JPH10280137A - Production of sputtering target - Google Patents
Production of sputtering targetInfo
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- JPH10280137A JPH10280137A JP8634797A JP8634797A JPH10280137A JP H10280137 A JPH10280137 A JP H10280137A JP 8634797 A JP8634797 A JP 8634797A JP 8634797 A JP8634797 A JP 8634797A JP H10280137 A JPH10280137 A JP H10280137A
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- sintered body
- ceramic sintered
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- sputtering target
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングに
より薄膜を作成する際に使用されるスパッタリングター
ゲットのボンディング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 method for bonding a sputtering target used for forming a thin film by sputtering.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スパッタリングによる成膜方法は、膜の
付着力が強い、膜厚の制御が容易である、大面積への均
一な成膜が可能である等の特徴を有するため液晶ディス
プレイ用の透明電極、ハードディスクの記録層、半導体
メモリーの配線材料やキャパシタ材料などの広い分野で
使用されている。2. Description of the Related Art A film forming method by sputtering has characteristics such as strong film adhesion, easy control of film thickness, and uniform film formation on a large area. It is used in a wide range of fields such as transparent electrodes, hard disk recording layers, semiconductor memory wiring materials and capacitor materials.
【０００３】このような成膜方法に用いるスパッタリン
グターゲットは、ターゲット部材とバッキングプレート
の面同士を接合して構成されている。一般に、ターゲッ
ト部材とバッキングプレートの接合は次のような手順で
なされている。[0003] A sputtering target used in such a film forming method is configured by joining surfaces of a target member and a backing plate. Generally, the joining between the target member and the backing plate is performed in the following procedure.
【０００４】ターゲット部材を使用する半田の融点以上
に加熱した後、バッキングプレートとの接合面に接合材
料を塗布する。また、無酸素銅などからなるバッキング
プレートに対しても同様に、使用する半田の融点以上に
加熱した後、半田を塗布する。こうして得られた、半田
を塗布されたターゲット部材およびバッキングプレート
の接合面を接合し、室温まで冷却することによりボンデ
ィングが行われる。After the target member is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder used, a bonding material is applied to a bonding surface with the backing plate. Similarly, the backing plate made of oxygen-free copper is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used, and then the solder is applied. The bonding surface of the target member coated with the solder and the backing plate obtained in this way is bonded, and cooled to room temperature to perform bonding.
【０００５】しかしながら、前記ターゲット部材がセラ
ミックス焼結体からなる場合においては、ターゲット部
材の加熱中に、熱衝撃により焼結体が破損するという不
具合が生じる。さらに、この熱衝撃によるターゲット部
材の破損の発生率は、ターゲット部材が大きくなるのに
ともない、より顕著な問題となってきている。近年、特
に液晶ディスプレイの分野においては、年々基板サイズ
の増加にともない、ターゲットサイズが大型化してお
り、このボンディング工程中に発生するターゲット部材
であるセラミックス焼結体の破損は、歩留まり低下の要
因の一つであり解決されるべき問題点となっている。[0005] However, when the target member is made of a ceramic sintered body, there is a problem that the sintered body is damaged by thermal shock during heating of the target member. Further, the rate of occurrence of breakage of the target member due to the thermal shock has become a more prominent problem as the size of the target member increases. In recent years, particularly in the field of liquid crystal displays, the target size has been increasing year by year with the increase in substrate size, and damage to the ceramic sintered body as a target member occurring during the bonding process is a factor that reduces the yield. This is one of the problems to be solved.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ボン
ディング工程中に発生するセラミックス焼結体の破損を
防止して、歩留まりを向上させることができるセラミッ
クス焼結体のボンディング方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for bonding a ceramic sintered body which can prevent the ceramic sintered body from being damaged during the bonding step and can improve the yield. It is in.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討を行った結果、半田塗布前にセラ
ミックス焼結体をその半田の融点以上に加熱する際の昇
温速度を６０［℃／時間］以下とすることにより、ボン
ディング工程中に発生するセラミックス焼結体の破損を
防止することができることを見いだし本発明を完成し
た。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, the rate of temperature rise when heating the ceramic sintered body to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder before applying the solder. Is set to 60 [° C./hour] or less, it has been found that breakage of the ceramic sintered body occurring during the bonding step can be prevented, and the present invention has been completed.
