WO2002036848A1 - Ensemble cible en tantale ou tungstène sur plaque-support en alliage de cuivre, et procédé de production - Google Patents

Ensemble cible en tantale ou tungstène sur plaque-support en alliage de cuivre, et procédé de production Download PDF

Info

Publication number
WO2002036848A1
WO2002036848A1 PCT/JP2001/006553 JP0106553W WO0236848A1 WO 2002036848 A1 WO2002036848 A1 WO 2002036848A1 JP 0106553 W JP0106553 W JP 0106553W WO 0236848 A1 WO0236848 A1 WO 0236848A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
tantalum
aluminum
copper alloy
plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/006553
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kunihiro Oda
Takeo Okabe
Hirohito Miyashita
Original Assignee
Nikko Materials Company, Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikko Materials Company, Limited filed Critical Nikko Materials Company, Limited
Priority to DE60107280T priority Critical patent/DE60107280T2/de
Priority to KR10-2003-7005916A priority patent/KR100528888B1/ko
Priority to EP01955543A priority patent/EP1331283B1/en
Priority to US10/297,266 priority patent/US6759143B2/en
Publication of WO2002036848A1 publication Critical patent/WO2002036848A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736—Al-base component
    • Y10T428/12743—Next to refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12819—Group VB metal-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826—Group VIB metal-base component

