JPH07316801A - Mosaic target and its production - Google Patents
Mosaic target and its productionInfo
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- JPH07316801A JPH07316801A JP13242994A JP13242994A JPH07316801A JP H07316801 A JPH07316801 A JP H07316801A JP 13242994 A JP13242994 A JP 13242994A JP 13242994 A JP13242994 A JP 13242994A JP H07316801 A JPH07316801 A JP H07316801A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の異種材料のピー
スから構成される固相接合モザイクターゲット及びその
製造方法に関するものであり、特には接合界面での剥離
を防止するために隣り合う異種材料のピースの接合面が
互いに嵌合し合う凹凸段差を有することを特徴とするモ
ザイクターゲット及びその製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-phase-bonded mosaic target composed of a plurality of pieces of different materials and a method for manufacturing the same, and in particular, it is necessary to dispose adjacent heterogeneous heterogeneous targets in order to prevent separation at the bonding interface. The present invention relates to a mosaic target characterized in that the bonding surfaces of the pieces of material have uneven steps that fit with each other, and a method for manufacturing the mosaic target.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ターゲットは、スパッタリングにより各
種の半導体デバイスの電極、ゲート、配線、素子、絶縁
膜、保護膜等を基板上に形成するためのスパッタリング
源となる、通常は円盤状の板である。加速された粒子が
ターゲット表面に衝突するとき運動量の交換によりター
ゲットを構成する原子が空間に放出されて対向する基板
上に堆積する。スパッタリングターゲットとしては、Ａ
ｌ及びＡｌ合金ターゲット、高融点金属及び合金（Ｗ、
Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ等及びＷ−Ｔｉのような
その合金）ターゲット、金属シリサイド（ＭｏＳｉX 、
ＷＳｉx 、ＮｉＳｉx 等）ターゲット等が代表的に使用
されてきた。2. Description of the Related Art A target is usually a disk-shaped plate which serves as a sputtering source for forming electrodes, gates, wirings, elements, insulating films, protective films, etc. of various semiconductor devices on a substrate by sputtering. . When the accelerated particles collide with the target surface, the atoms constituting the target are released into space by the exchange of momentum and are deposited on the facing substrate. As a sputtering target, A
l and Al alloy targets, refractory metals and alloys (W,
Mo, Ti, Ta, Zr, Nb etc. and their alloys such as W-Ti) targets, metal suicides (MoSi x ,
Targets such as WSi x , NiSi x, etc. have been typically used.
【０００３】一般的に、２成分以上を有する合金若しく
は化合物ターゲットを製造する方法としては、溶解法や
粉末冶金法によって合金若しくは化合物にしてターゲッ
トとしているが、密度、組成、酸素濃度等の問題でこう
した方法では良質のターゲットができない場合には、モ
ザイク方式が採用されることが多い。モザイク方式と
は、ターゲットが２成分以上を有する場合に、単一成分
若しくはその合金乃至化合物を適当な形状に加工し、そ
れらを適当に組合せて全体として円盤状又は角板状にな
るように配列し、ターゲット全体で目的の組成とするも
のである。こうして組み合わせ配列されたターゲットを
モザイクターゲットと呼ぶ。このモザイクターゲットに
おいて構成単位を形成しそして突き合わせ関係で配列さ
れる、適当な形状に加工した単一成分若しくはその合金
乃至化合物のバルク乃至板材はピースと呼ばれている。
例えば、Ｔａ−Ｍｏモザイクターゲットでは、Ｔａピー
スとＭｏピースとが縞状に或いは放射状に交互に組合せ
て配列される。モザイクターゲットの例としては、上記
のＴａ−Ｍｏターゲットの他に、Ｔａ−Ｗ、Ｔａ−Ｔ
ｉ、Ｗ−Ｔｉのような高融点金属の合金から成るターゲ
ット、シリサイドターゲットを挙げることができる。金
属シリサイドターゲットでは、金属ピースとシリコンピ
ースとが縞状に或いは放射状に交互に組合せて配列され
る。Generally, as a method for producing an alloy or compound target having two or more components, an alloy or compound target is prepared by a melting method or a powder metallurgy method, but there are problems such as density, composition and oxygen concentration. When a good quality target cannot be obtained by such a method, a mosaic method is often adopted. The mosaic method is a process in which a single component or its alloy or compound is processed into an appropriate shape when the target has two or more components, and these are appropriately combined to form a disc or square plate as a whole. However, the target composition is set as the whole target. The targets thus combined and arranged are called mosaic targets. In this mosaic target, a bulk or plate material of a single component or its alloy or compound processed into an appropriate shape, which forms a constituent unit and is arranged in a butt relationship, is called a piece.
