本發(fā)明所揭示的實施方式涉及陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶。
背景技術(shù):
已知有一種磁子型旋轉(zhuǎn)陰極濺鍍裝置,是在圓筒形的靶材的內(nèi)側(cè)具有磁場產(chǎn)生裝置,從內(nèi)側(cè)冷卻靶材,同時進一步一邊使此靶材旋轉(zhuǎn),一邊進行濺鍍。在這種濺鍍裝置中,靶材的外周表面的全面會被腐蝕且被均勻地切削。因此,相對于在以往的平板型磁子濺鍍裝置中使用效率為20至30%,在磁子型旋轉(zhuǎn)陰極濺鍍裝置中可得到70%以上非常高的使用效率。
另外,在磁子型旋轉(zhuǎn)陰極濺鍍裝置中,借由一邊使靶材旋轉(zhuǎn)一邊進行濺鍍,從而相比于平板型磁子濺鍍裝置,可于每單位面積投入大的功率,故可得到高的成膜速度。
這種旋轉(zhuǎn)陰極濺鍍方式,在使用對圓筒形狀容易加工且機械強度強的金屬制的靶材者已廣泛普及化。相對于此,陶瓷制的靶材相比于金屬制的靶材,具有機械強度低且脆的特性。
進一步,陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)小于使用來作為圓筒形支撐管的金屬材料的熱膨脹系數(shù),故容易于靶材產(chǎn)生起因于圓筒形靶材與支撐管的熱膨脹量差異的龜裂。因此,有關(guān)陶瓷制的圓筒形靶材遂研究起克服此等課題的對策。
專利文獻1中已揭示在利用低融點焊料將相對密度95%以上的陶瓷圓筒形靶材接合于圓筒形基材的圓筒形濺鍍靶,抑制接合時的龜裂的技術(shù)。然而,對于濺鍍中的靶材的龜裂對策尚未被考量。
專利文獻2揭示一種控制陶瓷圓筒形靶材的研磨角度及外周面的表面粗糙度以抑制于濺鍍初期所產(chǎn)生的龜裂的技術(shù)。然而,外周面的表面粗糙度所造成的靶材的龜裂產(chǎn)生在濺鍍開始后極短的期間內(nèi),在該技術(shù)中為濺鍍中,無法特別抑制濺鍍末期的靶材的龜裂。
專利文獻3揭示一種將陶瓷圓筒形靶材及圓筒形基材以接合材接合而成的圓筒形濺鍍靶中,減少接合材不存在的處的面積,以降低濺鍍中的靶材的龜裂、缺陷、異常放電、小結(jié)粒的技術(shù)。然而,在該文獻的技術(shù)內(nèi)容中對于抑制陶瓷圓筒形靶材的龜裂并不充分。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-281862號公報
[專利文獻2]日本特開2009-30165號公報
[專利文獻3]日本特開2010-18883號公報。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
[發(fā)明欲解決的課題]
如此地,上述已知技術(shù)依然無法得到對于抑制龜裂非常優(yōu)異的陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶,而仍有進一步改善的余地。
實施方式的一個具體實施例是有鑒于上述而成,目的在于提供一種至使用壽命結(jié)束為止可進一步抑制龜裂發(fā)生的陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶。
[用以解決課題的手段]
實施方式的陶瓷圓筒形靶材內(nèi)周面的表面粗糙度ra為1.2μm以下。
[發(fā)明的效果]
若依據(jù)實施方式的一個具體實施例,可提供一種至使用壽命結(jié)束為止可進一步抑制龜裂發(fā)生的陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶。
附圖說明
圖1表示陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶的構(gòu)成概要的示意圖。
圖2是圖1的a-a’剖面圖。
主要組件符號說明
1圓筒形濺鍍靶(圓筒形靶)
2陶瓷圓筒形靶材(圓筒形靶材)
2a外周面
2b內(nèi)周面
2c兩端面
3支撐管
3a外周面
4接合材。
具體實施方式
以下,參照附隨的附圖,詳細說明本案揭示的陶瓷圓筒形靶材及圓筒形濺鍍靶的實施方式。另外,本發(fā)明不受以下所示的實施方式所限。
圖1是表示圓筒形濺鍍靶的構(gòu)成概要的示意圖,圖2是圖1的a-a’剖面圖。另外,為容易了解說明,于圖1及圖2是圖示以垂直向上為正方向,以垂直向下為負方向的包含z軸的3維正交座標(biāo)系。
如圖1及圖2所示,圓筒形濺鍍靶(以下,稱為“圓筒形靶”)1具備陶瓷圓筒形靶材(以下,稱為“圓筒形靶材”)2及支撐管3。圓筒形靶材2及支撐管3借由接合材4接合。
