(57)【要約】【課題】ターゲットスパッタ面が比較的大きくても、安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化物スパッタリングターゲット、及び、この酸化物スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。【解決手段】金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲットであって、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされ、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされていることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲットであって、
ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされ、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされていることを特徴とする酸化物スパッタリングターゲット。
【請求項２】
ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきが１０％以内とされ、厚さ方向における比抵抗のばらつきが１０％以内とされていることを特徴とする請求項１に記載の酸化物スパッタリングターゲット。
【請求項３】
ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸化物スパッタリングターゲット。
【請求項４】
金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲットの製造方法であって、
酸化ジルコニウム粉、酸化ケイ素粉および酸化インジウム粉を混合した焼結原料粉を得る焼結原料粉形成工程と、得られた前記焼結原料粉を焼結して焼結体を得る焼結工程と、を有し、
前記焼結工程では、酸素を導入しながら加熱し、１２００℃以上１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持した後、１４００℃を超える温度にまで加熱して保持することを特徴とする酸化物スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記焼結原料粉のメディアン径（Ｄ５０）が０．０５μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の酸化物スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲット、及び、この酸化物スパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及び、タッチパネル等のディスプレイパネルにおいては、液晶素子や有機ＥＬ素子等の帯電による誤動作を防止するために、シールド層を配設している。特に、インセル型のタッチパネルにおいては、上述のシールド層には、外部からのノイズは排除しながら、タッチ信号をパネル内部のセンサー部分に到達させる作用も求められる。
また、このシールド層においては、ディスプレイパネルの視認性を確保するために、可視光の透過性が高いことも求められる。
【０００３】
ここで、例えば、特許文献１においては、上述のシールド層として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主成分とした透明導電膜が提案されている。
ところで、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主成分とした透明導電膜においては、可視光での透過率が低いために、黄色味が掛かっているように見えてしまい、視認性が劣化するおそれがあった。
【０００４】
そこで、上述のシールド層として、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物膜を適用することが考えられる。
例えば、特許文献２〜４には、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物膜を成膜する際に用いられる酸化物スパッタリングターゲットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４２１９４号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７１０３号公報
【特許文献３】特開２００９−０６２５８５号公報
【特許文献４】特開２０１８−０４００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２−４に開示された酸化物スパッタリングターゲットは、主に、情報記録媒体である光ディスクの誘電体層及び保護層を成膜することを想定したものであり、ターゲットスパッタ面が比較的小さいものであった。
ここで、インセル型のタッチパネル等のシールド層を成膜する際には、ターゲットスパッタ面の面積が大きい大型のスパッタリングターゲットや円筒型スパッタリングターゲットを用いることが好ましい。
上述の特許文献２〜４においては、大型のスパッタリングターゲットを製造した場合に、焼成が不十分となって、密度のばらつきや酸素濃度のばらつきが発生したり、割れや反りが生じたりして、安定してスパッタ成膜を行うことができないおそれがあった。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ターゲットスパッタ面が比較的大きくても、安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化物スパッタリングターゲット、及び、この酸化物スパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の酸化物スパッタリングターゲットは、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲットであって、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされ、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の酸化物スパッタリングターゲットによれば、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物で構成されているので、抵抗が高く、かつ、可視光の透過性に優れ、シールド層に適した酸化物膜を成膜することが可能となる。
