算で０．５〜３．５質量％の範囲としたものが好ましい。この範囲において酸化アルミニウムを添加することにより、良好な導電性の膜が得られる。Ａｌは、ＺｎＯの粒界及び粒子内に存在すると、ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３の反応により生成し、ＺｎＯの粒界及び粒子内に存在するＺｎＡｌ２Ｏ４とを構成する。添加したＡｌ（酸化アルミニウム）の反応を制御して、生成されるスピネル（ＺｎＡｌ２Ｏ４）を調整することで、強度不足による使用中の割れや、アーキングを低減でき、ターゲット材料として好適な酸化亜鉛焼結体が得られる。
【００２８】
Ｇａを添加したものとしては、Ｇａの含有量が酸化ガリウム換算で０．０３〜５質量％の範囲としたものが好ましい。通常、Ｇａを添加して酸化亜鉛焼結体を作製すると、亜鉛とＧａの複合酸化物が生成する。しかしながら、複合酸化物が生成すると、気孔が生じアーキングも起き易くなる。また、明度のムラも生じ易いので好ましくない。Ｇａの添加量を上記範囲とすることによって、複合酸化物の生成及び明度のムラを抑制できるので、アーキングを防ぎ、成膜の均一性を高めることができる。さらにＧａの適切量が酸化亜鉛に固溶するのでスパッタリングターゲットの体積抵抗率の制御も容易になる。
【００２９】
Ｂを添加したものとしては、ＺｎＯ焼結体におけるＢ（硼素）の含有割合はＢ２Ｏ３換算で０．５〜４質量％としたものが好ましい。Ｂの含有量が少ない場合は、Ｚｎサイトに置換固溶するドーパントのＢの量が少なすぎて、成膜しても低抵抗な膜が得られ難くなる。Ｂの含有量を所定量とすることで抵抗を下げることが可能である。一方、Ｂの含有量が多すぎると、膜の抵抗には変化がないが、固溶限界を超えた過剰のＢがＺｎＯ焼結体の粒界に多量に残留することで焼結阻害を起こし、焼結体が十分に緻密化しないとか、スパッタリング時に放電を起こす原因となるので好ましくない。
【００３０】
上述のように、スパッタリングターゲット１１においてスパッタリングの雰囲気に曝される主面１１ａの明度差ΔＬ＊は極めて小さく抑えられている。具体的には、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＪＩＳＺ８７２９）における明度差ΔＬ＊が５以下である。ΔＬ＊は、スパッタリングターゲット主面内の所定数の測定箇所について明度Ｌ＊を測定し、その差の最大を求めたものである。
【００３１】
さらに、スパッタリングターゲット１１を構成する酸化亜鉛焼結体は、平均粒径の１／２以下の気孔径の気孔を含むことが好ましい。上記のように、相対密度は９９％以下が望ましいが、焼結体に含まれる気孔が大きいことは好ましくない。気孔が平均粒径の１／２を超えて大きいと、脱粒によって、成膜中のアーキングが発生しやすくなったり、気孔部分で熱伝導率の低下を招き、局所的な温度上昇が生じたりするためである。
【００３２】
スパッタリングターゲット１１を構成する酸化亜鉛焼結体の体積抵抗率は、１×１０−２Ωｃｍ以下が好ましい。このような体積抵抗率のスパッタリングターゲットを用いるとスパッタ効率が向上する。
【００３３】
本発明のスパッタリングターゲット１１は、スパッタリング時に主面１１ａの温度が１００℃以上となり、裏面１１ｂに接合されたバッキングプレート１２が３０℃以下で冷却される。したがって、スパッタリングターゲット１１の主面温度とバッキングプレート１２の温度差、すなわち、ターゲットの主面１１ａと裏面１１ｂの温度差は７０℃以上となる。このような温度勾配が生じ得る条件下での使用に好適である。
【００３４】
バッキングプレート１２は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、スパッタリングターゲット１１の厚さは８〜２０ｍｍとすることができる。近年、スパッタリングターゲットの交換頻度を減らすべく、従来よりも厚くされる傾向がある。そのため、スパッタリングターゲットの冷却はますます重要となってきており、特にスパッタリングターゲット１１の厚さが８〜２０ｍｍの場合には、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のバッキングプレートを用いることが好ましい。
【００３５】
次に本発明のスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
【００３６】
酸化亜鉛粉末は、高純度のものを用いることが好ましい。その純度は、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．８％以上の原料粉末を用いることが望ましい。
【００３７】
Ａｌ、Ｇａ、Ｂは酸化物の粉末で添加されることが好ましいが、これに限定されず、大気中での焼結後に酸化物を生成する炭化物、窒化物等の種々の形態であっても良い。純度は、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．９％以上の原料粉末を用いることが望ましい。
【００３８】
原料粉末の混合方法は特に限定されず、ボールミル、振動ミル等を用いて湿式及び乾式のどちらでも行うことができる。均一な結晶粒子を得る上で、混合方法は湿式ボールミル混合が最も好ましい。例えば、湿式ボールミル混合の場合には、混合時間を１０〜２０時間とすることができる。混合時間が短いと均一混合し難く、均一な結晶粒子が得難い。長時間混合しすぎると不純物が混入し易くなる。
【００３９】
