TWI736130B - 濺射靶製品以及濺射靶製品的再生品的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種可降低成本的濺射靶製品。所述濺射靶製品，包括：靶，背板或背管，嵌件材料的層，所述靶的非濺射面側的至少一部分輪廓化為具有面對稱狀的凹凸部，所述嵌件材料的層形成為緊貼所述輪廓化的表面，所述嵌件材料，由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬形成。
Description
本發明涉及一種濺射靶製品以及濺射靶製品的再生品的製造方法。
作為形成金屬或陶瓷的薄膜的方法，可列舉濺射法。作為應用濺射法的領域，可列舉電子領域、耐腐蝕性材料以及裝飾領域、催化劑領域、切削材料以及研磨材料等耐摩耗性材料的製造領域等。最近，特別是在電子領域，可使用適合形成複雜的形狀的覆膜以及形成電路的鉭濺射靶等。
在專利文獻1及專利文獻2中，公開了一種提高濺射靶的利用率的發明。具體地公開了，在背板上設置圓筒形狀的凹部，並且設置與該凹部對應的靶嵌件。並且公開了，通過減少必需的靶材料的量，來提高濺射用裝置的生產性，並由此降低成本。
在專利文獻3中公開了一種將鉭或鎢靶與由銅合金製成的背板，隔著厚度0.5mm以上的鋁或鋁合金板的嵌件材料進行擴散接合而成的濺射靶製品。
在專利文獻4中公開了一種濺射靶製品，其芯背板構成元件具有與最深的侵蝕槽對應的若干開口。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：國際公開第2005/026406（日本特表2007－505217號公報）
專利文獻2：國際公開第2002/099157（日本特表2004-530048號公報）
專利文獻3：日本特開2002-129316號公報
專利文獻4：國際公開第2009/023529（日本特表2010-537043號公報）
發明要解決的技術問題
如上述那樣，雖然嘗試降低與濺射靶製品的相關成本，但是在成本方面依然存在改善的餘地。因此，本發明目的在於提供一種通過與上述專利文獻不同的方式降低了成本的濺射靶製品。
解決技術問題的方法
經過深入研究，發明人著眼於濺射靶製品的重量。形成薄膜的成分是重金屬等比重比較大的成分。因此，濺射靶製品的重量也變較大。並且，濺射靶的重量越大則運輸成本也越高，進而處理性還產生困難。關注濺射靶製品的使用狀況會發現，包括形成薄膜的成分的靶部分，沒有均勻地被侵蝕。實際上，如圖7～9所示，被侵蝕為面對稱狀地形成凹凸。因此，侵蝕較多的部分，與之相應地，需要增大靶的厚度。另一方面，在侵蝕較少的部分，靶的厚度即使較薄也沒有問題。即，對於侵蝕較少的部分，能夠使得靶的厚度較薄。並且，與變薄程度相應地，可以用比重比構成靶的金屬更輕的金屬，進行填埋。由此，能夠減輕製品整體的重量。
本發明，基於以上知識而完成，在一方面，包括如下的發明。
（發明1）
一種濺射靶製品，其中，所述濺射靶製品，包括：靶，背板或背管，嵌件材料的層，所述靶的非濺射面側的至少一部分輪廓化成具有面對稱狀的凹凸部，所述嵌件材料的層形成為緊貼所述輪廓化的表面，所述嵌件材料，由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬形成。
（發明2）
如發明1所述的濺射靶製品，其中，所述嵌件材料的熔點比所述靶的熔點更低。
（發明3）
如發明1或2所述的濺射靶製品，其中，所述嵌件材料的蝕刻率，比所述靶的蝕刻率更高，所述嵌件材料的層的側面的至少一部分，沒有被所述靶以及所述背板或背管覆蓋而露出。
（發明4）
如發明1所述的濺射靶製品，其中，所述靶，由Ta或Ta合金形成，所述背板或背管，由Cu或Cu合金形成，所述嵌件材料，由Al或Al合金形成。
（發明5）
如發明1~4中任一項所述的濺射靶製品，其中，所述靶的非濺射面側的所有部分被所述嵌件材料覆蓋，或者被所述背板或背管以及所述嵌件材料雙方覆蓋。
