JPH05214518A - 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体の矯正方法およびスパッタリングターゲット材 - Google Patents
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体の矯正方法およびスパッタリングターゲット材Info
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- JPH05214518A JPH05214518A JP1875792A JP1875792A JPH05214518A JP H05214518 A JPH05214518 A JP H05214518A JP 1875792 A JP1875792 A JP 1875792A JP 1875792 A JP1875792 A JP 1875792A JP H05214518 A JPH05214518 A JP H05214518A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Crを70wt%以上含むスパッタリングターゲッ
トとバッキングプレートとの接合体で高融点のろう材で
接合した場合でも反りを矯正できる方法およびスパッタ
リングターゲット材を提供する。 【構成】 本発明の矯正方法はCrを70wt%以上含む合金
または純Crのスパッタリングターゲットと銅またはス
テンレス鋼のバッキングプレートが、融点が400℃を越
えるろう材を介して接合されている接合体を400℃以上
でろう材の融点未満の温度に加熱し矯正する方法であ
る。また、本発明のスパッタリングターゲット材は、C
rを70wt%以上含む合金または純Crのスパッタリングタ
ーゲットと銅またはステンレス鋼のバッキングプレート
が、融点400℃以上のろう材を介して接合されて構成さ
れるものである。
トとバッキングプレートとの接合体で高融点のろう材で
接合した場合でも反りを矯正できる方法およびスパッタ
リングターゲット材を提供する。 【構成】 本発明の矯正方法はCrを70wt%以上含む合金
または純Crのスパッタリングターゲットと銅またはス
テンレス鋼のバッキングプレートが、融点が400℃を越
えるろう材を介して接合されている接合体を400℃以上
でろう材の融点未満の温度に加熱し矯正する方法であ
る。また、本発明のスパッタリングターゲット材は、C
rを70wt%以上含む合金または純Crのスパッタリングタ
ーゲットと銅またはステンレス鋼のバッキングプレート
が、融点400℃以上のろう材を介して接合されて構成さ
れるものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングターゲ
ットとバッキングプレートとの接合体の曲り取りなどの
矯正方法に関し、特にCrを70wt%以上含有する合金また
は純Crであるスパッタリングターゲットと銅やステン
レス鋼等よりなるバッキングプレートとの接合体の矯正
方法および得られるスパッタリングターゲット材に関す
るものである。
ットとバッキングプレートとの接合体の曲り取りなどの
矯正方法に関し、特にCrを70wt%以上含有する合金また
は純Crであるスパッタリングターゲットと銅やステン
レス鋼等よりなるバッキングプレートとの接合体の矯正
方法および得られるスパッタリングターゲット材に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】スパッタリングに使用されるスパッタリ
ングターゲットの通常の多くは、グロー放電中に生ずる
イオンがスパッタリングターゲットを衝撃することによ
る温度上昇を防止するため、冷却を目的とするとともに
スパッタリング装置へのスパッタリングターゲットの取
付けを目的として銅またはステンレス鋼よりなるバッキ
ングプレートに接合した状態で使用される。従来この接
合はろう接合によって行なわれスパッタリングターゲッ
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まで加熱、冷却するという作業
によって行なわれるが、70wt%以上Crを含むスパッタリ
ングターゲットと銅やステンレス鋼で構成されるバッキ
ングプレートとでは、熱膨張係数が著しく異なることに
より、加熱時の材料の伸びが異なり、反りが発生する。
例えば純Crと銅を接合した場合、純Crは熱膨張係数が
約6.8×10マイナス6乗/℃、銅は熱膨張係数が約16.8×1
0マイナス6乗/℃、と大きく違い、銅の方が加熱時の伸
びが大きいため、ろう材が固まってからの冷却中での収
縮がバッキングプレートの方が大きくなり、バッキング
プレート側に引っ張られる。そのため、図3のような反
りが発生する。このような反りが発生すると、スパッタ
リングターゲットをスパッタリング装置に取り付けるの
が困難になるという問題点があった。