成形方法はＣＩＰ成形または鋳込み成形を用いることができる。ここで、研削加工後にスパッタリングターゲットの主面に生じる同一面内の明度のムラは、焼結前の成形体に存在する成形の不均一性に影響を受けるものと考えられる。例えば、加圧成形等の方法では、成形型付近の成形体外周部では成形型表面との摩擦により粉末の充填が阻害され、成形体内部との間で成形密度に差が生じる。また、鋳込み成形においても吸水性型への着肉が不均一になる場合がある。このような成形のムラは、酸化亜鉛焼結体に微小な密度差となって残り、研削加工によって応力が加わると明度のムラとなって現れる。
【００４０】
研削加工によって生じた明度のムラは、加工後に熱処理をすることによってある程度低減可能であるが、十分ではない。したがって、明度のムラを根本的に解決するには成形のムラを小さくする必要がある。上記のようなＣＩＰ成形または鋳込み成形のいずれかによる成形体を用いた酸化亜鉛焼結体のスパッタリングターゲットとすることにより、成形のムラに起因する明度のムラが解消される。
【００４１】
ＣＩＰ成形を用いる場合には、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してＣＩＰ成形体とすることが好ましい。上述のように、成形体の外周部は内部との間で成形密度の差が生じる。この差の影響を少なくし、焼結体の明度ムラを抑えるためには、生加工代を少なくとも上記範囲とすることが好ましい。生加工代は１０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。
【００４２】
鋳込み成形を用いる場合には、吸水性材料からなる底部３１、及び非吸水性材料からなる側壁部３２を備える成形型３０に原料粉末を分散させたスラリー３５を注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させる方法を用いることが好ましい（図３）。この方法によれば、着肉方向を一定方向とすることができるので着肉方向の違いによる密度差の発生を防ぐことができる。なお、「底部」は、必ずしも低い位置にあることを意味するものではなく、着肉方向について奥底部であることを意味する。また、底部と側壁部との位置関係は、図３のように一定方向に着肉し得る構成であれば良い。
【００４３】
このような鋳込み成形を用いる場合には、酸化亜鉛の原料粉末は球状よりも板状粒子の方が好ましい。このような原料粉末を用いることでアーキングをより一層低減できる。具体的には、板状の酸化亜鉛粉末の平均等価円直径は０．１〜２．０μｍ、平均厚さは０．０１〜０．２μｍのものを用いることができる。なお、原料粉末の大きさは、ＳＥＭ観察写真を用いて求めることができる。等価円直径とは、板状の平面部の面積と同じ面積を有する円の直径をいう。
【００４４】
Ａｌ、Ｇａ、Ｂの添加物としては、酸化物粉末を用いることが好ましい。これらの粉末の形状は特には規定されないが、板状よりも球状粒子の方が好ましく、その一次粒子の平均粒径は酸化亜鉛の平均等価円直径よりも小さい方がよい。これらの粉末の平均粒径は２．０μｍ以下のものを用いることが好ましい。さらに好ましい範囲は、０．０１〜２．０μｍである。
【００４５】
特に上記の鋳込み成形を用いてスパッタリングターゲットの主面を形成した場合、主面についてＸ線回折測定を行うと、他の成形方法を用いた場合とは異なる回折結果を示す。具体的には、ｃ軸に垂直な面と、平行な面との関係を示す配向度Ｉ００２／（Ｉ００２＋Ｉ１１０）が０．２５以上０．５８未満となる。ＣＩＰ成形を用いた配向のほとんどない焼結体は、上記配向度は０．５８を示すが、上記方法により形成した主面は、これよりも小さい配向度を示す。ｃ軸に垂直な（００２）面のピーク強度が相対的に小さくなるということは、主面に垂直な方向にｃ軸を持つ結晶面が少ないことを意味する。上記配向度が所定範囲であれば、アーキングの発生をより低減することができる。
【００４６】
焼結温度は１２５０〜１６００℃、特に１３５０〜１５５０℃であれば焼結中の酸化亜鉛の蒸発が少なく容易に緻密化するため好ましい。また、焼結温度が１６００℃をこえると、酸化亜鉛の蒸発が激しくなり緻密化し難くなる。焼結温度が１２５０℃未満の場合、焼結それ自体があまり進まず緻密な焼結体が得られ難い。焼結時間は数時間〜数十時間が好ましい。
【００４７】
焼結雰囲気は特に限定されないが、例えば大気中、酸素中、不活性ガス雰囲気中等が例示できる。特に焼結中に酸化物の蒸発による重量減少、組成ずれの低減のためには大気中等の酸化雰囲気での焼結が好ましい。なかでも、大気雰囲気または大気気流中が好ましい。また焼結雰囲気の圧力は限定されず、減圧、常圧から数気圧の加圧まで任意に適用できる。コスト面からは常圧が好ましい。なお、ホットプレス焼結の場合は、不活性ガス雰囲気が好ましい。
【００４８】
上記の焼結温度とし、雰囲気を調整して、平均粒径１５μｍ以下の酸化亜鉛焼結体を得る。
【００４９】
酸化亜鉛焼結体は、ターゲット材としてバッキングプレートに接合される前に、研削加工が施される。このとき、研削歪みが生じることから、歪みを除去するために、研削加工後に熱処理することが好ましい。熱処理は、６００〜８００℃で行うことができる。温度パターンは特に規定しないが、熱衝撃による割れを防ぐ意味から３００℃／ｈ以下の昇温、降温レートが望ましい。雰囲気は大気、不活性ガス等、特には問わない。このような熱処理条件であれば、十分に歪みが除去でき、焼結体の粒成長等も起きないので好ましい。このとき、酸化亜鉛焼結体の平均粒径が１５μｍ以下であれば、研削加工時に発生する応力を小さくできるので、焼結体の明度差ΔＬ＊を低減することができる。
【００５０】