Definitions

  • the present invention relates to a packing plate assembly made of a tantalum or tungsten target-copper alloy that can withstand high power sputtering, and a method of manufacturing the same.
  • tantalum or tungsten targets described in this specification include alloy targets containing these as main components.
  • Diffusion bonding is an effective method of joining a sputtering target and a backing plate that can withstand high-power sputtering.
  • a solid-state diffusion bonding target assembly and its manufacturing method have been presented.
  • the sputtering target assembly manufactured by this solid-phase diffusion bonding has excellent adhesion and strength.
  • the thermal expansion coefficient of the sputtering target is smaller than that of the packing plate (in many cases, such a target-packing plate assembly structure), the target is raised when cooled from the temperature of diffusion bonding to room temperature.
  • the packing plate if the packing plate is set down, the packing plate may be warped upward, and if the diffusion bonding strength is low, the packing plate may be peeled off from the outer peripheral portion of the bonding interface.
  • the warpage increases, and in order to regulate the target thickness, a target that is extra thick by the amount of the warpage is diffused and bonded, and then the convex part is processed (cut). Or it became necessary to correct the warp at room temperature. This has resulted in a problem that the number of working processes increases and the cost increases.
  • the packing plate was deformed due to the thermal influence of high-power sputtering, and there was even a case where cooling water leaked.
  • a vacuum in the aluminum alloy (A 5 0 5 2) manufactured by packing plate tantalum target of ⁇ 3 5 0 mm thickness 1 0 mm, 5 0 0 ° C, and diffusion bonding at a surface pressure of 1 5 kgf / mm 2
  • the amount of warpage varied from 4 mm to 7 mm for each lot, and in some cases, the bonding interface was peeled off.
  • the present invention is directed to tantalum or tungsten that can withstand high-power sputtering with little deformation after diffusion bonding even when the difference between the coefficients of thermal expansion of the target material and the packing plate material is large, and without peeling or cracking between the target and the packing plate. It is an object to provide a target packing plate assembly and a method for manufacturing the same. Therefore, we conducted intensive research on the production of a tantalum or tungsten target that has a small amount of warpage after diffusion bonding and withstands high-power sputtering, and a diffusion bonded tantalum or tungsten target. It has been found that it is extremely effective to use a copper alloy that is small in size, hard and has good thermal conductivity with little deformation, and aluminum or an alloy plate with a certain thickness for the insert material.
  • the present invention is based on this finding,
  • the tantalum or tungsten target and the copper alloy packing plate are diffusion-bonded through an insert material of aluminum or aluminum alloy plate with a thickness of 0.5 mm or more.
  • Packing plate assembly made of tantalum or tungsten target-copper alloy characterized by comprising
  • Tungsten or tungsten target and copper alloy packing plate with aluminum or aluminum alloy plate with thickness of 0.5 mm or more as insert material under vacuum from 400 ° C to 548 Provided is a method for manufacturing a packing plate assembly made of a tantalum or tungsten target copper alloy, which is characterized by performing diffusion bonding under a temperature condition of ° C. and a pressure condition of 1 to 20 kg Zmm 2 .
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an assembly of a sputtering target, an insert material, and a packing plate
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the amount of warpage after diffusion bonding.
  • the present invention uses a copper alloy packing plate as a packing plate.
  • the material of the copper alloy packing plate is copper chromium, which has a lower coefficient of thermal expansion than aluminum alloy, is harder, has less deformation, and has good thermal conductivity.
  • Use copper alloys such as alloys and copper-zinc alloys.
  • An aluminum or aluminum alloy plate with a thickness of 0.5 mm or more is used as the insert material. The reason why the insert material must have a thickness of 0.5 mm or more is that it becomes sufficiently soft at the temperature of diffusion bonding, and microscopically, an active new surface appears due to the destruction of the surface oxide film, and atoms diffuse. This is because the stress caused by the difference in thermal expansion between the sputtering target and the packing plate during cooling to room temperature after diffusion bonding can be reduced.
  • the Vickers hardness of the tantalum target material is 109, while the Vickers hardness of the copper chromium alloy of the packing plate is 135, but both are almost the same hardness Therefore, microscopic surface oxide film rupture is unlikely to occur.
  • an aluminum or aluminum alloy plate with a thickness of 0.5 mm or more is used as an insert material between the tantalum or tungsten target and the copper alloy backing plate. This can be obtained by diffusion bonding under vacuum at a temperature of 400 ° C. to 548 ° C. and a pressure of 1 to 20 kg / mm 2 .
  • the temperature is lower than 400 ° C., sufficient bonding strength cannot be obtained. If the temperature exceeds 548 ° C., the eutectic temperature of aluminum and copper will be exceeded and a liquid phase will be produced, which is not preferable.
  • Example 2 the shape of the target and the packing plate are determined on the sputtering apparatus, and the thicker the insert material, the thinner the packing plate must be. However, there is a limit to the strength of reducing the thickness of the packing plate. Considering the above, the upper limit thickness of the insert material of aluminum or aluminum alloy plate is 1/2 of the thickness of the packing plate. It is desirable that Example
  • Example 1 shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, all modifications and other aspects based on the technical concept of the present invention are included in the present invention.
  • Example 1 shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, all modifications and other aspects based on the technical concept of the present invention are included in the present invention.
  • a tantalum target with a diameter of 350 mm and a thickness of 10 mm was machined.
  • the packing plate used was a copper-chromium alloy.
  • the interface between the target, the insert material, and the packing plate to be diffusion-bonded was subjected to ultrasonic cleaning using acetone as a solvent, and further thoroughly washed with isopropyl alcohol. Vacuum encapsulating these assemblies in an iron vessel (degree of vacuum 0. 1 torr or less) to the diffusion at 500 ° CX 4 hr, 1 5 pressure of kg / mm 2 at a hot isostatic pressing (HIP) Joined.
  • HIP hot isostatic pressing
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the amount of warpage after diffusion bonding. Comparative Example 1
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, an aluminum insert material was inserted between a tantalum target and a copper-chromium alloy packing plate, and the thickness was set to 0.3 tnm and 0.4 mm.
  • Diffusion bonding was performed using a 2 mm thick Huckel plate and silver plate as other insert materials. After joining, the iron container was removed by machining. With the tantalum target facing upward, the amount of warpage was measured with a gap gauge. In the case of delamination between the tantalum target and the aluminum midsart material, the situation was observed.
  • Table 1 shows the results of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the peeling in the table indicates the peeling at the joint interface between the tantalum target and the insert material.
  • Pure aluminum uses JIS standard A 1050 material.
  • 0.8 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, and 6.0 mm pure aluminum plates were used as the insert materials within the scope of the present invention.
  • the warpage amounts were 3 mm, 2.8 mm, 2.5 mm, and 1.7 mm, respectively, and all showed slight warpage.
  • the amount of warpage tended to decrease as the thickness of the aluminum plate increased.
  • Tungsten powder was vacuum-pressed and sintered by hot pressing, and then was lathe-processed to a diameter of ⁇ 35 Omm and a thickness of 8 mm.
  • the packing plate was made of zinc alloy. 0.8mm, lmm, 2mm, 6mm pure Anoremi (A-150) plates are used as the insert material, and the thickness of the packing plate is added to the thickness of the insert material. mm.
  • the interface between the target, the insert material, and the packing plate where diffusion bonding was performed was ultrasonically cleaned using acetone as a solvent, and then further cleaned with isopropyl alcohol. Further, the tungsten target was sufficiently dried with a vacuum dryer.
  • Example 2 Diffusion bonding was performed in the same manner as in Example 1, and after removing the iron container, the amount of warpage was measured with a gap gauge with the tungsten target facing upward. Comparative Example 2
  • an aluminum insert material is inserted between a tungsten target and a copper-zinc alloy plate, and the thickness of the aluminum insert material is set to 0.3 mm and 0.4 mm.
  • Other insert materials used were a 2-mm-thick nickel plate and a silver plate.
  • the amount of warpage was measured with a gap gauge with the tungsten target facing upward. In addition, the state of the delamination between the tungsten target and the aluminum insert material was observed.
  • Table 2 shows the results of Example 2 and Comparative Example 2.
  • the peeling in the table indicates the peeling at the joint interface between the tantalum target and the insert material.
  • Pure aluminum uses JIS standard A1050 material.
  • Table 2 for the insert materials within the scope of the present invention, those using pure 0.8mm, 1.0mm, 2.Omm, 6.0mm pure anoremium plates were: The warpage amounts were 3.3 mm, 3.2 mm, 2.6 mm s and 1.7 mm, respectively, and all showed slight warpage. In addition, the amount of warpage showed a tendency to decrease as the thickness of the aluminum plate increased.
  • the comparative example of Table 2 for the insert materials using pure aluminum sheets of 0.3 mm and 0.4 mm which are out of the range of the thickness of the present invention. Showed a large warpage of about 4 mm due to cracking of the tungsten target.
  • Example 2 From the above, it can be seen from Example 2 that the use of an aluminum plate having a thickness within the range of the present invention is extremely effective as an insert material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

