(57)【要約】 板状の酸化物焼結体（３）はＹ方向に配列された複数の領域を有し、複数の領域は、Ｙ方向における端部を含む領域である端部領域（７Ａ、７Ｂ）と、端部からＹ方向に向けて数えて内側に２番目の領域である内側領域（９Ａ、９Ｂ）を有し、端部領域（７Ａ、７Ｂ）の板厚をｔ１、端部領域（７Ａ、７Ｂ）のＹ方向の幅をＬ１、内側領域（９Ａ、９Ｂ）の板厚をｔ２とした場合、ｔ１、Ｌ１、ｔ２が、以下の式（１）乃至式（４）を満たす、スパッタリングターゲット（１）。  ｔ２＞ｔ１                            ・・・（１）  ｔ１（ｍｍ）＞Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４・・・（２）  ｔ１（ｍｍ）＜９                    ・・・（３）  １０＜Ｌ１（ｍｍ）＜３５            ・・・（４）
2019026955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の酸化物焼結体を備え、
前記酸化物焼結体は、第１の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第１の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に２番目の領域である内側領域と、
を有し、
前記端部領域の板厚をｔ１、前記端部領域の前記第１の方向の幅をＬ１、前記内側領域の板厚をｔ２とした場合、ｔ１、Ｌ１、およびｔ２が、以下の式（１）乃至式（４）を満たす、
スパッタリングターゲット。
ｔ２＞ｔ１                              ・・・（１）
ｔ１（ｍｍ）＞Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（２）
ｔ１（ｍｍ）＜９                      ・・・（３）
１０＜Ｌ１（ｍｍ）＜３５              ・・・（４）
【請求項２】
さらに、ｔ１およびｔ２が以下の式（５）を満たす、
請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
０．６＜ｔ１／ｔ２＜０．８  ・・・（５）
【請求項３】
前記複数の領域は、
前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に３番目の領域である中間領域を備え、
前記中間領域の厚みをｔ３とした場合、ｔ１、ｔ２、およびｔ３が以下の式（６）を満たす、
請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。
ｔ２＞ｔ１＞ｔ３  ・・・（６）
【請求項４】
前記酸化物焼結体は、前記複数の領域が互いに分離して配列されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第１の方向は、長方形の長辺方向である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下、短辺が２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下、前記内側領域の板厚ｔ２が９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下、Ｌ１が１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満、前記内側領域の前記第１の方向の幅が１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である、
請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
板状の酸化物焼結体と、
前記酸化物焼結体を保持するバッキングプレートと、
前記酸化物焼結体と前記バッキングプレートとの間に設けられたスペーサと、を備え、
前記酸化物焼結体は、第１の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第１の方向における端部を含む領域である端部領域と、前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に２番目の領域である内側領域と、を有し、
前記バッキングプレートは、前記端部領域および前記内側領域を保持する保持面を有し、
前記スペーサは、前記保持面に設けられ、前記端部領域を保持し、
前記端部領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、
前記端部領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最大値をｔ１１とし、
前記端部領域の前記第１の方向の幅をＬ１１とした場合、
ｔ１１、およびＬ１１が、以下の式（１２）を満たす、
スパッタリングターゲット。
ｔ１１（ｍｍ）＞Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（１２）
【請求項８】
前記端部領域の裏面と前記保持面とが成す角度が、４度以上１５度以下である、
請求項７に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記内側領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記内側領域の裏面の一部が、前記保持面に対して傾斜し、
前記内側領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最小値をｔ１５とし、
前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚をｔ１２とし、
前記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第１の方向の幅をＬ１３とした場合、
ｔ１１、ｔ１２、ｔ１５、Ｌ１１、およびＬ１３が、以下の式（１１）、式（１３）、式（１４）、式（１５）および式（１６）を満たす、
請求項７または８に記載のスパッタリングターゲット。
ｔ１２＞ｔ１１＞ｔ１５                        ・・・（１１）
ｔ１１（ｍｍ）＜９                        ・・・（１３）
１０＜Ｌ１１（ｍｍ）＜３５                ・・・（１４）
ｔ１５（ｍｍ）＞３                        ・・・（１５）
３＜Ｌ１３（ｍｍ）＜３５                ・・・（１６）
【請求項１０】
前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第１の方向は、長方形の長辺方向である、請求項７〜９のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下、短辺が２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下、前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚ｔ１２が９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下、Ｌ１１が１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満、前記内側領域の前記第１の方向の幅が１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である、請求項１０に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１２】
前記端部領域および前記内側領域は、前記第１の方向における両端に設けられる、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１３】
前記酸化物焼結体は、２つの主表面を有する板状であり、前記複数の領域の、一方の主表面の板厚方向の高さの差が１００μｍ以内であり、かつ算術平均粗さＲａが他の主表面よりも小さい、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１４】
前記酸化物焼結体は、抗折強度３０点の平均値が３２０ＭＰａ以下である、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１５】
前記酸化物焼結体は、抗折強度３０点の最低値が２００ＭＰａ以下である、
請求項１４に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１６】
前記酸化物焼結体は、線膨張係数が７．５０×１０−６／Ｋ以上である、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１７】
前記酸化物焼結体は、弾性率が１５０ＧＰａ以上である、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１８】
前記酸化物焼結体は、熱伝導率が６．５（Ｗ／ｍ／Ｋ）以下である、
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１９】
前記酸化物焼結体は、（線膨張係数×弾性率）／熱伝導率が２００Ｐａ／Ｗ以上である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項２０】
前記酸化物焼結体は、インジウム元素（Ｉｎ）、スズ元素（Ｓｎ）、および亜鉛元素（Ｚｎ）を含有する酸化物からなる、
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項２１】
前記酸化物焼結体は、
Ｚｎ２ＳｎＯ４で表されるスピネル構造化合物を含む、
請求項２０に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項２２】
前記酸化物焼結体は、
Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ［ｍ＝２〜７］で表わされる六方晶層状化合物を含む、
請求項２０または２１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項２３】
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（７）を満たす、
請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
０．４０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．８０  ・・・（７）
【請求項２４】
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（８）を満たす、
請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
０．１５≦Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．４０  ・・・（８）
【請求項２５】
さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（９）を満たす、
請求項２０〜２４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
０．１０  ≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．３５  ・・・（９）
【請求項２６】
前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部を有するバッキングプレートと、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられたスペーサと、