酸化亜鉛焼結体からなるターゲット材が接合されるバッキングプレートとしては、銅板が熱伝導に優れるので好ましい。銅板の他には、アルミニウム合金や銅等をマトリックス金属とし、セラミックスを強化材とした金属―セラミックス複合材料も好適である。
【００５１】
バッキングプレートと酸化亜鉛焼結体からなるターゲット材との接合はインジウム接合が好適である。ただし、インジウムによって形成される接合層は、前記バッキングプレート及びターゲット材の接合面に対して少なくとも９０％の接触面積を有することが望ましい。本発明のターゲット材と銅板とをインジウムにより接合し、接触面積を９０％以上とすれば、製造時または使用中の熱応力による割れを無くすことができる。
【００５２】
以下、本発明の実施例を比較例とともに具体的に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００５３】
［原料粉末］
原料粉末として、酸化亜鉛粉末（純度９９．８％、平均等価円直径１．０μｍ、平均厚さ０．２μｍ）、酸化アルミニウム粉末（純度９９．９９％、平均粒径０．５μｍ）、酸化ガリウム粉末（純度９９．９９％ 平均粒径１．０μｍ）、及び酸化ホウ素粉末（純度９９．７％、平均粒径０．５μｍ）を準備した。
【００５４】
［鋳込み成形（作製Ｎｏ．１〜９）］
鋳込み成形に用いたスラリーは、原料粉末にバインダ、分散剤およびイオン交換水を調整して作製した。
【００５５】
図３に示したような、箱型の成形型３０を用い、底部３１の着肉面が水平になるように成形型を水平な場所に設置して成形を行った。成形型は石こうからなる吸水性材料の底部３１と硬質プラスチックからなる非吸水性材料の側壁部３２および底部の下面を支える底板３４とからなり、側壁部３２と底板３４の連結部等はスラリー３５が漏れないように接着されている。真空吸引のための溝３３が底部３１に形成されており、溝３３はそれぞれ真空源（図示しない）に連結されている。
【００５６】
スラリー３５を成形型３０に投入して吸水性材料に所定厚さで着肉させた後、排泥し、適宜生加工を施して成形体３６を得た。この成形体３６を大気中１３５０〜１５５０℃で１５時間焼成し、焼結体を得た。
【００５７】
［ＣＩＰ（作製Ｎｏ．１０〜１２）］
原料粉末に、バインダを添加し、混合媒体としてΦ１５、Φ２５の樹脂ボール、容器に樹脂製ポットを用いて、２０時間湿式混合した。混合後のスラリーを取り出し、スプレードライにより混合粉末の顆粒を作製した。得られた混合粉末を用いてＣＩＰ成形し、生加工代を１０ｍｍとして成形体を作製した。しかる後に成形体を１５００℃で１５時間焼成し、焼結体を得た。
【００５８】
［スパッタリングターゲットの作製と評価］
得られた酸化亜鉛焼結体を研削加工してφ１００×１２ｍｍとした後、７００℃で熱処理しスパッタリングターゲットとし、裏面に銅板のバッキングプレートをインジウム接合した。
【００５９】
酸化亜鉛焼結体の密度は、アルキメデス法により測定した。明度差ΔＬ＊の測定は、分光測色計を用いて測定した。測定は任意の１０箇所について行い、ΔＬ＊を上記の方法で求めた。焼結体の平均粒径は焼結体表面を鏡面研磨後、研磨面を熱腐食し結晶粒界を析出させたあとにＳＥＭ観察を行ってインターセプト法から求めた。最大高さＲｚは、接触式表面粗さ測定器により測定した。なお、主面の算術平均表面粗さＲａは全て０．５μｍ以下であった。
【００６０】
得られたスパッタリングターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に装着して使用し、割れやアーキングの発生がないか調べた。スパッタリングは、純アルゴン雰囲気、圧力０．５Ｐａ、投入電力２００Ｗとした。スパッタリング中はバッキングプレートが３０℃以下になるようにバッキングプレートを冷却水で抜熱した。このときスパッタリングターゲットの主面は１００℃以上であった。アーキングは、成膜中に発生したアーキングをカウントし単位時間当たりの回数（ｃｏｕｎｔ／ｈ）で評価した。表１の評価の欄は単位時間当たりの回数が２０未満を○、２０〜４０を△、４０を超えるものを×として表記した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
作製Ｎｏ．２〜５、８及び９は、相対密度８５〜９９％、明度差ΔＬ＊が５以下であり、アーキングが少なく極めて優れた性能を有していた。
【００６３】
作製Ｎｏ．６は、最大高さＲｚが平均粒径の１／２を超えており、アーキングがやや多かったものの良好であった。ＣＩＰ成形を用いた作製Ｎｏ．１１及び１２は、鋳込み成形に比べてアーキングがやや多かったものの良好であった。
【００６４】
作製Ｎｏ．１は、相対密度が高く明度差ΔＬ＊も大きいことからアーキングが多く発生した。作製Ｎｏ．７は、平均粒径が大きく明度差ΔＬ＊も大きいことからアーキングが多く発生した。作製Ｎｏ．１０は、相対密度、平均粒径及び明度差ΔＬ＊が大きいことからアーキングが多く発生した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、タッチパネル等の透明電極に用いられる透明導電膜をスパッタリング法で形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低コストで高い透明性、導電性および化学的安定性を有する酸化亜鉛透明導電膜が注目されている。酸化亜鉛系の透明導電膜の形成方法としては、緻密で膜質の良い膜が得られやすい、スパッタリング法が最も適しており、スパッタリングターゲット材料に用いられる酸化亜鉛焼結体が種々検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、密度５．６ｇ／ｃｍ３〜５．７７ｇ／ｃｍ３、焼結粒径２μｍ〜５０μｍ、アルミニウム成分の最大分散凝集径が５μｍ以下、アルミニウムの含有量が酸化アルミニウム換算で０．５重量％以上、抵抗率１×１０−２Ωｃｍ以下のアルミニウムドープ酸化亜鉛焼結体が開示されている。
