JPH04165039A - ＣｒとＴｅを含有したバッキングプレート用銅合金 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、スパッタリングに用いられるバッキングプレ
ートとして好適な銅合金に関する。

［従来の技術］ 近年、透明導電電極、光及び磁気記憶素子、半導体素子
などに高機能性薄膜の需要が急増している。

これらの薄膜の多くは、それぞれの目的に応じたターゲ
ツト材を使用してスパッタリング法により作成される。

こうしたターゲツト材は通常バッキングプレートにろう
接等の方法により固定して使用される。

しかし、ターゲツト材を保持・冷却する必要のあるバッ
キングプレート用の材料にはスパッタリング時の熱影響
によって変形しないこと、熱伝導性の良いこと、に加え
て、ろう液性の良好なこと等の特性も要求される。

そのため、従来から、バッキングプレート用の材料には
熱伝導性に優れた無酸素鋼が使用されてきた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、近年、ターゲツト材の大型化が進むにつ
れてスパッタリング時の熱歪が大きくなってきており、
そのため無酸素銅のバッキングプレートではスパッタリ
ング時に変形を起こし、繰り返し使用することが困難と
なっている。

したがって、本発明は上記のような問題点に鑑み、熱歪
による変形が少なく、繰り返し使用が可能であり、かつ
熱伝導性やろう接も良好であって、バッキングプレート
に用いるのに好適な銅合金を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、発明者等は種々検討を加え
た結果、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の第１の発明になるバッキングプレー
ト用銅合金は、Ｃｒを０．０５〜０．３重量％（以下重
量％を単に％と記す）と、Ｔｅを０．００１〜０．０２
％含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなることを特
徴とするものであり、第２の発明になるバッキングプレ
ート用銅合金は、Ｃｒを０．０５〜０．３％と、Ｔｅを
０．００１〜０．０２％含み、更に、ＺｎＯ，０１〜１
．０％と、Ｓｎ０．０１〜２．５％と、Ｍｇ０．００１
〜０．５％と、Ｃｏ０．０１〜１．０％と、Ｎｉ０．０
１〜１．０％と、ＰｂＯ，０１〜４．０％とのうちから
選ばれた１種以上を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物
からなることを特徴とするものである。

［作用］ 次に、本発明合金を楕°成する合金成分の添加理由とそ
の組成範囲の限定理由を説明する。

第１の発明におけるＣｒは合金中に析出物として分散す
ることにより、熱伝導性をあまり低下せずに、合金強度
を増し、熱歪による変形を小さく抑える働きをするが、
Ｃｒ含有量を０．０５〜０．３％としたのは、０．０５
％未満では、その効果が充分でなく、逆に０．３％を越
えると粗大なＣｒ相が出現するようになり、ろう接作が
低下するためである。

Ｔｅは脱酸剤として働くとともに、Ｃｒと共に存在する
事により、合金の強度、耐熱性を改善する働きがある。

ここで、Ｔｅの含有量を０．００１〜０．０２と規定し
たのは、０．００１％未満では脱酸効果が充分でなく、
逆に、０．０２％を越えると、脱酸効果が飽和してくる
ばかりか、材料の加工性を損なうようになって来るため
である。

第２の発明におけるＣｒ、Ｔｅは第１の発明に記載した
とおりで、次にＺｎは合金の鋳造性を改善するが、Ｚｎ
の含Ｔ量を０．０１〜１．０％としたのは、０．０１％
未満では、その効果が充分でなく、逆に１．０％を越え
るとろう接作が低下するためである。

Ｓｎは合金強度を向上し、熱歪による変形を抑える働き
をするが、Ｓｎ含有量を０．０１〜２゜５％としたのは
、０．０１％未満ではその効果が充分でなく、逆に、２
．５％を越えるとその効果が飽和すると共に熱伝導率が
低下するからである。

Ｍｇは合金強度を向上し、熱歪による変形を抑える働き
をするが、Ｍｇの含有量を０．００１〜０．５％とした
のは、０．００１％未満では、その効果が充分でなく、
逆に０．５％を越えると合金の鋳造性が著しく低下する
からである。

Ｎｉ、Ｃｏは合金強度を向上し、熱歪による変形を抑え
る働きをするが、Ｎｉ及びＣｏの含有量を共に０．０１
〜１．０％としたのは、０．０１％未満では、その効果
が充分でなく、逆に１．０％を越えると、その効果が飽
和する一方、製品のろう接作、熱伝導性が低下して来る
ためである。

ｐｂは合金の快削性を向上する働きをするが、ｐｂの含
有量を０．０１〜４．０％としたのは、限定量未満では
、その効果が充分でなく、逆に、限定量を越えるとその
効果が飽和して来ると共に、材料の脆性が高くなって来
て、材料の加工が困難になって来る為である。