For example, in a Ta-Mo mosaic target, Ta pieces and Mo pieces are arranged alternately in stripes or in a radial pattern. Examples of the mosaic target include Ta-W and Ta-T in addition to the Ta-Mo target described above.
Examples of the target include a target made of an alloy of a refractory metal such as i and W-Ti, and a silicide target. In the metal silicide target, metal pieces and silicon pieces are arranged alternately in stripes or in a radial pattern.
【０００４】従来からのモザイクターゲットは、各ピー
スを突き合わせ、そのままバッキングプレートにＩｎ等
のロー材を使用してボンディングするか或いはバッキン
グプレートに直接焼き嵌めていた。しかし、この方法で
は突き合わせ面に数μｍ〜数百μｍの隙間が生じ、この
部分で異常放電が発生したり、スパッタ速度が局所的に
速くなることからパーティクルの発生源となったり、ロ
ー材若しくはバッキングプレート材が一緒にスパッタさ
れたりして、スパッタ膜を汚染し、その膜特性が低下し
た。In the conventional mosaic target, each piece is abutted and bonded to the backing plate as it is by using a brazing material such as In, or is directly burned on the backing plate. However, according to this method, a gap of several μm to several hundreds μm is generated on the abutting surfaces, abnormal discharge occurs in this portion, or the spattering speed is locally increased to cause a particle generation source, or a brazing material or When the backing plate material was sputtered together, the sputtered film was contaminated and the film characteristics were deteriorated.
【０００５】この「パーティクル」とは、スパッタリン
グによる薄膜形成時に装置内を飛散する粒子がクラスタ
ー化して基板上に堆積したものを云うのであるが、この
クラスター化粒子は直径が数μｍ程度にまで大きくなる
ものが多いので、これが基板上に堆積すると、例えばＬ
ＳＩの場合は配線の短絡或いは逆に断線を引き起こす等
の問題を生じ、不良率増大の原因となる。これらのパー
ティクルはターゲットから放出される粒子に起因する。The "particles" refer to particles dispersed in the apparatus during the formation of a thin film by sputtering, which are clustered and deposited on the substrate. The clustered particles have a diameter of several μm. When it is deposited on the substrate, for example, L
In the case of SI, problems such as short-circuiting of wiring or conversely disconnection occur, which causes an increase in defective rate. These particles are due to the particles emitted from the target.
【０００６】ロー材若しくはバッキングプレート材を直
接スパッタすることを防ぐ目的で、ピースの突き合わせ
面を段付き加工或いは斜切加工する方法が採用された。
材質Ａのピースと材質Ｂのピースとが、段付き加工面を
突き合わせて或いは斜切加工面を突き合わせて、バッキ
ングプレート及び突き合わせ部をスパッタ面から隠すよ
うにしてバッキングプレートにボンディングされた。し
かしながら、この方法でも、異常放電やパーティクルの
発生は避けられない。In order to prevent the raw material or the backing plate material from being directly sputtered, a method of step-processing or obliquely cutting the abutting surfaces of the pieces has been adopted.
The piece of material A and the piece of material B were bonded to the backing plate so that the backing plate and the butted portion were concealed from the sputter surface by abutting the stepped surface or the abutted surface. However, even with this method, abnormal discharge and generation of particles cannot be avoided.