【０００４】
特許文献１によれば、原料粉末、特にドーパントとなるアルミニウム酸化物粉末の二次（凝集）粒径として２μｍ以下の粉末を用いることにより、密度５．６ｇ／ｃｍ３以上で焼結粒径が２μｍ〜５０μｍ、焼結体内のアルミニウムの最大分散凝集径が５μｍ以下の高密度焼結体が得られ、このような焼結体をスパッタリングターゲットとして用いた場合、特に低抵抗な膜が得られるとされている。
【０００５】
また、特許文献２には、酸化亜鉛を含有する原料粉末混合物を成形し、焼結することによって酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットを製造するに際し、前記原料粉末に色むら防止剤を添加するスパッタリングターゲットの製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２によれば、酸化セリウム等の色むら防止剤を添加することにより、色ムラを防止できるので、色合いが違う部分の導電率の差異に伴う膜質の不均一の問題が解消される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２５８８３６号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようにスパッタリングターゲット材料の密度が高いことは、ある程度アーキングを抑制できる効果があるので好ましいが、高密度化に伴って焼結体の割れが生じる場合があり問題となっていた。また、密度や焼結粒径等をこのような範囲に調整しても、スパッタリングレートの不均一やアーキングが生じる場合があり、問題となっていた。
【０００９】
また、特許文献２のように色むら防止剤を添加すると、添加によって特性が変化する場合があり、所望のターゲットが得られない恐れがあった。
【００１０】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、安定して成膜でき、割れやアーキングが生じ難いスパッタリングターゲットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決するため、相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、スパッタリングの雰囲気にさらされる主面において、面内の明度差ΔＬ＊が５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提供する。
【００１２】
酸化亜鉛焼結体を用いたスパッタリングターゲットでは、焼成後の加工がないと表面粗さが大きく、そのままスパッタリングターゲットとして用いると、スパッタリング中にアーキングが頻発してしまう。これを防ぐために焼結後に焼結体表面の研削加工が行われる。しかしながら、酸化亜鉛は研削加工により応力が加わると、結果として焼結体表面の明度が変化し、同一面内に明度のムラが生じてしまう。これをスパッタリングターゲットとして用いると、特にスパッタリング初期にアーキングが頻発し、膜質にもムラが生じてしまう。
【００１３】
この理由は定かではないが、加工によって結晶粒界に応力が蓄積されることで結晶に歪が生じ、それがスパッタリング時に各結晶による指向性の差が明確にでるものと推測される。そのため、スパッタリングの雰囲気に曝される主面において、面内の明度差ΔＬ＊は５以下であることが望ましい。
【００１４】
酸化亜鉛焼結体の相対密度は９９％以下が望ましい。密度が高すぎると研削加工時の応力の蓄積が顕著になることから、明度差ΔＬ＊が大きく成り易いためである。ただし、焼結体の密度が低すぎると膜質ムラの原因となるため、相対密度は７５％以上が望ましい。
【００１５】
また、スパッタリングターゲットの温度は、スパッタリング中に上昇する。特に、スパッタリングターゲットの裏側に配置されるマグネット付近の主面の温度が最も高くなる。このためスパッタリングターゲット内で温度勾配が発生し、割れることがある。これは、スパッタリングターゲットの密度が高いほど、温度勾配による部分熱膨張の差によって発生する応力が緩和できなくなるためである。
【００１６】
焼結体の密度が上がるにつれて、ある程度まではヤング率、曲げ強度ともに向上するが、ヤング率はそれに追従するのに対し、曲げ強度はある程度のところで向上が止まり、やがて低下する。これは、ヤング率は密度依存が大きいのに対して、曲げ強度は焼結体の組織に依存するためである。その結果、ヤング率が大きくなると、発生する熱応力も大きくなるのに対し、曲げ強度はヤング率ほど向上していないため、その応力に耐えるだけの強度が発揮されず熱応力割れのリスクが高まる。このような観点からも酸化亜鉛焼結体の相対密度は９９％以下が望ましい。
【００１７】
前記酸化亜鉛焼結体の平均粒径は１５μｍ以下であることが望ましい。平均粒径が大きくなると、研削加工時に発生する応力が大きくなり、明度差ΔＬ＊が大きくなるからである。
【００１８】
また、スパッタリングターゲットの主面を構成する酸化亜鉛焼結体の最大高さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１：２００１）が平均粒径の１／２以下であることが好ましい。表面粗さの評価において多く用いられる算術平均表面Ｒａを小さくするだけでは、必ずしもアーキングが低減せず、最大高さＲｚを制御することによって、より確実にアーキングを低減できる。