を備える、
請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットをターゲットとして用い、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用い、磁場の揺動方向を前記第１の方向および板厚方向と直交する第２の方向とし、前記第１の方向における前記磁場の端部が前記内側領域に位置するように成膜を行う、
酸化物半導体膜の成膜方法。
【請求項２８】
請求項３に記載の前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられるスペーサと、
を備える、
バッキングプレート。
【請求項２９】
前記凸部の高さが、前記スペーサよりも高い、
請求項２８に記載のバッキングプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングターゲット、酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）で駆動する方式の液晶ディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイなどの表示装置では、ＴＦＴのチャネル層に非晶質シリコン膜または結晶質シリコン膜を採用したものが主流である。一方で、消費電力の低減およびディスプレイの高精細化の要求に伴い、ＴＦＴのチャネル層に使用される材料として酸化物半導体が注目されている。【０００３】
酸化物半導体のなかでも特に、特許文献１に開示されるインジウム、ガリウム、亜鉛、および酸素からなるアモルファス酸化物半導体（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、以下「ＩＧＺＯ」と略記する）は、高いキャリア移動度を有するため、好ましく用いられている。しかしながら、ＩＧＺＯは、原料としてＩｎおよびＧａを使用するため原料コストが高いといった欠点がある。【０００４】
原料コストを安くする観点から、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ（以下「ＺＴＯ」と略記する）（特許文献２）、およびＩＧＺＯのＧａの代わりにＳｎを添加したＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ（以下「ＩＴＺＯ」と略記する）（特許文献３）が提案されている。なかでもＩＴＺＯは、ＩＧＺＯに比べ移動度も非常に高いことからＩＧＺＯに次ぐ次世代の材料として注目を集めている。【０００５】
高移動度酸化物半導体をＴＦＴのチャネル層に用いる場合、酸化物半導体のスパッタリングターゲットを用いたマグネトロンスパッタで成膜するのが一般的である。【０００６】
スパッタリングターゲットは成膜の進行とともに消耗するため、ターゲット厚が厚い方が、寿命の観点からは望ましい。
一方で、マグネトロンスパッタの場合、スパッタリングターゲットの消耗速度は、プラズマの密度、プラズマを閉じ込める磁場の強度、形状、およびマグネットの移動方式に依存する。よって、スパッタリングターゲットの消耗速度は、ターゲット中で一様ではない。【０００７】
そのため、特許文献４〜６のように、スパッタリングターゲットの消耗速度が速い部分を厚くする構造が提案されている。【０００８】
また、高移動度酸化物半導体においては、信頼性の確保も課題である。ここでいう信頼性とは、例えば、酸化物半導体膜をトランジスタのチャネル層に用いた場合の、しきい値電圧Ｖｔｈのサイクル安定性である。
しきい値電圧Ｖｔｈのサイクル安定性は、膜の緻密化により改善できると言われている。
膜を緻密化するためには、成膜時にスパッタ電力を上げた、高パワー成膜が有効である。
しかしながら、高パワー成膜を行う場合、ターゲットにおいて、プラズマが集中する領域が、他の領域と比べて高温になるため、熱応力によるターゲットの割れが問題になる。
特に、プレーナ型の揺動式マグネトロンスパッタの場合、磁場の揺動方向に平行なターゲット端部に常にプラズマが集中するため、ターゲット端部の割れが生じないようにする必要がある。【０００９】
特許文献７〜８では、スパッタリングターゲットの割れを防止する構造として、スパッタリングターゲットを、プラズマにより消耗が大きく進行する領域（エロージョン領域）と、それ以外の領域とに分割して、領域間にギャップを設け、熱応力による変形をギャップに逃がす構造が提案されている。【００１０】
ここでいう熱応力とは、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）で求めた値である。以下の説明でも同様である。
熱応力（σ）＝−Ｅ×α×ΔＴ    ・・・（Ａ）
ΔＴ＝［Ｑ×ｄ／Ａ］／λ        ・・・（Ｂ）
式（Ａ）および式（Ｂ）中の記号の説明は以下のとおりである。
Ｅ  ：スパッタリングターゲットの弾性率
α  ：スパッタリングターゲットの線膨張率
ΔＴ：板厚方向におけるスパッタリングターゲットの表裏の温度差
Ｑ  ：板厚方向にスパッタリングターゲットの表から裏に通過する熱量
ｄ  ：スパッタリングターゲットの板厚
Ａ  ：板厚方向から見たスパッタリングターゲットの面積
λ  ：スパッタリングターゲットの熱伝導率【００１１】
また、特許文献９〜１１には、スパッタリング面に傾斜部を設けたスパッタリングターゲットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６７０３６号
【特許文献２】特開２０１７−３６４９７号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１７９６７６号
【特許文献４】実開昭６３−１３１７５５号公報
【特許文献５】特開平０１−２９０７６４号公報
【特許文献６】特開平０６−１７２９９１号公報
【特許文献７】特開平０３−２８７７６３号公報
【特許文献８】特開平０５−２８７５２２号公報
【特許文献９】特開２０００−２０４４６８号公報
【特許文献１０】特開２００４−８３９８５号公報
【特許文献１１】特開２００８−３８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献４〜８に記載の技術には、以下のような問題があった。
特許文献４〜６に記載の技術では、ターゲット厚を厚くすると、熱応力が大きくなるため、スパッタリングターゲットが割れやすくなるという問題があった。
特に、ＩＴＺＯは、線膨張率が大きく、熱伝導率が小さいことから、マグネトロンスパッタリングでは、熱応力によりスパッタリングターゲットにクラックが発生しやすいといった課題があった。【００１４】
特許文献７および特許文献８に記載の技術は、プレーナ型の揺動式マグネトロンスパッタに適用する場合、熱応力がエロージョン領域にも生じるため、エロージョン領域を分割するだけでは、割れの防止構造としては不十分であった。【００１５】
このように、酸化物半導体をマグネトロンスパッタにより成膜する場合、スパッタリングターゲットの寿命および膜密度を向上させようとすると、スパッタリングターゲットに割れが生じやすいという問題があった。【００１６】
また、特許文献９〜１１に記載のターゲットにおいては、スパッタリング面に傾斜部と平坦部とが共存しており、スパッタリング面の高さ、方向が揃っていないため、スパッタ粒子の飛ぶ方向が異なり、スパッタリング時の放電が不安定になるという問題、およびターゲット表面に再付着物（リデポ）が溜まり易い等の問題がある。
また、特許文献１１に記載のターゲットにおいては、ターゲットの両端部分が傾斜しているため、グランドシールドとターゲットとの間に隙間が生じ、その隙間にショートの原因であるパーティクルが溜まり易いという問題がある。【００１７】
本発明は、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートを提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、さらに安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレート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】
【００１８】
本発明によれば、以下のスパッタリングターゲット、酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートが提供される。【００１９】
［１］．板状の酸化物焼結体を備え、
前記酸化物焼結体は、第１の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第１の方向における端部を含む領域である端部領域と、
前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に２番目の領域である内側領域と、
を有し、
前記端部領域の板厚をｔ１、前記端部領域の前記第１の方向の幅をＬ１、前記内側領域の板厚をｔ２とした場合、ｔ１、Ｌ１、およびｔ２が、以下の式（１）乃至式（４）を満たす、スパッタリングターゲット。
ｔ２＞ｔ１                              ・・・（１）
ｔ１（ｍｍ）＞Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（２）
ｔ１（ｍｍ）＜９                      ・・・（３）
１０＜Ｌ１（ｍｍ）＜３５              ・・・（４）【００２０】
［２］．さらに、ｔ１およびｔ２が以下の式（５）を満たす、［１］に記載のスパッタリングターゲット。
０．６＜ｔ１／ｔ２＜０．８  ・・・（５）【００２１】
［３］．前記複数の領域は、
前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に３番目の領域である中間領域を備え、
前記中間領域の厚みをｔ３とした場合、ｔ１、ｔ２、およびｔ３が以下の式（６）を満たす、［１］または［２］に記載のスパッタリングターゲット。
ｔ２＞ｔ１＞ｔ３  ・・・（６）【００２２】
［４］．前記酸化物焼結体は、前記複数の領域が互いに分離して配列されている、［１］〜［３］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００２３】
［５］．前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第１の方向は、長方形の長辺方向である、［１］〜［４］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００２４】
［６］．前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下、短辺が２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下、前記内側領域の板厚ｔ２が９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下、Ｌ１が１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満、前記内側領域の前記第１の方向の幅が１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である、［５］に記載のスパッタリングターゲット。【００２５】
［７］．板状の酸化物焼結体と、
前記酸化物焼結体を保持するバッキングプレートと、
前記酸化物焼結体と前記バッキングプレートとの間に設けられたスペーサと、を備え、
前記酸化物焼結体は、第１の方向に配列された複数の領域を有し、
前記複数の領域は、前記第１の方向における端部を含む領域である端部領域と、前記端部から前記第１の方向に向けて数えて内側に２番目の領域である内側領域と、を有し、
前記バッキングプレートは、前記端部領域および前記内側領域を保持する保持面を有し、
前記スペーサは、前記保持面に設けられ、前記端部領域を保持し、