［実施例］ 以下、実施例により説明する。

通常の電気銅を高周波溶解炉で大気溶解し、目的値に応
じたＣｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｐｂ
純金属若しくは、各々の元素を１０〜５０％含有する銅
母合金の形で加えた後、半連続鋳造法により厚さ１００
■、中４００閣の断面を持つ鋳塊を得た。得られた鋳塊
の組成は第１表の通りである。

これらの鋳塊を８５０〜９５０℃に加熱した後、熱間圧
延により厚さ１５■の板とした。こうして得られた板の
表面酸化層を片面２．５■面削することにより板厚１０
−の供試材とした。

このようにして作成された供試材の評価として、ろう接
試験、切削試験及びスパッタリング試験を行った。

先ず、ろう接作は上記供試材から１０＋ｍＸ１０■Ｘ５
０ｍの試験片を切り出し、その試験片を酸洗・乾燥後、
Ｉｎ−１０％Ｓｎ合金洛中に５分間浸漬し、ろうが表面
に均一に濡れるかどうかを目視観察することによって評
価した。

快削性については、ドリル加工により６ｍｍ径の穴を作
製する際の切削抵抗の送り成分を工具動力計を用いて測
定した。

次に、スパッタリング試験は上記供試材から幅１５４閤
、長さ４４４−１厚さ１０−のバッキングプレートを切
削により作成した後、実際に中１３０蒙、長さ４２０−
１厚さ５ｍ（７）ＩＴＯターゲットを上記バッキングプ
レートにＩｎ−１０％Ｓｎろう材を用いて接合した。

このターゲットを用いてスパッタリングを繰り返した場
合に、熱歪による変形によって使用できなくなるまで何
回繰り返し使用できたかを評価した。

スパッタリング操作は１ＤＣマグネトロンスパツタ装置
を用い、電流１０Ａ、電圧３００ｖの条件で２２Ｈｒ連
続スパツタを１バツチとして行った。

バッキングプレートの熱歪による変形限度は、１バツチ
使用後ごとにバッキングプレートを定盤上に静置し、曲
がり、ねじれなどによって浮き上がった部分の最大寸法
を５−として、この値を越えるものを使用不可とした。

これらの結果を同様な工程で作成し、組成範囲の一部が
本発明範囲より若干逸脱した比較合金及び、公知の無酸
素銅について、夫々の評価結果とともに第１表に示した
。

（この頁以下余白） 第１表に示すごとく、第１及び第２の発明にかかわる銅
合金は、従来材の無酸素鋼に比べ熱歪による変形によっ
て使用できなくなるまでの使用回数が２倍以上となって
おり、かつ、ろう接作も良好であることは明らかである
。また第２の発明では、Ｐｂ、Ｔｅの添加により切削抵
抗が減少し快削性が改善される。さらに、スパッタリン
グ試験の結果、本発明にかかわる銅合金は熱伝導性も０
．２ｃａ　ｌ／　ｃｍ−ｓｅｃ　”Ｃ以上あり、実用上
問題なく、加えて有害な元素の蒸発がなく、正常なスパ
ッタリングを行うことができることも明らかになってい
る。

［発明の効果コ 本発明は、以上の説明から理解された如く、ＣｕＣｒ−
Ｔｅ系合金（第１発明）並びに、これに、更に、Ｚｎ、
Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びｐｂの１種以上を含有し
たもの（第２発明）により、従来の無酸素銅に比べて、
熱歪による変形が少なく、繰り返しの使用が可能である
上に、熱伝導性やろう接作にも優れ、更に、付加元素の
含有により、鋳造性、強度、切削性、を改善し得るもの
であって、バ・ｙキングプレート用の合金として、極め
て好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃｒを０．０５〜０．３重量％と，Ｔｅを０．００
   １〜０．０２重量％含み、残部がＣｕ及び不可避不純物
   とからなることを特徴とするＣｒとＴｅを含有したバッ
   キングプレート用銅合金。 ２、Ｃｒを０．０５〜０．３重量％と、Ｔｅを０．００
   １〜０．０２重量％含み、更に、Ｚｎ０．０１〜１．０
   重量％と，Ｓｎ０．０１〜２．５重量％と，Ｍｇ０．０
   ０１〜０．５重量％と，Ｃｏ０．０１〜１．０重量％と
   ，Ｎｉ０．０１〜０．５重量％と，Ｐｂ０．０１〜４．
   ０重量％とのうちから選ばれた、１種以上を含み、残部
   がＣｕ及び不可避不純物からなることを特徴とするＣｒ
   とＴｅを含有したバッキングプレート用銅合金。