【００１９】
図２にスパッタリングターゲット２０の断面を模式的に示した。表面を平滑化する加工を行う場合、算術平均粗さＲａが小さくなっても、加工傷や脱粒等によって局所的に谷２２の部分は依然として存在する。表面の平滑度が高くとも、谷２２が深いと、スパッタリング中に谷２２の部分侵食が進んでしまい、アーキングの原因となっていた。そのため、最大高さＲｚが小さい方が好ましく、具体的には、スパッタリングターゲット材の粒径の１／２以下であることがより好ましいことがわかった。平均粒径の１／２を越えると脱粒が多くなり、成膜中のアーキングが頻発するからである。
【００２０】
したがって、平均粒径を小さくして明度差ΔＬ＊を小さくすると同時に、最大高さＲｚを平均粒径の１／２以下とすることにより、より一層アーキングが低減される。
【００２１】
本発明のスパッタリングターゲットは、ＣＩＰ成形体を焼結してなり、前記ＣＩＰ成形体は、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなる酸化亜鉛焼結体からなる。また、鋳込み成形体を焼成してなり、前記鋳込み成形体は、吸水性材料の底部と非吸水性材料の側壁部とを備える成形型に原料粉末を分散させたスラリーを注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させてなる酸化亜鉛焼結体からなる。このような酸化亜鉛焼結体からなるスパッタリングターゲットとすれば、明度差ΔＬ＊を小さくすることができ、割れやアーキングの発生を低減することができる。生加工代は１０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。
【発明の効果】
【００２２】
安定して成膜でき、スパッタリング時のターゲットの割れやアーキングが生じ難いスパッタリングターゲットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スパッタリングターゲットの主面の模式断面図である。
【図２】本発明のスパッタリングターゲットの概略断面図である。
【図３】本発明の鋳込み成形を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のスパッタリングターゲットについて、より詳細に説明する。
【００２５】
図１にスパッタリングターゲットの概略断面を示す。スパッタリングターゲット１１は、酸化亜鉛焼結体からなり、主面１１ａは、所定の最大高さを有している。裏面１１ｂはバッキングプレート１２に接合される。
【００２６】
酸化亜鉛焼結体は、導電性を付与するためにＡｌ、Ｇａ、Ｂの１種以上を添加したものとすることができる。
【００２７】
Ａｌを添加したものとしては、焼結体におけるＡｌの含有量が酸化アルミニウム換算で０．５〜３．５質量％の範囲としたものが好ましい。この範囲において酸化アルミニウムを添加することにより、良好な導電性の膜が得られる。Ａｌは、ＺｎＯの粒界及び粒子内に存在すると、ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３の反応により生成し、ＺｎＯの粒界及び粒子内に存在するＺｎＡｌ２Ｏ４とを構成する。添加したＡｌ（酸化アルミニウム）の反応を制御して、生成されるスピネル（ＺｎＡｌ２Ｏ４）を調整することで、強度不足による使用中の割れや、アーキングを低減でき、ターゲット材料として好適な酸化亜鉛焼結体が得られる。
【００２８】
Ｇａを添加したものとしては、Ｇａの含有量が酸化ガリウム換算で０．０３〜５質量％の範囲としたものが好ましい。通常、Ｇａを添加して酸化亜鉛焼結体を作製すると、亜鉛とＧａの複合酸化物が生成する。しかしながら、複合酸化物が生成すると、気孔が生じアーキングも起き易くなる。また、明度のムラも生じ易いので好ましくない。Ｇａの添加量を上記範囲とすることによって、複合酸化物の生成及び明度のムラを抑制できるので、アーキングを防ぎ、成膜の均一性を高めることができる。さらにＧａの適切量が酸化亜鉛に固溶するのでスパッタリングターゲットの体積抵抗率の制御も容易になる。
【００２９】
Ｂを添加したものとしては、ＺｎＯ焼結体におけるＢ（硼素）の含有割合はＢ２Ｏ３換算で０．５〜４質量％としたものが好ましい。Ｂの含有量が少ない場合は、Ｚｎサイトに置換固溶するドーパントのＢの量が少なすぎて、成膜しても低抵抗な膜が得られ難くなる。Ｂの含有量を所定量とすることで抵抗を下げることが可能である。一方、Ｂの含有量が多すぎると、膜の抵抗には変化がないが、固溶限界を超えた過剰のＢがＺｎＯ焼結体の粒界に多量に残留することで焼結阻害を起こし、焼結体が十分に緻密化しないとか、スパッタリング時に放電を起こす原因となるので好ましくない。
【００３０】
上述のように、スパッタリングターゲット１１においてスパッタリングの雰囲気に曝される主面１１ａの明度差ΔＬ＊は極めて小さく抑えられている。具体的には、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＪＩＳＺ８７２９）における明度差ΔＬ＊が５以下である。ΔＬ＊は、スパッタリングターゲット主面内の所定数の測定箇所について明度Ｌ＊を測定し、その差の最大を求めたものである。
【００３１】