前記端部領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、
前記端部領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最大値をｔ１１とし、
前記端部領域の前記第１の方向の幅をＬ１１とした場合、
ｔ１１、およびＬ１１が、以下の式（１２）を満たす、
スパッタリングターゲット。
ｔ１１（ｍｍ）＞Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（１２）【００２６】
［８］．前記端部領域の裏面と前記保持面とが成す角度が、４度以上１５度以下である、[７]に記載のスパッタリングターゲット。【００２７】
［９］．前記内側領域は、前記保持面に対向する裏面を有し、
前記内側領域の裏面の一部が、前記保持面に対して傾斜し、
前記内側領域の裏面の傾斜は、前記酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配であり、
前記端部領域の板厚の最小値をｔ１５とし、
前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚をｔ１２とし、
前記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第１の方向の幅をＬ１３とした場合、
ｔ１１、ｔ１２、ｔ１５、Ｌ１１、およびＬ１３が、以下の式（１１）、式（１３）、式（１４）、式（１５）および式（１６）を満たす、
［７］または［８］に記載のスパッタリングターゲット。
ｔ１２＞ｔ１１＞ｔ１５                        ・・・（１１）
ｔ１１（ｍｍ）＜９                        ・・・（１３）
１０＜Ｌ１１（ｍｍ）＜３５                ・・・（１４）
ｔ１５（ｍｍ）＞３                        ・・・（１５）
３＜Ｌ１３（ｍｍ）＜３５                ・・・（１６）【００２８】
［１０］．前記酸化物焼結体は、平面形状が長方形の板状であり、前記第１の方向は、長方形の長辺方向である、［７］〜［９］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００２９】
［１１］．前記酸化物焼結体は、長方形の長辺が２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下、短辺が２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下、前記内側領域の板厚であって、前記内側領域の裏面において傾斜していない領域における板厚ｔ１２が９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下、Ｌ１１が１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満、前記内側領域の前記第１の方向の幅が１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である、［１０］に記載のスパッタリングターゲット。【００３０】
［１２］．前記端部領域および前記内側領域は、前記第１の方向における両端に設けられる、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３１】
［１３］．前記酸化物焼結体は、２つの主表面を有する板状であり、前記複数の領域の、一方の主表面の板厚方向の高さの差が１００μｍ以内であり、かつ算術平均粗さＲａが他の主表面よりも小さい、［１］〜［１２］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３２】
［１４］．前記酸化物焼結体は、抗折強度３０点の平均値が３２０ＭＰａ以下である、［１］〜［１３］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３３】
［１５］．前記酸化物焼結体は、抗折強度３０点の最低値が２００ＭＰａ以下である、［１４］に記載のスパッタリングターゲット。【００３４】
［１６］．前記酸化物焼結体は、線膨張係数が７．５０×１０−６／Ｋ以上である、［１］〜［１５］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３５】
［１７］．前記酸化物焼結体は、弾性率が１５０ＧＰａ以上である、［１］〜［７］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３６】
［１８］．前記酸化物焼結体は、熱伝導率が６．５（Ｗ／ｍ／Ｋ）以下である、
［１］〜［１７］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３７】
［１９］．前記酸化物焼結体は、（線膨張係数×弾性率）／熱伝導率が２００Ｐａ／Ｗ以上である、［１］〜［１８］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３８】
［２０］．前記酸化物焼結体は、インジウム元素（Ｉｎ）、スズ元素（Ｓｎ）、および亜鉛元素（Ｚｎ）を含有する酸化物からなる、［１］〜［１９］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。【００３９】
［２１］．前記酸化物焼結体は、
Ｚｎ2ＳｎＯ4で表されるスピネル構造化合物を含む、［２０］に記載のスパッタリングターゲット。【００４０】
［２２］．前記酸化物焼結体は、
Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ［ｍ＝２〜７］で表わされる六方晶層状化合物を含む、［２０］または［２１］に記載のスパッタリングターゲット。【００４１】
［２３］．さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（７）を満たす、［２０］〜［２２］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
０．４０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．８０                ・・・（７）【００４２】
［２４］．さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（８）を満たす、［２０］〜［２３］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
０．１５≦Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．４０                      ・・・（８）【００４３】
［２５］．さらに、前記酸化物焼結体が、下記式（９）を満たす、［２０］〜［２４］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
０．１０  ≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．３５              ・・・（９）【００４４】
［２６］．前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部を有するバッキングプレートと、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられたスペーサと、
を備える、［３］に記載のスパッタリングターゲット。【００４５】
［２７］．［１］〜［２６］のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲットをターゲットとして用い、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用い、磁場の揺動方向を前記第１の方向および板厚方向と直交する第２の方向とし、前記第１の方向における前記磁場の端部が前記内側領域に位置するように成膜を行う、酸化物半導体膜の成膜方法。【００４６】
［２８］．［３］に記載の前記酸化物焼結体を保持する保持面と、前記保持面から突出して設けられ、前記中間領域を保持する凸部と、
前記保持面と前記端部領域の間に設けられるスペーサと、
を備える、バッキングプレート。【００４７】
［２９］．前記凸部の高さが、前記スペーサよりも高い［２８］に記載のバッキングプレート。【００４８】
本発明の一態様によれば、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止できるスパッタリングターゲット、および当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、ならびにバッキングプレートを提供できる。
また、本発明の一態様によれば、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止し、さらに安定した放電が可能なスパッタリングターゲット、当該スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体膜の成膜方法、およびバッキングプレートを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの斜視図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】バッキングプレートの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの別の態様を示す側面図である。
【図１３】予備試験に係るスパッタリングターゲットを用いてマグネトロンスパッタのシミュレーションを行った場合の、スパッタリングターゲットの応力分布を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）の端部近傍の拡大図である。
【図１４】実施例において、スパッタリングターゲットの消耗深さを測定した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、実施の形態について図面等を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。
【００５１】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
【００５２】
また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００５３】
また、本明細書等において、「膜」または「薄膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
また、本明細書等の焼結体及び酸化物半導体薄膜において、「化合物」という用語と、「結晶相」という用語は、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
【００５４】
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前に記載される数値を下限値とし、「〜」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。
【００５５】
以下、図面を用いて本発明に好適な実施形態の一例を詳細に説明する。
まず、図１から図３を参照して、本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット（第一の態様に係るスパッタリングターゲットと称する場合がある。）の構造を説明する。ここでは、スパッタリングターゲットとして、酸化物半導体を成膜するための磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置に、膜原料として用いられるターゲットが例示されている。
【００５６】