そして、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされているので、スパッタ成膜時においてターゲットスパッタ面全体でスパッタが安定し、酸化物膜を安定して成膜することができる。
また、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされているので、スパッタが進行した場合であっても、酸化物膜を安定して成膜することができる。
【００１０】
ここで、本発明の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきが１０％以内とされ、厚さ方向における比抵抗のばらつきが１０％以内とされていることが好ましい。
この場合、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきが１０％以内とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。
また、厚さ方向における比抵抗のばらつきが１０％以内とされているので、スパッタが進行した場合であっても、酸化物膜を安定して成膜することができる。
【００１１】
また、本発明の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上であってもよい。
この場合、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上と比較的大きいことから、大面積の基板に酸化物膜を成膜することが可能となる。なお、酸化物スパッタリングターゲットは、平板形状であってもよいし、円筒型形状であってもよい。
【００１２】
本発明の酸化物スパッタリングターゲットの製造方法は、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物からなる酸化物スパッタリングターゲットの製造方法であって、酸化ジルコニウム粉、酸化ケイ素粉および酸化インジウム粉を混合した酸化物を含む焼結原料粉を得る焼結原料粉形成工程と、得られた前記焼結原料粉を焼結して焼結体を得る焼結工程と、を有し、前記焼結工程では、酸素を導入しながら加熱し、１２００℃以上１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持した後、１４００℃を超える温度にまで加熱して保持することを特徴としている。
【００１３】
この構成の酸化物スパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程において、焼結原料粉中の酸化インジウムの焼結が開始される１２００℃以上で、かつ、複合酸化物の形成によって焼結が進行する１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持するので、焼結時に焼結原料粉同士の間の隙間チャンネルを保った状態で酸素ガスを内部に浸透させることが可能となる。
そして、その後、１４００℃を超える温度にまで加熱して保持することで、均一に焼結を進行させることができ、密度のばらつきの小さい焼結体を得ることが可能となる。
【００１４】
ここで、本発明の酸化物スパッタリングターゲットの製造方法においては、前記焼結原料粉のメディアン径（Ｄ５０）が０．０５μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
この場合、前記焼結原料粉のメディアン径（Ｄ５０）が０．０５μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内と比較的小さいため、焼結時における収縮量を低く抑えることができ、大型の酸化物スパッタリングターゲットを製造した場合であっても、割れや反りの発生を抑制することができ、製造歩留まりの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ターゲットスパッタ面が比較的大きくても、安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化物スパッタリングターゲット、及び、この酸化物スパッタリングターゲットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットの概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットの製造方法における焼結工程の温度チャートである。
【図４】本発明の他の実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの概略説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態である酸化物スパッタリングターゲット、及び、酸化物スパッタリングターゲットの製造方法について添付した図面を参照して説明する。
本実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットは、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル、及び、タッチパネル等のディスプレイパネルにおいて、帯電防止のために配設されるシールド層として適した酸化物膜を成膜する際に用いられるものである。