（發明6）
如發明5所述的濺射靶製品，其中，所述靶的非濺射面側的所有部分被所述嵌件材料覆蓋。
（發明7）
一種濺射靶製品的再生品的製造方法，其是製造如發明1～6中任一項所述的濺射靶製品的再生品的方法，所述方法包括：將靶與背板或背管分離的步驟；將新的靶接合於所述背板或背管的步驟，所述分離步驟，包括如下任一步驟：通過熱處理軟化或熔融嵌件材料，以及通過蝕刻處理熔解嵌件材料。
發明的效果
上述的發明，在一方面，非濺射面側的至少一部分輪廓化為具有面對稱狀的凹凸部，嵌件材料的層形成為緊貼輪廓化的表面，嵌件材料由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬形成。由此，濺射靶製品整體的重量減輕，能夠降低成本。
以下，對用於實施本發明的具體實施方式進行說明。以下說明，是為了促進對本發明的理解。即，不意在限定本發明的範圍。
1．濺射靶製品的結構
在一實施方式中，本公開涉及濺射靶製品。所述濺射靶製品，包括：靶，背板或背管，嵌件材料的層。靶的非濺射面側的至少一部分，輪廓化成具有面對稱狀的凹凸部。這裡，輪廓化是指，進行成形或加工以使得表面具有特定的形狀（例如，模具成形、磨削、切削等）。而且，嵌件材料的層形成為緊貼輪廓化的表面。而且，嵌件材料，由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬形成。
以下，對一實施方式的濺射靶製品的特徵進行詳細說明。
2．靶
靶的成分，可以與要形成的薄膜的成分（或一部分的成分）相同。雖然沒有特別限定，但是例如，靶的成分可以是選自由Sc、Ru、Rh、Pd、Re、Ir、Pt、Ta、Cu、Ti、W、Mo、Co、Nb、Zr和Hf，以及含有它們中的至少一種的合金所構成的群組的成分。優選可列舉Ta及Ta合金。
靶的形狀，沒有特別限定，可以是圓筒形，也可以是平板。另外，作為平板的靶，可以是矩形，也可以是圓形。以下，以平板的靶為例進行說明。
靶，具有濺射面和非濺射面。濺射面，是濺射時被氬氣氣體等衝擊的表面，非濺射面，是該濺射面相反一側的表面。
非濺射面，輪廓化成以面對稱狀的方式具有凹凸部。對稱面，例如可存在於，穿過靶的中心、並且與靶的厚度方向平行地穿過的位置。這裡的厚度方向是指垂直於濺射面的方向。而且，可以輪廓化成，在與對稱面相距相同的距離的位置處，存在一對相同的凹形狀，和/或一對相同的凸形狀。在具體的實施方式中，靶是圓板形，在該情況下，輪廓化成同心圓狀。因此，上述的“面對稱”的概念，包含“同心圓”的概念。
例如，在靶為圓形的情況下，對稱面的位置，與穿過圓的中心的面的位置相同。而且，在靶為圓形的情況下，凹凸部形成的槽形成為同心圓狀。
例如，在靶為矩形的情況下，對稱面的位置，滿足以下2個條件。第1個條件是，對稱面穿過矩形的中心位置（例如，矩形的2個對角線的交點）。第2個條件是，對稱面與矩形的相對的2條邊平行。而且，在靶為矩形的情況下，凹凸部形成的槽，形成為與對稱面平行。
例如，在靶為圓筒形的情況下，對稱面的位置，滿足以下2個條件。第1個條件是，對稱面穿過圓筒形的長度方向上的中心位置。第2個條件是，對稱面與半徑方向平行。而且，在靶為圓筒形的情況下，凹凸部形成的槽，形成為與對稱面平行。
輪廓化為面對稱狀地具有凹凸部理由，可列舉濺射產生的侵蝕分佈形成為面對稱狀（圖7～9）。即，容易被濺射剝削掉的部分，與難以剝削掉的部分交錯地且呈面對稱狀地進行分佈（參照圖2的虛線部分）。因此，通過增厚容易被濺射剝削掉的部分的厚度，並且減小難以被濺射剝削掉的部分的厚度，能夠提高濺射的利用效率。但是，若濺射面的形狀過於複雜，則容易產生電弧、點火錯誤等容易等問題，因此濺射面的輪廓化的程度存在限度。基於這些點，優選對非濺射面進行輪廓化。因此，在一實施方式中，靶的非濺射面側的面對稱狀的凹凸部，至少部分地基於根據適用的濺射條件而形成的濺射面的面對稱狀的凹凸形狀而決定。
