JP2636941B2 - 複合アルミニウム板、その製法、該複合アルミニウム板からなる陰極スパツター用ターゲツト及びその製法 - Google Patents

複合アルミニウム板、その製法、該複合アルミニウム板からなる陰極スパツター用ターゲツト及びその製法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は陰極スパツタによるコーテイング工程用のタ
ーゲツトとして使用できる複合アルミニウム板に関す
る。該複合板は純アルミニウム（Al99.99）又は純ア
ルミニウム（Al99.99）を基盤とした溶融二成分もし
くは三成分合金の利用層と支持層より成り立つている。
〔従来の技術〕
物理的コーテイング法の一つである陰極スパツターに
おいては、スパッターすべき材料、ターゲツトに電場で
加速した高エネルギー気体イオン類が衝突する。
このような方法で、表面の原子がターゲツトより叩き
出されコーテイングされる表面に蒸着し、層を形成す
る。更に磁場をターゲツトに加えるとペンニングの原理
が利用でき、これによりスパツター速度は著しく増大す
る。このような方法をマグネトロンスパツターと称して
いる。この方法で、運動エネルギーに換わるのは、加え
たエネルギーの僅かの割合にすぎず、大半は熱に変換す
る。この熱を放出するためにターゲツトの背面を強力に
冷却する必要がある。
アルミニウムやアルミニウム合金のような材料は、衝
突加熱で安定性が影響をうける。
それでも高エネルギー出力によるスパツターを可能に
するには、機械的安定性が高く熱伝導性の優れた背面板
をターゲツトに設け、ターゲツトの加熱とその“ゆが
み”を出来る丈低く抑えるようにする。
この技術の現況によれば、アルミニウム及びアルミニ
ウム合金類用の背面板は銅により構成され、両金属は接
着、はんだ或は爆発めつきで結合するのが普通である。
圧延結合は銅壁の厚さが3mm以上である必要があるので
可能ではない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は簡単かつ安価な方法で製造できるスパ
ツター技法或はそれに類した応用に供し、その支持層の
HB硬度が最低70であり、スパツター技法用のターゲツト
の製造に適した複合アルミニウム板を提供することであ
つた。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題は、特許請求の範囲に記載した複合アルミニ
ウム板、その製法、該複合アルミニウム板からなる陰極
スパツター用ターゲツト及びその製法により解決され
る。
本発明の技術思想は本質的には、複合アルミニウム板
が、有利にはAlMgSiタイプの再結晶化により析出硬化し
うる合金の支持層と純アルミニウム（Al≧99.99）又は
純アルミニウム（Al≧99.99）基盤に溶融した二成分も
しくは三成分の合金をより成る利用層と支持層より成る
ことにあり、利用層の厚さは10〜20mm、支持層の厚さは
３〜10mmである。
この構成全体は好ましくは350゜と450℃の間の温度で
圧延結合を行い製造する。支持材の割合は好ましくは全
体の厚さの20から35％を占る。少くとも20％の圧延率で
圧延結合を行つた後、複合板を450〜540℃の金属温度で
30分以内、好ましくは15分以内固溶化熱処理を行い、水
中で急冷し、続いて160〜180℃で２〜16時間人工的時効
処理を行う。
この処理を行うと一方では支持層の強度が他方では利
用層の構造が改良される。利用層では延伸比（elongati
on ratio）＜４で、平均粒径は＜4mmである。有利な実
施態様によれば、支持層はAlMgSi型の合金より成り、48
5〜495℃の固溶化熱処理と続く人工的時効処理を行つた
後84以上のHB硬度を持つものである。また利用層は純ア
ルミニウム（Al99.99）又は純アルミニウム基盤とし
て合金となる元素Si、Cu、Tiの少くとも一つを含む溶融
二成分もしくは三成分合金から成り、粒径は2mm未満、
延比が２以下のものである。粒子が均一であり微細であ
ることは特にスパツターの間に一様に脱離を行う上で利
点がある。
冒頭に説明したように利用層はスパツター時に高エネ
ルギーガスイオン類の衝突を受ける。一様な脱離とそれ
に伴う利用層の最長の使用寿命を可能にするために利用
層は出来る丈均一かつ均質に形成する必要がある。支持
体材の比率が全体の厚さの20から30％であるとき、350
〜450℃の温度範囲で少くとも20％の圧延度の本発明に
よる圧延結合を行うと最高の均一性、均質性が得られ