此處,圓筒形靶材2是以具有剖面同心圓狀的外周面2a及內(nèi)周面2b、及規(guī)定長度方向的兩端的端面2c1、2c2的圓筒形所形成的陶瓷所構(gòu)成。構(gòu)成如此的圓筒形靶材2的陶瓷可舉例如含有in、zn、al、ga、zr、ti、sn、mg及si中至少一種的氧化物等。具體而言,可例示sn的含量以sno2換算為1至10質(zhì)量%的ito(in2o3-sno2)、in的含量以in2o3換算為10至60質(zhì)量%、ga的含量以ga2o3換算為10至60質(zhì)量%、zn的含量以zno換算為10至60質(zhì)量%的igzo(in2o3-ga2o3-zno)、al的含量以al2o3換算為0.1至5質(zhì)量%的azo(al2o3-zno)及zn的含量以zno換算為1至15質(zhì)量%的izo(in2o3-zno)等,但不限定于此。另外,端面2c1、2c2總括稱為兩端面2c。
另外,支撐管3是可插通地形成于圓筒形靶材2的中空部分的圓筒形的構(gòu)件,也稱為圓筒形靶1的基材。如此的支撐管3的材料可適宜選擇使用已知所使用者。例如,可應(yīng)用不銹鋼、鈦、鈦合金等作為支撐管3,但不限定于此。
另外,接合材4將圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b與支撐管3的外周面3a接合。這種接合材4可適宜選擇使用已知所使用者。例如,可應(yīng)用銦、銦-錫合金等作為接合材4,但不限定于此。
在已知的平板型磁子濺鍍裝置所使用的平板型靶材的使用效率低,使用后殘存的靶材為使用前的靶材的厚度的一半左右,故因靶材的強度降低所造成的龜裂的風(fēng)險性低。因此,在平板型的靶材中很少考量濺鍍中的龜裂,特別是不會考量到有關(guān)與被稱為支撐板的基材的接合面的表面形狀。同樣地,至今為止,在圓筒形靶中也絲毫未考量到有關(guān)內(nèi)周面2b側(cè)的表面形狀。
另一方面,在如圖1及圖2所示般所構(gòu)成的圓筒形靶1中,圓筒形靶材2的外周面2a成為濺鍍面,圓筒形靶材2從外周面2a側(cè)依序被濺鍍消耗。在圓筒形靶1中所使用的圓筒形靶材2相比于上述的平板型靶材,使用效率高,且隨著使用而圓筒形靶材2的厚度從外周面2a側(cè)整體地薄化。此時,圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b即使繼續(xù)濺鍍,也不被消耗而仍殘留至最后。
如上述,圓筒形靶1中受到支撐管3的熱膨脹而對圓筒形靶材2施予徑向力。因此,在濺鍍中特別經(jīng)薄化的濺鍍末期中的圓筒形靶材2較濺鍍前的圓筒形靶材2更容易龜裂。相對于此,借由適當(dāng)控制至今未考量到的圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b側(cè)的表面形狀,特別明顯地可保持在濺鍍中經(jīng)薄化的濺鍍末期的圓筒形靶材2的機械強度達可抑制龜裂的發(fā)生的程度。以下進一步說明有關(guān)實施方式的圓筒形靶材2。
實施方式的圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra為1.2μm以下,優(yōu)選1.0μm以下,更優(yōu)選0.8μm以下,進一步更優(yōu)選0.5μm以下。若內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra超過1.2μm,則在例如因?qū)嵤┦褂寐?0%以上的經(jīng)長期濺鍍,圓筒形靶材2薄化時容易產(chǎn)生龜裂。另外,抑制起因于內(nèi)周面2b的表面形狀的龜裂是內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra愈低愈佳,但內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra愈低,內(nèi)周面2b與接合材4的潤濕性愈差。若內(nèi)周面2b與接合材4的潤濕性差,使圓筒形靶材2與支撐管3接合后,于內(nèi)周面2b與接合材4之間容易產(chǎn)生剝離。若于內(nèi)周面2b與接合材4之間產(chǎn)生剝離,濺鍍中剝離后的部分無法被充分冷卻,而圓筒形靶材2容易龜裂。若鑒于此,內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra以0.05μm以上為優(yōu)選,以0.1μm以上為較優(yōu)選,以0.15μm以上為更優(yōu)選,以0.2μm以上為特優(yōu)選。
此處,所謂表面粗糙度ra相當(dāng)于jisb0601:2013的“算術(shù)平均粗糙度ra”的值。另外,表面粗糙度ra可于內(nèi)周面2b的表面加工中借由改變常用的磨石編號或加工速度來控制。
另外,圓筒形靶材2的外周面2a的表面粗糙度ra優(yōu)選1.5μm以下,更優(yōu)選1.0μm以下,最優(yōu)選0.5μm以下。若外周面2a的表面粗糙度ra超過1.5μm,有時對濺鍍初期的小結(jié)粒(nodule)的發(fā)生或支撐管3的接合中的龜裂會造成影響。然而,如上述,圓筒形靶材2的外周面2a會受濺鍍依序被消耗,故除了使用初期,對于圓筒形靶材2的龜裂的影響極少。另外,外周面2a的表面粗糙度ra的最小值并無特別規(guī)定,但加工作業(yè)的效率上,優(yōu)選0.05μm以上。