さらに、スパッタリングターゲット１１を構成する酸化亜鉛焼結体は、平均粒径の１／２以下の気孔径の気孔を含むことが好ましい。上記のように、相対密度は９９％以下が望ましいが、焼結体に含まれる気孔が大きいことは好ましくない。気孔が平均粒径の１／２を超えて大きいと、脱粒によって、成膜中のアーキングが発生しやすくなったり、気孔部分で熱伝導率の低下を招き、局所的な温度上昇が生じたりするためである。
【００３２】
スパッタリングターゲット１１を構成する酸化亜鉛焼結体の体積抵抗率は、１×１０−２Ωｃｍ以下が好ましい。このような体積抵抗率のスパッタリングターゲットを用いるとスパッタ効率が向上する。
【００３３】
本発明のスパッタリングターゲット１１は、スパッタリング時に主面１１ａの温度が１００℃以上となり、裏面１１ｂに接合されたバッキングプレート１２が３０℃以下で冷却される。したがって、スパッタリングターゲット１１の主面温度とバッキングプレート１２の温度差、すなわち、ターゲットの主面１１ａと裏面１１ｂの温度差は７０℃以上となる。このような温度勾配が生じ得る条件下での使用に好適である。
【００３４】
バッキングプレート１２は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、スパッタリングターゲット１１の厚さは８〜２０ｍｍとすることができる。近年、スパッタリングターゲットの交換頻度を減らすべく、従来よりも厚くされる傾向がある。そのため、スパッタリングターゲットの冷却はますます重要となってきており、特にスパッタリングターゲット１１の厚さが８〜２０ｍｍの場合には、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のバッキングプレートを用いることが好ましい。
【００３５】
次に本発明のスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
【００３６】
酸化亜鉛粉末は、高純度のものを用いることが好ましい。その純度は、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．８％以上の原料粉末を用いることが望ましい。
【００３７】
Ａｌ、Ｇａ、Ｂは酸化物の粉末で添加されることが好ましいが、これに限定されず、大気中での焼結後に酸化物を生成する炭化物、窒化物等の種々の形態であっても良い。純度は、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．９％以上の原料粉末を用いることが望ましい。
【００３８】
原料粉末の混合方法は特に限定されず、ボールミル、振動ミル等を用いて湿式及び乾式のどちらでも行うことができる。均一な結晶粒子を得る上で、混合方法は湿式ボールミル混合が最も好ましい。例えば、湿式ボールミル混合の場合には、混合時間を１０〜２０時間とすることができる。混合時間が短いと均一混合し難く、均一な結晶粒子が得難い。長時間混合しすぎると不純物が混入し易くなる。
【００３９】
成形方法はＣＩＰ成形または鋳込み成形を用いることができる。ここで、研削加工後にスパッタリングターゲットの主面に生じる同一面内の明度のムラは、焼結前の成形体に存在する成形の不均一性に影響を受けるものと考えられる。例えば、加圧成形等の方法では、成形型付近の成形体外周部では成形型表面との摩擦により粉末の充填が阻害され、成形体内部との間で成形密度に差が生じる。また、鋳込み成形においても吸水性型への着肉が不均一になる場合がある。このような成形のムラは、酸化亜鉛焼結体に微小な密度差となって残り、研削加工によって応力が加わると明度のムラとなって現れる。
【００４０】
研削加工によって生じた明度のムラは、加工後に熱処理をすることによってある程度低減可能であるが、十分ではない。したがって、明度のムラを根本的に解決するには成形のムラを小さくする必要がある。上記のようなＣＩＰ成形または鋳込み成形のいずれかによる成形体を用いた酸化亜鉛焼結体のスパッタリングターゲットとすることにより、成形のムラに起因する明度のムラが解消される。
【００４１】
ＣＩＰ成形を用いる場合には、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してＣＩＰ成形体とすることが好ましい。上述のように、成形体の外周部は内部との間で成形密度の差が生じる。この差の影響を少なくし、焼結体の明度ムラを抑えるためには、生加工代を少なくとも上記範囲とすることが好ましい。生加工代は１０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。
【００４２】
鋳込み成形を用いる場合には、吸水性材料からなる底部３１、及び非吸水性材料からなる側壁部３２を備える成形型３０に原料粉末を分散させたスラリー３５を注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させる方法を用いることが好ましい（図３）。この方法によれば、着肉方向を一定方向とすることができるので着肉方向の違いによる密度差の発生を防ぐことができる。なお、「底部」は、必ずしも低い位置にあることを意味するものではなく、着肉方向について奥底部であることを意味する。また、底部と側壁部との位置関係は、図３のように一定方向に着肉し得る構成であれば良い。
【００４３】
このような鋳込み成形を用いる場合には、酸化亜鉛の原料粉末は球状よりも板状粒子の方が好ましい。このような原料粉末を用いることでアーキングをより一層低減できる。具体的には、板状の酸化亜鉛粉末の平均等価円直径は０．１〜２．０μｍ、平均厚さは０．０１〜０．２μｍのものを用いることができる。なお、原料粉末の大きさは、ＳＥＭ観察写真を用いて求めることができる。等価円直径とは、板状の平面部の面積と同じ面積を有する円の直径をいう。