輪廓化的具體的形狀沒有特別限定，例如，如圖1的（A）～（E）所示，可設置任意形狀的凹凸部。圖1是靶的剖面圖，上側為濺射面，下側為非濺射面。例如，如圖1（A）所示，可以形成矩形的槽。例如，如圖1（B）所示，可以形成三角形的槽。例如，如圖1（C）所示，可以形成半圓形的槽。例如，如圖1（D）所示，可以形成正弦波波形的槽。例如，如圖1（E）所示，可以形成為槽的深度或峰高不均勻。
需要說明的是，靶的比重的數值，沒有特別限定，可通過與嵌件材料的比重的關係進行決定。但是，室溫下的比重，優選至少為2.900g/cm3
以上，更優選為12.000g/cm3
以上。室溫下的比重的上限值沒有特別限定，典型地，優選為25.000g/cm3
以下。
另外，靶的熔點，沒有特別限定。在優選的實施方式中，可基於與嵌件材料的熔點的關係進行確定。例如，可以為1000℃以上，優選為1500℃以上。上限值沒有特別限定，典型地可以為3500℃以下。
3．背板或背管
背板或背管，與靶接合，並且支承靶。另外，可以在背板或背管內設置水通道。由此，在運行中，可以在水通道中流通水以冷卻濺射靶整體，從而使得嵌件材料不會熔解而剝落。另外，背板或背管，具有與靶和/或嵌件材料接合一側的表面，和與該表面相反一側的表面。與靶和/或嵌件材料接合一側的表面，可以是平滑的，或者，也可以設置用於埋設靶的凹部。
背板或背管的成分沒有特別限定，可列舉Cu、Ti、Mo以及含有它們中的至少一種的合金（例如，Cu－Ni－Si合金（例如，C18000等），CuZn合金，CuCr合金）等。優選地，熱傳導率高的材料為優選，基於該觀點，Cu是合適的。
4．嵌件材料
嵌件材料，設置於靶與背板或背管之間並發揮將這兩者接合的作用。嵌件材料，至少具備與靶的非濺射面接觸的部分，和與背板或背管接觸的部分。如上所述，靶的非濺射面，輪廓化成以面對稱狀的方式具有凹凸部，因此，與靶的非濺射面接觸的嵌件材料的部分，是緊貼該輪廓化的表面的形狀。關於與背板或背管接觸的嵌件材料的部分的形狀，沒有特別限定，可以是緊貼背板或背管的形狀。
需要說明的是，嵌件材料，沒有必要覆蓋靶的非濺射面的全部。例如，在圖2中，嵌件材料的厚度較厚的部分和較薄的部分交錯地示出，但是作為極端的示例，較薄的部分的厚度可以為零（即，可以有一部分不隔著嵌件材料，而是靶與背板或背管直接接觸）。在嵌件材料的厚度為零的部位局部地存在的情況下，嵌件材料可以由多個分塊構成（圖5）。
嵌件材料的成分，由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬構成。合適地，優選在嵌件材料中占10質量%以上的所有金屬的比重，均比在靶中占10質量%以上的任一種金屬的比重輕5g/cm3
以上，更優選輕8g/cm3
以上，還更優選輕10g/cm3
以上。在嵌件材料中占10質量%以上的金屬，與在靶中構成占10質量%以上金屬之金屬的比重差沒有上限，例如，能夠為20g/cm3
以下，典型地能夠為15g/cm3
以下。
例如，在靶的成分為Ta（在室溫下約為16.654g/cm3
）的情況下，可以是比其更輕的Al（在室溫下約為2.70g/cm3
）和/或Zn（在室溫下約為7.14g/cm3
）。通過如上所述形成緊貼輪廓化的表面的形狀，以及嵌件材料的成分由比重至少比構成靶的金屬更輕的金屬構成，能夠減輕濺射靶製品整體的重量。
作為典型的成分，可列舉Al和Zn以及含有它們中的至少一種的合金等。
在優選的實施方式中，嵌件材料的成分，由比重至少比構成背板或背管的金屬更輕的金屬構成。優選地，在嵌件材料中占10質量%以上的所有金屬的比重，與在背板或背管中占10質量%以上的任一種金屬的比重相比，均優選輕5g/cm3
以上，更優選輕8g/cm3
以上，還更優選輕10g/cm3