【０００７】本発明者は、先に、モザイクターゲットの
隣り合うピース間をＨＩＰ、ホットプレス、爆着等によ
り固相接合することによりこうした課題を解決しうるこ
とを見出し、複数のピースから構成されるモザイクター
ゲットにおいて、該ピースの突き合わせ部を固相接合し
たことを特徴とするモザイクターゲットを開発すること
に成功した（特願平５−１９６７１２号）。爆着とは、
爆薬等の爆発の瞬間的な高圧力を利用して接合する方法
である。The present inventor has previously found that such a problem can be solved by solid-phase joining between adjacent pieces of a mosaic target by HIP, hot pressing, explosive welding, etc., and is composed of a plurality of pieces. We succeeded in developing a mosaic target characterized in that the abutted portions of the pieces were solid-phase joined (Japanese Patent Application No. 5-196712). What is explosion?
It is a method of joining by utilizing the instantaneous high pressure of the explosion of explosives.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この拡散接合モザイク
ターゲットを使用した場合、異常放電やパーティクルの
発生がなく、安定した条件でスパッタを実施することが
でき、生成されたスパッタ膜はロー材やバッキングプレ
ート材による汚染が無く、高品質の膜特性を示した。し
かしながら、最近、ターゲットの大型化が進む中で、各
ピースの接合部分を平面同志で固相接合する方法では、
各ピースの熱膨張率が大きく異なる場合、接合界面には
熱膨張差により生じる剪断応力が発生し、接合界面の剪
断強度を低下させるために、材料が変形したり、接合界
面での剥離が生じることが改めて問題視されるようにな
った。スパッタリングターゲットでは、ピース固相接合
後、目的の形状に切断、切削、研磨等の機械加工を行
う。いずれの工程においても、接合強度が不十分な状態
では、加工中に接合界面が剥離する可能性が高くなり、
歩留が悪くなる。When this diffusion bonding mosaic target is used, spattering can be carried out under stable conditions without abnormal discharge or generation of particles, and the sputtered film produced is a brazing material or a backing. There was no contamination by the plate material and it showed high quality film characteristics. However, with the recent increase in the size of the target, in the method of solid-phase joining the joints of each piece in a plane-like manner,
When the coefficient of thermal expansion of each piece is significantly different, shear stress is generated at the joint interface due to the difference in thermal expansion, and the material deforms or peels off at the joint interface to reduce the shear strength of the joint interface. It became a problem again. In the case of a sputtering target, after solid-phase joining of pieces, mechanical processing such as cutting, cutting, and polishing into a desired shape is performed. In any process, if the bonding strength is insufficient, the bonding interface is likely to peel during processing,
Yield deteriorates.
【０００９】本発明の課題は、固相接合モザイクターゲ
ットにおいて、熱膨張差により生じる剪断応力を緩和
し、材料の変形や固相接合中或いはその後の加工工程に
おいて接合界面での剥離を防止する技術を確立すること
である。The object of the present invention is to reduce the shear stress caused by the difference in thermal expansion in the solid phase bonding mosaic target and prevent the deformation of the material and the peeling at the bonding interface during the solid phase bonding or the subsequent processing steps. Is to establish.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者は、接合界面に
おいて熱膨張差により生じる剪断応力を緩和するために
は接合界面に凹凸部を設けるのが非常に有効であること
を見出すに至った。熱膨張率の大なるピースの膨張を熱
膨張率の小なるピースの凸部または凹部の側辺により拘
束しつつ固相接合することにより熱膨張差により生じる
剪断応力を緩和し、接合界面での剥離を防止することが
できる。かくして、本発明は、（１）複数の異種材料の
ピースから構成されるモザイクターゲットにおいて、隣
り合う異種材料のピースの接合面が互いに嵌合し合う凹
凸段差を有しそして該凹凸段差を有する接合面に沿って
互いに固相接合していることを特徴とするモザイクター
ゲット、及び（２）複数の異種材料のピースから構成さ
れるモザイクターゲットの製造方法において、隣り合う
異種材料のピースの接合面に互いに嵌合し合う凹凸段差
を設け、該異種材料のピースを接合面の凹凸段差が互い
に嵌合するよう配置しそして該凹凸段差を有する接合面
に沿って互いに固相接合したことを特徴とするモザイク
ターゲットの製造方法を提供する。凹凸段差の凹部及び
凸部がテーパ加工された段差面を有するものとすること
が好ましい。The inventor of the present invention has found that it is very effective to provide a concavo-convex portion at the joint interface in order to relieve the shear stress caused by the difference in thermal expansion at the joint interface. . By restraining the expansion of the piece with a large coefficient of thermal expansion by the side of the convex or concave part of the piece with a small coefficient of thermal expansion, the solid-state bonding relaxes the shear stress caused by the difference in thermal expansion, and Peeling can be prevented. Thus, according to the present invention, (1) in a mosaic target composed of a plurality of pieces of different materials, the joining surfaces of adjacent pieces of different materials have uneven steps to be fitted to each other, and the joining having the uneven steps is provided. A mosaic target characterized by being solid-phase bonded to each other along a surface, and (2) a method of manufacturing a mosaic target composed of a plurality of pieces of different materials, wherein the bonding surfaces of adjacent pieces of different materials are bonded to each other. It is characterized in that uneven steps for fitting with each other are provided, pieces of the dissimilar material are arranged so that the uneven steps of the joining surface fit with each other, and solid-phase joining is performed along the joining surface having the uneven steps. A method of manufacturing a mosaic target is provided. It is preferable that the concave portion and the convex portion of the uneven step have a step surface tapered.