明 細 ーゲットー銅合金製パッキングプレート組立体及ぴ その製造方法 技術分野
本発明は、 ハイパワースパッタに耐えるタンタル又はタングステンターゲット 一銅合金製パッキングプレート組立体及びその製造方法に関する。 なお、 本明細 書に記載するタンタル又はタングステンターゲットはこれらを主成分とする合金 ターゲットを含むものである。 背景技術
ハイパワースパッタに耐えるスパッタリングターゲットとバッキングプレート の接合方法として拡散接合は有効な方法であり、 本出願人は特開平 6— 1 0 8 2 4 6にてターゲットとパッキングプレート間にィンサート材を介した固相拡散接 合ターゲット組立体及びその製造方法を提示した。 この固相拡散接合により製造 したスパッタリングタ一ゲット組立体は優れた密着性と強度を有している。
ところが、 近年ヴェハーの大口径化に伴いスパッタリングターゲット自体も大 型化しており、 特にターゲット材とバッキングプレート材の熱膨張率の差が大き い場合は、 拡散接合後の変形が大きな問題となってきた。
スパッタリングターゲッ トの熱膨張率がパッキングプレートに比べて小さい 場合（多くの場合、そのようなターゲットーパッキングプレート組立構造となる） は、 拡散接合される温度から室温まで冷却されるとターゲットを上に、 パッキン グプレートを下にした場合は上に凸に反り返ってしまい、 拡散接合強度が弱い場 合は接合界面の外周部から剥がれてしまう場合がある。 また、 剥がれないにしてもその反り量が大きくなり、 ターゲットの厚さを規定 するためには、 予め反り量分だけ余分に厚いターゲットを拡散接合後、 その凸部 を加工 （切削） するか、 あるいは室温で反りを矯正することが必要になった。 こ れは、 作業工程の増加となりコスト増を招く という問題を生じた。
特にタングステンなどのように粉末冶金法よつて作成されるターゲットは、 こ のような反りが大きい場合には割れてしまうという事故さえ発生した。
このような問題のある事例のターゲット材としてはタンタル又はタンダステ ンを使用し、 またパッキングプレートとしてアルミニウム又はアルミニウム合金 等を使用する場合によく起こる事がわかった。
さらにハイパワースパッタリングの熱影響によってパッキングプレートが変 形してしまい冷却水の漏れがおこってしまうことすらあった。
例えば、 φ 3 5 0 mm厚さ 1 0 mmのタンタルターゲットにアルミニウム合金 (A 5 0 5 2 ) 製パッキングプレートを真空中、 5 0 0 ° C、 面圧 1 5 k g f / m m 2で拡散接合したところ、 反り量がロット毎に 4 m mから 7 m mと変動して しまい、 また一部接合界面が剥離してしまうものもあった。
そして、 反り 4 mmの接合組立体をターゲット形状に加工し、 これをスパッタ パワー 2 0 KWでスパックを行ったところ変形して水漏れがおこってしまう事故 が発生した。 発明の開示
本発明は、 ターゲット材とパッキングプレート材の熱膨張率の差が大きい場合 でも拡散接合後の変形が小さく、 かつターゲットとパッキングプレート間の剥離 や割れの発生がないハイパワースパッタに耐えるタンタル又はタングステンター ゲットーパッキングプレート組立体及びその製造方法を提供することを課題とす る。 そこで拡散接合後の反り量が少なく、 ハイパワースパッタリングに耐えるパッ キングプレートと拡散接合したタンタルあるいはタングステンターゲッ トの製造 に闋して鋭意研究したところ、 パッキングプレートとしてはアルミニウム合金よ りも熱膨張率が小さく、 硬くて変形が少ない熱伝導性の良い銅合金を使用し、 ィ ンサート材にはある程度の厚みをもつアルミニウム又はその合金板を使用する事 が極めて有効であることを見出した。
本発明はこの知見に基づき、
1 . タンタル又はタングステンターゲットと銅合金製パッキングプレートが厚さ 0 . 5 mm以上のアルミ-ゥム又はアルミニウム合金板のィンサート材を介して 拡散接合されており、 それぞれの材料間で拡散接合界面を備えることを特徴とす るタンタル又はタングステンターゲット一銅合金製パッキングプレート組立体
2 . 厚さ 0 . 5 mm以上のアルミ-ム又はアルミ-ゥム合金板をインサート材と してタンタルあるいはタングステンターゲッ トと銅合金パッキングプレートを真 空下で 4 0 0 ° Cから 5 4 8 ° Cの温度及ぴ 1〜 2 0 k g Zm m 2の圧力条件で 拡散接合することを特徴とするタンタル又はタングステンターゲッ トー銅合金製 パッキングプレート組立体の製造方法 を提供する。 図面の簡単な説明
図 1は、 スパッタリングターゲット、 インサート材及ぴパッキングプレートの 組立体概略図であり、 図 2は、 拡散接合後の反り量の説明図である。 発明の実施の形態