另外,圓筒形靶材2的兩端面2c的表面粗糙度ra優(yōu)選1.4μm以下,更優(yōu)選1.2μm,進一步更優(yōu)選1.0μm以下。若圓筒形靶材2的兩端面2c的表面粗糙度ra為1.4μm以下,可防止或抑制例如起因于濺鍍時的熱膨脹等的圓筒形靶材2的龜裂。另外,濺鍍時產(chǎn)生的微粒及電弧會降低,可得到良好的膜質(zhì)。另外,圓筒形靶材2的兩端面2c的表面粗糙度ra的最小值并無特別規(guī)定,但加工作業(yè)的效率上,優(yōu)選0.05μm以上。
另外,圓筒形靶材2的相對密度優(yōu)選95%以上,更優(yōu)選98%以上,進一步更優(yōu)選99%以上。若圓筒形靶材2的相對密度為95%以上,可防止或抑制例如起因于濺鍍時的熱膨脹等的圓筒形靶材2的龜裂。另外,濺鍍時產(chǎn)生的微粒及電弧會降低,可得到良好的膜質(zhì)。此處,有關(guān)圓筒形靶材2的相對密度的測定方法,說明于以下。
圓筒形靶材2的相對密度依據(jù)阿基米德法來測定。具體而言,將圓筒形靶材2的空中重量除以體積(=圓筒形靶材2的水中重量/計測溫度中的水比重),相對于依據(jù)下述式(x)的理論密度ρ(g/cm3)的百分率的值設(shè)為相對密度(單位:%)。
[數(shù)1]
上述式(x)中,c1至ci分別表示構(gòu)成圓筒形靶材2的構(gòu)成物質(zhì)的含量(質(zhì)量%),ρ1至ρi表示對應(yīng)于c1至ci的各構(gòu)成物質(zhì)的密度(g/cm3)。
另外,圓筒形靶材2內(nèi)外徑的偏心優(yōu)選為0.2mm以下,更優(yōu)選0.1mm以下,進一步更優(yōu)選0.05mm以下。若偏心超過0.2mm,如前述,受支撐管3的熱膨脹對圓筒形靶材2不均勻地施加徑向力的傾向變大,即使內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra非常小,也易產(chǎn)生龜裂。進一步因濺鍍所致的消耗而殘存的圓筒形靶材2的厚度形成不均,有時圓筒形靶材2的使用效率會降低。此處,所謂“內(nèi)外徑的偏心”是圓筒形靶材2的外徑的中心點、及內(nèi)徑的中心點的偏移幅寬。
另外,實施方式的圓筒形靶1的圓筒形靶材2與接合材4的接合率優(yōu)選為98%以上,更優(yōu)選98.5%以上,再更優(yōu)選99%以上,特優(yōu)選99.5%以上。若接合率未達98%,未被接合的部分的冷卻未充分進行,而即使內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra非常小,圓筒形靶材2易龜裂。此處,所謂“接合率”是相對于圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b的面積,于圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b接合接合材4的面積的比率。此接合率可從超聲波探傷檢査或x射線檢査所得的圖像以圖像解析軟體測定面積并求出。另外,從測定的正確性、容易性的觀點,以超聲波探傷檢査為優(yōu)選。另一方面,在x射線檢査中因?qū)澢谋∧げ迦胗谥喂?的內(nèi)部而進行檢查,故有無法正確測定面積、或圓筒形靶材2與接合材4的剝離不易被檢測出等不佳情形。
另外,在上述中,說明有關(guān)圓筒形靶1是在1個支撐管3的外側(cè)接合1個圓筒形靶材2的例,但不限定于此。例如,也可使用于1或2個以上的支撐管3的外側(cè)將2個以上的圓筒形靶材2排列在同一軸線上而被接合者作為圓筒形靶1。
其次,說明有關(guān)圓筒形靶材2的制造方法的一例。圓筒形靶材2經(jīng)過如下步驟制作:造粒含有陶瓷原料粉末及有機添加物的漿料,制作顆粒體的造粒步驟;使此顆粒體成形,制作圓筒形的成形體的成形步驟;燒制此成形體而制作燒制體的燒制步驟。另外,燒制體的制作方法不限定于上述者,而可為任何的方法。
在上述的燒制步驟中所得的燒制體,以比預(yù)先設(shè)計為圓筒形靶材2的尺寸更長且厚的方式制作。而且,對于燒制體的長度方向借由例如切斷或切削,對于外徑及內(nèi)徑借由例如研磨,以成為各別設(shè)計的尺寸的方式被加工。
研磨成為圓筒形靶材2的燒制體的外周面2a側(cè)及內(nèi)周面2b側(cè)的方法,有:橫移方向研磨及柱塞方向研磨的2種方式。所謂橫移方向研磨是一邊朝與燒制體的圓筒軸平行的方向移動磨石,一邊進行研磨的方式。所謂柱塞方向研磨是賦予不進行磨石的進退移動而僅切入方向的運動而進行研磨的方法。