図１に示すように、スパッタリングターゲット１は、酸化物焼結体３を備える。
図１では、スパッタリングターゲット１は、バッキングプレート５も備える。
【００５７】
酸化物焼結体３は、酸化物半導体膜をスパッタ成膜で形成する際に用いられる膜原料であり、板状である。
図１から図３では酸化物焼結体３は、平面形状が長方形の板状である。以下の説明では、長方形の長辺方向をＹ方向（第１の方向）、板厚方向をＺ方向、短辺方向をＸ方向（第１の方向および板厚方向に直交する方向、第２の方向）とする。また、以下の説明では、酸化物焼結体３の長方形の平面を主表面と記載し、バッキングプレート５と接する側の主表面を「裏面」、バッキングプレート５と接しない側の主表面を「おもて面」と記載する。「おもて面」は、スパッタリング面と称する場合もある。
Ｘ方向は、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、磁場が揺動する方向である。図３に示すように、磁場Ｍは、ドーナツ型のループ形状となる。ループ形状は、Ｘ方向に複数個形成される場合もあり、個数は限定されない（複数個の場合のループ形状はＹ方向の長さは同一で、Ｘ方向の幅が狭い）。Ｘ方向の幅ＬＭは、酸化物焼結体３のＸ方向の幅Ｌｘよりも短い。
そのため、成膜時には、磁場ＭがＸ方向に揺動（往復移動）することにより、酸化物焼結体３のＸ方向全面にプラズマが接触するようにする。
【００５８】
酸化物焼結体３は、Ｙ方向に配列された複数の領域としての端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１を有する。
端部領域７Ａ、７Ｂは、Ｙ方向における酸化物焼結体３の端部（焼結体端部と称する場合もある。）を含む領域である。図２では、端部領域７Ａ、７Ｂは、Ｙ方向における両端にそれぞれ設けられる。
内側領域９Ａ、９Ｂは、端部からＹ方向に向けて数えて内側に２番目の領域である。図１では、内側領域９Ａ、９Ｂは、Ｙ方向における両端側にそれぞれ設けられる。
中間領域１１は、端部からＹ方向に向けて数えて内側に３番目の領域である。
図１から図３では、スパッタリングターゲット１の左端部から右端部へ向かって、端部領域７Ａ、内側領域９Ａ、中間領域１１、内側領域９Ｂ、および端部領域７Ｂの順番で、各領域が配置されている。端部領域７Ａ、内側領域９Ａ、内側領域９Ｂ、および端部領域７Ｂはいずれも平面形状が矩形であり、対向する２つの辺がＸ方向に平行で、当該辺と直交する他の２つの辺がＹ方向に平行である。
【００５９】
図１から図３では、端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１はそれぞれ互いに分離して配列されており、酸化物焼結体３は多分割式となっている。図１から図３では、中間領域１１も、Ｙ方向に沿って３つの領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに分割されている。これは、スパッタ時に生じる熱応力で各領域が変形した場合に、変形した分を領域間のギャップに逃がすためである。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図１から図３では、左側から領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの順番に配置されている。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、いずれも平面形状が矩形であり、対向する２つの辺がＸ方向に平行で、当該辺と直交する他の２つの辺がＹ方向に平行である。ただし、端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１の平面形状は、矩形には限定されない。
端部領域７Ａ、７Ｂと内側領域９Ａ、９ＢとのギャップＧ１の寸法は、特に限定されない。ギャップＧ１の寸法は、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。内側領域９Ａ、９Ｂと中間領域１１とのギャップＧ２の寸法も特に限定されない。ギャップＧ２の寸法は、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
【００６０】
端部領域７Ａ、７Ｂの板厚をｔ１、端部領域７Ａ、７ＢのＹ方向の幅をＬ１、内側領域９Ａ、９Ｂの板厚をｔ２とした場合、ｔ１、Ｌ１、およびｔ２が、以下の式（１）乃至式（４）を満たす。
ｔ２＞ｔ１                              ・・・（１）
ｔ１（ｍｍ）＞Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（２）
ｔ１（ｍｍ）＜９                      ・・・（３）
１０＜Ｌ１（ｍｍ）＜３５              ・・・（４）
なお、端部領域７Ａ、７Ｂ内で板厚が一定でない場合は、端部領域７Ａ、７Ｂ内の板厚の最小値を板厚ｔ１とする。端部領域７Ａ、７Ｂ内でＹ方向の幅が一定でない場合は、領域内のＹ方向の幅の最大値をＬ１とする。内側領域９Ａ、９Ｂ内で板厚が一定でない場合は、内側領域９Ａ、９Ｂ内の板厚の最小値を板厚ｔ２とする。
【００６１】
式（１）を規定する理由は以下の通りである。
磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、成膜時に磁場Ｍは、Ｘ方向に揺動する。Ｙ方向には、ほとんど揺動しない。そのため、内側領域９Ａ、９Ｂおよび端部領域７Ａ、７Ｂは、磁場Ｍの端部が常に近傍に位置する領域であり、内側領域９Ａ、９Ｂおよび端部領域７Ａ、７Ｂの上面は、他の領域の上面と比べて、磁場Ｍに閉じ込められたプラズマにより高温になりやすい。
【００６２】
また、端部領域７Ａ、７Ｂは、Ｙ方向の端面８が他の領域に近接していないため、端部領域７Ａ、７Ｂの下面は、他の領域の下面と比べて、バッキングプレート５による冷却効率が良く、低温になりやすい。
そのため、端部領域７Ａ、７Ｂは、他の領域と比べて、板厚方向の温度差（前記式（Ｂ）のΔＴ）が大きくなり、熱応力による割れが生じやすい。
よって、端部領域７Ａ、７Ｂは、板厚ｔ１が薄い方が好ましい。
【００６３】
また、スパッタリングターゲット１は、磁場揺動タイプの装置用ターゲットであるため、内側領域９Ａ、９Ｂは、成膜時に磁場Ｍおよび磁場Ｍに閉じ込められたプラズマが常に位置する領域である。よって、スパッタリングターゲット１の寿命を延ばすためには、板厚ｔ２が厚い方が好ましい。
一方で、内側領域９Ａ、９Ｂは、端部領域７Ａ、７Ｂと中間領域１１との間に挟まれており、端面から熱が逃げにくいため、板厚方向の温度差は端部領域７Ａ、７Ｂほど大きくならない。よって、内側領域９Ａ、９Ｂは、板厚を厚くしても、端部領域７Ａ、７Ｂと比べて割れが生じにくい。
よって、端部領域７Ａ、７Ｂの板厚ｔ１は、内側領域９Ａ、９Ｂの板厚ｔ２よりも薄い必要がある。
【００６４】
なお、スパッタリングターゲット１のように、プラズマが集中する領域を厚くしたターゲットを、ＥＰ(エロージョンパターン)形状ターゲットともいう。
【００６５】
式（２）から式（４）を規定する理由は以下の通りである。
Ｌ１が長くなるほど、端部領域７Ａ、７Ｂが磁場Ｍの端部に近づくため（図３参照）、成膜時に摩耗しやすくなる。よってＬ１が長くなるほどｔ１は厚くする必要がある（式（２））。
式（２）は、好ましくは、下記式（２Ａ）であり、より好ましくは、下記式（２Ｂ）であり、さらに好ましくは、下記式（２Ｃ）であり、特に好ましくは、下記式（２Ｄ）である。
ｔ１（ｍｍ）≧Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４．２５  ・・・（２Ａ）
ｔ１（ｍｍ）≧Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４．５  ・・・（２Ｂ）
ｔ１（ｍｍ）≧Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋４．７５  ・・・（２Ｃ）
ｔ１（ｍｍ）≧Ｌ１（ｍｍ）×０．１＋５  ・・・（２Ｄ）
ただし、ｔ１を厚くしすぎると、熱応力による割れが生じやすくなるため、厚さには上限がある（式（３））。
さらに、Ｌ１を長くしすぎると端部領域７Ａ、７Ｂが磁場Ｍの端部に近づくため、Ｌ１にも上限がある（式（４））。Ｌ１を短くしすぎると端部領域７Ａ、７Ｂが狭くなり過ぎ、熱応力による割れが生じやすくなるため、Ｌ１には下限もある（式（４））。
ｔ１およびＬ１は、以下の式（３Ａ）および式（４Ａ）に示す条件を満たすのが、より好ましい。
ｔ１（ｍｍ）＜８．５・・・（３Ａ）
１２．５≦Ｌ１（ｍｍ）≦３２．５・・・（４Ａ）
ｔ１およびＬ１は、以下の式（３Ｂ）および式（４Ｂ）に示す条件を満たすのが、さらに好ましい。
ｔ１（ｍｍ）≦８・・・（３Ｂ）
１５≦Ｌ１（ｍｍ）≦３０・・・（４Ｂ）
【００６６】
スパッタリングターゲット１の寿命を長くするためには、ｔ１およびｔ２は、以下の式（５）を満たすのが、より好ましい。
０．６＜ｔ１／ｔ２＜０．８  ・・・（５）
【００６７】
中間領域１１の板厚をｔ３とした場合、ｔ１、ｔ２、およびｔ３は、以下の式（６）を満たすのが、より好ましい。
ｔ２＞ｔ１＞ｔ３              ・・・（６）
これは、成膜時に、磁場ＭのＸ方向位置によってはプラズマが中間領域１１に接触しない時間帯があり、中間領域１１は、端部領域７Ａ、７Ｂおよび内側領域９Ａ、９Ｂと比べて消耗が遅いので、中間領域１１の板厚ｔ３を必ずしも厚くする必要がないためである。また、中間領域１１の板厚ｔ３を薄くした方がコスト面で有利なためである。
中間領域１１内で板厚が一定でない場合は、領域内の板厚の最小値を板厚ｔ３とする。
【００６８】
酸化物焼結体３の具体的な寸法は、式（１）〜式（４）を満たすのであれば、特に限定されない。例えば大型スパッタ装置に標準で用いられる、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置用ターゲットとして好適である範囲としては、以下の範囲が挙げられる。
【００６９】
長方形の長辺（図３のＬＹ）は、２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下が好ましい。長方形の長辺（図３のＬＹ）は、より好ましくは、２５００ｍｍ以上、３６００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２５００ｍｍ以上、３４００ｍｍ以下である。
【００７０】
長方形の短辺（図３のＬｘ）は、２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましい。長方形の短辺（図３のＬｘ）は、より好ましくは、２３０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である。
【００７１】
板厚ｔ２は、９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下が好ましい。板厚ｔ２は、より好ましくは、９ｍｍ以上、１２ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、９ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。
【００７２】
Ｌ１は、１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満が好ましく、より好ましくは、１２．５ｍｍ以上、３２．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、１５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であり、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が特に好ましい。
【００７３】