本発明は、 パッキングプレートとして銅合金製パッキングプレートを使用する この銅合金製パッキングプレートの材料としてはアルミニウム合金よりも熱膨張 率が小さく、 硬くて変形が少なく、 さらに熱伝導性の良好な銅クロム合金や銅亜 鉛合金等の銅合金を使用する。 インサート材としては、 厚さ 0 . 5 mm以上のアルミ-ゥム又はアルミニウム 合金板を使用する。 このように、 インサート材が 0 . 5 mm以上の厚みが必要で あるのは、 拡散接合時の温度で十分柔らかくなり、 ミクロ的にみて表面酸化膜の 破壊により活性な新生面が現れて原子が拡散しゃすくなること及び拡散接合後室 温まで冷却される際のスパッタリングターゲットとパッキングプレート間の熱膨 張差によって生ずる応力を緩和することができるためである。
従来、 このような拡散接合する際に、 接合強度等の面からインサート材が薄い ほど良いとされていたが、 本発明においてはこのような従来の発想を大きく変え るものである。
インサート材を揷入しない場合、 例えばタンタルターゲット材のビッカース硬 度は 1 0 9であり、 他方パッキングプレートの銅クロム合金のビッカース硬度は 1 3 5であるが、 どちらも同程度の硬さであるためにミクロ的な表面酸化膜の破 壌が起こりにくレ、。
したがって活性な新生面が出現しないので拡散接合が難しくなるという現象 が起きることがわかった。 また、 これは同様にインサート材が薄い場合にもイン サート材としての機能が低く有効でないことも分かった。
このようなことから、 タンタル又はタングステンターゲットー銅合金製パツキ ングプレート組立体の製造においては、 インサート材として厚さ 0 . 5 mm以上 のアルミニウム又はアルミ-ゥム合金板の使用は不可欠である。
タンタル又はタングステンターゲット一銅合金製パッキングプレート組立体 の製造に際しては、 厚さ 0 . 5 mm以上のアルミニム又はアルミニウム合金板を ィンサ一ト材としてタンタルあるいはタングステンターゲットと銅合金バッキン グプレートの間に介在させ、 これを真空下で 4 0 0 ° Cから 5 4 8 ° Cの温度及 び 1〜2 0 k g /mm 2の圧力をかけて拡散接合することによって得ることがで きる。
これによつて、 タンタル又はタングステンターゲットとアルミニム又はアルミ ニゥム合金及ぴ銅合金製パッキングプレートとアルミニム又はアルミニウム合金 間に固相拡散接合相が形成され、 密着性と接合強度に優れた接合体を得ることが できる。
4 0 0 ° C未満では十分な接合強度が得られない。また 5 4 8 ° Cを超えると、 アルミと銅の共晶温度を超えてしまい液相が出てしま'うので好ましくない。
また、 およそ 5 0 0 ° Cを超えるとアルミ-ゥムと銅の界面には数 μ πιの反応 層が形成されるが、 この反応層は硬い金属間化合物であるため、 あまり厚くなつ てはならない。 したがって、 上記の温度範囲において拡散接合を行うことが必要 である。
なお、 スパッタ装置上、 ターゲットやパッキングプレートの形状は決定されて いて、 ィンサート材の厚さが厚いと相対的にパッキングプレートの厚さを薄くし なければならない。 しかし、 パッキングプレートの厚さを薄くするにも強度的に 限度があるので、 上記のことを考えてアルミニウム又はアルミニウム合金板のィ ンサート材の上限の厚さはパッキングプレートの厚さの 1 / 2とすることが望ま しい。 実施例
次に、 本発明の実施例及び比較例を説明する。 なお、 実施例はあくまで本発明 の一例であり、 この実施例に制限されるものではない。 すなわち、 本発明の技術 思想に基づく、 変形や他の態様は全て本発明に包含される。 実施例 1
直径 φ 3 5 0 mm、厚さ 1 0 mmのタンタルターゲットを機械加工により作成 した。 パッキングプレートは銅クロム合金を使用した。
インサート材として各々 0 . 8 mm、 1 . 0 mm , 2 . 0 mm , 6 . O mmの 純アルミニウム （A _ 1 0 5 0 ) 板を使用し、 パッキングプレートの厚さはィン サート材の厚さと足し合せて 1 9 mmとなるようにした。
ターゲット、 ィンサ一ト材及ぴパッキングプレートの拡散接合される界面はァ セトンを溶媒として超音波洗浄した後、 さらにイソプロピルアルコールでにて十 分洗浄した。 これらの組立体を鉄製の容器に真空封入（真空度は 0. 1 t o r r以下） して、 熱間静水圧プレス （H I P) にて 500° CX 4 h r、 1 5 k g/mm2の圧力 で拡散接合した。
接合後は鉄製容器を機械加工にて除去した。 タンタルターゲットを上にして反 り量を隙間ゲージにて測定した。 図 2に拡散接合後の反り量の説明図を示す。 比較例 1
実施例 1と同様の方法で、 タンタルターゲットと銅クロム合金パッキングプレ ートとの間にアルミニウムインサート材を入れ、 その厚さを 0. 3tnm及び 0. 4 mmとした場合である。
また、 その他ィンサート材として厚さ 2 mmのュッケル板及び銀板を使用して 拡散接合した。 接合後は鉄製容器を機械加工にて除去した。 タンタルターゲット を上にして反り量を隙間ゲージにて測定した。 また、 タンタルターゲットとアル ミエゥムィンサート材間で剥離したものは、 その状況を観察した。