【０００８】即ち本発明は、セラミックス焼結体とバッ
キングプレートを金属接合剤により接合する際に、前記
セラミックス焼結体を前記金属接合剤の融点以上に加熱
する工程を有するスパッタリングターゲットの製造方法
において、前記セラミックス焼結体を前記金属接合剤の
融点以上に加熱する際の昇温速度が１［℃／時間］以
上、６０［℃／時間］以下であることを特徴とするスパ
ッタリングターゲットの製造方法である。That is, the present invention relates to a method for manufacturing a sputtering target, comprising the step of heating the ceramic sintered body to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal bonding agent when joining the ceramic sintered body and the backing plate with a metal bonding agent. A method of manufacturing the sputtering target, wherein a heating rate when the ceramic sintered body is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal bonding agent is 1 ° C./hour or more and 60 ° C./hour or less. It is.
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【００１０】本発明のセラミックス焼結体は、スパッタ
リングによる薄膜形成に使用されるスパッタリングター
ゲットとなりうるものであれば良く、特に限定されない
が、例えば、実質的に亜鉛、アルミニウムおよび酸素か
らなる焼結体（ＺＡＯ）、実質的にストロンチウム、チ
タンおよび酸素からなる焼結体（ＳＴＯ）、実質的にス
トロンチウム、バリウム、チタンおよび酸素からなる焼
結体（ＢＳＴ）、実質的にストロンチウム、ビスマス、
タンタルおよび酸素からなる焼結体（ＳＢＴ）、実質的
にインジウム、スズおよび酸素からなる焼結体（ＩＴ
Ｏ）等をあげることができる。また、本発明で使用する
バッキングプレートは、無酸素銅、リン酸銅等の通常用
いられるバッキングプレートである。The ceramic sintered body of the present invention is not particularly limited as long as it can be used as a sputtering target used for forming a thin film by sputtering. For example, a sintered body substantially consisting of zinc, aluminum and oxygen (ZAO), a sintered body substantially composed of strontium, titanium and oxygen (STO), a sintered body substantially composed of strontium, barium, titanium and oxygen (BST), substantially strontium, bismuth;
A sintered body composed of tantalum and oxygen (SBT), a sintered body substantially composed of indium, tin and oxygen (IT
O) and the like. The backing plate used in the present invention is a commonly used backing plate of oxygen-free copper, copper phosphate or the like.
【００１１】これらのセラミックス焼結体とバッキング
プレートを接合する金属接合剤としては、比較的低融点
の半田、例えばインジウム半田等が用いられる。As a metal bonding agent for bonding the ceramic sintered body and the backing plate, a solder having a relatively low melting point, for example, indium solder is used.
【００１２】次に、製造方法について詳述する。Next, the manufacturing method will be described in detail.
【００１３】所定の形状に加工したセラミックス焼結体
およびバッキングプレートを洗浄する。ここで、セラミ
ックス焼結体が、使用する金属接合剤に直接溶着しない
材料で構成されている場合には、予めセラミックス焼結
体の接合面に金属接合剤との濡れ性に優れた銅、ニッケ
ル等の薄膜層をスパッタリング法、メッキ法などにより
形成するのが好ましい。また、バッキングプレートの素
材として、使用する金属接合剤との濡れ性の悪い材料を
用いた場合にも同様の処理を施すことが好ましい。The ceramic sintered body and the backing plate processed into a predetermined shape are washed. Here, when the ceramic sintered body is made of a material that does not directly weld to the metal bonding agent to be used, copper or nickel having excellent wettability with the metal bonding agent is previously applied to the bonding surface of the ceramic sintered body. Is preferably formed by a sputtering method, a plating method, or the like. The same treatment is preferably performed when a material having poor wettability with the metal bonding agent to be used is used as the material of the backing plate.
【００１４】また、セラミックス焼結体及び／又はバッ
キングプレートの接合面以外の部分が金属接合剤によっ
て汚染されるのを防止するため、必要に応じてポリアミ
ドテープ等を用いて接合面以外の部分を覆うマスキング
処理を施すことが好ましい。Further, in order to prevent the portions other than the bonding surface of the ceramic sintered body and / or the backing plate from being contaminated by the metal bonding agent, the portions other than the bonding surface may be removed using a polyamide tape or the like as necessary. It is preferable to perform a masking process for covering.