【００１８】
本実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットは、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物で構成されている。本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、上述の金属元素の少なくとも一部を含む複合酸化物相と酸化インジウム相とを有している。
なお、本実施形態では、図１に示すように、スパッタ面が矩形状をなす矩形平板型スパッタリングターゲットとされており、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上とされている。
【００１９】
そして、本実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされ、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされている。
なお、本実施形態においては、複数の箇所で測定した密度の平均値（平均密度）が５．５ｇ／ｃｍ３以上とされている。
【００２０】
さらに、本実施形態に係る酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきが１０％以内とされ、厚さ方向における比抵抗のばらつきが１０％以内とされている。
なお、本実施形態においては、複数の箇所で測定した比抵抗の平均値（平均比抵抗）が１．０×１０−２Ω・ｃｍ以下とされている。
【００２１】
以下に、本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいて、酸化物の組成、相構成、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向における密度のばらつき、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつき、厚さ方向における比抵抗のばらつきを、上述のように規定した理由を示す。
【００２２】
（酸化物組成）
本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットにおいては、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物で構成されている。このような組成の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、抵抗値が十分に高く、かつ、可視光の透過性に優れた酸化物膜を成膜することが可能となる。
ここで、本実施形態においては、金属成分の合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｚｒの含有量が２ｍａｓｓ％以上２７ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ｉｎの含有量が６５ｍａｓｓ％以上９５ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ｓｉの含有量が０．５ｍａｓｓ％以上１５ｍａｓｓ％以下の範囲内、及び不可避不純物金属元素とされていることが好ましい。
【００２３】
Ｚｒの含有量を２ｍａｓｓ％以上とした場合には、成膜した酸化物膜の耐久性を向上させることができるとともに、硬度が硬くなり、ひっかき傷に強くなる。一方、Ｚｒの含有量を２７ｍａｓｓ％以下とした場合には、屈折率が増大することを抑制でき、不要な反射の発生を抑制できるので、可視光の透過率が低下することを抑制できる。
なお、金属成分の合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｚｒの含有量の下限は５ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、Ｚｒの含有量の上限は２０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００２４】
Ｉｎの含有量を６５ｍａｓｓ％以上とした場合には、酸化物スパッタリングターゲットの導電性を確保でき、直流（ＤＣ）スパッタによって酸化物膜を成膜することが可能となる。一方、Ｉｎの含有量を９５ｍａｓｓ％以下とした場合には、短波長の透過率が低下することを抑制でき、視認性を確保することができる。
なお、金属成分の合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｉｎの含有量の下限は７５ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、Ｉｎの含有量の上限は９０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００２５】
Ｓｉの含有量を０．５ｍａｓｓ％以上とした場合には、酸化物スパッタリングターゲットの柔軟性を確保でき、膜の割れ耐性が向上する。一方、Ｓｉの含有量を１５ｍａｓｓ％以下とした場合には、膜の導電性が低下することを抑制でき、直流（ＤＣ）スパッタによって酸化物膜を成膜することが可能となる。
なお、金属成分の合計を１００ｍａｓｓ％として、Ｓｉの含有量の下限は２ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、Ｓｉの含有量の上限は７ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００２６】
（相構成）
本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットにおいては、上述の金属元素の少なくとも一部を含む複合酸化物相と酸化インジウム相とを有している。
ここで、酸化インジウム相が存在することにより、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの抵抗値が低くなり、直流（ＤＣ）スパッタによって酸化物膜を成膜することが可能となる。