実施例 1と比較例 1の結果を表 1に示す。
Figure imgf000008_0001
表の剥離はタンタルターゲットとインサート材との接合界面での 剥離を示す。 純アルミニウムは J I S規格 A 1050材を使用。 上記表 1の実施例に示すように、 本発明の範囲にあるィンサート材として 0 . 8 mm, 1 . 0 mm, 2 . 0 mm、 6 . 0 mmの純アルミニウム板を使用したも のについては、 反り量がそれぞれ 3 mm、 2 . 8 mm, 2 . 5 mm, 1 . 7 m m となり、 いずれもわずかな反り量を示した。 また、 この反り量はアルミニウム板 の板厚増加に伴い、 より少なくなる傾向を示した。
これに対して、 同表 1の比較例に示すように、 インサート材として本発明の厚 さの範囲外である 0 . 3 mm及び 0 . 4 mmの純アルミニウム板を使用したもの については、前者がタンタルターゲットとアルミエゥムィンサ一ト材間で剥離し、 後者については反り量がそれぞれ 4 mmと大きな反り量を示した。
また、 厚さ 2 mmのニッケル板及び銀板を使用して拡散接合した場合は、 厚さ が十分厚いにもかかわらず、 タンタルターゲットとニッケルあるいは銀ィンサー ト材間で剥離するという現象がおきた。
以上から、 ィンサート材として本発明の範囲にある厚さのアルミニウム板の使 用が極めて有効であることが分かる。 実施例 2
タングステン粉末をホットプレスにて真空加圧焼結した後、直径 φ 3 5 O mm 厚さ 8 mmに旋盤加工した。 パッキングプレートには錮亜鉛合金を使用した。 インサート材として各々 0 . 8 mm、 l mm、 2 mm、 6 mmの純ァノレミ （A — 1 0 5 0 ) 板を使用し、 パッキングプレートの厚さはインサート材の厚さと足 し合せて 1 9 mmとなるようにした。
ターゲット、 インサート材、 パッキングプレートの拡散接合される界面は、 ァ セトンを溶媒として超音波洗浄した後、 さらにィソプロピルアルコールでにて洗 浄した。 さらにタングステンターゲットを真空乾燥機にて十分乾燥した。
実施例 1 と同じ方法で拡散接合し、 鉄製容器を除去後、 タングステンターゲッ トを上にして反り量を隙間ゲージにて測定した。 比較例 2
実施例 2と同様の方法で、 タングステンターゲットと銅亜鉛合金パッ レートとの間にアルミニウムィンサート材を入れ、 そのアルミインサート材の厚 さを 0. 3mm及び 0. 4 mmとして場合である。 その他インサート材として、 厚さ 2mmの-ッケル板及ぴ銀板を使用した。
タングステンターゲットを上にして反り量を隙間ゲージにて測定した。 また、 タングステンターゲットとアルミユウムインサート材間で剥離したものは、 その 状況を観察した。
実施例 2と比較例 2の結果を表 2に示す。
表 2
Figure imgf000010_0001
表の剥離はタンタルターゲットとインサート材との接合界面での 剥離を示す。 純アルミニウムは J I S規格 A1050材を使用。 上記表 2の実施例に示すように、 本発明の範囲にあるインサート材として 0, 8 mm, 1. 0 mm, 2. Omm、 6. 0 mmの純ァノレミニゥム板を使用したも のについては、 反り量がそれぞれ 3. 3 mm, 3. 2mm、 2. 6 mms 1. 7 mmとなり、 いずれもわずかな反り量を示した。 また、 この反り量はアルミユウ ム板の板厚増加に伴い、 より少なくなる傾向を示した。 これに対して、 同表 2の比較例に示すように、 インサート材として本発明の厚 さの範囲外である 0 . 3 m m及び 0 . 4 mmの純アルミ-ゥム板を使用したもの については、 タングステンターゲットに割れが発生してしまい約 4 mmの大きな 反り量を示した。
また、 厚さ 2 mmのニッケル板及び銀板を使用して拡散接合した場合は、 厚さ が十分厚いにもかかわらず、 タングステンターゲットとアルミニウムィンサート 材間で剥離するという現象がおきた。
以上から、 実施例 2からもインサート材として本発明の範囲にある厚さのアル ミニゥム板の使用が極めて有効であることが分かる。
なお、 本実施例ではインサート材として純アルミニウムを使用したが、 A 5 0 5 2等のアルミニゥム合金板でも同様の効果があることが確認できた。 発明の効果
ターゲット材とパッキングプレート材の熱膨張率の差が大きい場合でも拡散接 合後の変形が小さく、 かつターゲットとパッキングプレート間の剥離や割れの発 生がないタンタル又はタングステンターゲットーバッキングプレート組立体を得 ることができる。 また、 拡散接合後の反り量を減らすことによりターゲット厚さ 保証を容易にし、 ターゲット歩留りを向上させ、 さらに接合後の加工切削工程あ るいは矯正工程軽減を可能とする。 ハイパワースパッタリングに耐える信頼性の 高いターゲット組立体を提供し、 ターゲット大型化にも対応できるという優れた 効果を有する。