另外,研磨燒制體的研磨裝置有兩種:一邊使燒制體的圓筒軸為橫向旋轉(zhuǎn),一邊進行加工的橫軸圓筒研磨盤;一邊使燒制體的圓筒軸豎起而旋轉(zhuǎn),一邊進行加工的縱軸圓筒研磨盤,可使用任一種。另外,加工內(nèi)周面2b側(cè)時,使用縱軸圓筒研磨盤者,因不易受到重力的影響,且表面粗糙度ra或加工精度提升,故為優(yōu)選。尤其,在超過長度500mm的長條物中,加工燒制體的內(nèi)周面2b側(cè)時,使用縱軸圓筒研磨盤者,因比較容易減少表面粗糙度ra,故為有利。然而,也可于內(nèi)周面2b側(cè)的加工上使用橫軸圓筒研磨盤,另外,也可使用圓筒研磨盤以外的研磨裝置。
最后,說明有關(guān)端面加工步驟。端面加工步驟是加工端面而制作特定的長度的圓筒形靶材2的步驟。端面的加工可為例如以切斷所形成者,也可為以切削或研磨所形成者。另外,也可組合切斷或切削及研磨,加工方法無限制。
如此,實施方式的圓筒形靶材2及圓筒形靶1可進一步抑制濺鍍中的龜裂的發(fā)生。
[實施例]
[實施例1]
調(diào)配以bet(brunauer-emmett-teller)法所測定的比表面積(bet比表面積)為5m2/g的sno2粉末10質(zhì)量%、及bet比表面積為5m2/g的in2o3粉末90質(zhì)量%,于罐(pot)中借由氧化鋯球粒進行球磨機混合,調(diào)制原料粉末。
于此罐,相對于上述原料粉末100質(zhì)量%,分別加入0.3質(zhì)量%的聚乙烯醇、0.2質(zhì)量%的聚羧酸銨、0.5質(zhì)量%的聚乙二醇、及50質(zhì)量%的水,進行球磨機混合而調(diào)制漿料。然后,將此漿料供給至噴霧式干燥裝置,以噴霧器旋轉(zhuǎn)數(shù)14000rpm、入口溫度200℃、出口溫度80℃的條件進行噴霧式干燥,調(diào)制顆粒體。
將此顆粒體壓入并填充于具有外徑157mm的圓柱狀的中子(芯棒)的內(nèi)徑220mm(厚度10mm)、長度450mm的圓筒形狀的氨基甲酸酯橡膠模內(nèi),密閉橡膠模后,以800kgf/cm2的壓力進行cip(冷均壓,coldisostaticpressing)成形,制作圓筒形的成形體。
將此成形體以600℃加熱10小時而除去有機成分。升溫速度設(shè)為50℃/h。進一步,燒制經(jīng)加熱的成形體,制作燒制體。燒制在氧環(huán)境中以燒制溫度1550℃、燒制時間12小時、升溫速度300℃/h的條件進行。另外,降溫速度將1550℃至800℃設(shè)為50℃/h、800℃以下設(shè)為30℃/h來進行。所得的燒制體的相對密度為99.8%。
接著,使用橫軸圓筒研磨盤而研磨加工所得的燒制體。首先,借由使用#170的磨石的柱塞方向研磨,加工外周面2a側(cè)直至燒制體的外徑成為153.2mm后,借由使用#170的磨石的柱塞方向研磨,加工內(nèi)周面2b側(cè)直至燒制體的內(nèi)徑成為134.8mm為止。
繼而,借由橫移方向研磨進行燒制體的內(nèi)周面2b側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物(vitrified)作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石,以每1道次的磨石的切入量為0.003mm、磨石于圓筒軸方向的移動速度為300mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為70rpm來進行研磨。
將上述橫移方向研磨1道次1道次地重復(fù)進行直至燒制體的內(nèi)徑為135mm為止后,以切入量0使磨石朝圓筒軸方向移動的火花散放(sparkout)進行2道次(即,1次往返)。
接著,進行燒制體的外周面2a側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石。每1道次的磨石的切入量為0.002mm、磨石朝圓筒軸方向的移動速度為150mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為20rpm,1道次1道次地重復(fù)進行加工直至外徑成為153mm為止后,進行2道次的火花散放。最后,切斷燒制體的兩端而將長度加工成300mm,制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。
準(zhǔn)備9根上述圓筒形靶材2,于外徑133mm、內(nèi)徑123mm、長度1500mm的鈦制的支撐管3使用in焊料作為接合材4而分別接合3根圓筒形靶材2,制作3組圓筒形靶1。各圓筒形靶材2間的間隔(分割部的長度)設(shè)為0.5mm。另外,于接合前對圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b使用超聲波焊錫進行in焊料的底涂布。
[實施例2]