【００２７】
（密度のばらつき）
ターゲットスパッタ面内において密度のばらつきが生じると、スパッタ成膜時に異常放電が発生するおそれがある。特に、本実施形態では、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上と比較的大面積のため、ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきが生じやすい傾向にある。そこで、本実施形態においては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきを３％以内としている。
【００２８】
また、厚さ方向における密度のばらつきが生じると、スパッタが進行してターゲットスパッタ面が消耗した際に、スパッタ成膜時に異常放電が発生するおそれがある。そこで、本実施形態においては、厚さ方向における密度のばらつきを５％以内としている。
なお、本実施形態においては、密度のばらつきは、複数の箇所で測定した密度の最大値と最小値から、以下の式で定義した。
密度のばらつき  ＝  （最大値−最小値）／（最大値＋最小値）  ×１００（％）
【００２９】
ここで、酸化物スパッタリングターゲットの密度のばらつきは、図１（ａ）に示すように、対角線が交差する中心部（１）と、４つの角部（２）、（３）、（４）、（５）の５つのブロックから試料を採取し、図１（ｂ）に示すように、これら５つのブロックを厚さ方向に（α）、(β)、(γ)のブロックに３分割（三等分）して、合計１５個の試料を採取し、それぞれの試料の密度を測定した。
【００３０】
ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきについては、以下のように算出した。ターゲットスパッタ面内の５ブロックについて、厚さ方向の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、上記式によって、厚さ方向の１つのブロック（例えば、α１〜α５の５試料）におけるターゲットスパッタ面内の密度のばらつきを算出し、厚さ方向の３つのブロック（α１〜α５／β１〜β５／γ１〜γ５）の密度のばらつきの平均値を、ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきとした。
すなわち、同一水平面内にある５ブロックについて、密度の最大値と最小値から、上記式によって同一水平面内の密度のばらつきを算出し、さらにそれぞれの同一水平面内において算出された密度のばらつきの平均値を、ターゲットスパッタ面内の密度ばらつきとした。
【００３１】
また、厚さ方向の密度のばらつきについては、厚さ方向の３つのブロックについて、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、上記式によって、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック（例えば、α１〜γ１の３試料）における厚さ方向の密度のばらつきを算出し、ターゲットスパッタ面内の５つのブロック（α１〜γ１／α２〜γ２／α３〜γ３／α４〜γ４／α５〜γ５）の密度ばらつきの平均値を、厚さ方向の密度のばらつきとした。
すなわち、同一鉛直方向にある３ブロックについて、密度の最大値と最小値から、上記式によって同一鉛直方向の密度のばらつきを算出し、さらにそれぞれの同一鉛直方向において算出された密度のばらつきの平均値を厚さ方向の密度ばらつきとした。
【００３２】
なお、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットにおいては、上述した１５個の試料で測定した密度の平均値（平均密度）が５．５ｇ／ｃｍ３以上とされている。平均密度は６．０ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、６．２ｇ／ｃｍ３以上であることがさらに好ましい。
【００３３】
（比抵抗のばらつき）
ターゲットスパッタ面内において比抵抗のばらつきが生じると、スパッタ成膜時に異常放電が発生するおそれがある。特に、本実施形態では、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上と比較的大面積のため、ターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつきが生じやすい傾向にある。そこで、本実施形態においては、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきを１０％以内としている。
【００３４】
また、厚さ方向において比抵抗のばらつきが生じると、スパッタが進行してターゲットスパッタ面が消耗した際に、スパッタ成膜時に異常放電が発生するおそれがある。そこで、本実施形態においては、厚さ方向における比抵抗のばらつきを１０％以内としている。
なお、本実施形態においては、比抵抗のばらつきは、複数の箇所で測定した比抵抗の最大値と最小値から、以下の式で定義した。
比抵抗のばらつき  ＝  （最大値−最小値）／（最大値＋最小値）  ×１００（％）
【００３５】
ここで、酸化物スパッタリングターゲットの比抵抗のばらつきは、図１（ａ）に示すように、対角線が交差する中心部（１）と、４つの角部（２）、（３）、（４）、（５）の５つのブロックから試料を採取し、図１（ｂ）に示すように、これら５つのブロックを厚さ方向に３分割（三等分）して、合計１５個の試料を採取し、それぞれの試料の比抵抗を測定した。
【００３６】
ターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつきについては、以下のように算出した。ターゲットスパッタ面内の５ブロックについて、厚さ方向の１つのブロック毎における比抵抗の最大値及び最小値から、上記式によって、厚さ方向の１つのブロック（例えば、α１〜α５の５試料）におけるターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつきを算出し、厚さ方向の３つのブロック（α１〜α５／β１〜β５／γ１〜γ５）の比抵抗のばらつきの平均値を、ターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつきとした。
すなわち、同一水平面内にある５ブロックについて、比抵抗の最大値と最小値から、上記式によって同一水平面内の比抵抗のばらつきを算出し、さらにそれぞれの同一水平面内において算出された比抵抗のばらつきの平均値を、ターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつきとした。
【００３７】
また、厚さ方向の比抵抗のばらつきについては、厚さ方向の３つのブロックについて、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック毎における比抵抗の最大値及び最小値から、上記式によって、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック（例えば、α１〜γ１の３試料）における厚さ方向の比抵抗のばらつきを算出し、ターゲットスパッタ面内の５つのブロック（α１〜γ１／α２〜γ２／α３〜γ３／α４〜γ４／α５〜γ５）の比抵抗のばらつきの平均値を、厚さ方向の比抵抗のばらつきとした。
すなわち、同一鉛直方向にある３ブロックについて、比抵抗の最大値と最小値から、上記式によって同一鉛直方向の比抵抗のばらつきを算出し、さらにそれぞれの同一鉛直方向において算出された比抵抗のばらつきの平均値を厚さ方向の比抵抗のばらつきとした。
【００３８】
なお、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットにおいては、上述した１５個の試料で測定した比抵抗の平均値（平均比抵抗）が１．０×１０−２Ω・ｃｍ以下とされている。平均比抵抗は８．５×１０−３Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、７．５×１０−３Ω・ｃｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３９】
次に、上述した本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。
【００４０】
（焼結原料粉形成工程Ｓ０１）
まず、酸化ジルコニウム粉（ＺｒＯ２粉）、酸化ケイ素粉（ＳｉＯ２粉）および酸化インジウム粉（Ｉｎ２Ｏ３粉）を準備する。
ここで、酸化ジルコニウム粉（ＺｒＯ２粉）、酸化ケイ素粉（ＳｉＯ２粉）および酸化インジウム粉（Ｉｎ２Ｏ３粉）は、それぞれ、純度が９９．９質量％以上、平均粒子径が０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。なお、ＺｒＯ２粉の純度は、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏの含有量を測定し、残部がＺｒＯ２であるとして算出されたものである。本実施形態のＺｒＯ２粉においては、ＨｆＯ２を最大で２．５％含有することがある。
【００４１】
これらの酸化物粉末を、所定の組成比となるように秤量し、粉砕混合装置を用いて混合し、焼結原料粉を形成する。
ここで、焼結原料粉は、メディアン径（Ｄ５０）を０．０５μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４２】
（成形工程Ｓ０２）
次に、得られた焼結原料粉を、成形型に充填して加圧することによって、所定形状の成形体を得る。加圧方法としては、プレスやＣＩＰ等が用いられる。このときの加圧圧力は２０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内とすることが好ましい。また、温度は常温でもよいが、成形体強度を向上させる場合には、９００℃以上９５０℃以下の範囲の温度でプレス成形を行った方が、ネック形成が促進され、成形体の強度が向上する。また、焼結原料粉にバインダーを添加して加圧成形してもよい。
【００４３】
（焼結工程Ｓ０３）
この成形体を、酸素導入機能を有する焼成装置内に装入し、酸素を導入しながら加熱して焼結する。このとき、酸素の導入量は３Ｌ／分以上１０Ｌ／分以下の範囲内とすることが好ましい。また、昇温速度は５０℃／ｈ以上２００℃／ｈ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４４】
そして、本実施形態では、焼結工程Ｓ０３においては、図３に示すように、１２００℃以上１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持し、その後、１４００℃を超える温度（例えば１５００℃以上）まで加熱して保持し、成形体の焼結を進行させる。
焼結原料粉中の酸化インジウム粉の焼結が開始される温度である１２００℃以上で、かつ、複合酸化物の形成によって焼結が進行する１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持することにより、焼結時に焼結原料粉同士の間の隙間チャンネルを保った状態で酸素ガスを、成形体の内部に均一に浸透させることが可能となる。なお、１２００℃以上１４００℃以下の温度範囲での保持時間の上限に制限はないが、作業効率の観点から１５時間以下とすることが好ましい。
その後、１４００℃を超える温度にまで加熱して保持することで、成形体の焼結が均一に進行することになる。
【００４５】
（機械加工工程Ｓ０４）
次に、上述の焼結体に対して旋盤加工等の機械加工を行い、所定サイズの酸化物スパッタリングターゲットを得る。
【００４６】
上述の工程により、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットが製造されることになる。
【００４７】