【００１５】このようにして得られたセラミックス焼結
体とバッキングプレートを、使用する金属接合剤の融点
以上に加熱する。The thus obtained ceramic sintered body and the backing plate are heated to a temperature not lower than the melting point of the metal bonding agent used.
【００１６】この際、セラミックス焼結体の加熱速度を
６０［℃／時間］以下とする。こうすることによって、
セラミックス焼結体の加熱時に発生する熱衝撃による破
損を効果的に防ぐことが可能となる。At this time, the heating rate of the ceramic sintered body is set to 60 [° C./hour] or less. By doing this,
It is possible to effectively prevent damage due to thermal shock generated when the ceramic sintered body is heated.
【００１７】次に、加熱されたセラミックス焼結体およ
びバッキングプレートの接合面に金属インジウム半田な
どの金属接合剤を塗布する。このようにして得られた、
金属接合剤塗布済みのセラミックス焼結体とバッキング
プレートの接合面同士を合わせて接合した後、室温まで
冷却してターゲットとする。Next, a metal bonding agent such as metal indium solder is applied to the bonded surface of the heated ceramic sintered body and the backing plate. Obtained in this way,
After joining the joining surfaces of the ceramic sintered body coated with the metal joining agent and the backing plate together, they are cooled to room temperature to obtain a target.
【００１８】以上の方法によりセラミックス焼結体とバ
ッキングプレートとのボンディングを行うことにより、
ボンディング時の加熱工程でのセラミックス焼結体の破
損が減少し、製造歩留まりが向上する。By performing bonding between the ceramic sintered body and the backing plate by the above method,
Damage to the ceramic sintered body in the heating step during bonding is reduced, and the production yield is improved.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
【００２０】（実施例１）３００［ｍｍ］×６００［ｍ
ｍ］×６［ｍｍｔ］のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ，ＳｎＯ2＝１０［ｗｔ．％］）焼結体１０
枚をエタノール中で１０分間超音波洗浄しその後自然乾
燥させた。乾燥終了後、このＩＴＯ焼結体をスパッタリ
ング装置内に入れ、ＤＣスパッタリングによりその接合
面に銅薄膜を約２００［ｎｍ］積層した。その後このＩ
ＴＯ焼結体の接合面以外の面にポリアミドテープにより
マスキングを施し、接合面を上向きにしてホットプレー
ト上に設置した。次に、このＩＴＯ焼結体を２００
［℃］まで加熱した。この時の昇温速度は５０［℃／時
間］とした。この加熱工程においては、ＩＴＯ焼結体の
破損は１枚も発生しなかった。その後、接合面全体にイ
ンジウム半田を厚みが０．２［ｍｍ］となるように塗布
した。(Embodiment 1) 300 [mm] × 600 [m]
m] × 6 [mmt] ITO (Indium Tin)
Oxide, SnO 2 = 10 [wt. %]) Sintered body 10
The sheets were ultrasonically washed in ethanol for 10 minutes and then dried naturally. After the drying was completed, the ITO sintered body was placed in a sputtering apparatus, and a copper thin film was laminated on the joint surface by DC sputtering to about 200 [nm]. Then this I
A surface other than the joint surface of the TO sintered body was masked with a polyamide tape, and the TO sintered body was placed on a hot plate with the joint surface facing upward. Next, this ITO sintered body was
Heated to [° C]. The heating rate at this time was 50 [° C./hour]. In this heating step, no breakage of the ITO sintered body occurred. Thereafter, indium solder was applied to the entire joint surface so that the thickness became 0.2 [mm].
【００２１】一方、エタノールおよび純水による超音波
洗浄と自然乾燥を施した無酸素銅製のバッキングプレー
トにも、同様に半田の不要な部分にマスキングを施した
後、接合面を上向きにしてホットプレートに設置し２０
０［℃］に加熱し、接合面全体にインジウム半田を厚み
が０．２［ｍｍ］となるように塗布した。On the other hand, an oxygen-free copper backing plate which has been subjected to ultrasonic cleaning with ethanol and pure water and naturally dried is similarly masked on an unnecessary portion of the solder, and then the hot plate with the bonding surface facing upward. 20
The mixture was heated to 0 ° C., and indium solder was applied to the entire joint surface so that the thickness became 0.2 [mm].