【００４４】
Ａｌ、Ｇａ、Ｂの添加物としては、酸化物粉末を用いることが好ましい。これらの粉末の形状は特には規定されないが、板状よりも球状粒子の方が好ましく、その一次粒子の平均粒径は酸化亜鉛の平均等価円直径よりも小さい方がよい。これらの粉末の平均粒径は２．０μｍ以下のものを用いることが好ましい。さらに好ましい範囲は、０．０１〜２．０μｍである。
【００４５】
特に上記の鋳込み成形を用いてスパッタリングターゲットの主面を形成した場合、主面についてＸ線回折測定を行うと、他の成形方法を用いた場合とは異なる回折結果を示す。具体的には、ｃ軸に垂直な面と、平行な面との関係を示す配向度Ｉ００２／（Ｉ００２＋Ｉ１１０）が０．２５以上０．５８未満となる。ＣＩＰ成形を用いた配向のほとんどない焼結体は、上記配向度は０．５８を示すが、上記方法により形成した主面は、これよりも小さい配向度を示す。ｃ軸に垂直な（００２）面のピーク強度が相対的に小さくなるということは、主面に垂直な方向にｃ軸を持つ結晶面が少ないことを意味する。上記配向度が所定範囲であれば、アーキングの発生をより低減することができる。
【００４６】
焼結温度は１２５０〜１６００℃、特に１３５０〜１５５０℃であれば焼結中の酸化亜鉛の蒸発が少なく容易に緻密化するため好ましい。また、焼結温度が１６００℃をこえると、酸化亜鉛の蒸発が激しくなり緻密化し難くなる。焼結温度が１２５０℃未満の場合、焼結それ自体があまり進まず緻密な焼結体が得られ難い。焼結時間は数時間〜数十時間が好ましい。
【００４７】
焼結雰囲気は特に限定されないが、例えば大気中、酸素中、不活性ガス雰囲気中等が例示できる。特に焼結中に酸化物の蒸発による重量減少、組成ずれの低減のためには大気中等の酸化雰囲気での焼結が好ましい。なかでも、大気雰囲気または大気気流中が好ましい。また焼結雰囲気の圧力は限定されず、減圧、常圧から数気圧の加圧まで任意に適用できる。コスト面からは常圧が好ましい。なお、ホットプレス焼結の場合は、不活性ガス雰囲気が好ましい。
【００４８】
上記の焼結温度とし、雰囲気を調整して、平均粒径１５μｍ以下の酸化亜鉛焼結体を得る。
【００４９】
酸化亜鉛焼結体は、ターゲット材としてバッキングプレートに接合される前に、研削加工が施される。このとき、研削歪みが生じることから、歪みを除去するために、研削加工後に熱処理することが好ましい。熱処理は、６００〜８００℃で行うことができる。温度パターンは特に規定しないが、熱衝撃による割れを防ぐ意味から３００℃／ｈ以下の昇温、降温レートが望ましい。雰囲気は大気、不活性ガス等、特には問わない。このような熱処理条件であれば、十分に歪みが除去でき、焼結体の粒成長等も起きないので好ましい。このとき、酸化亜鉛焼結体の平均粒径が１５μｍ以下であれば、研削加工時に発生する応力を小さくできるので、焼結体の明度差ΔＬ＊を低減することができる。
【００５０】
酸化亜鉛焼結体からなるターゲット材が接合されるバッキングプレートとしては、銅板が熱伝導に優れるので好ましい。銅板の他には、アルミニウム合金や銅等をマトリックス金属とし、セラミックスを強化材とした金属―セラミックス複合材料も好適である。
【００５１】
バッキングプレートと酸化亜鉛焼結体からなるターゲット材との接合はインジウム接合が好適である。ただし、インジウムによって形成される接合層は、前記バッキングプレート及びターゲット材の接合面に対して少なくとも９０％の接触面積を有することが望ましい。本発明のターゲット材と銅板とをインジウムにより接合し、接触面積を９０％以上とすれば、製造時または使用中の熱応力による割れを無くすことができる。
【００５２】
以下、本発明の実施例を比較例とともに具体的に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００５３】
［原料粉末］
原料粉末として、酸化亜鉛粉末（純度９９．８％、平均等価円直径１．０μｍ、平均厚さ０．２μｍ）、酸化アルミニウム粉末（純度９９．９９％、平均粒径０．５μｍ）、酸化ガリウム粉末（純度９９．９９％ 平均粒径１．０μｍ）、及び酸化ホウ素粉末（純度９９．７％、平均粒径０．５μｍ）を準備した。
【００５４】
［鋳込み成形（作製Ｎｏ．１〜９）］
鋳込み成形に用いたスラリーは、原料粉末にバインダ、分散剤およびイオン交換水を調整して作製した。
【００５５】
図３に示したような、箱型の成形型３０を用い、底部３１の着肉面が水平になるように成形型を水平な場所に設置して成形を行った。成形型は石こうからなる吸水性材料の底部３１と硬質プラスチックからなる非吸水性材料の側壁部３２および底部の下面を支える底板３４とからなり、側壁部３２と底板３４の連結部等はスラリー３５が漏れないように接着されている。真空吸引のための溝３３が底部３１に形成されており、溝３３はそれぞれ真空源（図示しない）に連結されている。
【００５６】
スラリー３５を成形型３０に投入して吸水性材料に所定厚さで着肉させた後、排泥し、適宜生加工を施して成形体３６を得た。この成形体３６を大気中１３５０〜１５５０℃で１５時間焼成し、焼結体を得た。
【００５７】
［ＣＩＰ（作製Ｎｏ．１０〜１２）］
原料粉末に、バインダを添加し、混合媒体としてΦ１５、Φ２５の樹脂ボール、容器に樹脂製ポットを用いて、２０時間湿式混合した。混合後のスラリーを取り出し、スプレードライにより混合粉末の顆粒を作製した。得られた混合粉末を用いてＣＩＰ成形し、生加工代を１０ｍｍとして成形体を作製した。しかる後に成形体を１５００℃で１５時間焼成し、焼結体を得た。
【００５８】