調(diào)配bet比表面積為4m2/g的zno粉末44.2質(zhì)量%、bet比表面積為7m2/g的in2o3粉末25.9質(zhì)量%、及bet比表面積為10m2/g的ga2o3粉末29.9質(zhì)量%,在罐中借由氧化鋯球粒進行球磨機混合,調(diào)制成原料粉末。
于此罐中,相對于上述原料粉末100質(zhì)量%,分別加入0.3質(zhì)量%的聚乙烯醇、0.4質(zhì)量%的聚羧酸銨、1.0質(zhì)量%的聚乙二醇、50質(zhì)量%的水,進行球磨機混合,調(diào)制成漿料。
然后,以與實施例1同樣的方法進行顆粒體的調(diào)制、成形體的制作及源自成形體的有機成分的除去。進一步,以燒制溫度1400℃、燒制時間10小時、升溫速度300℃/h、降溫速度50℃/h的條件下進行成形體的燒制,制作燒制體。所得的燒制體的相對密度為99.7%。
而且,與實施例1同樣地進行所得的燒制體的研磨及以切斷所得的圓筒形靶材2的制造以及圓筒形靶材2與支撐管3的接合,制作圓筒形靶1。
[實施例3]
調(diào)配bet比表面積為4m2/g的zno粉末95質(zhì)量%、bet比表面積為5m2/g的al2o3粉末5質(zhì)量%,于罐中借由氧化鋯球粒進行球磨機混合而調(diào)制陶瓷原料粉末。
于此罐中,相對于上述原料粉末100質(zhì)量%,分別添加0.3質(zhì)量%的聚乙烯醇、0.4質(zhì)量%的聚羧酸銨、1.0質(zhì)量%的聚乙二醇、及50質(zhì)量%的水,進行球磨機混合而調(diào)制成漿料。
然后,以與實施例1同樣的方法,進行顆粒體的調(diào)制、成形體的制作及源自成形體的有機成分的除去。進一步,以燒制溫度1400℃、燒制時間10小時、升溫速度300℃/h、降溫速度50℃/h的條件下進行成形體的燒制,制作燒制體。所得的燒制體的密度為99.9%。
而且,與實施例1同樣地,進行所得的燒制體的研磨及以切斷加工所得的圓筒形靶材2的制造以及圓筒形靶材2與支撐管3的接合,制作圓筒形靶1。
[實施例4]
使用橫軸圓筒研磨盤加工以與實施例1同樣方式所得的燒制體(ito),制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。首先,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工外周面2a側(cè)直至燒制體的外徑成為153.2mm后,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工內(nèi)周面2b側(cè)直至燒制體的內(nèi)徑成為134.8mm。
繼而,借由橫移方向研磨進行燒制體的內(nèi)周面2b側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#1000的磨石,每1道次的磨石的切入量為0.002mm、磨石朝圓筒軸方向的移動速度為300mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為70rpm,進行研磨。
1道次1道次地重復(fù)進行上述橫移方向研磨直至燒制體的內(nèi)徑成為135mm為止后,進行2道次的火花散放。
然后,進行燒制體的外周面2a側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石,每1道次的磨石的切入量為0.002mm、磨石朝圓筒軸方向的移動速度為150mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為20rpm,1道次1道次地重復(fù)進行加工直至外徑成為153mm為止后,進行2道次的火花散放。最后,切斷燒制體的兩端加工長度成為300mm,制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。
而且,與實施例1同樣地,進行圓筒形靶材2與支撐管3的接合,制作圓筒形靶1。
[實施例5]
除了使用以與實施例2同樣做法所得的燒制體(igzo)以外,其余與實施例4同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例6]
除了使用以與實施例3同樣做法所得的燒制體(azo)以外,其余與實施例4同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例7]
與實施例1同樣做法而加工所得的燒制體(ito),制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。使用橫軸圓筒研磨盤進行外周面2a側(cè)的加工,使用縱軸圓筒研磨盤進行內(nèi)周面2b側(cè)的加工。
首先,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工外周面2a側(cè)直至燒制體的外徑成為153.2mm后,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工內(nèi)周面2b側(cè)直至燒制體的內(nèi)徑成為134.8mm為止。