以上。在嵌件材料中占10質量%以上的金屬，與在背板或背管中構成占10質量%以上金屬之金屬的比重差沒有上限，例如，能夠為20g/cm3
以下，典型地能夠為15g/cm3
以下。需要說明的是，嵌件材料的比重的數值，沒有特別限定，可通過與靶的比重的關係進行決定。但是，室溫下的比重，優選至少為8.000g/cm3
以下，更優選為3.000g/cm3
以下。室溫下的比重的下限值沒有特別限定，典型地，優選為1.000g/cm3
以上。例如，在靶的成分為Ta（在室溫下約為16.654g/cm3
）的情況下，並且在背板的成分為Cu（在室溫為8.94g/cm3
）的情況下，嵌件材料，可以是比它們更輕的Al（在室溫下約為2.70g/cm3
）。
若列舉具體的比較對象的示例，可考慮不設置嵌件材料，而通過熱處理等將靶與背板或背管接合的狀況（圖3）。在這樣的情況下，若對靶的非濺射側進行輪廓化，則為了與之適應，背板側或背管側的一部分也需要成為輪廓化的形狀。
但是，在上述優選的實施方式中，嵌件材料的成分，由比重至少比構成背板或背管的金屬更輕的金屬構成，因此，相應地能夠實現與上述比較物件相比更輕。即，填埋靶的輪廓化的面的凹部的部分的，不是背板或背管的成分，而是嵌件材料的成分，從而能夠實現輕量化。
另外，在比較物件的示例中，存在接合強度下降的傾向，存在濺射中的物理刺激導致分離的可能性。進一步，在比較物件的示例中，由於背板側或背管側也需要輪廓化，因此存在回收利用的效率差的可能性。
另外，在其他的優選的實施方式中，嵌件材料的成分的熔點，比靶的熔點更低。還更優選地，嵌件材料的成分的熔點，也比背板或背管的熔點更低。例如，在靶為Ta且背板或背管為Cu的情況下（Ta、Cu的熔點均在1000℃以上），作為嵌件材料能夠使用Al（熔點660.32℃）或Al合金。例如，嵌件材料的Al，通過與背板側的Cu進行部分合金化，熔點會進一步降低（取決於Cu與Al的比率，例如為548℃）。由此，濺射靶製品的回收利用變得容易。具體地，通過比靶的熔點更低，並且在嵌件材料的熔點附近的溫度以及更高的溫度下進行熱處理，能夠容易地將靶與背板或背管分離。嵌件材料的熔點的數值範圍，根據與靶的熔點的關係進行決定（更優選地，根據靶以及背板或背管的熔點的關係進行決定），雖然沒有特別的限定，但是300℃～700℃的範圍是優選的。
另外，通過將熔點低的材料用作嵌件材料，能夠使得接合強度穩定。其理由可列舉，熔點低的材料，在擴散接合時的高溫以及高壓力下的追隨性高，並且，能夠變形成複雜的形狀。該特性，基於濺射時的物理刺激的觀點，非常重要。濺射中，靶的濺射面受到高溫，另一方面，非濺射面側被水冷，因此容易發生翹曲。因而，存在引起接合不良的可能性。但是，通過將熔點低的材料用作嵌件材料，對翹曲的追隨性高，其結果是能夠防止接合不良。需要說明的是，接合強度，沒有特別的限定，優選為6kgf/mm2
以上，更優選為9kgf/mm2
以上。上限值沒有特別限定，典型地為30kgf/mm2
以下。
另外，通過將熔點低的材料用作嵌件材料，基於非濺射面的輪廓化所需要的加工精度的觀點，是有利的。如上文所述，由於在濺射面側存在點火錯誤等問題，在輪廓化時加工精度要求高。另一方面，在非濺射面側不會發生這樣的問題，因此加工精度要求相對較低。並且，為了與加工精度低的非濺射面接合，優選嵌件材料能夠變形。熔點低的材料的嵌件材料，滿足該需要。
在其他的優選的實施方式中，嵌件材料的成分，是使得嵌件材料蝕刻率比靶更高的成分（更優選地，嵌件材料的成分，是使得嵌件材料的蝕刻率比背板或背管的蝕刻率更高的成分）。例如，在靶為Ta，並且嵌件材料為Al或Zn的情況下，通常Al或Zn比Ta的蝕刻率更高。在該優選的實施方式中，如圖2所示，嵌件材料的一部分露出到外部。由此，能夠對嵌件材料進行蝕刻。
因此，濺射靶製品的回收利用變得容易。具體地，通過蝕刻熔解嵌件材料，能夠容易地將靶與背板或背管分離。