【００１１】[0011]
【作用】固相接合は、固体材料同志を接触状態におき、
適当な温度で適当な圧力をかけることにより接触界面の
原子の拡散や原子間力等により固体同志を接合させる方
法を云う。モザイクターゲットの各ピースの突き合わせ
部を固相接合することにより突き合わせ部の隙間を排除
し、隙間に起因する異常放電やロー材若しくはバッキン
グプレート材の同時スパッタによるスパッタ膜の汚染を
回避することができる。接合界面において熱膨張差によ
り生じる剪断応力を緩和するために接合界面に凹凸部を
設けることにより、熱膨張率の大なるピースの膨張を熱
膨張率の小なるピースの凸部または凹部の側辺により拘
束しつつ固相接合することにより熱膨張差により生じる
剪断応力を緩和し、接合界面での剥離を防止することが
できる。[Function] In solid-state bonding, solid materials are placed in contact with each other,
It is a method of joining solids by diffusion of atoms at the contact interface or by interatomic force by applying appropriate pressure at appropriate temperature. By solid-phase joining the abutting portions of each piece of the mosaic target, the gaps in the abutting portions can be eliminated, and abnormal discharge due to the gap and contamination of the sputtered film due to simultaneous sputtering of the brazing material or backing plate material can be avoided. . The unevenness is provided on the bonding interface to relieve the shear stress caused by the difference in thermal expansion at the bonding interface, so that the expansion of the piece having a large coefficient of thermal expansion can be suppressed by the side of the convex portion or the recess of the piece having a small coefficient of thermal expansion. By performing solid-phase bonding while restraining by, the shear stress caused by the difference in thermal expansion can be relaxed and peeling at the bonding interface can be prevented.
【００１２】[0012]
【発明の具体的な説明】本発明は、高融点金属の合金
（Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ等の合金）ターゲ
ット、金属シリサイド（ＭｏＳｉX 、ＷＳｉx 、ＮｉＳ
ｉx 等）ターゲット、金属間化合物ターゲット等を対象
とする。特に、本発明は、溶解法や粉末冶金法によって
は、密度、組成、酸素濃度等の問題で良質のターゲット
ができない場合や溶製が困難な場合等に採用され、特に
異種材料間の熱膨張の差が大きいときに有益である。そ
の好適例は、Ｔａ−Ｍｏ、Ｔａ−Ｗ、Ｔａ−Ｔｉ、Ｗ−
Ｔｉのような高融点金属の合金モザイクターゲットであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to a refractory metal alloy (W, Mo, Ti, Ta, Zr, Nb, etc.) target, metal silicide (MoSi x , WSi x , NiS).
i x, etc.) targets, intermetallic compound targets, etc. In particular, the present invention is adopted when a high-quality target cannot be produced due to problems such as density, composition, and oxygen concentration depending on the melting method or powder metallurgy method, or when melting is difficult, and especially thermal expansion between different materials. This is useful when the difference between is large. Preferred examples thereof are Ta-Mo, Ta-W, Ta-Ti, W-.
It is an alloy mosaic target of a refractory metal such as Ti.