そして、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットを用いて、スパッタ成膜することにより、インセル型のタッチパネル等のシールド層として適した酸化物膜が成膜される。
ここで、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットにおいては、上述のように、酸化インジウム相が存在することによって抵抗値が低く、直流（ＤＣ）スパッタによって酸化物膜を成膜することが可能となる。
一方、成膜された酸化物膜においては、全体が複合酸化物相となっており、抵抗値が十分に高くなり、シールド層として特に適している。
【００４８】
以上のような構成とされた本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットによれば、金属成分として、ジルコニウム、ケイ素およびインジウムを含有した酸化物で構成されているので、抵抗値が高く、かつ、可視光の透過率に優れ、シールド層に適した酸化物膜を成膜することが可能となる。
【００４９】
そして、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつきが３％以内とされているので、スパッタ成膜時においてターゲットスパッタ面全体でスパッタが安定し、酸化物膜を安定して成膜することができる。
また、厚さ方向における密度のばらつきが５％以内とされているので、スパッタが進行した場合であっても、酸化物膜を安定して成膜することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつきが１０％以内とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。
また、厚さ方向における比抵抗のばらつきが１０％以内とされているので、スパッタが進行した場合であっても、酸化物膜を安定して成膜することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ターゲットスパッタ面の面積が０．０２ｍ２以上と比較的大きいことから、大面積の基板に酸化物膜を成膜することが可能となる。また、このような大型の酸化物スパッタリングターゲットであっても、上述のように密度のばらつきが規定されているので、安定してスパッタ成膜を行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程Ｓ０３において、焼結原料粉中の酸化インジウムの焼結が開始される１２００℃以上で、かつ、複合酸化物の形成によって焼結が進行する１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持するので、焼結時に焼結原料粉同士の間の隙間チャンネルを保った状態で酸素ガスを、成形体の内部に均一に浸透させることが可能となる。そして、この状態で１４００℃を超える温度にまで加熱して保持することで、成形体において均一に焼結を進行させることができ、密度のばらつきが十分に抑制された焼結体を得ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態においては、焼結原料粉形成工程Ｓ０１において、焼結原料粉のメディアン径を０．０５μｍ以上１．２μｍ以下の範囲内としているので、焼結時における収縮量を低く抑えることができ、大型の酸化物スパッタリングターゲットを製造した場合であっても、割れや反りの発生を抑制することができ、製造歩留まりの向上を図ることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図１に示すように、ターゲットスパッタ面が矩形状をなす矩形平板型スパッタリングターゲットとして説明したが、これに限定されることはなく、図４に示すように、ターゲットスパッタ面が円形をなす円板型スパッタリングターゲットとしてもよい。また、図５に示すように、ターゲットスパッタ面が円筒面とされた円筒型スパッタリングターゲットであってもよい。
【００５５】
ここで、ターゲットスパッタ面が円形をなす円板型スパッタリングターゲットにおいては、図４（ａ）に示すように、スパッタ面がなす円の中心（１）、及び、円の中心を通過するとともに互いに直交する２本の直線上の外周部分（２）、（３）、（４）、（５）の５つのブロックから試料を採取し、図４（ｂ）に示すように、これら５つのブロックを厚さ方向に(α)、(β)、(γ)のブロックに３分割（三等分）して、合計１５個の試料を採取し、それぞれの試料の密度及び比抵抗を測定し、上述の実施形態の欄に記載した方法によって、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向における密度のばらつき、及び、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつき、厚さ方向における比抵抗のばらつき、を算出することが好ましい。
【００５６】
また、ターゲットスパッタ面が円筒面とされた円筒型スパッタリングターゲットにおいては、図５（ａ），（ｂ）に示すように、軸方向の下端部Ａ、中央部Ｂ、上端部Ｃにおいて、それぞれ円周方向に等間隔（９０°間隔）の（１）、（２）、（３）、（４）の位置の合計１２個のブロックから試料を採取し、図５（ｃ）に示すように、これらの１２個のブロックを厚さ方向（径方向）に(α)、(β)、(γ)のブロックに３分割（三等分）して、合計３６個の試料を採取し、それぞれの試料の密度及び比抵抗を測定し、上述の実施形態の欄に記載した方法によって、ターゲットスパッタ面内（円筒面内）における密度のばらつき、厚さ方向における密度のばらつき、及び、ターゲットスパッタ面内（円筒面内）における比抵抗のばらつき、厚さ方向における比抵抗のばらつき、を算出することが好ましい。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。
【００５８】
＜酸化物スパッタリングターゲット＞