嵌件材料，即使僅有一部分露出，蝕刻也會從此處開始進行。露出部分，典型的地為嵌件材料的側面部分（即，除了與靶以及背板或背管接觸的部分以外的部分）。
需要說明的是，本說明書中所述的蝕刻率，是指使用30%硝酸水溶液實施蝕刻時的蝕刻率（液溫，雖然沒有特別限定，但是典型地為35℃）。
在其他的優選的實施方式中，靶的非濺射面側的所有部分，被嵌件材料覆蓋（圖4），或者，被背板或背管與嵌件材料雙方覆蓋（圖5）。在前者的情況下，換言之，隔著嵌件材料，靶的非濺射面側的所有部分，被背板或背管覆蓋。在該情況下，能夠更加容易地將靶與背板分離。在後者的情況下，靶的非濺射面側，存在與嵌件材料接觸的部分，和與背板或背管接觸的部分。
當靶的非濺射面側的一部分露出（圖6）時，在磁控濺射的情況下，存在磁鐵的旋轉形成的渦電流引起不良影響可能性。但是，通過將靶的非濺射面側的所有部分覆蓋，能夠減少這樣的不良影響。
5．回收利用方法
在一實施方式中，本公開涉及一種濺射靶製品的再生品的製造方法。所述方法，包括如下的步驟。
將靶與背板或背管分離的步驟。
將新的靶接合於背板或背管的步驟。
在嵌件材料的熔點比靶的熔點更低的情況下，所述分離步驟，包括通過熱處理將嵌件材料進行軟化或熔融。此時的熱處理，優選在嵌件材料的熔點附近的溫度（例如，熔點±100℃）或比其更高，並且比靶的熔點更低的溫度下進行處理。由此，能夠不損傷靶或者使得損傷程度最小地，將兩者分離。
另外，在嵌件材料的熔點，比靶以及背板或背管的熔點更低的情況下，所述的熱處理，優選在嵌件材料的熔點附近的溫度（例如，熔點±100℃）或比其更高，並且比靶以及背板或背管的熔點更低的溫度下，進行處理。由此，能夠不損傷靶以及背板或背管或者使得損傷程度最小地，將兩者分離。
在嵌件材料的蝕刻率，比靶的蝕刻率更高的情況下，所述分離的步驟，包括通過蝕刻處理熔解嵌件材料。由此，能夠不損傷靶或者使得損傷程度最小地，將兩者分離。
另外，在嵌件材料的蝕刻率，比靶以及背板或背管的蝕刻率都高的情況下，能夠不損傷靶以及背板或背管或者使得損傷程度最小地，將兩者分離。
需要說明的是，背板（或者背管），可以設置用於嵌件靶的凹部。但是，在回收利用時，需要將使用完畢的靶，從背板（或背管）上分離。因此，凹部的形狀，優選在將使用完畢的靶從凹部取下時不會產生干擾的形狀。例如，凹部的側壁形成的角度，優選為0°以上（例如，圖13（A）以及（B））。或者，凹部的形狀，優選不存在燕尾形的部分（圖13（C）及（D））。由此，能夠順利地將使用完畢的靶從背板的凹部中取下。
分離後，能夠通過公知的方法，將新的靶（包括將使用完畢的靶進行再生而成的靶）再次接合在背板或背管上。由此，完成濺射靶製品的再生品。此時的嵌件材料，優選使用與回收利用前之時的成分相同的嵌件材料。另外，優選，新的靶，與回收利用前之時相同地將非濺射面進行輪廓化。
以上，對本發明的具體的實施方式進行了的說明。上述實施方式，僅僅是本發明的具體例，本發明不限於上述實施方式。例如，在上述的實施方式之一中公開的技術特徵，能夠適用與其他的實施方式。另外，只要沒有特意否定，對於特定的方法，能夠交換一部分的步驟與其他的步驟的順序，還能夠在特定的2個步驟之間進一步增加步驟。本發明的範圍，通過權利請求的範圍進行限定。
［本發明］
10:濺射靶製品
20:靶
30:嵌件材料
40:背板
圖1示出在一實施方式中的輪廓化的變形例。
圖2示出在一實施方式中，嵌件材料的一部分露出的狀態。圖2中的虛線，示出濺射導致的侵蝕分佈。
圖3示出靶的非濺射面全部被背板覆蓋的狀態。
圖4示出在一實施方式中，靶的非濺射面全部被嵌件材料覆蓋的狀態。
圖5示出在一實施方式中，靶的非濺射面全部被背板和嵌件材料覆蓋的狀態。
圖6示出靶的非濺射面的一部分，沒有被背板和嵌件材料覆蓋而露出的狀態。
圖7表示使用後的靶的表面形狀（現有技術）。靶的形狀為圓形，線A表示對稱面（參照圖10）。下圖表示用線B剖切上圖的圓形靶時的橫剖面。