【００１３】上述した通り、固相接合は、固体材料同志
を接触状態におき、適当な温度で適当な圧力をかけるこ
とにより拡散作用、原子間力等により固体同志を接合さ
せるものである。モザイクターゲットに固相接合法を適
用することにより各ターゲットピースの密度、組成その
他の特性を実質上犠牲とすることなくピース間の隙間を
排除してモザイクターゲットを一体化することができ
る。目的とするモザイクターゲットを構成するよう、単
一成分若しくはその合金乃至化合物のブロックや板材か
ら成るピースが突き合わせ状態で組み合わせて配列され
る。固相接合は、ＨＩＰ、ホットプレス、爆着等の方法
でもたらすことができる。ターゲット材質に適した温度
下で適当な圧力をかけ或いは無荷重で一定時間保持する
ことによりピース界面の接合をもたらすことができる。
接合温度及び圧力は材料及び使用される接合方法によ
る。例えば、ＴａピースとＭｏピースとを組み合わせた
ターゲットのＨＩＰ又はホットプレスによる固相接合の
場合、７００〜２０００℃、好ましくは１０００〜１５
００の温度範囲そして１０００〜１５００ａｔｍの荷重
範囲で固相接合可能である。こうして固相接合されたタ
ーゲット接合材は長さ方向に所定のターゲット厚さにス
ライスされまた所定のターゲット直径となるよう機械加
工される。As described above, the solid phase joining is to join the solid materials together by a diffusion action, an atomic force, etc. by placing the solid materials in contact with each other and applying an appropriate pressure at an appropriate temperature. By applying the solid phase bonding method to the mosaic target, the mosaic target can be integrated by eliminating the gaps between the pieces without substantially sacrificing the density, composition and other characteristics of each target piece. Pieces composed of blocks or plate materials of a single component or an alloy or compound thereof are arranged in abutted state in combination so as to constitute a desired mosaic target. Solid phase bonding can be achieved by methods such as HIP, hot pressing, and bombardment. Bonding at the piece interface can be brought about by applying an appropriate pressure at a temperature suitable for the target material or holding it for a certain period of time without load.
The bonding temperature and pressure depend on the materials and the bonding method used. For example, in the case of solid-state bonding by HIP or hot pressing of a target in which Ta pieces and Mo pieces are combined, 700 to 2000 ° C., preferably 1000 to 15 ° C.
Solid state bonding is possible in a temperature range of 00 and a load range of 1000 to 1500 atm. The target-bonding material thus solid-phase-bonded is sliced in the length direction to a predetermined target thickness and machined to have a predetermined target diameter.
【００１４】図３はターゲットピースの配列例並びに圧
力の適用例を示す。ここで、（ａ）はブロック状の材質
Ａのピース１と材質Ｂのピース２とを放射状に交互に並
べそしてそれらを例えばＨＩＰにより固相接合して直円
柱状のターゲット接合材を作製した状態を示す。（ｂ）
は平板状の材質Ａのピース１と材質Ｂのピース２とを交
互に重ね合わせそして例えばホットプレスにより固相接
合したターゲット接合材を示す。固相接合されたターゲ
ット接合材は所定の直径及び厚さを有するターゲットに
機械加工される。ところが、各ピースの接合部分を平面
同志で固相接合する方法では、各ピースの熱膨張率が大
きく異なる場合、接合界面には熱膨張差により生じる剪
断応力が発生し、接合界面の剪断強度を低下させるため
に、材料が変形したり、接合界面での剥離が生じる事態
が起こるのである。これは特に大型サイズのターゲット
において起こりやすい。FIG. 3 shows an example of arrangement of target pieces and an example of application of pressure. Here, (a) is a state in which block-shaped pieces 1 of material A and pieces 2 of material B are alternately arranged in a radial pattern, and they are solid-phase bonded by, for example, HIP to form a right columnar target bonding material. Indicates. (B)
Indicates a target bonding material in which flat pieces A of material A and pieces 2 of material B are alternately stacked and solid-phase bonded by, for example, hot pressing. The solid-phase bonded target bonding material is machined into a target having a predetermined diameter and thickness. However, in the method of solid-phase joining the joints of each piece in the same plane, when the thermal expansion coefficient of each piece is significantly different, shear stress is generated at the joint interface due to the difference in thermal expansion, and the shear strength of the joint interface is increased. As a result, the material may be deformed or peeling may occur at the bonding interface. This is especially likely to occur with large size targets.