繼而,借由橫移方向研磨進行燒制體的內(nèi)周面2b側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石,以每1道次的磨石的切入量為0.003mm、磨石于圓筒軸方向的移動速度為300mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為70rpm來進行研磨。
將上述橫移方向研磨1道次1道次地重復(fù)進行直至燒制體的內(nèi)徑為135mm為止后,進行2道次的火花散放。
接著,進行燒制體的外周面2a側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石。每1道次的磨石的切入量為0.002mm、磨石朝圓筒軸方向的移動速度為150mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為20rpm,1道次1道次地重復(fù)進行加工直至外徑成為153mm為止后,進行2道次的火花散放。最后,切斷燒制體的兩端而將長度加工成300mm,制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。
而且,與實施例1同樣地,進行圓筒形靶材2與支撐管3的接合,制作圓筒形靶1。
[實施例8]
除了使用以與實施例2同樣做法所得的燒制體(igzo)以外,其余與實施例7同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例9]
除了使用以與實施例3同樣做法所得的燒制體(azo)以外,其余與實施例7同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例10]
除了使研磨燒制體(ito)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#320以外,其余與實施例1同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例11]
除了使研磨燒制體(igzo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#320以外,其余與實施例2同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例12]
除了使研磨燒制體(azo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#320以外,其余與實施例3同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例13]
除了使研磨燒制體(ito)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#170以外,其余與實施例1同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例14]
除了使研磨燒制體(igzo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#170以外,其余與實施例2同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例15]
除了使研磨燒制體(azo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#170以外,其余與實施例3同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例16]
除了使研磨燒制體(ito)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#1500以外,其余與實施例1同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例17]
除了使研磨燒制體(igzo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#1500以外,其余與實施例2同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[實施例18]
除了使研磨燒制體(azo)的內(nèi)周面2b側(cè)的磨石的磨粒粒度設(shè)為#1500以外,其余與實施例3同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[比較例1]