Claims

0 請 求 の 範 囲
1. タンタル又はタングステンターゲッ トと銅合金製パッキングプレートが厚さ 0. 5mm以上のアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を介して 拡散接合されており、 それぞれの材料間で拡散接合界面を備えることを特徴とす るタンタル又はタングステンターゲット一銅合金製パッキングプレート組立体。
2. 厚さ 0. 5 mm以上のアルミニム又はアルミニウム合金板をインサート材と してタンタルあるいはタングステンターゲットと銅合金バッキングプレートを真 空下で 40 0° Cから 548° Cの温度及ぴ 1〜 20 k g/mm2の圧力条件で 拡散接合することを特徴とするタンタル又はタングステンターゲッ トー銅合金製 パッキングプレート組立体の製造方法。
PCT/JP2001/006553 2000-10-31 2001-07-30 Ensemble cible en tantale ou tungstène sur plaque-support en alliage de cuivre, et procédé de production WO2002036848A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE60107280T DE60107280T2 (de) 2000-10-31 2001-07-30 Tantal- oder wolfram-target mit kupferträgerplattenanordnung und herstellungsverfahren dafür
KR10-2003-7005916A KR100528888B1 (ko) 2000-10-31 2001-07-30 탄탈륨 또는 텅스텐 타겟트-동합금제 배킹 플레이트조립체 및 그 제조방법
EP01955543A EP1331283B1 (en) 2000-10-31 2001-07-30 Tantalum or tungsten target-copper alloy backing plate assembly and production method therefor
US10/297,266 US6759143B2 (en) 2000-10-31 2001-07-30 Tantalum or tungsten target-copper alloy backing plate assembly and production method therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000332159A JP3905301B2 (ja) 2000-10-31 2000-10-31 タンタル又はタングステンターゲット−銅合金製バッキングプレート組立体及びその製造方法
JP2000-332159 2000-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002036848A1 true WO2002036848A1 (fr) 2002-05-10

Family

ID=18808400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/006553 WO2002036848A1 (fr) 2000-10-31 2001-07-30 Ensemble cible en tantale ou tungstène sur plaque-support en alliage de cuivre, et procédé de production