【００１５】そこで、本発明に従えば、図１に示すよう
に、平板状の材質Ａのピース１と材質Ｂのピース２とを
交互に重ね合わせて固相接合する場合、隣り合うピース
１及び２の接合面３に互いに嵌合し合う凹凸段差４を設
け、ピース１及び２を接合面の凹凸段差４が互いに嵌合
するよう必要数重ねて配置しそして後凹凸段差を有する
接合面３に沿って固相接合がもたらされる。例えば、ピ
ース１の材質を熱膨張の大きなＴａとしそしてピース２
の材質を熱膨張の小さなＭｏとすると、熱膨張の大きな
Ｔａの膨張を熱膨張の小さなＭｏが両者の嵌合し合う段
差の側辺により拘束し、接合界面において生じる剪断応
力を両端部或いは中央部といった特定の部位に集中させ
ずに接合界面に沿って分散せしめる。図１の紙面がター
ゲットスパッタ面を構成する。図１の紙面と垂直な方向
の寸法がターゲット厚さ方向を定義する。Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1, when a flat piece 1 of material A and a flat piece 2 of material B are alternately superposed and solid-phase bonded to each other, adjacent pieces 1 and An uneven step 4 is formed on the joining surface 3 of the two mating parts, and the pieces 1 and 2 are arranged in a necessary number so that the uneven steps 4 of the joining surface fit each other. Along with that, solid-state bonding is brought about. For example, the material of the piece 1 is Ta, which has a large thermal expansion, and the piece 2 is
If the material of Mo has a small thermal expansion, the expansion of Ta, which has a large thermal expansion, is restrained by the side of the step where the Mo having a small thermal expansion mates with each other, and the shear stress generated at the joint interface is applied to both ends or the center. Disperse along the bonding interface without concentrating on specific parts such as parts. The paper surface of FIG. 1 constitutes the target sputtering surface. The dimension in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 defines the target thickness direction.
【００１６】段差面は図示のようにテーパ加工すること
が好ましい。テーパ角度は０度を超えそして９０度以下
である。テーパ加工することにより、段差部において互
いに嵌合する方向（図１の縦方向）において剪断応力を
緩和することができる。段差の位置は任意ではあるが、
応力緩和作用を効果的ならしめるためにピース中心部及
び両端部に形成することが好ましい。ここでは、段差部
は合計４つとして示してあるが、これに限定されるもの
ではない。両端部近くに２つだけ設けてもよいし、或い
は接合面に沿って４つ以上適当な間隔で分散せしめても
よい。凹凸段差の形状を揃えそしてそれらの位置をピー
ス全体の応力のバランス上各ピースのテーパ加工縁辺が
互いに嵌合する方向に整合するようにピース重ね方向に
合致させることが好ましい。従って、凹凸段差部のピー
ス厚さは他の平面部のピース厚さに等しく、ターゲット
全体の組成比は各ピースの断面積（ピース厚さ）比と等
しくなる。凹凸段差の嵌合の程度は材料及びピース厚さ
に応じて適宜決定される。嵌合程度が小さいと剪断応力
緩和効果が少なく、他方嵌合程度が大き過ぎると材料加
工量が多くなる。嵌合部の寸法はピース厚さのおおよそ
５〜２０％の範囲とすることができる。The step surface is preferably tapered as shown. The taper angle is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. By tapering, the shear stress can be relaxed in the direction in which the step portions are fitted to each other (the vertical direction in FIG. 1). Although the position of the step is arbitrary,
It is preferable to form them at the center and both ends of the piece in order to effectively exert a stress relaxation effect. Here, four stepped portions are shown in total, but the number of stepped portions is not limited to this. Only two may be provided near both ends, or four or more may be dispersed along the joint surface at appropriate intervals. It is preferable that the shapes of the uneven steps are made uniform and their positions are matched with each other in the piece stacking direction so that the tapered edges of each piece are aligned with each other in the fitting direction in order to balance the stress of the entire piece. Therefore, the piece thickness of the uneven step portion is equal to the piece thickness of the other flat surface portion, and the composition ratio of the entire target is equal to the cross-sectional area (piece thickness) ratio of each piece. The degree of fitting of the uneven steps is appropriately determined according to the material and the piece thickness. If the degree of fitting is small, the shear stress relaxation effect is small, while if the degree of fitting is too large, the amount of material processed increases. The dimensions of the mating portion can be in the range of approximately 5-20% of the piece thickness.