ングターゲットの通常の多くは、グロー放電中に生ずる
イオンがスパッタリングターゲットを衝撃することによ
る温度上昇を防止するため、冷却を目的とするとともに
スパッタリング装置へのスパッタリングターゲットの取
付けを目的として銅またはステンレス鋼よりなるバッキ
ングプレートに接合した状態で使用される。従来この接
合はろう接合によって行なわれスパッタリングターゲッ
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まで加熱、冷却するという作業
によって行なわれるが、70wt%以上Crを含むスパッタリ
ングターゲットと銅やステンレス鋼で構成されるバッキ
ングプレートとでは、熱膨張係数が著しく異なることに
より、加熱時の材料の伸びが異なり、反りが発生する。
例えば純Crと銅を接合した場合、純Crは熱膨張係数が
約6.8×10マイナス6乗/℃、銅は熱膨張係数が約16.8×1
0マイナス6乗/℃、と大きく違い、銅の方が加熱時の伸
びが大きいため、ろう材が固まってからの冷却中での収
縮がバッキングプレートの方が大きくなり、バッキング
プレート側に引っ張られる。そのため、図3のような反
りが発生する。このような反りが発生すると、スパッタ
リングターゲットをスパッタリング装置に取り付けるの
が困難になるという問題点があった。
【0003】以上の問題点を防止するために、従来は以
下のような手段を講じていた。 (1)In等の低融点のろう材でろう接合することによ
りできるだけ熱膨張差を少なくする方法 (2)特開昭64−62462号に提案されているよう
な、グラファイト製サブバッキングプレートをスパッタ
リングターゲットとバッキングプレートの間に介在さ
せ、熱膨張差を緩和させる方法 (3)特開平1−262088号に提案されているよう
に、ろう接時、冷却過程おいてスパッタリングターゲッ
トおよびバッキングプレートの収縮率が同じになるよう
に加熱して接合する方法 (4)特開平1−262089号に提案されているよう
な、反り発生の反対方向に逆反りをかけながらろう接す
る方法 (5)特開平2−122071号に提案されているよう
な、Inろうにてろう接合後、In融点直下まで加熱して
常温まで冷却することによって反りを除去する方法 しかしながら、上記従来技術は、いずれも低融点のろう
材による接合についてのものである。
下のような手段を講じていた。 (1)In等の低融点のろう材でろう接合することによ
りできるだけ熱膨張差を少なくする方法 (2)特開昭64−62462号に提案されているよう
な、グラファイト製サブバッキングプレートをスパッタ
リングターゲットとバッキングプレートの間に介在さ
せ、熱膨張差を緩和させる方法 (3)特開平1−262088号に提案されているよう
に、ろう接時、冷却過程おいてスパッタリングターゲッ
トおよびバッキングプレートの収縮率が同じになるよう
に加熱して接合する方法 (4)特開平1−262089号に提案されているよう
な、反り発生の反対方向に逆反りをかけながらろう接す
る方法 (5)特開平2−122071号に提案されているよう
な、Inろうにてろう接合後、In融点直下まで加熱して
常温まで冷却することによって反りを除去する方法 しかしながら、上記従来技術は、いずれも低融点のろう
材による接合についてのものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、スパッタリング
による薄膜形成速度を上げようとする要求が高まり、ス
パッタリング中のターゲットの温度上昇が避けられなく
なってきた。そのため、従来の低融点のろう材を使用し
てバッキングプレートと接合していたのでは、ターゲッ
トの温度上昇によりろう材が流出してしまうという問題
があった。そこで、高融点のろう材でターゲットとバッ
キングプレートを接合することが要求されたが、高融点
のろう材を用いる場合、接合時の温度上昇によりターゲ
ットとバッキングプレートの接合体の反り量が極めて大
きくなってしまうという新たな問題が発生している。上
述したように、ターゲットとバッキングプレートとの接
合体の反りを矯正する方法はいくつか知られている。し
かし、前記(2)の方法では、コストアップとなる。前
記(3)の方法は、温度管理が非常に難しい。前記
(4),(5)の方法では、Crを70wt%以上含む合金ま
たは純Crのように低温で伸びが非常に低いような材料
では、割れ等の問題が発生するという問題があった。本
発明は、伸びが非常に低く、塑性変形しにくいCrを70w
t%以上含む合金または純Crのスパッタリングターゲッ
トと銅あるいはステンレス鋼等のバッキングプレートと
を高温のろう材で接合した場合であっても割れ等の発生
なく、反りを矯正できる矯正方法およびスパッタリンク
ターゲット材を提供することを目的とする。
による薄膜形成速度を上げようとする要求が高まり、ス
パッタリング中のターゲットの温度上昇が避けられなく
なってきた。そのため、従来の低融点のろう材を使用し