［スパッタリングターゲットの作製と評価］
得られた酸化亜鉛焼結体を研削加工してφ１００×１２ｍｍとした後、７００℃で熱処理しスパッタリングターゲットとし、裏面に銅板のバッキングプレートをインジウム接合した。
【００５９】
酸化亜鉛焼結体の密度は、アルキメデス法により測定した。明度差ΔＬ＊の測定は、分光測色計を用いて測定した。測定は任意の１０箇所について行い、ΔＬ＊を上記の方法で求めた。焼結体の平均粒径は焼結体表面を鏡面研磨後、研磨面を熱腐食し結晶粒界を析出させたあとにＳＥＭ観察を行ってインターセプト法から求めた。最大高さＲｚは、接触式表面粗さ測定器により測定した。なお、主面の算術平均表面粗さＲａは全て０．５μｍ以下であった。
【００６０】
得られたスパッタリングターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に装着して使用し、割れやアーキングの発生がないか調べた。スパッタリングは、純アルゴン雰囲気、圧力０．５Ｐａ、投入電力２００Ｗとした。スパッタリング中はバッキングプレートが３０℃以下になるようにバッキングプレートを冷却水で抜熱した。このときスパッタリングターゲットの主面は１００℃以上であった。アーキングは、成膜中に発生したアーキングをカウントし単位時間当たりの回数（ｃｏｕｎｔ／ｈ）で評価した。表１の評価の欄は単位時間当たりの回数が２０未満を○、２０〜４０を△、４０を超えるものを×として表記した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
作製Ｎｏ．２〜５、８及び９は、相対密度８５〜９９％、明度差ΔＬ＊が５以下であり、アーキングが少なく極めて優れた性能を有していた。
【００６３】
作製Ｎｏ．６は、最大高さＲｚが平均粒径の１／２を超えており、アーキングがやや多かったものの良好であった。ＣＩＰ成形を用いた作製Ｎｏ．１１及び１２は、鋳込み成形に比べてアーキングがやや多かったものの良好であった。
【００６４】
作製Ｎｏ．１は、相対密度が高く明度差ΔＬ＊も大きいことからアーキングが多く発生した。作製Ｎｏ．７は、平均粒径が大きく明度差ΔＬ＊も大きいことからアーキングが多く発生した。作製Ｎｏ．１０は、相対密度、平均粒径及び明度差ΔＬ＊が大きいことからアーキングが多く発生した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、
スパッタリングの雰囲気に曝される主面において、面内の明度差ΔＬ＊が５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。
【請求項２】
平均粒径が１５μｍ以下であり、前記主面の最大高さＲｚが平均粒径の１／２以下である請求項１記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記酸化亜鉛焼結体は、ＣＩＰ成形体を焼結してなり、
前記ＣＩＰ成形体は、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなる請求項１または２記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記酸化亜鉛焼結体は、鋳込み成形体を焼成してなり、
前記鋳込み成形体は、吸水性材料の底部と非吸水性材料の側壁部とを備える成形型に原料粉末を分散させたスラリーを注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させてなる請求項１または２記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１】
相対密度９９％以下の酸化亜鉛焼結体からなり、
スパッタリングの雰囲気に曝される主面において、面内の明度差ΔＬ＊が５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。
【請求項２】
平均粒径が１５μｍ以下であり、前記主面の最大高さＲｚが平均粒径の１／２以下である請求項１記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記酸化亜鉛焼結体は、ＣＩＰ成形体を焼結してなり、
前記ＣＩＰ成形体は、成形時の外形から少なくとも１０ｍｍを生加工代として加工除去してなる請求項１または２記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記酸化亜鉛焼結体は、鋳込み成形体を焼成してなり、
前記鋳込み成形体は、吸水性材料の底部と非吸水性材料の側壁部とを備える成形型に原料粉末を分散させたスラリーを注型し、前記吸水性材料の吸水とともに原料粉末を着肉させてなる請求項１または２記載のスパッタリングターゲット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１７９０５５（Ｐ２０１１−１７９０５５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３１０９（Ｐ２０１０−４３１０９）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（３９１００５８２４）株式会社日本セラテック (200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（３９１００５８２４）株式会社日本セラテック (200)
【Ｆターム（参考）】
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