【００１７】（実施例及び比較例）図２に示すような凹
凸部を持つ断面形状を有するＴａピースとＭｏピースと
を用意した。図２において、各表示部の寸法は次の通り
である：Ｌ＝５００ｍｍ、Ｌ1 ＝１２５ｍｍ、Ｌ2 ＝１
２４ｍｍ、ｔ1 ＝２０ｍｍ、ｔ2＝１０ｍｍ、ｄ＝１ｍ
ｍ。これらピースの紙面に垂直な方向の長さ（製品の厚
さ方向となる長さ）は１００ｍｍであった。これら各ピ
ースを交互に重ねてＨＩＰカプセルを使用して１４００
℃において１０００ａｔｍの圧力でＨＩＰにより固相接
合した。固相接合品を４インチターゲットに機械加工し
た。固相接合後、接合部分はＳＥＭ観察により隙間がま
ったくないことを確認した。材料の変形は生ぜず、また
機械加工中ピース間の剥離は生じなかった。凹凸部を設
けない場合には、材料の剥離が生じた。(Example and Comparative Example) A Ta piece and a Mo piece having a cross-sectional shape having an uneven portion as shown in FIG. 2 were prepared. In FIG. 2, the dimensions of each display are as follows: L = 500 mm, L 1 = 125 mm, L 2 = 1.
24 mm, t 1 = 20 mm, t 2 = 10 mm, d = 1 m
m. The length of these pieces in the direction perpendicular to the paper surface (length in the thickness direction of the product) was 100 mm. 1400 using HIP capsules by alternately stacking these pieces
Solid-state bonding was performed by HIP at a pressure of 1000 atm at 0 ° C. The solid phase bonded product was machined into a 4-inch target. After the solid phase bonding, it was confirmed by SEM observation that there was no gap at the bonded portion. No material deformation occurred and no delamination between the pieces occurred during machining. When the uneven portion was not provided, peeling of the material occurred.
【００１８】凹凸部を有するピースを固相接合したター
ゲットをＣｕ製のバッキングプレートにＩｎロー材を使
用してボンディングした。これを実際にスパッタし、ス
パッタ中の異常放電の様子を観察し、生成したスパッタ
膜の特性を評価した。このターゲット組立体を次のよう
なスパッタ条件でスパッタした結果、異常放電は１０分
間で零回であった。スパッタ膜からは、バッキングプレ
ートを構成するＣｕ及びロー材を構成するＩｎはいずれ
も検出されなかった。 （スパッタ条件）： 雰囲気：Ａｒ 圧力：０．５Ｐａ パワー密度：５Ｗ／ｃｍ2 基板：コーニング７０５９ガラス 基板温度：室温A target on which a piece having an uneven portion was solid-phase bonded was bonded to a Cu backing plate using an In brazing material. This was actually sputtered, the state of abnormal discharge during sputtering was observed, and the characteristics of the sputtered film produced were evaluated. As a result of sputtering this target assembly under the following sputtering conditions, abnormal discharge was zero in 10 minutes. Neither Cu constituting the backing plate nor In constituting the brazing material was detected from the sputtered film. (Sputtering conditions): Atmosphere: Ar Pressure: 0.5 Pa Power density: 5 W / cm 2 Substrate: Corning 7059 glass Substrate temperature: Room temperature
【００１９】[0019]
【発明の効果】固相接合モザイクターゲットにおいて、
熱膨張差により生じる剪断応力を緩和し、材料の変形や
固相接合中或いはその後の加工工程において接合界面で
の剥離を防止する技術の確立を通してターゲット製造の
歩留を著しく高めることに成功した。[Effects of the Invention] In the solid phase bonding mosaic target,
We have succeeded in remarkably increasing the yield of target manufacturing through the establishment of the technology to alleviate the shear stress caused by the difference in thermal expansion and prevent the material from deforming and peeling at the bonding interface during solid phase bonding or in the subsequent processing steps.
