JPH0243362A - スパッターターゲットとバッキングプレートの接合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スパッターターゲットとバッキングプレー１
〜の接合体に関し、詳しくはスパッターターゲットと銅
、銅合金等よりなるバッキングプレートとをそり、変形
を生じさせることなく、ろう接合した接合体に関する。

〔従来の技術〕

スパッタリング装置においては、第４図に示すようにス
パッタされるべきスパッターターゲット２は通常円板ま
たは板状に加工され、冷却機構を有する無酸素銅（以下
単に銅と記す）等のバッキングプレート１上にろう付け
によって接合される。

スパッタリング用スパッターターゲットにバッキングプ
レートを設ける理由は、グロー放電中に生ずるイオンが
スパッターターゲットを衝撃することによる温度上昇を
防止することにあり、バッキングプレートはターゲット
を冷却する役割を有する。

従来、スパッターターゲットとバッキングプレートとの
ろう接合において以下のような問題が提起されていた。

すなわち、スパッターターゲラ１へを良好に冷却するに
は、バッキングプレートとスパッターターゲットとの熱
的接触を良くする必要がある。しかし、スパッターター
ゲットがろう接合し難い材質、例えば純Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ
、Ｔａ、ＷＳｉ２、ＭｏＳｉ２およびＴｂ−Ｆｅ−Ｇｏ
をはじめとする希土類金属−遷移金属などの場合、ろう
材はわずかな接合力を有するだけであり、スパッタリン
グ中にバッキングプレートからスパッターターゲットが
剥離してしまい、良好な冷却効果が得られない。また、
セラミックスなどの焼結スパッターターゲットの場合、
材質中に数多く存在する空孔を介してろう材が拡散し、
スパッターターゲットを汚染してしまうという問題があ
った。

この問題点に対しては、特開昭５４−８８８８５号、特
開昭５６−３３４７６号、あるいは特開昭６１−１６９
１６６号公報に、ろう材の接合性の向上、ろう材の拡散
防止を目的としてスパッターターゲットの接合面に、Ｎ
ｉ、Ｃｕ等のメタライズ層を形成し、続いてバッキング
プレートをろう材を介して接合する方法が提案されてい
る。

一方、スパッターターゲットとバッキングプレートとの
ろう接合にあっては、以下のような問題も提起されてい
る。

すなわち、従来ろう接合はスパッターターゲットとバッ
キングプレートとの間にろう材を介在させ、これらをろ
う材の融点直上にまで加熱、冷却するという作業によっ
て行なわれるが、１）スパッターターゲラ１−とバッキ
ングプレー１〜との熱膨張係数に差異がある場合（例え
ばスパッターターゲットをＣｒ、バッキングプレートを
銅とすると両者の熱膨張係数が著しく異なる）、２）ス
パッターターゲットおよびバッキングプレートの寸法が
大きい場合、 ３）バッキングプレートの肉厚が厚い場合、４）ろう材
の融点が高い場合、ろう接合の冷却過程時に反り、変形
が生じスパッタリング装置に取付けられない。取付けら
れても接着の残留応力が解放され、スパッタリング中に
剥離が生ずる、といった不具合が生じた。

以上の不具合を防止するため、従来は以下のような手段
を講じていた。

すなわち、 （イ）低融点のろう材、例えばＩｎ系のろう材を用いて
ろう接合時の加熱温度をできるだけ低く抑え、スパッタ
ーターゲットとバッキングプレートの熱膨張、収縮の差
を小さくする。

（ロ）低融点でないろう材を用いた場合には、接合終了
後に生じた反り、変形をプレス等の機械的手段により矯
正する。

しかしながら、前記（イ）の方法では、生産性向上のた
め高速スパッタリングを実施した場合に接合部分がろう
材の融点以上の温度に達し、ろう材が溶融して、スパッ
ターターゲットがバッキングプレートから剥離する場合
がある。

また、前記（ロ）の方法では、延性の劣るスパッタータ
ーゲットには効果が十分でなく、また矯正できたとして
も矯正による応力が残留し、仕上加工中、あるいはスパ
ッタリング時に変形が生じてしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の問題点を解決する方法として、特開昭６１−２５
１０６７号にスパッターターゲットとバッキングプレー
トとの間に熱歪みを吸収する低融点金属からなる緩衝層
を設けることが提案されている。