る。
利用層に適合した粒子を得るには450〜550℃の金属温
度で30分以内、固溶化熱処理をするのが決定的に重要と
なる。延伸比＜２の擬球状系の微粒子を目的とする。本
発明によれば、このような粒子が固溶化熱処理後得られ
る。デデリツチ（Dederich）とコストロン（Kostron）
の方法で測定した平均粒径は1mm未満であつた。本発明
の方法で重要なことは熱処理時間を正確に守ることであ
る。固溶化熱処理の時間が30分を越すと粒子は粗くなり
利用層の脱離の間のスパツター速度が不規則となる。こ
れが不規則だと基質に不均一に被覆することになる。
併し固溶化熱処理の時間が１分以内だと固溶化される
人工的時効アルミニウム含有相の割合が充分ではなく、
人工的時効処理後の支持層の硬度が70HBに達せず、その
場合陰極スパツター法によるコーテイングで使用する負
荷の下での複合板の安定性が不足することになる。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によつてより詳細に説明する。こ
れは例であつて、限定するものではないことを理解され
るべきである。
本発明による方法を適用した圧延により製造した複合
スラブはAl99.99％と１％のSiより成る厚さ14mmの利用
層と厚さ5mmのAlMgSiの支持層より構成されており、こ
れをＡとＢに分け、次の様な処理を行つた。
次にこの板を冷水で急冷し160℃で16時間をかけ人工
的時効処理を行つた。
支持層のブリネル硬度及び利用層の砕体部分の縦方向
の粒度につき測定し以下の結果を得た。
本発明により製造した２つのアルミニウム複合板の上
記比較により、延伸比１の必要とする擬球状構造が本発
明の条件下で得られることが判る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による複合アルミニウム板の断面図、第
２図及び第３図は本発明によるアルミニウム複合板の粉
砕断面の結晶構造を20:1の倍率で示す写真である。 １……支持層、２……利用層、３……複合板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス・クヴアデラー リヒテンシユタイン国シヤーン・パルデ イール 59 (56)参考文献 特開 昭55−115968（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−120758（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】純アルミニウム（Al≧99.99）又は純アル
    ミニウム（Al≧99.99）を基盤とした二成分もしくは三
    成分の溶融合金の利用層と支持層より成り、陰極スパツ
    タ法によるコーテイングのターゲツトとして使用できる
    複合アルミニウム板において、支持層が最低70HB硬度の
    析出硬化可能のアルミニウム合金より成ることを特徴と
    する複合アルミニウム板。
  2. 【請求項２】支持層と利用層が圧延結合されている請求
    項１記載のアルミニウム複合板。
  3. 【請求項３】利用層が延伸比Ｓ＜４で平均粒径＜4mmで
    ある請求項１記載のアルミニウム複合板。
  4. 【請求項４】利用層が８〜20mmの厚さであり、支持層が
    ２〜10mmの厚さである請求項１から３までのいずれか１
    項記載のアルミニウム複合板。
  5. 【請求項５】請求項１から４までのいずれか１項記載の
    アルミニウム複合板を製造する方法において、利用層
    と、全体の厚さの20〜35％を成す支持層とを350〜450℃
    の温度で、少なくとも20％の圧延率で圧延結合し、次い
    でこの複合板を450〜550℃の金属温度で30分以内固溶化
    熱処理を行い、水中で急冷し、続いて160〜180℃で２〜
    16時間人工的時効処理を行うことを特徴とするアルミニ
    ウム複合板の製法。
  6. 【請求項６】請求項１から４までのいずれか１項記載の
    複合板より製造したスパツタリング技術用ターゲツト。
  7. 【請求項７】請求項６記載のターゲツトを製造する方法
    において、支持層がAlMgSiから成り、該支持層の固溶化
    熱処理を485〜495℃で金属温度で３〜10分間行うことを
    特徴とするスパツター用ターゲツトの製法。
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