原料粉末として、酸化インジウム粉末（Ｉｎ２Ｏ３粉末：純度９９．９質量％以上、平均粒径１μｍ）と、酸化シリコン粉末（ＳｉＯ２粉末：純度９９．８質量％以上、平均粒径２μｍ）と、酸化ジルコニウム粉末（ＺｒＯ２粉末：純度９９．９質量％以上、平均粒径２μｍ）と、を準備した。なお、ＺｒＯ２粉の純度は、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏの含有量を測定し、残部がＺｒＯ２であるとして算出されたものである。本実施形態のＺｒＯ２粉においては、ＨｆＯ２を最大で２．５質量％含有することがある。そして、これらを、表１に示す配合比となるように、秤量した。
【００５９】
秤量した各原料粉末を、表１に示すように、直径２ｍｍのジルコニアボールを粉砕媒体としたバスケットミル装置、あるいは、直径０．５ｍｍのジルコニアボールを粉砕媒体としたビーズミル装置を用いて、湿式粉砕混合した。
得られたスラリーを乾燥させ、２５０μｍの篩いでジルコニアボールを除去し、焼結原料粉を得た。なお、得られた焼結原料粉のメディアン径（Ｄ５０）を表１に示す。
メディアン径は、ヘキサメタリン酸ナトリウム濃度０．２％の水溶液を１００ｍＬ調製し、この水溶液に混合粉末を１０ｍｇ加え、レーザー回折散乱法（測定装置：日機装株式会社製、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３０００）を用いて、粒子径分布を測定した。得られた粒子径分布から累積粒度分布曲線を作成し、メディアン径（Ｄ５０）を得た。
【００６０】
得られた焼結原料粉を加圧成形して成形体を得た。ここで、矩形平板型スパッタリングターゲットにおいては、１６５ｍｍ×２９８ｍｍサイズの成形型を用い、プレス成形もしくはＣＩＰ成形を実施した。ここで、プレス成形の条件は、温度９２０℃、加圧圧力２５ＭＰａとし、ＣＩＰ成形の条件は、常温（２５℃）、加圧圧力１００ＭＰａとした。
円筒型スパッタリングターゲットにおいては、外径２０５ｍｍ、内径１６５ｍｍ、高さ２００ｍｍの成形型を用い、プレス成形もしくはＣＩＰ成形を実施した。ここで、プレス成形の条件は、温度９２０℃、加圧圧力２５ＭＰａとし、ＣＩＰ成形の条件は、常温（２５℃）、加圧圧力１００ＭＰａとした。
【００６１】
そして、得られた成形体を、酸素導入機能を有する焼成装置内（装置内容積２７０００ｃｍ３）に装入し、酸素を導入しながら加熱して焼結する。このとき、酸素の導入量は６Ｌ／分とした。また、昇温速度は１２０℃／ｈとした。
そして、焼結の昇温時において、表１に示す条件で温度保持を行い、その後、表１に示す焼成条件で本焼成し、焼結体を得た。
【００６２】
得られた焼結体に対して湿式研削加工を施し、矩形平板型スパッタリングターゲットにおいては、１２６ｍｍ×１７８ｍｍ×６ｍｍｔのサイズとし、円筒型スパッタリングターゲットにおいては、外径１５５ｍｍ、内径１３５ｍｍ、高さ１５０ｍｍのものを４個用いて、長さ６００ｍｍとした。
【００６３】
得られた酸化物スパッタリングターゲットについて、以下の項目について評価した。評価結果を表２に示す。
【００６４】
（金属成分組成）
作製された酸化物スパッタリングターゲットからサンプルを切り出して粉砕し、酸で前処理した後、ＩＣＰ−ＡＥＳによってＺｒ，Ｓｉ，Ｉｎの金属成分を分析し、得られた結果から、上述の全金属成分の含有量に対する各金属成分の含有量を計算し、表２に示した。
【００６５】
（焼結体の粒子径）
作製された酸化物スパッタリングターゲットからサンプルを切り出し、湿式研磨にて研磨加工を行った後、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）装置を用いて倍率３０００倍のＣＯＭＰＯ像を３枚撮影し、それぞれの画像に対して任意の線分３本を引き、それぞれに対して横切った粒子の数を計測した。線分の長さを粒子の数で割ることで、それぞれの線分における焼結体の粒子径を計算した。これを３枚の画像に対して行って、得られた９個の粒子径の平均値を表２に示した。
【００６６】
（密度、及び、密度のばらつき）
矩形平板型スパッタリングターゲットにおいては、Ｘ軸を１２６ｍｍ方向、Ｙ軸を１７８ｍｍ方向とし、中心を（Ｘ，Ｙ）＝（０ｍｍ，０ｍｍ）座標とした際に、（−５８ｍｍ，＋８４ｍｍ）、（−５８ｍｍ，−８４ｍｍ）、（０ｍｍ，０ｍｍ）、（＋５８ｍｍ，＋８４ｍｍ）、（＋５８ｍｍ，−８４ｍｍ）のそれぞれ５点を中心とした１０ｍｍ×１０ｍｍ×６ｍｍｔのブロックに切断した。得られた１０ｍｍ×１０ｍｍ×６ｍｍｔのブロック５個を、厚み方向に３分割（三等分）した合計１５個の試料について寸法密度を測定した。そして、これら１５個の試料の密度の平均値を表２に示した。
【００６７】
ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきについては、次のように算出した。ターゲットスパッタ面内の５ブロックについて、厚さ方向の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、実施形態に記載した式によって、厚さ方向の１つのブロックにおけるターゲットスパッタ面内の密度のばらつきを算出し、厚さ方向の３つのブロックの平均値を、ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきとした。
【００６８】
厚さ方向の密度のばらつきについては、次のように算出した。厚さ方向の３つのブロックについて、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、実施形態に記載した式によって、ターゲットスパッタ面内の１つのブロックにおける厚さ方向の密度のばらつきを算出し、ターゲットスパッタ面内の５つのブロックの平均値を、厚さ方向の密度のばらつきとした。
【００６９】