【００２２】その後、前記のＩＴＯ焼結体とバッキング
プレートの接合面同士を合わせて所定の位置に配置した
後、室温まで冷却し、ターゲットとした。Thereafter, the bonding surfaces of the ITO sintered body and the backing plate were arranged at predetermined positions so as to match each other, and then cooled to room temperature to obtain a target.
【００２３】このボンディング工程での歩留まりは１０
／１０＝１００％であった。The yield in this bonding step is 10
/ 10 = 100%.
【００２４】（比較例１）実施例１と同様のＩＴＯ焼結
体を用い、このＩＴＯ焼結体加熱時の昇温速度を７０
［℃／時間］とした以外は実施例１と同様の条件でボン
ディングを行った。ＩＴＯ焼結体の加熱時に１０枚の焼
結体の内４枚の焼結体が割れた。このボンディング工程
における歩留まりは６０％であった。(Comparative Example 1) An ITO sintered body similar to that of Example 1 was used.
Bonding was performed under the same conditions as in Example 1 except that [° C./hour] was used. When the ITO sintered body was heated, four of the ten sintered bodies were cracked. The yield in this bonding step was 60%.
【００２５】（実施例２）直径１２［インチ］、厚さ６
［ｍｍ］のＢＳＴ（（Ｂａ0.5Ｓｒ0.5）ＴｉＯ3）焼結
体１０枚をエタノール中で１０分間超音波洗浄しその後
自然乾燥させた。乾燥終了後、このＢＳＴ焼結体をスパ
ッタリング装置内に入れ、ＤＣスパッタリングにより焼
結体の接合面に銅薄膜を約２００［ｎｍ］積層した。そ
の後このＢＳＴ焼結体の接合面以外の面にポリアミドテ
ープによりマスキングを施し、接合面を上向きにしてホ
ットプレート上に設置した。次に、このＢＳＴ焼結体を
２００［℃］まで加熱した。この時の昇温速度は１０
［℃／時間］とした。この加熱工程において、１枚の焼
結体が割れた。その後、割れの発生していない９枚の焼
結体の接合面全体にインジウム半田を厚みが０．２［ｍ
ｍ］となるように塗布した。(Embodiment 2) Diameter 12 [inch], thickness 6
Ten pieces of [mm] BST ((Ba 0.5 Sr 0.5 ) TiO 3 ) sintered bodies were subjected to ultrasonic cleaning in ethanol for 10 minutes and then naturally dried. After the drying was completed, the BST sintered body was put in a sputtering apparatus, and a copper thin film was laminated on the bonding surface of the sintered body by about 200 [nm] by DC sputtering. Thereafter, a surface other than the bonding surface of the BST sintered body was masked with a polyamide tape, and the BST sintered body was placed on a hot plate with the bonding surface facing upward. Next, this BST sintered body was heated to 200 [° C.]. The heating rate at this time is 10
[° C./hour]. In this heating step, one sintered body was broken. Thereafter, indium solder was applied to the entire joint surface of the nine sintered bodies where cracks did not occur to a thickness of 0.2 [m].
m].
【００２６】一方、エタノールおよび純水による超音波
洗浄と自然乾燥を施した無酸素銅製のバッキングプレー
トにも、同様に半田の不要な部分にマスキングを施した
後、接合面を上向きにしてホットプレートに設置し２０
０［℃］に加熱し、接合面全体にインジウム半田を厚み
が０．２［ｍｍ］となるように塗布した。On the other hand, an oxygen-free copper backing plate that has been subjected to ultrasonic cleaning with ethanol and pure water and naturally dried is similarly masked on unnecessary portions of solder, and then the hot plate is placed with the bonding surface facing upward. 20
The mixture was heated to 0 ° C., and indium solder was applied to the entire joint surface so that the thickness became 0.2 [mm].
【００２７】その後、前記のＢＳＴ焼結体とバッキング
プレートの接合面同士を合わせて所定の位置に配置した
後、室温まで冷却し、ターゲットとした。After that, the BST sintered body and the backing plate were arranged at a predetermined position with the joining surfaces thereof aligned, and then cooled to room temperature to obtain a target.
【００２８】このボンディング工程での歩留まりは９／
１０＝９０％であった。The yield in this bonding step is 9 /
10 = 90%.