圖8表示使用後的靶的表面形狀（現有技術）。靶的形狀為矩形，線A表示對稱面（參照圖11）。下圖表示用線B剖切上圖的矩形靶時的橫剖面。
圖9表示使用後的靶的表面形狀（現有技術）。靶的形狀為圓筒形，線A表示對稱面（參照圖12）。下圖表示用線B剖切上圖的圓筒形靶時的橫剖面。線A在與圓筒形的長軸垂直的方向上。線B在與圓筒形的長軸平行的方向上。
圖10示出與圖7所示的線A對應的對稱面的三維圖像。
圖11示出與圖8所示的線A對應的對稱面的三維圖像。
圖12示出與圖9所示的線A對應的對稱面的三維圖像。
圖13表示背板的凹部的形狀。以垂直於背板頂面的垂線為基準，定義凹部的側壁所形成的角度。更具體地，在凹部的側壁與該垂線平行的情況下，定義為0°。另外，在凹部所形成的側壁，為燕尾（Dovetail）形狀的情況下，定義為負的角度，相反則定義為正的角度。需要說明的是，如（C）所示，在側壁彎曲的情況下，將彎曲部分的角度，看做凹部的側壁所形成的角度。
10:濺射靶製品
20:靶
30:嵌件材料
40:背板
Claims (6)
- 一種濺射靶製品，其中，所述濺射靶製品，包括：一靶、一背板或背管及一嵌件材料的層，該靶的非濺射面側的至少一部分輪廓化為具有面對稱狀的凹凸部，該嵌件材料的層形成為緊貼該輪廓化的表面，該嵌件材料，由比重至少比構成該靶的金屬更輕的金屬形成，其中，該嵌件材料的蝕刻率，比該靶的蝕刻率更高，該嵌件材料的層的側面的至少一部分，沒有被該靶以及該背板或背管覆蓋而露出。
- 如請求項1所述之濺射靶製品，其中，該嵌件材料的熔點比該靶的熔點更低。
- 如請求項1所述之濺射靶製品，其中，該靶，由Ta或Ta合金形成，該背板或背管，由Cu或Cu合金形成，該嵌件材料，由Al或Al合金形成。
- 如請求項1至3中之任一項所述之濺射靶製品，其中，該靶的非濺射面側的所有部分被該嵌件材料覆蓋，或者被該背板或背管以及該嵌件材料雙方覆蓋。
- 如請求項4所述之濺射靶製品，其中，該靶的非濺射面側的所有部分，被該嵌件材料覆蓋。
- 一種濺射靶製品的再生品的製造方法，所述濺射靶製品，包括：一靶、一背板或背管及一嵌件材料的層，該靶的非濺射面側的至少一部分輪廓化為具有面對稱狀的凹凸部， 該嵌件材料的層形成為緊貼該輪廓化的表面，該嵌件材料，由比重至少比構成該靶的金屬更輕的金屬形成；該方法包括：將該靶與該背板或背管分離的步驟；將新的靶接合於該背板或背管的步驟，該分離步驟，包括通過熱處理軟化或熔融該嵌件材料的步驟，或者包括通過蝕刻處理熔解該嵌件材料的步驟其中，該嵌件材料的蝕刻率，比該靶的蝕刻率更高，該嵌件材料的層的側面的至少一部分，沒有被該靶以及該背板或背管覆蓋而露出。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW554060B (en) * | 2000-10-31 | 2003-09-21 | Nikko Materials Co Ltd | Tantalum or tungsten target-copper alloy backing plate assembly and production method therefor |
| CN102656289A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-05 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 靶-背衬板组装体 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3469261B2 (ja) * | 1992-12-07 | 2003-11-25 | 株式会社ジャパンエナジー | 拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体及びその製造方法 |