内側領域９Ａ、９ＢのＹ方向（第１の方向）の幅Ｌ２は、１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましい。内側領域９Ａ、９ＢのＹ方向（第１の方向）の幅Ｌ２は、より好ましくは、１８０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、１８５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である。
【００７４】
中間領域１１の幅Ｌ３（図２参照）は、１７００ｍｍ以上、３５００ｍｍ以下が好ましい。中間領域１１の幅Ｌ３（図２参照）は、より好ましくは、１９００ｍｍ以上、３２００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２０００ｍｍ以上、３０００ｍｍ以下である。
【００７５】
中間領域１１の分割数は特に規定されないため、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの幅Ｌ４（図２参照）も規定されないが、通常、分割数は２〜６分割で、Ｌ４は、２５０ｍｍ以上、１７００ｍｍ以下が好ましい。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの幅Ｌ４（図２参照）は、より好ましくは、５００ｍｍ以上、１２００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、６００ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下である。
【００７６】
スパッタリングターゲット１を、磁場揺動型のマグネトロンスパッタに用いる場合、Ｘ方向で、成膜時の消耗が最も大きい位置、およびその位置の消耗深さを基準に、Ｌ１、および端部領域７Ａ、７Ｂの内側端部（図２のＸ方向位置Ｐ）を規定することもできる。ここでは、成膜時の消耗が最も大きい位置を最大エロージョン位置と称す。最大エロージョン位置における消耗深さを最大エロージョン深さと称す。
Ｐの位置は、最大エロージョン深さの５０％以上７５％以下の消耗深さとなる位置が好ましい。５０％以上の消耗深さの位置とすることにより、スパッタリングターゲット１が割れにくくなる。７５％以下の消耗深さの位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。
【００７７】
Ｐの位置は、最大エロージョン位置からＸ方向端部に向けて５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の位置が好ましい。５ｍｍ以上の位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。１０ｍｍ以下の位置とすることにより、スパッタリングターゲット１が割れにくくなる。
【００７８】
酸化物焼結体３は、板状である。酸化物焼結体３は、２つの主表面を有する。主表面の板厚方向の高さの差（段差）がなるべく小さく、かつ算術平均粗さが他の主表面よりも小さいことが好ましい。具体的には、おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａ（一方の主表面）の板厚方向の高さの差（段差）がなるべく小さいことが望ましい。おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａは裏面２１Ｂ、２３Ｂ、２５Ｂ（他の主表面）よりも算術平均粗さＲａが小さいほうが望ましい。
これは以下の理由による。
【００７９】
おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａは、成膜時にプラズマによって消耗する面であるため、異常放電を防ぐためには、おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａの間に段差（凹凸）が出来るだけ存在しないことが好ましい。一方で、裏面２１Ｂ、２３Ｂ、２５Ｂは、ろう材等でバッキングプレート５に固定されるため、段差（凹凸）はあまり問題にならない。研磨等で裏面を平滑にしない方がコスト面で有利となる。
【００８０】
おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａの間の段差は、理想としては０である。具体的には図２に示すように、ＸＹ平面に平行な仮想平面２７におもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａが位置する状態が好ましい。この状態を「面一」とも言う。ただし、おもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａの間において、Ｚ方向の高さの差が１００μｍ以下であれば、面一の場合と同様に、異常放電等の問題を防ぐことができる。
【００８１】
バッキングプレート５は、酸化物焼結体３を保持、および冷却する部材である。図４に示すように、バッキングプレート５は、本体１３と、スペーサ１７Ａ、１７Ｂとを備える。
【００８２】
本体１３は、内部に冷却水等が流れる図示しない流路が設けられた板状の部材である。本体１３は、保持面１３Ａと、凸部１５とを備える。本体１３の材質は、冷却効率の観点から熱伝導率が高い材料が好ましい。本体１３の材質は、例えば銅が用いられる。
【００８３】
保持面１３Ａは、凸部１５、端部領域７Ａ、７Ｂ、およびスペーサ１７Ａ、１７Ｂと接触し、これらを保持する部分である。
凸部１５は、保持面１３Ａから突出して設けられた部材である。凸部１５は、中間領域１１と接触して、中間領域１１を保持する部材である。凸部１５は、本体１３と一体であってもよいし、別体の板状部材でもよい。凸部１５の平面形状は、中間領域１１の平面形状に対応する形状が好ましく、本実施形態では長方形が好ましい。凸部１５の厚さｔ４（図２参照）は、ｔ３＋ｔ４＝ｔ２となる程度（凸部１５の厚さと中間領域１１の厚さとの合計が、内側領域９Ａ、９Ｂの厚さと同程度）が好ましい。これは、内側領域９Ａ、９Ｂのおもて面と、中間領域１１のおもて面との間の段差を出来るだけ小さくするためである。
【００８４】
スペーサ１７Ａ、１７Ｂは、端部領域７Ａ、７Ｂを保持する部材である。スペーサ１７Ａ、１７Ｂとしては、本体１３と同一材質の薄板又は金属製のワイヤ等が用いられる。スペーサ１７Ａ、１７Ｂは、凸部１５のＹ方向両端に、凸部１５とは離間してそれぞれ設けられる。スペーサ１７Ａ、１７Ｂの位置は、端部領域７Ａ、７Ｂに対応する位置である。スペーサ１７Ａ、１７Ｂの平面形状は、端部領域７Ａ、７Ｂに対応する形状であるのが好ましい。スペーサ１７Ａ、１７Ｂの厚さｔ５（図２参照）はｔ１＋ｔ５＝ｔ２となる程度（スペーサ１７Ａ、１７Ｂの厚さと端部領域７Ａ、７Ｂの厚さとの合計が、内側領域９Ａ、９Ｂの厚さと同程度）が好ましい。これは、内側領域９Ａ、９Ｂと端部領域７Ａ、７Ｂを面一にするためである。なお、式（６）を満たす場合、凸部１５のＺ方向高さが、スペーサ１７Ａ、１７Ｂよりも高くなる。
【００８５】
酸化物焼結体３は、ろう付け等により、バッキングプレート５に固定される。スペーサ１７Ａ、１７Ｂに金属製のワイヤを用いる場合は、金属製ワイヤの厚みとろう材の厚みを同じにしてろう付けして用いてもよい。
以上が本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット１（第一の態様に係るスパッタリングターゲット）の構造の説明である。
【００８６】
次に、その他の態様に係るスパッタリングターゲットの構造について、簡単に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより説明を省略する。
【００８７】
（第二の態様に係るスパッタリングターゲット）
図１〜図３では、中間領域１１は、３つの領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに分割されているが、分割する領域の数は、３に限定されない。中間領域１１を構成する領域の数は、２でもよいし、４以上でもよい。
第二の態様に係るスパッタリングターゲットの一例としては、図５に示すように、４つの領域１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇに分割された中間領域１１を有するスパッタリングターゲット１０１が挙げられる。
【００８８】
第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、中間領域１１を分割せずに、図６に示すように、中間領域１１が１つの領域であるスパッタリングターゲット１０２が挙げられる。
【００８９】
図１〜図３では、中間領域１１の厚さｔ３は、内側領域９Ａ、９Ｂの板厚ｔ２よりも薄いが、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図７に示すように、中間領域１１の厚さｔ３が、板厚ｔ２と同じであるスパッタリングターゲット１０３が挙げられる。この場合、バッキングプレート５には図４に示す凸部１５を設けない。
【００９０】
図１〜図３では、端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１は、分離しているが、一部または全部が一体でもよい。
例えば、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図８に示すように、端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１が一体である構造を有するスパッタリングターゲット１０４が挙げられる。
また、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図９に示すように、内側領域９Ａ、９Ｂ、および、中間領域１１が一体である構造を有するスパッタリングターゲット１０５が挙げられる。
【００９１】
また、図１０には、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例として、端部領域７Ａ及び内側領域９Ａが一体、並びに、端部領域７Ｂおよび内側領域９Ｂが一体である構造を有するスパッタリングターゲット１０６が示されている。
また、第二の態様に係るスパッタリングターゲットの別の一例としては、図１１に示すように、端部領域７Ａ及び内側領域９Ａが一体、並びに、端部領域７Ｂおよび内側領域９Ｂが一体であり、バッキングプレート５には凸部１５が設けられていない構造であるスパッタリングターゲット１０７が挙げられる。
【００９２】
（第三の態様に係るスパッタリングターゲット）
また、図１〜図１１に示したようなスパッタリングターゲットのように、酸化物焼結体３の裏面が略平坦である態様（第一の態様および第二の態様）とは異なり、酸化物焼結体３の裏面が傾斜面である態様（第三の態様と称する。）も挙げられる。
より具体的には、第三の態様に係る酸化物焼結体において、端部領域の裏面は、前記保持面に対して傾斜し、端部領域の裏面の傾斜は、酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配である。
このように端部領域の裏面が、酸化物焼結体の端部から内側に向かって下り勾配の傾斜を有する場合、端部領域の板厚の最大値をｔ１１とし、端部領域の前記第１の方向の幅をＬ１１とした場合、ｔ１１、およびＬ１１が、以下の式（１２）を満たすことが好ましい。
ｔ１１（ｍｍ）＞Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４  ・・・（１２）
【００９３】
第三の態様に係るスパッタリングターゲットによれば、酸化物焼結体の裏面が傾斜していることにより、酸化物焼結体を分割することなく応力低減のための厚み低減加工が可能になる。また、第三の態様に係るスパッタリングターゲットにおいては、酸化物焼結体の裏面に傾斜を設ければよく、酸化物焼結体の表面には傾斜を設けずに、表面の高さを揃えることができるので、グランドシールドとスパッタリングターゲットとの間に隙間が生じず、ショートの原因となるパーティクルが、その隙間に入り込むことを防止できる。
【００９４】