【００２９】（比較例２）実施例２と同様のＢＳＴ焼結
体を用い、このＢＳＴ焼結体加熱時の昇温速度を７０
［℃／時間］とした以外は実施例２と同様の条件でボン
ディングを行った。ＢＳＴ焼結体の加熱時に１０枚の焼
結体の内７枚の焼結体が割れた。このボンディング工程
における歩留まりは３０％であった。(Comparative Example 2) The same BST sintered body as in Example 2 was used, and the heating rate during heating the BST sintered body was 70%.
Bonding was performed under the same conditions as in Example 2 except that [° C./hour] was used. During the heating of the BST sintered body, seven of the ten sintered bodies cracked. The yield in this bonding step was 30%.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上詳述したように、スパッタリングタ
ーゲットのボンディング工程において、セラミックス焼
結体を、バッキングプレートとの接合に使用する金属接
合剤の融点以上に加熱する際の昇温速度を６０［℃／時
間］以下とすることにより、ボンディング工程中に発生
するセラミックス焼結体の破損を防止することができ、
製造歩留まりを大幅に向上させることができる。As described in detail above, in the bonding step of the sputtering target, the temperature rise rate when heating the ceramic sintered body to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal bonding agent used for bonding to the backing plate is set to 60 [ ° C / hour] or less, it is possible to prevent the ceramic sintered body from being damaged during the bonding step,
Manufacturing yield can be greatly improved.
Claims (11)
トを金属接合剤により接合する際に、前記セラミックス
焼結体を前記金属接合剤の融点以上に加熱する工程を有
するスパッタリングターゲットの製造方法において、前
記セラミックス焼結体を前記金属接合剤の融点以上に加
熱する際の昇温速度が１［℃／時間］以上、６０［℃／
時間］以下であることを特徴とするスパッタリングター
ゲットの製造方法。1. A method for manufacturing a sputtering target, comprising: heating a ceramic sintered body to a melting point of the metal bonding agent or more when joining the ceramic sintered body and a backing plate with a metal bonding agent. The rate of temperature rise when the sintered body is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal bonding agent is 1 ° C./hour or more and 60 ° C./hour.
Time] or less.
項１に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the metal bonding agent is indium solder.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパ
ッタリングターゲットの製造方法。3. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the backing plate is made of oxygen-free copper.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパ
ッタリングターゲットの製造方法。4. The method for manufacturing a sputtering target according to claim 1, wherein the backing plate is made of copper phosphate.
ルミニウムおよび酸素からなる、請求項１〜４のいずれ
か１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。5. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the ceramic sintered body is substantially composed of zinc, aluminum, and oxygen.
チウム、チタンおよび酸素からなる、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方
法。6. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the ceramic sintered body is substantially composed of strontium, titanium and oxygen.
チウム、バリウム、チタンおよび酸素からなる、請求項
１〜４のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲッ
トの製造方法。7. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the ceramic sintered body substantially comprises strontium, barium, titanium, and oxygen.
チウム、ビスマス、タンタルおよび酸素からなる、請求
項１〜４のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲ
ットの製造方法。8. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the ceramic sintered body substantially comprises strontium, bismuth, tantalum, and oxygen.
ム、スズおよび酸素からなる、請求項１〜４のいずれか
１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。9. The method for producing a sputtering target according to claim 1, wherein the ceramic sintered body substantially comprises indium, tin, and oxygen.
ートを金属接合剤により接合する前に、前記セラミック
ス焼結体の接合面及び／又はバッキングプレートの接合
面に予めＣｕ膜を堆積させる請求項１〜９のいずれか１
項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。10. A Cu film is deposited on a bonding surface of the ceramic sintered body and / or a bonding surface of the backing plate before bonding the ceramic sintered body and the backing plate with a metal bonding agent. Any one of
13. The method for producing a sputtering target according to item 9.
ートを金属接合剤により接合する前に、前記セラミック
ス焼結体の接合面及び／又はバッキングプレートの接合
面に予めＮｉ膜を堆積させる請求項１〜９のいずれか１
項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。11. A Ni film is deposited on a bonding surface of the ceramic sintered body and / or a bonding surface of the backing plate before bonding the ceramic sintered body and the backing plate with a metal bonding agent. Any one of
13. The method for producing a sputtering target according to item 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8634797A JPH10280137A (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Production of sputtering target |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8634797A JPH10280137A (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Production of sputtering target |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280137A true JPH10280137A (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=13884343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8634797A Pending JPH10280137A (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Production of sputtering target |
Country Status (1)
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