使用橫軸圓筒研磨盤而加工以與實施例1同樣做法所得的燒制體(ito),制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。首先,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工外徑直至153.2mm后,借由使用#170磨石的柱塞方向研磨,加工內(nèi)徑至134.8mm為止。
繼而,借由橫移方向研磨進行燒制體的內(nèi)周面2b側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#80的磨石,以每1道次的磨石的切入量為0.005mm、磨石于圓筒軸方向的移動速度為300mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為70rpm而進行研磨。
1道次1道次地重復(fù)進行上述橫移方向研磨直至燒制體的內(nèi)徑成為135mm后,進行2道次的火花散放。
接著,進行燒制體的外周面2a側(cè)的加工。磨石使用以玻璃化物作為結(jié)合劑且磨粒粒度為#600的磨石。以每1道次的磨石的切入量為0.002mm、磨石朝圓筒軸方向的移動速度為150mm/min、燒制體的旋轉(zhuǎn)速度為20rpm,1道次1道次地重復(fù)進行加工直至外徑成為153mm為止后,進行2道次的火花散放。最后,切斷燒制體的兩端而將長度加工成300mm,制造外徑153mm、內(nèi)徑135mm、長度300mm的圓筒形靶材2。
而且,與實施例1同樣地進行圓筒形靶材2與支撐管3的接合,制作圓筒形靶1。
[比較例2]
除了使用以與實施例2同樣做法所得的燒制體(igzo),與比較例1同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
[比較例3]
除了使用以與實施例3同樣做法所得的燒制體(azo),與比較例1同樣做法而制作圓筒形靶材2及圓筒形靶1。
以目視觀察在實施例1至比較例3所制作的接合后的圓筒形靶1,在全部中看不出龜裂。其次,進行將3根圓筒形靶材2接合于支撐管3的3組圓筒形靶1的濺鍍,使用圓筒形靶材2至使用率80%(質(zhì)量基準(zhǔn))后,以目視觀察圓筒形靶材2,確認(rèn)有無龜裂。濺鍍的條件為基板溫度:100℃、濺鍍壓力:0.2pa、功率:20kw、靶旋轉(zhuǎn)數(shù):10rpm。
將借由實施例1至比較例3所得的結(jié)果表示于表1至表3。另外,就圓筒形靶材2而言,在表1中表示為ito,在表2中使用igzo,在表3中表示為azo。各表中,表示出外周面2a及內(nèi)周面2b的表面粗糙度ra、圓筒形靶材2的偏心以及圓筒形靶材2與接合材4的接合率的數(shù)值,在各9根的圓筒形靶材2的測定值中,表示最小值與最大值。此處,有關(guān)圓筒形靶材2中的各值的定義表示于下。
[內(nèi)周面、外周面、兩端面的表面粗糙度ra的測定]
使用表面粗糙度測定器(surfcoderse1700/小坂研究所股份有限公司制)測定圓筒形靶材2的外周面2a、內(nèi)周面2b、兩端面2c的表面粗糙度ra。外周面2a與內(nèi)周面2b的測定處在圓筒形靶材2的兩端面2c(即,端面2c1,2c2)附近,圓周方向約等間隔各4處(即,外周面2a、內(nèi)周面2b均為8處)。兩端面2c的測定處是將圓筒形靶材2的兩端面2c(即,端面2c1,2c2)在圓周方向約等間隔分別設(shè)有4處(即8處)。所測定的8處的表面粗糙度ra中,將最大值設(shè)為在各面的圓筒形靶材2的表面粗糙度ra的值。另外,在實施例、比較例中的圓筒形靶材2的兩端面2c的表面粗糙度ra的任一者均為1.4μm以下。
[偏心的測定]
以游標(biāo)尺任意地測定圓筒形靶材2的端部的厚度,使最厚處的厚度(最大厚度)與規(guī)格厚度(9.00mm)的差設(shè)為偏心的測定值。例如,最大厚度為9.10mm時,偏心的值為0.10mm。
[接合率的測定]
使用超聲波探傷檢査裝置(sds-win24235t/kjtd股份有限公司制),以0.5mm節(jié)距檢査圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b與接合材4的接合狀態(tài)。從所得的圖像,使用圖像解析軟體(粒子解析ver.3日鐵住金technology股份有限公司制)而測定接合圓筒形靶材2的內(nèi)周面2b與接合材4的處的面積,算出相對于內(nèi)周面2b的面積的比率而設(shè)為接合率的值。
[表1]
[表2]
[表3]
本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地導(dǎo)出進一步的效果或變形例。因此,本發(fā)明的更廣范的具體實施例并非限定于如以上表示及所記載的特定詳細內(nèi)容及代表性的實施方式。因此,不超出權(quán)利要求書及依其均等物所定義的總括發(fā)明概念的精神或范圍,可為各種變更。