図１２には、第三の態様に係るスパッタリングターゲットの一例に係るスパッタリングターゲット１０８の側面図が示されている。
なお、スパッタリングターゲット１０８は、裏面に傾斜を有するが、おもて面の形状は、スパッタリングターゲット１と同様の形状であり、図３に示すスパッタリングターゲット１の平面図で表される形状がスパッタリングターゲット１０８についても同様に適用できる。
【００９５】
スパッタリングターゲット１０８においては、酸化物焼結体３は、端部領域７Ａ、７Ｂ、内側領域９Ａ、９Ｂ、および中間領域１１を有する。端部領域７Ａ及び内側領域９Ａが一体、並びに、端部領域７Ｂと内側領域９Ｂとが一体であり、内側領域９Ａ、９Ｂと中間領域１１とが互いに分離している。
【００９６】
スパッタリングターゲット１０８の端部領域７Ａの裏面２１Ｂは、Ｙ方向において、傾斜している。端部領域７Ｂにおいても裏面が裏面２１Ｂと同様に傾斜している。端部領域７Ａ、７Ｂの裏面が傾斜していることにより、端部領域７Ａ、７Ｂの厚さは、Ｙ方向において、酸化物焼結体３の外側から内側に向かって徐々に厚くなる。そのため、「パワー耐性とライフとを両立し易い」という効果を奏する。
【００９７】
裏面２１Ｂの傾斜角度は、バッキングプレート５の本体１３の保持面１３Ａと、裏面２１Ｂとの成す角度θ１であり、θ１が４度以上１５度以下であることが好ましく、５度以上１２度以下であることがより好ましい。端部領域７Ｂについても、端部領域７Ａと同様の傾斜角度であることが好ましい。
【００９８】
スパッタリングターゲット１０８においては、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面の一部又は全体が傾斜していることが好ましい。図１２に示す態様では、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面の一部が傾斜し、より具体的には、内側領域９Ａの端部領域７Ａ側の裏面の一部が傾斜し、内側領域９Ｂの端部領域７Ｂ側の裏面の一部が傾斜している。スパッタリングターゲット１０８において、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面は、バッキングプレート５の本体１３の保持面１３Ａに対して略並行な裏面２３Ｂと、傾斜する傾斜裏面２３Ｃとを含む。内側領域９Ａの傾斜裏面２３Ｃの傾斜角度は、バッキングプレート５の本体１３の保持面１３Ａと、内側領域９Ａの傾斜裏面２３Ｃとの成す角度θ２であり、θ２が４度以上１５度以下であることが好ましく、５度以上１２度以下であることがより好ましい。内側領域９Ｂについても、内側領域９Ａと同様の傾斜角度であることが好ましい。
スパッタリングターゲット１０８においては、酸化物焼結体３の外側から内側に向かって、端部領域７Ａの裏面の傾斜と内側領域９Ａの裏面の傾斜とが連続的に傾斜している（傾斜角度が一定である）ことが好ましい。端部領域７Ｂの裏面の傾斜と内側領域９Ｂの裏面の傾斜についても、酸化物焼結体３の外側から内側に向かって、端部領域７Ｂの裏面の傾斜と内側領域９Ｂの裏面の傾斜とが連続的に傾斜している（傾斜角度が一定である）ことが好ましい。
【００９９】
スパッタリングターゲット１０８においては、端部領域７Ａ、７Ｂに対応するスペーサ１７Ａ、１７Ｂ（端部スペーサ）の酸化物焼結体３に接する面が、端部領域７Ａ、７Ｂの裏面に対応する傾斜を有していることが好ましい。また、内側領域９Ａ、９Ｂも裏面に傾斜を有するため、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面傾斜に対応する傾斜を有するスペーサ（内側スペーサ）を保持面１３Ａに設けることが好ましい。端部スペーサと内側スペーサとは、一体であっても、別体であってもよい。
【０１００】
また、スパッタリングターゲット１０８においても、図１２に示すように、ＸＹ平面に平行な仮想平面２７におもて面２１Ａ、２３Ａ、２５Ａが位置する状態（「面一」）であることが好ましい。ただし、スパッタリングターゲット１０８においても、Ｚ方向の高さの差が１００μｍ以下であれば、面一の場合と同様に、異常放電等の問題を防ぐことができる。
【０１０１】
スパッタリングターゲット１０８において、
端部領域７Ａ、７Ｂの板厚の最大値をｔ１１とし、
端部領域７Ａ、７Ｂの板厚の最小値をｔ１５とし、
端部領域７Ａ、７ＢのＹ方向の幅をＬ１１とし、
内側領域９Ａ、９Ｂの板厚であって、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面において傾斜していない領域における板厚をｔ１２とし、
前記内側領域の幅であって、前記内側領域の裏面において傾斜している領域の前記第１の方向の幅をＬ１３とした場合、
ｔ１１、ｔ１２、ｔ１５、Ｌ１１、およびＬ１３が、以下の式（１１）、式（１３）、式（１４）、式（１５）および式（１６）を満たすことが好ましく、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１５、Ｌ１１、およびＬ１３が、式（１１）〜（１６）を満たすことがより好ましい。
ｔ１２＞ｔ１１＞ｔ１５                      ・・・（１１）
ｔ１１（ｍｍ）＜９                        ・・・（１３）
１０＜Ｌ１１（ｍｍ）＜３５                ・・・（１４）
ｔ１５（ｍｍ）＞３                        ・・・（１５）
３＜Ｌ１３（ｍｍ）＜３５                ・・・（１６）
【０１０２】
なお、内側領域９Ａ、９Ｂの板厚であって、内側領域９Ａ、９Ｂの裏面において傾斜していない領域における板厚が一定でない場合は、裏面の傾斜が無い領域内の板厚の最小値を板厚ｔ１２とする。
【０１０３】
なお、スパッタリングターゲット１０８のように、端部領域７Ａ、７Ｂの裏面がＹ方向において、酸化物焼結体３の外側から内側に向かって連続的に傾斜している場合（傾斜角度が一定である場合）には、端部領域７Ａ、７Ｂの外側端面１８における端部領域７Ａ、７Ｂの厚みがｔ１５に相当し、端部領域７Ａ、７Ｂの内側端面２８における端部領域７Ａ、７Ｂの厚みがｔ１１に相当する。
【０１０４】
スパッタリングターゲットは、式（１５）を満たすことにより、スパッタ放電時に割れ難くなる。
【０１０５】
スパッタリングターゲットは、式（１６）を満たすことにより、パワー耐性とターゲット寿命（ＴＧライフ）とを両立できる。
式（１６）は、好ましくは、下記式（１６Ａ）である。
５≦Ｌ１３（ｍｍ）＜３５                ・・・（１６Ａ）
【０１０６】
スパッタリングターゲットは、式（１１）を満たすことにより、パワー耐性とターゲット寿命（ＴＧライフ）とを両立できる。
【０１０７】
また、式（１１）を規定する理由は以下の通りである。
磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置において、成膜時に磁場Ｍは、Ｘ方向に揺動する。Ｙ方向には、ほとんど揺動しない。そのため、内側領域９Ａ、９Ｂおよび端部領域７Ａ、７Ｂは、磁場Ｍの端部が常に近傍に位置する領域であり、内側領域９Ａ、９Ｂおよび端部領域７Ａ、７Ｂの上面（おもて面）は、他の領域の上面（おもて面）と比べて、磁場Ｍに閉じ込められたプラズマにより高温になりやすい。
【０１０８】
また、端部領域７Ａ、７Ｂは、Ｙ方向の外側端面１８が他の領域に近接していないため、端部領域７Ａ、７Ｂの下面は、他の領域の下面と比べて、バッキングプレート５による冷却効率が良く、低温になりやすい。
そのため、端部領域７Ａ、７Ｂは、他の領域と比べて、板厚方向の温度差（前記式（Ｂ）のΔＴ）が大きくなり、熱応力による割れが生じやすい。
よって、端部領域７Ａ、７Ｂのｔ１１は、薄い方が好ましい。
【０１０９】
また、スパッタリングターゲット１０８は、磁場揺動タイプの装置用ターゲットであるため、内側領域９Ａ、９Ｂは、成膜時に磁場Ｍおよび磁場Ｍに閉じ込められたプラズマが常に位置する領域である。よって、スパッタリングターゲット１０８の寿命を延ばすためには、板厚ｔ１２が厚い方が好ましい。
一方で、内側領域９Ａ、９Ｂは、端部領域７Ａ、７Ｂと中間領域１１との間に挟まれており、端面から熱が逃げにくいため、板厚方向の温度差は端部領域７Ａ、７Ｂほど大きくならない。よって、内側領域９Ａ、９Ｂは、板厚を厚くしても、端部領域７Ａ、７Ｂと比べて割れが生じにくい。
よって、端部領域７Ａ、７Ｂの板厚ｔ１１は、内側領域９Ａ、９Ｂの板厚ｔ１２よりも薄いことが好ましい。
【０１１０】
なお、スパッタリングターゲット１０８のように、プラズマが集中する領域を厚くしたターゲットを、ＥＰ(エロージョンパターン)形状ターゲットともいう。
【０１１１】
式（１２）から式（１４）を規定する理由は以下の通りである。
Ｌ１１が長くなるほど、端部領域７Ａ、７Ｂが磁場Ｍの端部に近づく（図３参照。図３のＬ１は、スパッタリングターゲット１０８におけるＬ１１と対応する）。そのため、成膜時に端部領域７Ａ、７Ｂが摩耗しやすくなる。よってＬ１１が長くなるほどｔ１１は厚くする必要がある（式（１２））。
式（１２）は、好ましくは、下記式（１２Ａ）であり、より好ましくは、下記式（１２Ｂ）であり、さらに好ましくは、下記式（１２Ｃ）であり、特に好ましくは、下記式（１２Ｄ）である。
ｔ１１（ｍｍ）≧Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４．２５  ・・・（１２Ａ）
ｔ１１（ｍｍ）≧Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４．５    ・・・（１２Ｂ）
ｔ１１（ｍｍ）≧Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋４．７５  ・・・（１２Ｃ）
ｔ１１（ｍｍ）≧Ｌ１１（ｍｍ）×０．１＋５        ・・・（１２Ｄ）
ただし、ｔ１１を厚くしすぎると、熱応力による割れが生じやすくなるため、厚さには上限がある（式（１３））。
さらに、Ｌ１１が長すぎると端部領域７Ａ、７Ｂが磁場Ｍの端部に近づくため、Ｌ１１にも上限がある（式（１４））。Ｌ１１が短すぎると端部領域７Ａ、７Ｂが狭くなり過ぎ、熱応力による割れが生じやすくなるため、Ｌ１１には下限もある（式（１４））。
【０１１２】
ｔ１１およびＬ１１は、以下の式（１３Ａ）および式（１４Ａ）に示す条件を満たすことが、より好ましい。
ｔ１１（ｍｍ）＜８．５            ・・・（１３Ａ）
１２．５≦Ｌ１１（ｍｍ）≦３２．５  ・・・（１４Ａ）
【０１１３】
ｔ１１およびＬ１１は、以下の式（１３Ｂ）および式（１４Ｂ）に示す条件を満たすことが、さらに好ましい。
ｔ１１（ｍｍ）≦８・・・（１３Ｂ）
１５≦Ｌ１１（ｍｍ）≦３０・・・（１４Ｂ）
【０１１４】
スパッタリングターゲット１０８の寿命を長くするためには、ｔ１１およびｔ１２は、以下の式（１７）を満たすことが、より好ましい。
０．６＜ｔ１１／ｔ１２＜０．８  ・・・（１７）
【０１１５】
中間領域１１の板厚をｔ１３とした場合、ｔ１３、ｔ１２、およびｔ１３は、以下の式（１８）を満たすのが、より好ましい。
ｔ１２＞ｔ１１＞ｔ１３              ・・・（１８）
これは、成膜時に、磁場ＭのＸ方向位置によってはプラズマが中間領域１１に接触しない時間があり、中間領域１１は、端部領域７Ａ、７Ｂおよび内側領域９Ａ、９Ｂと比べて消耗が遅いので、必ずしも厚くする必要がないためである。また、中間領域１１の板厚を薄くした方がコスト面で有利なためである。
中間領域１１内で板厚が一定でない場合は、領域内の板厚の最小値を板厚ｔ１３とする。
【０１１６】
第三の態様に係る酸化物焼結体３の具体的な寸法は、式（１２）を満たすのであれば、特に限定されない。例えば大型スパッタ装置に標準で用いられる、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置用ターゲットとして好適である範囲として、以下の範囲が挙げられる。
【０１１７】