円筒型スパッタリングターゲットにおいては、円筒型スパッタリングターゲットの片方の端面を下側にして置き、軸線に直交する平面において、Ｘ軸を任意の端面方向、Ｙ軸をＸ軸と垂直に交差する端面方向、Ｚ軸を軸線向とし、中心を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０ｍｍ，０ｍｍ，０ｍｍ）座標とした際に、（−７２．５ｍｍ，０ｍｍ，−７０ｍｍ）、（＋７２．５ｍｍ，０ｍｍ，−７０ｍｍ）、（０ｍｍ，−７２．５ｍｍ、−７０ｍｍ）、（０ｍｍ，＋７２．５ｍｍ，−７０ｍｍ）、（−７２．５ｍｍ，０ｍｍ，０ｍｍ）、（＋７２．５ｍｍ，０ｍｍ，０ｍｍ）、（０ｍｍ，−７２．５ｍｍ，０ｍｍ）、（０ｍｍ，＋７２．５ｍｍ，０ｍｍ）、（−７２．５ｍｍ，０ｍｍ，＋７０ｍｍ）、（＋７２．５ｍｍ，０ｍｍ，＋７０ｍｍ）、（０ｍｍ，−７２．５ｍｍ，＋７０ｍｍ）、（０ｍｍ，＋７２．５ｍｍ，＋７０ｍｍ）のそれぞれ１２点を中心とした１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍｔのブロックに切断した。得られた１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍｔのブロック１２個を厚み方向に３分割（三等分）した合計３６個の試料について、寸法密度を測定した。そして、これら３６個の試料の密度の平均値を表２に示した。
【００７０】
ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきについては、次のように算出した。ターゲットスパッタ面内の１２ブロックについて、厚さ方向の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、実施形態に記載した式によって、厚さ方向の１つのブロックにおけるターゲットスパッタ面内の密度のばらつきを算出し、厚さ方向の３つのブロックの平均値を、ターゲットスパッタ面内の密度のばらつきとした。
【００７１】
厚さ方向の密度のばらつきについては、次のように算出した。厚さ方向の３つのブロックについて、ターゲットスパッタ面内の１つのブロック毎における密度の最大値及び最小値から、実施形態に記載した式によって、ターゲットスパッタ面内の１つのブロックにおける厚さ方向の密度のばらつきを算出し、ターゲットスパッタ面内の１２のブロックの平均値を、厚さ方向の密度のばらつきとした。
【００７２】
（比抵抗、及び、比抵抗のばらつき）
得られた酸化物スパッタリングターゲットについて、矩形平板型スパッタリングターゲットについては密度測定用のサンプルと同様の１５ブロックについて、円筒型スパッタリングターゲットについては３６ブロックについて、三菱化学株式会社製の低抵抗率計（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い、四探針法で測定した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。
そして、密度と同様に、ターゲットスパッタ面内の比抵抗のばらつき、厚さ方向の比抵抗のばらつきを算出した。
また、比抵抗の平均値を表２に示した。
【００７３】
（異常放電）
得られた酸化物スパッタリングターゲットをバッキングプレート又はバッキングチューブにＩｎはんだを用いてはんだ付けし、マグネトロンスパッタ装置に装着した。そして、マグネトロンスパッタ装置により、スパッタガスとしてＡｒガスを用いて、流量５０ｓｃｃｍ，圧力０．６７Ｐａとし、投入電力として５Ｗ／ｃｍ２の電力にて１時間のスパッタを行い、ＤＣ電源装置に備えられているアークカウント機能により、異常放電の回数を計測した。
なお、本実施例では、電源装置として、ＲＰＧ−５０（ｍｋｓ社製）を使用した。スパッタ開始から１ｈの間の異常放電の回数を「初期」とし、スパッタを継続して行いエロージョン部の最も深い部分の深さが５ｍｍに達した時点から１ｈの間の異常放電の回数を「終期」として、表２に記載した。
【００７４】
【表１】
2020033639.tif 000002
【００７５】
【表２】
2020033639.tif 000003
【００７６】
焼結工程において、１０００℃で５時間保持した比較例１においては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向の密度のばらつき、厚さ方向の比抵抗のばらつきが大きく、終期の異常放電回数が多くなった。
焼結工程において、１４５０℃で５時間保持した比較例２においては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向の密度のばらつき、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつき、厚さ方向の比抵抗のばらつきが大きく、終期の異常放電回数が多くなった。
焼結工程において、１３００℃で１時間保持した比較例３においては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向の密度のばらつき、厚さ方向の比抵抗のばらつきが大きく、終期の異常放電回数が多くなった。
【００７７】
これに対して、焼結工程において、１２００℃以上１４００℃以下の温度範囲で３時間以上保持した本発明例１−１２においては、ターゲットスパッタ面内における密度のばらつき、厚さ方向の密度のばらつき、ターゲットスパッタ面内における比抵抗のばらつき、厚さ方向の比抵抗のばらつきが小さく、異常放電回数が少なく、安定してスパッタ成膜を行うことができた。
【００７８】
以上のことから、本発明例によれば、ターゲットスパッタ面が比較的大きくても、安定してスパッタ成膜を行うことが可能な酸化物スパッタリングターゲット、及び、この酸化物スパッタリングターゲットの製造方法を提供可能であることが確認された。
【図１】
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【図２】
2020033639.tif 000005
【図３】
2020033639.tif 000006
【図４】
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【図５】
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