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6759143B2 (ja)
EP (1) EP1331283B1 (ja)
JP (1) JP3905301B2 (ja)
KR (1) KR100528888B1 (ja)
DE (1) DE60107280T2 (ja)
TW (1) TW554060B (ja)
WO (1) WO2002036848A1 (ja)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003052161A1 (fr) * 2001-12-19 2003-06-26 Nikko Materials Company, Limited Procede pour assembler une cible en substance magnetique avec une plaque dorsale, et cible en substance magnetique
JP4883546B2 (ja) * 2002-09-20 2012-02-22 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 タンタルスパッタリングターゲットの製造方法
WO2004036626A2 (en) * 2002-10-18 2004-04-29 The Regents Of The University Of California Isostatic pressure assisted wafer bonding method
JP4263900B2 (ja) * 2002-11-13 2009-05-13 日鉱金属株式会社 Ｔａスパッタリングターゲット及びその製造方法
CN103966561A (zh) * 2003-04-01 2014-08-06 Jx日矿日石金属株式会社 钽溅射靶及其制造方法
CN101857950B (zh) * 2003-11-06 2012-08-08 Jx日矿日石金属株式会社 钽溅射靶
DE102004020404B4 (de) * 2004-04-23 2007-06-06 H. C. Starck Gmbh & Co. Kg Trägerplatte für Sputtertargets, Verfahren zu ihrer Herstellung und Einheit aus Trägerplatte und Sputtertarget
JP4629051B2 (ja) * 2004-11-17 2011-02-09 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 スパッタリングターゲット−バッキングプレート組立体及び成膜装置
JP2006257510A (ja) 2005-03-17 2006-09-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd スパッタリングターゲットの製造方法およびスパッタリングターゲット
KR100968395B1 (ko) * 2005-04-28 2010-07-07 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟
US20070004587A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Intel Corporation Method of forming metal on a substrate using a Ruthenium-based catalyst
JP4949259B2 (ja) * 2005-10-04 2012-06-06 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 スパッタリングターゲット
TW200741022A (en) * 2006-03-14 2007-11-01 Applied Materials Inc Pre-conditioning a sputtering target prior to sputtering
JP4706926B2 (ja) * 2006-03-17 2011-06-22 三菱マテリアル株式会社 バッキングプレート付きターゲットの製造方法
JP4162094B2 (ja) * 2006-05-30 2008-10-08 三菱重工業株式会社 常温接合によるデバイス、デバイス製造方法ならびに常温接合装置
WO2008001547A1 (fr) 2006-06-29 2008-01-03 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. élément de liaison pour cible de pulvérisation cathodique/plaque de support
WO2008096648A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-14 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. 高融点金属合金、高融点金属珪化物、高融点金属炭化物、高融点金属窒化物あるいは高融点金属ホウ化物の難焼結体からなるターゲット及びその製造方法並びに同スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体及びその製造方法
JP5243541B2 (ja) * 2008-06-02 2013-07-24 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 タングステン焼結体スパッタリングターゲット
CN101537530B (zh) * 2009-03-16 2011-08-03 宁波江丰电子材料有限公司 靶材结构的制作方法
SG173141A1 (en) 2009-05-22 2011-08-29 Jx Nippon Mining & Metals Corp Tantalum sputtering target
US9845528B2 (en) 2009-08-11 2017-12-19 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Tantalum sputtering target
KR20140129250A (ko) 2009-11-20 2014-11-06 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타깃-백킹 플레이트 접합체 및 그 제조 방법
US10167547B2 (en) 2009-12-24 2019-01-01 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Gadolinium sputtering target and production method of said target
JP5687458B2 (ja) * 2010-09-17 2015-03-18 株式会社アカネ 金属材料の接合方法
US10006117B2 (en) 2010-10-27 2018-06-26 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Sputtering target-backing plate assembly and method for producing same
CN103492608B (zh) * 2011-02-14 2016-04-13 东曹Smd有限公司 经扩散结合的溅射靶组件及制造方法
JP2014523969A (ja) 2011-06-27 2014-09-18 ソレラス・リミテッド スパッタリングターゲット
CN102554447A (zh) * 2011-12-26 2012-07-11 昆山全亚冠环保科技有限公司 高纯Al靶焊接方法
CN102554455B (zh) * 2011-12-31 2015-07-08 宁波江丰电子材料股份有限公司 钨钛合金靶材与铜合金背板扩散焊接方法
WO2013122927A1 (en) 2012-02-14 2013-08-22 Tosoh Smd, Inc. Low deflection sputtering target assembly and methods of making same
JP5324016B1 (ja) 2012-03-21 2013-10-23 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 タンタルスパッタリングターゲット及びその製造方法並びに同ターゲットを用いて形成した半導体配線用バリア膜
WO2014007151A1 (ja) 2012-07-04 2014-01-09 Jx日鉱日石金属株式会社 スパッタリングターゲット
CN103521916A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 宁波江丰电子材料有限公司 靶材组件的焊接方法
CN103706939B (zh) * 2012-09-28 2015-10-28 清华大学 一种钨铜异种金属的扩散连接方法
DE102012109782A1 (de) * 2012-10-15 2014-04-17 Karlsruher Institut für Technologie Schichtverbund
CN104551381B (zh) * 2013-10-25 2017-01-04 宁波江丰电子材料股份有限公司 钨靶材组件的焊接方法
JP5897767B2 (ja) * 2013-11-06 2016-03-30 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット／バッキングプレート組立体
CN104741773B (zh) * 2013-12-31 2016-08-17 宁波江丰电子材料股份有限公司 钨钛铝靶材组件的焊接方法
DE202015100433U1 (de) 2014-01-30 2015-02-09 Fhr Anlagenbau Gmbh Fügeverbindung zwischen zwei Elementen
WO2016052380A1 (ja) 2014-09-30 2016-04-07 Ｊｘ金属株式会社 タングステンスパッタリングターゲット及びその製造方法
KR102117404B1 (ko) * 2018-05-10 2020-06-01 재단법인 포항산업과학연구원 스퍼터링 폐타겟으로부터 유가금속 회수방법 및 공정 부산물 재활용 방법
JPWO2020195030A1 (ja) * 2019-03-28 2021-09-13 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット製品及びスパッタリングターゲット製品の再生品を製造する方法
CN112122764A (zh) * 2020-09-16 2020-12-25 宁波江丰电子材料股份有限公司 一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法
CN112935512A (zh) * 2021-03-26 2021-06-11 宁波江丰电子材料股份有限公司 一种钴靶材与铜铬合金背板的扩散焊接方法
CN113231705B (zh) * 2021-05-20 2022-11-04 上海博译金属有限公司 一种溅射镀膜用铬靶材与铜背板的复合方法
JP7376742B1 (ja) 2023-05-22 2023-11-08 株式会社アルバック ターゲット組立体およびターゲット組立体の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590904A1 (en) * 1992-09-29 1994-04-06 Japan Energy Corporation Diffusion-bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same
WO2000006793A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Applied Materials, Inc. Sputtering target assembly
JP2000239837A (ja) * 1999-02-15 2000-09-05 Sony Corp 固相拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体の分離方法
JP2000239838A (ja) * 1999-02-15 2000-09-05 Sony Corp 固相拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH069906B2 (ja) 1986-03-04 1994-02-09 日本発条株式会社 黒鉛と銅または銅合金からなる複合材
JPH01180976A (ja) * 1988-01-12 1989-07-18 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk スパッタリング用バッキングプレート
US5836506A (en) * 1995-04-21 1998-11-17 Sony Corporation Sputter target/backing plate assembly and method of making same
US6073830A (en) * 1995-04-21 2000-06-13 Praxair S.T. Technology, Inc. Sputter target/backing plate assembly and method of making same
KR20010005546A (ko) * 1997-03-19 2001-01-15 존슨매테이일렉트로닉스, 인코퍼레이티드 후면에 확산 니켈 플레이트된 타겟과 그의 생성방법
US6451185B2 (en) * 1998-08-12 2002-09-17 Honeywell International Inc. Diffusion bonded sputtering target assembly with precipitation hardened backing plate and method of making same
US6071389A (en) * 1998-08-21 2000-06-06 Tosoh Smd, Inc. Diffusion bonded sputter target assembly and method of making
US6113761A (en) * 1999-06-02 2000-09-05 Johnson Matthey Electronics, Inc. Copper sputtering target assembly and method of making same
US6620296B2 (en) * 2000-07-17 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Target sidewall design to reduce particle generation during magnetron sputtering