スパッタリングターゲット１０８において、長方形の長辺（図３のＬＹと対応。）は、２３００ｍｍ以上、３８００ｍｍ以下が好ましい。スパッタリングターゲット１０８において、長方形の長辺（図３のＬＹと対応。）は、より好ましくは、２５００ｍｍ以上、３６００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２５００ｍｍ以上、３４００ｍｍ以下である。
【０１１８】
スパッタリングターゲット１０８において、長方形の短辺（図３のＬｘと対応。）は、２００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましい。スパッタリングターゲット１０８において、長方形の短辺（図３のＬｘと対応。）は、より好ましくは、２３０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である。
【０１１９】
板厚ｔ１２は、９ｍｍ以上、１５ｍｍ以下が好ましい。板厚ｔ１２は、より好ましくは、９ｍｍ以上、１２ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、９ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。
【０１２０】
Ｌ１１は、１０ｍｍ超、３５ｍｍ未満が好ましく、より好ましくは、１２．５ｍｍ以上、３２．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、１５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であり、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が特に好ましい。
【０１２１】
内側領域９Ａ、９ＢのＹ方向（第１の方向）の幅Ｌ１２は、１７０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましい。内側領域９Ａ、９ＢのＹ方向（第１の方向）の幅Ｌ１２は、より好ましくは、１８０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、１８５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である。幅Ｌ１３と幅Ｌ１２とは、Ｌ１２≧Ｌ１３の関係を満たし、Ｌ１２＞Ｌ１３の関係を満たすことが好ましい。
【０１２２】
中間領域１１の幅Ｌ１４（図１２参照）は、１７００ｍｍ以上、３５００ｍｍ以下が好ましい。中間領域１１の幅Ｌ１４（図１２参照）は、より好ましくは、１９００ｍｍ以上、３２００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２０００ｍｍ以上、３０００ｍｍ以下である。
【０１２３】
領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの幅Ｌ１５（図１２参照）は、２５０ｍｍ以上、１７００ｍｍ以下が好ましい。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの幅Ｌ１５（図１２参照）は、より好ましくは、５００ｍｍ以上、１２００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、６００ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下である。
【０１２４】
スパッタリングターゲット１０８を、磁場揺動型のマグネトロンスパッタに用いる場合、Ｘ方向で、成膜時の消耗が最も大きい位置、およびその位置の消耗深さを基準に、Ｌ１１、および端部領域７Ａ、７Ｂの内側端部（図１２のＸ方向位置Ｐ）を規定することもできる。ここでは、成膜時の消耗が最も大きい位置を最大エロージョン位置と称す。最大エロージョン位置における消耗深さを最大エロージョン深さと称す。
Ｐの位置は、最大エロージョン深さの５０％以上７５％以下の消耗深さとなる位置が好ましい。５０％以上の消耗深さの位置とすることにより、スパッタリングターゲット１０８が割れにくくなる。７５％以下の消耗深さの位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。
【０１２５】
Ｐの位置は、最大エロージョン位置からＸ方向端部に向けて１０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の位置が好ましい。１０ｍｍ以上の位置とすることにより、ターゲット寿命を維持できる。３０ｍｍ以下の位置とすることにより、スパッタリングターゲット１０８が割れにくくなる。
【０１２６】
スパッタリングターゲット１０８における内側領域９Ａ、９Ｂと中間領域１１とのギャップＧ２の寸法も特に限定されない。ギャップＧ２の寸法は、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
【０１２７】
以上が、スパッタリングターゲットの各種態様の説明である。
【０１２８】
（スパッタリングターゲットの組成、結晶構造および物性）
次に、本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲット１の組成、および結晶構造について説明する。
スパッタリングターゲット１の組成、および結晶構造は、特に限定されない。ただし、本実施形態に係るスパッタリングターゲット１としては、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を用いた成膜の際に、割れの問題が生じるような、線膨張率が大きく、熱伝導率が小さい酸化物焼結体を含むスパッタリングターゲットが好適である。酸化物焼結体としては、インジウム元素（Ｉｎ）、スズ元素（Ｓｎ）、および亜鉛元素（Ｚｎ）を含有する酸化物からなり、Ｚｎ２ＳｎＯ４で表されるスピネル構造化合物を含有する焼結体が効果的である。さらに、酸化物焼結体としては、Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ〔式中、ｍは２〜７の整数である。〕で表される六方晶層状化合物も含有する焼結体がより効果的である。
スパッタリングターゲットの結晶構造は、Ｘ線回折測定装置（ＸＲＤ）により確認することができる。
【０１２９】
酸化インジウムと酸化亜鉛とからなる六方晶層状化合物は、Ｘ線回折法による測定において、六方晶層状化合物に帰属されるＸ線回折パターンを示す化合物である。具体的には、Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍで表される化合物である。式中のｍは、２〜７、好ましくは３〜５の整数である。ｍが２以上であれば、化合物は六方晶層状構造をとる、また、ｍが７以下であれば、体積抵抗率を低くできる。
酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式（７）を満たすのが、好ましい。
０．４０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．８０                ・・・（７）
【０１３０】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．４以上であると、スパッタリング成膜した際に、酸化物焼結体中にスピネル相が生じやすくなり、半導体としての特性を容易に得られる。Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．８０以下であれば、酸化物焼結体においてスピネル相の異常粒成長による強度の低下を抑制できる。また、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．８０以下であれば、酸化物半導体膜の移動度の低下を抑制できる。Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）は、０．５０以上０．７０以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式（８）を満たすのが、好ましい。
０．１５≦Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．４０                      ・・・（８）
【０１３１】
Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）が、０．１５以上であると、酸化物焼結体においてスピネル相の異常粒成長による強度の低下を抑制できる。Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．４０以下であれば、酸化物焼結体中において、スパッタ時の異常放電の原因となる酸化錫の凝集を抑制できる。また、Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．４０以下であれば、スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物半導体膜は、シュウ酸等の弱酸によるエッチング加工を容易に行うことができる。Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．１５以上であれば、エッチング速度が速くなり過ぎるのを抑制できエッチングの制御が容易になる。Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｚｎ）は、０．１５以上０．３５以下であることがより好ましい。
【０１３２】
酸化物焼結体は、各元素の原子比が下記式（９）を満たすのが、好ましい。
０．１０  ≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）≦０．３５            ・・・（９）
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）は、０．１０以上とすることにより、得られるスパッタリングターゲットのバルク抵抗を低くできる。また、酸化物半導体膜の移動度が極端に低くなるのを抑制できる。Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．３５以下であれば、スパッタリング成膜した際に、膜が導電体になるのを抑制でき、半導体としての特性を得ることが容易になる。Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）は、０．１０以上０．３０以下であることがより好ましい。
【０１３３】
酸化物焼結体の各金属元素の原子比は、原料の配合量により制御できる。また、各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
【０１３４】
次に、スパッタリングターゲットに含まれる酸化物焼結体の物性を説明する。
【０１３５】
酸化物焼結体は、抗折強度３０点の平均値が３２０ＭＰａ以下であることが好ましく、３００ＭＰａ以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体は、抗折強度３０点の最低値が２００ＭＰａ以下であることが好ましく、１８０ＭＰａ以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体の抗折強度は、酸化物焼結体の１タイルから均等に３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの試験片を切り出し、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１に準拠して３点曲げ試験を実施することにより測定できる。３０個の試験片について抗折強度を測定し、その平均値および最低値を算出した。
【０１３６】
酸化物焼結体は、線膨張係数が７．５０×１０−６／Ｋ以上であることが好ましく、７．７×１０−６／Ｋ以上であることがより好ましい。