【図１】本発明に従う凹凸段差を有する材料Ａのピース
と材料Ｂのピースとから成るモザイクターゲット例の上
面図である。FIG. 1 is a top view of an example of a mosaic target composed of a piece of material A and a piece of material B having uneven steps according to the present invention.
【図２】実施例で使用したＴａピース及びＭｏモザイク
ピースの断面形状及び寸法を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing cross-sectional shapes and dimensions of Ta pieces and Mo mosaic pieces used in Examples.
【図３】ターゲットピースの配列例並びに圧力の適用例
を示し、（ａ）はブロック状の２種のピースを放射状に
交互に並べ、ＨＩＰにより固相接合して直円柱状のター
ゲット接合材を作製した状態を示し、（ｂ）は平板状の
２種のピースを交互に重ね合わせ、ホットプレスにより
固相接合したターゲット接合材を作製した状態を示す。FIG. 3 shows an arrangement example of target pieces and an example of application of pressure. (A) shows two kinds of block-shaped pieces alternately arranged in a radial pattern, and solid-phase joining is carried out by HIP to form a right columnar target joining material. The produced state is shown, and (b) shows a state in which two types of flat plate-like pieces are alternately stacked and a target joining material is produced by solid-state joining by hot pressing.
１ 材質Ａのピース ２ 材質Ｂのピース ３ 接合面 ４ 凹凸段差 1 piece of material A 2 piece of material B 3 joining surface 4 uneven step
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 一成 茨城県北茨城市華川町臼場187番地４株式 会社ジャパンエナジー磯原工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Issei Takahashi 4 187 Usba, Hwagawa-cho, Kitaibaraki-shi, Ibaraki 4 Japan Energy Isohara Factory
Claims (4)
モザイクターゲットにおいて、隣り合う異種材料のピー
スの接合面が互いに嵌合し合う凹凸段差を有しそして該
凹凸段差を有する接合面に沿って互いに固相接合してい
ることを特徴とするモザイクターゲット。1. In a mosaic target composed of a plurality of pieces of different materials, the joining surfaces of adjacent pieces of different materials have uneven steps that fit with each other, and along the joining surfaces having the uneven steps. A mosaic target characterized by being solid-phase bonded to each other.
れた段差面を有する請求項１のモザイクターゲット。2. The mosaic target according to claim 1, wherein the concave portion and the convex portion of the uneven step have tapered step surfaces.
モザイクターゲットの製造方法において、隣り合う異種
材料のピースの接合面に互いに嵌合し合う凹凸段差を設
け、該異種材料のピースを接合面の凹凸段差が互いに嵌
合するよう配置しそして該凹凸段差を有する接合面に沿
って互いに固相接合したことを特徴とするモザイクター
ゲットの製造方法。3. A method of manufacturing a mosaic target composed of a plurality of pieces made of different materials, wherein a concavo-convex step is provided on a joint surface of adjacent pieces made of different materials, and the pieces made of different materials are joined to each other. The method of manufacturing a mosaic target, wherein the uneven steps are arranged so as to be fitted to each other, and are solid-phase joined to each other along a joining surface having the uneven steps.
れた段差面を有する請求項３のモザイクターゲットの製
造方法。4. The method of manufacturing a mosaic target according to claim 3, wherein the concave and convex portions of the uneven step have a step surface tapered.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242994A JPH07316801A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Mosaic target and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242994A JPH07316801A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Mosaic target and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07316801A true JPH07316801A (en) | 1995-12-05 |
Family
ID=15081178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13242994A Withdrawn JPH07316801A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Mosaic target and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07316801A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229499A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | Method of manufacturing target |
| CN109664015A (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | Target material assembly manufacturing method |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP13242994A patent/JPH07316801A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229499A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | Method of manufacturing target |
| CN109664015A (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | Target material assembly manufacturing method |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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