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590904A1 (en) * 1992-09-29 1994-04-06 Japan Energy Corporation Diffusion-bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same
EP0831155A1 (en) * 1992-09-29 1998-03-25 Japan Energy Corporation Diffusion-bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same
EP0848080A1 (en) * 1992-09-29 1998-06-17 Japan Energy Corporation Diffusion-bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same
WO2000006793A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Applied Materials, Inc. Sputtering target assembly
JP2000239837A (ja) * 1999-02-15 2000-09-05 Sony Corp 固相拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体の分離方法
JP2000239838A (ja) * 1999-02-15 2000-09-05 Sony Corp 固相拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE60107280T2 (de) 2005-11-03
JP2002129316A (ja) 2002-05-09
EP1331283A1 (en) 2003-07-30
EP1331283B1 (en) 2004-11-17
KR20030045153A (ko) 2003-06-09
DE60107280D1 (de) 2004-12-23
JP3905301B2 (ja) 2007-04-18
EP1331283A4 (en) 2004-04-28
US20030134143A1 (en) 2003-07-17
KR100528888B1 (ko) 2005-11-15
TW554060B (en) 2003-09-21
US6759143B2 (en) 2004-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002036848A1 (fr) Ensemble cible en tantale ou tungstène sur plaque-support en alliage de cuivre, et procédé de production
JP4927102B2 (ja) 高融点金属合金、高融点金属珪化物、高融点金属炭化物、高融点金属窒化物あるいは高融点金属ホウ化物の難焼結体からなるターゲット及びその製造方法並びに同スパッタリングターゲット−バッキングプレート組立体及びその製造方法
JP3905295B2 (ja) 高純度コバルトターゲットと銅合金製バッキングプレートとの拡散接合ターゲット組立体及びその製造方法
JP5175976B2 (ja) スパッタリングターゲット−バッキングプレート接合体及びその製造方法
JP5694360B2 (ja) スパッタリングターゲット−バッキングプレート接合体及びその製造方法
CN112091401B (zh) 一种钛铝合金靶材及其焊接的方法
US20120228131A1 (en) Method for consolidating and diffusion-bonding powder metallurgy sputtering target
JP5747091B2 (ja) 高純度銅スパッタリングターゲット
JP6748624B2 (ja) スパッタリングターゲットの製造方法およびスパッタリングターゲット
US8123107B2 (en) Method for forming sputter target assemblies
JP4615746B2 (ja) スパッタリング用チタンターゲット組立て体及びその製造方法
JPH09209136A (ja) スパッタリング用チタンターゲット組立体の製造方法およびスパッタリング用チタンターゲット組立体
JP2022117405A (ja) スパッタリングターゲット‐バッキングプレート接合体、その製造方法及びスパッタリングターゲットの回収方法
JPH0780663A (ja) 金属接合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001955543

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10297266

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020037005916

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020037005916

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001955543

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2001955543

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020037005916

Country of ref document: KR