酸化物焼結体の線膨張係数は、ＪＩＳ  Ｒ  １６１８法に準拠して、測定温度３０℃〜５００℃、昇温速度１０Ｋ／ｍｉｎ、大気中雰囲気で実施することにより測定できる。
【０１３７】
酸化物焼結体は、弾性率が１５０ＧＰａ以上であることが好ましく、１５５ＧＰａであることがより好ましい。
酸化物焼結体の弾性率は、ＪＩＳ  Ｒ  １６０２法に準拠して、超音波探傷装置を用い、室温、大気中にて実施することにより測定できる。
【０１３８】
酸化物焼結体は、熱伝導率が６．５（Ｗ／ｍ／Ｋ）以下であることが好ましく、６．０（Ｗ／ｍ／Ｋ）以下であることがより好ましい。
酸化物焼結体の熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ  １６１１法に準拠して、比熱容量をレーザーフラッシュ法（室温、真空中）で測定し、熱拡散率をレーザーフラッシュ法（室温、大気中）で測定し、熱伝導率を下記式から算出した。
λ（熱伝導率）＝Ｃｐ（比熱容量）×ρ（密度）×α（熱拡散率）
ρは、酸化物焼結体の密度である。
【０１３９】
酸化物焼結体の密度は、熱伝導率測定サンプルの寸法及び重量から算出した。
酸化物焼結体は、（線膨張係数×弾性率）／熱伝導率が２００Ｐａ／Ｗ以上であることが好ましく、２２０Ｐａ／Ｗ以上であることがより好ましい。
【０１４０】
以上が、本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲット１の組成、結晶構造および物性についての説明である。
スパッタリングターゲット１の組成、結晶構造および物性についての説明は、第二の態様および第三の態様に係るスパッタリングターゲットにも適用できる。
【０１４１】
（酸化物半導体膜の成膜方法）
次に、本実施形態に係るスパッタリングターゲット１を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法について、簡単に説明する。
成膜方法は、特に限定されない。ただし、スパッタリングターゲット１は、磁場揺動型のマグネトロンスパッタ装置を成膜装置として用いた成膜に好適である。
具体的には、磁場Ｍの揺動方向をＸ方向とし、磁場ＭのＹ方向における端部が内側領域９Ａから端部領域７Ａ、内側領域９Ｂから端部領域７Ｂに位置するように成膜を行う。この方法によれば、最も板厚ｔ２が厚い内側領域９Ａ、９Ｂにプラズマが集中するので、ターゲット寿命を確保できる。さらに、この方法によれば、板厚が内側領域９Ａ、９Ｂよりも薄い端部領域７Ａ、７Ｂの熱応力が最も高くなるため、割れも防止できる。
以上が本実施形態に係るスパッタリングターゲット１を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法の説明である。
スパッタリングターゲット１を用いた、酸化物半導体膜の成膜方法の説明は、第二の態様および第三の態様に係るスパッタリングターゲットにも適用できる。
【０１４２】
このように、本実施形態によれば、Ｙ方向に配列された端部領域７Ａ、７Ｂと内側領域９Ａ、９Ｂを有する板状の酸化物焼結体３を備え、ｔ１、Ｌ１、およびｔ２が、式（１）〜式（４）を満たす。
そのため、ターゲット寿命を極端に短くすることなく、成膜時における割れを防止できる。
【実施例】
【０１４３】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に限定されない。【０１４４】
（予備試験）
まず予備試験として、公知のＩＴＺＯ系スパッタリングターゲットを、マグネトロンスパッタに用いた場合をシミュレーションし、応力分布とエロージョン領域との関係を計算した。具体的な手順は以下の通りである。【０１４５】
まず、スパッタリングターゲットとして、図１３に示す公知のＩＴＺＯ系のスパッタリングターゲット１Ａを想定した。このスパッタリングターゲット１Ａは、図１に示すスパッタリングターゲット１とは異なり、端部領域７Ａ、７Ｂおよび内側領域９Ａ、９Ｂを合わせた領域に相当する比較端部領域３１を端部に有する。スパッタリングターゲット１Ａの密度は６．３９ｇ／ｃｍ３、ポアソン比は０．２８、弾性率（Ｅ）は１５８ＧＰａ、線膨張率（α）は７．７×１０−６／Ｋ、熱伝導率（λ）は４．８７Ｗ／ｍ／Ｋ、比熱は４１６Ｊ／ｋｇ／℃とした。【０１４６】
スパッタリングターゲット１Ａの寸法としては、Ｘ方向の全長Ｌｘを２７２ｍｍ、Ｙ方向の全長ＬＹを２５２５ｍｍ、比較端部領域３１の板厚ｔ２を９ｍｍ、比較端部領域３１のＹ方向長さを２００ｍｍ、中間領域１１の板厚ｔ３を６ｍｍとした。【０１４７】
このスパッタリングターゲット１Ａに対して、Ｘ方向の最大長が２３２ｍｍ、Ｙ方向の最大長が２５７６ｍｍとなるループを形成する磁場Ｍを想定し、磁場Ｍを０．１ｍｍ／ｓでＸ方向の両端部間を往復移動（揺動）させた。【０１４８】
スパッタ電力は１６ｋＷ、熱伝達係数は５８００Ｗ／ｍ２／Ｋとした。【０１４９】
この条件で２０００秒保持した後の、スパッタリングターゲット１Ａの板厚方向温度差を有限要素法で計算し、式（Ａ）および式（Ｂ）を用いて熱応力を求め、相対的な分布を計算した。
熱応力（σ）＝−Ｅ×α×ΔＴ    ・・・（Ａ）
ΔＴ＝［Ｑ×ｄ／Ａ］／λ        ・・・（Ｂ）
式（Ａ）および式（Ｂ）中の記号の説明は以下のとおりである。
Ｅ  ：スパッタリングターゲットの弾性率（ＧＰａ）
α  ：スパッタリングターゲットの線膨張率（１０−６／Ｋ）
ΔＴ：板厚方向におけるスパッタリングターゲットの表裏の温度差（Ｋ）
Ｑ  ：板厚方向にスパッタリングターゲットの表から裏に通過する熱量（Ｗ）
ｄ  ：スパッタリングターゲットの板厚（ｍｍ）
Ａ  ：板厚方向から見たスパッタリングターゲットの面積（ｍｍ２）
λ  ：スパッタリングターゲットの熱伝導率（Ｗ／ｍ／Ｋ）【０１５０】
予備試験の結果を図１３に示す。
図１３に示すように、最も熱応力の高い領域は、Ｙ方向の端部であった。【０１５１】
（パワー耐性およびライフ試験１）
予備試験の結果から、本発明者は、最も熱応力の高いＹ方向の端部の板厚を薄くすれば、熱応力を下げることができ、ターゲット寿命を極端に短くせずに割れを防止できるのではないかと考えた。【０１５２】
そこで、図１に示すように、板厚ｔ１を板厚ｔ２よりも薄くし、他の寸法は予備試験と同じスパッタリングターゲット１を作製し（試料番号２）、実機のマグネトロンスパッタ装置にて、予備試験と同じ条件でパワー耐性およびターゲット寿命（ライフ）を測定した。Ｌ１は１５ｍｍ、Ｌ２は１８５ｍｍとした。【０１５３】
パワー耐性は、スパッタリングターゲットに割れが生じない最大限度の、スパッタ電力である。スパッタリングターゲットにアーキングが発生した場合に割れが生じたと判断した。
ライフは、パワー耐性に、スパッタリングターゲットの厚さが残り１ｍｍになるまでに要した時間（ここでは単位は［ｈｒ］）を乗じた値を求め、予備試験と同条件のスパッタリングターゲットのライフを、１００％としたときの比率とした。
結果を表１に示す。表１には、比較例として、スパッタリングターゲットの厚さを６ｍｍに均一にした場合（試料番号３）も示す。予備試験のスパッタリングターゲットについては、試料番号１として表１に示す。【０１５４】
【表１】
2019026955.tif 000003
【０１５５】
表１に示すように、実施例は、ライフを短くせずに、予備試験よりもパワー耐性を向上させることができることが分かった。この結果から、Ｙ方向の端部の板厚を薄くすれば、ライフを短くせずに、高密度の成膜が可能であることが示唆された。【０１５６】
（エロージョン深さ分布測定）
次に、Ｙ方向の端部の板厚を薄くしたことにより、スパッタリングターゲットの消耗の深さおよび消耗の位置が影響を受けないかを調査するため、「試料番号２」の試験開始後１００時間経過後の試料について、Ｙ方向のエロージョン深さの分布を測定した。
測定領域は、Ｙ方向に平行な３か所（図１３の上端からＸ方向に５０ｍｍ、１３６ｍｍ、および２２２ｍｍ、図１４ではＸ方向位置：４、５、６と記載）とし、３か所の実測値、および平均値を求めた。
結果を図１４に示す。図１４の横軸の「Ｙ方向位置」とは、Ｙ方向左端を０とした場合のＹ方向における位置を意味する。
図１４に示すように、エロージョン深さが最も深い領域は、Ｙ方向の端部から１５ｍｍ超、３０ｍｍ以下程度、内側の領域であった。これは内側領域９Ａ、９Ｂの範囲内である。またＹ方向の端部から１５ｍｍ以下の領域は、最大エロージョン深さの７５％以下の消耗深さであり、大半は５０％以下であった。【０１５７】
この結果から、最も熱応力が高い領域と、エロージョン深さが最も深い領域と、は異なることが分かった。そのため、特許文献７〜８に記載のように、エロージョン深さが最も深い領域を分割しても、熱応力による割れの防止は不十分であることが分かった。
また、この結果から、端部領域７Ａ、７Ｂは、熱応力が最も大きい一方で、エロージョン深さは内側領域９Ａ、９Ｂと比べて浅いため、板厚ｔ１を薄くしてもライフに影響し難いことが分かった。【０１５８】
（Ｌ１、ｔ１、およびｔ２の最適化）
次に、ライフを極端に短くせずにパワー耐性を向上させることができるＬ１、ｔ１、およびｔ２の範囲を特定するため、試料番号２において、Ｌ１、ｔ１、およびｔ２を変化させたスパッタリングターゲットを作製し、他の条件は試料番号２と同じ条件で、パワー耐性およびライフを評価した。ライフは、８０％以上を合格とした。パワー耐性は、１０ｋＷ以上を合格とした。結果を表２に示す。表２中、式（１）〜（４）のそれぞれを満たす場合を「Ａ」と表記し、満たさない場合を「Ｂ」と表記した。【０１５９】
【表２】
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【０１６０】
表２に示すように、式（１）乃至式（４）の全てを満たす場合は、パワー耐性およびライフが合格であった。
また、パワー耐性およびライフが合格であるスパッタリングターゲットの中でも、０．６＜ｔ１／ｔ２＜０．８の範囲を満たすスパッタリングターゲット（試料番号の８、９、１３）において、パワー耐性が、より高かった。【０１６１】
（パワー耐性およびライフ試験２）
図１２に示すように端部領域７Ａ、７Ｂおよび内側領域９Ａ、９Ｂの裏面に傾斜を有し、表３に示す寸法を満たすＩＴＺＯ系スパッタリングターゲットを作製した。傾斜角度および表３に示す寸法以外の寸法は、前述の予備試験と同様に作製した。
作製したスパッタリングターゲットについて、実機のマグネトロンスパッタ装置にて、予備試験と同じ条件でパワー耐性およびターゲット寿命（ライフ）を測定した。【０１６２】
前述の「パワー耐性およびライフ試験１」と同様の評価基準を用いて、表３に示す試料番号のスパッタリングターゲットについて、パワー耐性およびターゲット寿命（ライフ）を評価した。評価結果を表３及び表４に示す。試料番号２８としては、傾斜角度が０°であり、端部領域の裏面が傾斜していない試料を用いた。
表３中、式（１１）〜（１６）のそれぞれを満たす場合を「Ａ」と表記し、満たさない場合を「Ｂ」と表記した。【０１６３】
【表３】
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【０１６４】
【表４】
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【０１６５】
表３及び表４に示すとおり、試料番号２３〜２７のように、端部領域の裏面が酸化物焼結体の端部から内側に向かう下り勾配の傾斜を有し、かつ式（１２）の関係を満たすことで、パワー耐性及びターゲット寿命（ライフ）が合格であった。さらに、試料番号２６および試料番号２７のように、端部領域の傾斜角度が１０度以上１２度以下であることにより、ターゲット寿命（ライフ）が向上した。
【符号の説明】
【０１６６】
１…スパッタリングターゲット、３…酸化物焼結体、５…バッキングプレート、７Ａ、７Ｂ…端部領域、９Ａ、９Ｂ…内側領域、１１…中間領域、１３…本体、１３Ａ…保持面、１５…凸部、１７Ａ、１７Ｂ…スペーサ、２１Ａ、２３Ａ、２５Ａ…おもて面、２１Ｂ、２３Ｂ、２５Ｂ…裏面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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