| JPH06140330A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-05-20 | Nippon Steel Corp | スパッタリング装置 |
| US6039848A (en) * | 1995-07-10 | 2000-03-21 | Cvc Products, Inc. | Ultra-high vacuum apparatus and method for high productivity physical vapor deposition. |
| US6599405B2 (en) | 2001-05-30 | 2003-07-29 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Recessed sputter target |
| US20050051606A1 (en) | 2003-09-09 | 2005-03-10 | Rene Perrot | Method of manufacturing an extended life sputter target assembly and product thereof |
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| US8702919B2 (en) | 2007-08-13 | 2014-04-22 | Honeywell International Inc. | Target designs and related methods for coupled target assemblies, methods of production and uses thereof |
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| CN101811209A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-08-25 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材组件的制作方法 |
| JP2016191109A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | Ｊｘ金属株式会社 | タンタルスパッタリングターゲット |
| JP6140330B2 (ja) | 2016-04-08 | 2017-05-31 | Hoya株式会社 | マスクブランクの製造方法、転写用マスク用の製造方法、および半導体デバイスの製造方法 |
| CN206622765U (zh) * | 2016-12-27 | 2017-11-10 | 有研亿金新材料有限公司 | 一种靶材焊接结构 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW554060B (en) * | 2000-10-31 | 2003-09-21 | Nikko Materials Co Ltd | Tantalum or tungsten target-copper alloy backing plate assembly and production method therefor |
| CN102656289A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-05 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 靶-背衬板组装体 |
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