しかし、緩衝層を設けることによりスパッターターゲッ
トとバッキングプレートとの熱的接触を阻害するため、
できればこのような緩衝層を設けないことが望ましいこ
とは言うまでもない。また、緩衝層を設けるための工数
が従来の方法より増加し、生産性の観点からも好ましく
ない。

本発明は、以上の背景に鑑み、簡易な手段でスパッター
ターゲットとバッキングプレートとを変形を生じさせず
に接合した接合体を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、スパッターターゲットとバッキングプレート
とがろう材を介して接合してなるスパッターターゲット
とバッキングプレートの接合体において、バッキングプ
レートの接合面に溝を設けたことを特徴とするスパッタ
ーターゲットとバッキングプレートの接合体である。

スパッターターゲットとバッキングプレートの接合は、
前述の如くろう材の融点まで加熱しろう材が融けた後に
放冷し接合する方法が一般的である。

加熱・冷却の過程ではスパッターターゲットに比ベパッ
キングプレートの熱膨張係数が大きいことから、接合後
は第５図に示すようにバッキングプレートが伸びた状態
の凸型の変形を生ずる。

本発明者は種々検討を行なったところ、バッキングプレ
ー１〜の接合面に溝を設けることにより、接合後の変形
を防止することができることを見出し本発明を完成する
に至った。

バッキングプレートの接合面に溝を設けることにより、
接合後の変形を防止できる理由は明らかでないが、例え
ば特開昭５９−２３２２７０号に従い、スパッターター
ゲット側に溝を設けて接合を行なった場合には変形防止
に効果がなかったことからして、本発明の接合体での変
形防止はスパッターターゲットより熱膨張係数が大きい
バッキングプレート側に溝を設けることにより得られる
固有の効果であると考えられる。

本発明における溝の形態の例を第２図に示すが、ストラ
イプ状（第２図（１））、基盤目状（第２図（２））、
レコード溝状（第２図（３））等種々の形態で実施する
ことができる。

溝の断面形状については、７字形（第３図（１））、矩
形（第３図（２））、半円形（第３図（３））、Ｕ字形
（第３図（４））のいずれであっても十分効果を発揮す
ることができる。

また、溝の断面寸法については、深さ１幅（開口幅）と
もに０．５＋＋＋ｎ＋以上でないと変形防止に十分な効
果がないことを確認した。

一方、深さ、幅ともに１．５＋ｎｍ程度あれば変形防止
効果が十分に発揮され、がっそれ以上大きくすると溝形
成の工数およびバッキングプレートの再利用時の表面研
削の工数が多くなるといった問題があるので、溝の深さ
、幅は０．５ｍｍ〜１．５＋ＩＩｎにするのが望ましい
。

更に、溝のピッチは大きすぎると変形防止に効果がなく
、本発明者の検討によると金属系のターゲットに適用す
る場合には１０ｍｎ以下とすることが望ましい。

なお、上記溝の深さ、幅等の値は一応の指針であり、バ
ッキングプレートの寸法、スパッターターゲットの寸法
、材質によって最適値が異なることは言うまでもない。

接合方法は、従来から行なわれている方法に従えば良い
。

すなわち、Ｉｎ系、Ｓ　ｎ　−Ａ　ｇ系、５ｎ−Ｐｂ系
等のろう材をスパッターターゲットとバッキングプレー
トの間に介在させ、これをろう材の融点以上に加熱、冷
却すればよい。

なお、接合性の向上、ろう材のスパッターターゲット中
への拡散防止のために、スパッターターゲットの接合面
にメタライズ層を形成してもよいことは言うまでもない
。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

実施例１ 本実施例で用いたバッキングプレートは銅製で、寸法は
肉厚１５ｎ＋ｍ、幅１２１画、長さ７５０＋ｎｍである
。

このバッキングプレートにＵ字形の溝を第２図（１）の
ようにストライプ状に形成した。溝の寸法は、深さ１＋
ｎｍ、幅１ｍｍであり、溝ピッチは３ｎｗｎである。

一方、接合したスパッターターゲットの寸法は厚さ６ｍ
ｍ、幅１００＋ｎｍ、長さ６８０ｎｗｎの純Ｃｒターゲ
ットである。なお、スパッターターゲットの接合面には
Ｃｕめっきを行なった。

以上のスパッターターゲットとバッキングプレートとの
間に９０　Ｓ　ｎ−１０ｎ−１０ｎ％）のろう材を介在
し、２６０℃まで加熱、冷却し、接合を終了し、第１図
（１）に示すスパッターターゲットとバッキングプレー
トの接合体を得た。

接合終了後、変形量を測定したが０．３＋ｎｍと良好で
あった。なお、変形量は第５図のｙ値（以下の変形量は
すべてｙ値を意味する）である。ｙ値はスパッターター
ゲットとバッキングプレートの接合体を平坦面に第５図
のように置いたときに、平坦面とバッキングプレートの
隙間の最大値として求まる。

従来例として、溝を形成する以外は本実施例と同寸法の
バッキングプレートとスパッターターゲットを用い、本
実施例と同様の寸法で接合を行なった。接合後変形量を
同様に測定したところ、１゜７ｍｍであった。また、上
記と同様の溝をスパッターターゲットの接合面に設けて
変形量を測定したところ、　１．５ｍｍであった。

すなわち、溝を全く形成しない接合体、または溝が形成
されていてもそれがスパッターターゲットの接合面にあ
る場合には変形量が大きく実用上不向きである。

実施例２ 実施例１と同じバッキングプレートとスパッターターゲ
ットを用い、接合を行なった。

なお、バッキングプレートには、半径０．８ｍｍ、深さ
０．８ｍｍの半円径溝をストライプ状に溝ピッチ４ｍで
形成した。

実施例１と同様に接合を実施し、第１図（２）に示す接
合体を得た後に変形量を測定したところ０．２５ｍｍと
良好であった。

実施例３ 本実施例では、直径２４０ｍ、厚さ１３ｎｍの円板状バ
ッキングプレートに直径２３０ｎｙｎ、厚さ６面の８４
Ｃｏ−１６Ｃｒ（νｔ％）スパッターターゲットを接合
した。

接合条件は実施例１と同様である。

バッキングプレートには深さ１面、幅１ｍのＶ字形溝を
溝ピッチ３ｍｌで第２図（３）のようにレコド溝状に形
成した。

実施例１と同方法により、バッキングプレートとスパッ
ターターゲットを接合し、変形量を測定したところ０．
１＋＋ｎ＋と良好であった。

従来例として、溝を形成しないバッキングプレートを用
い、その他の条件は本実施例と同様の接合を行なったと
ころ、０．８ｎｗｎの変形が発生した。

実施例４ 実施例１で用いたのと同一のバッキングプレートおよび
スパッターターゲットを、バッキングプレートに基盤目
状の溝を形成し、ろう接合を行なった・ 溝形状は半円形であり、溝寸法を半径］、　、　Ｏｍｍ
、深さ１．（ｌｎｗｎとし、溝ピッチは縦溝のピッチを
５ｍ、横溝のピッチを３ｍとした。接合は実施例１と同
様に行なった。

接合終了後に変形量を測定したところ、０．２４ｍｍと
良好であった。

〔発明の効果〕

以上説明のように、本発明によれば、従来、スパッター
ターゲットとバッキングプレートの接合後の変形が大き
くスパッタリング装置に取付けられない、また取付けら
れても使用中に剥離が生じるなどの不具合を効果的に防
止することができ、安定で実用的なスパッターターゲッ
トとバッキングプレートとの接合体を供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスパッターターゲットとバッキ
ングプレートの接合体の実施例断面図、第２図はバッキ
ングプレートに溝を設ける態様を示す図、第３図はバッ
キングプレートに設ける溝の種々形状を示す図、第４図
は従来のスパッターターゲットとバッキングプレートの
接合体の断面図、および第５図は従来のスパッターター
ゲットとバッキングプレートの接合体における変形過程
を示す図である。 １：バッキングプレート、２ニスバッターター−１２〜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　スパッターターゲットとバッキングプレートとがろ
   う材を介して接合してなるスパッターターゲットとバッ
   キングプレートの接合体において、バッキングプレート
   の接合面に溝を設けたことを特徴とするスパッターター
   ゲットとバッキングプレートの接合体。