てバッキングプレートと接合していたのでは、ターゲッ
トの温度上昇によりろう材が流出してしまうという問題
があった。そこで、高融点のろう材でターゲットとバッ
キングプレートを接合することが要求されたが、高融点
のろう材を用いる場合、接合時の温度上昇によりターゲ
ットとバッキングプレートの接合体の反り量が極めて大
きくなってしまうという新たな問題が発生している。上
述したように、ターゲットとバッキングプレートとの接
合体の反りを矯正する方法はいくつか知られている。し
かし、前記(2)の方法では、コストアップとなる。前
記(3)の方法は、温度管理が非常に難しい。前記
(4),(5)の方法では、Crを70wt%以上含む合金ま
たは純Crのように低温で伸びが非常に低いような材料
では、割れ等の問題が発生するという問題があった。本
発明は、伸びが非常に低く、塑性変形しにくいCrを70w
t%以上含む合金または純Crのスパッタリングターゲッ
トと銅あるいはステンレス鋼等のバッキングプレートと
を高温のろう材で接合した場合であっても割れ等の発生
なく、反りを矯正できる矯正方法およびスパッタリンク
ターゲット材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、Crを70wt%以
上含む合金または純Crのスパッタリングターゲットと
銅またはステンレス鋼のバッキングプレートが、融点が
400℃を越えるろう材を介して接合されている接合体を4
00℃以上でろう材の融点未満の温度に加熱し、矯正する
ことを特徴とするスパッタリングターゲットとバッキン
グプレートの接合体の矯正方法である。また、矯正は、
具体的には400℃以上に加熱し拘束しつつ冷却すること
が好ましい。
上含む合金または純Crのスパッタリングターゲットと
銅またはステンレス鋼のバッキングプレートが、融点が
400℃を越えるろう材を介して接合されている接合体を4
00℃以上でろう材の融点未満の温度に加熱し、矯正する
ことを特徴とするスパッタリングターゲットとバッキン
グプレートの接合体の矯正方法である。また、矯正は、
具体的には400℃以上に加熱し拘束しつつ冷却すること
が好ましい。
【0006】本発明者は、特に高融点のろう材を使用し
た時の接合体の反りの問題を対策すべく種々検討を行な
ったところ、Crを70wt%以上含む合金または純Crは、
低温ではほとんど塑性変形をしないのに対し、400℃以
上の温度で著しく機械的性質の向上する性質に着目し
た。例えば本発明の対象となるスパッタリングターゲッ
トの中で最も脆い純Crでは、図2に示すとおり300℃で
は伸び 3%程度なのに対し、400℃では約50%まで向上す
ることを確認した。本発明はこの性質を利用して、まず
接合し冷却したものを伸びの特性が十分に発揮できる40
0℃以上の温度まで再度加熱し、この温度で矯正すれば
割れずに反りを矯正することが可能であり、スパッタリ
ングターゲット材として良好なものが得られることを見
出したものである。但し、以上により矯正時にろう材が
溶けない必要があるため、高融点のろう材は少なくとも
400℃を越える融点のろう材を使用しなければならな
い。また、温度管理などの作業面から考えてろう材の融
点は450℃以上が適当である。このような目的に合致す
る高融点のろう材として、本発明では例えばGe-Al
系、Au-In系、Ag-Au系、Cu-Ag系、Au-Cu系、A
u-Ni系、Cu-Ni系のろう材が使用できる。なお本発明
は、このような高温で機械的性質が向上するCrを70wt%
以上含む合金または純Crをスパッタリングターゲット
とするものであればどんな合金でもよく、同様な効果を
得ることができる。
た時の接合体の反りの問題を対策すべく種々検討を行な
ったところ、Crを70wt%以上含む合金または純Crは、
低温ではほとんど塑性変形をしないのに対し、400℃以
上の温度で著しく機械的性質の向上する性質に着目し
た。例えば本発明の対象となるスパッタリングターゲッ
トの中で最も脆い純Crでは、図2に示すとおり300℃で
は伸び 3%程度なのに対し、400℃では約50%まで向上す
ることを確認した。本発明はこの性質を利用して、まず
接合し冷却したものを伸びの特性が十分に発揮できる40
0℃以上の温度まで再度加熱し、この温度で矯正すれば
割れずに反りを矯正することが可能であり、スパッタリ
ングターゲット材として良好なものが得られることを見
出したものである。但し、以上により矯正時にろう材が
溶けない必要があるため、高融点のろう材は少なくとも
400℃を越える融点のろう材を使用しなければならな
い。また、温度管理などの作業面から考えてろう材の融
点は450℃以上が適当である。このような目的に合致す
る高融点のろう材として、本発明では例えばGe-Al
系、Au-In系、Ag-Au系、Cu-Ag系、Au-Cu系、A
u-Ni系、Cu-Ni系のろう材が使用できる。なお本発明
は、このような高温で機械的性質が向上するCrを70wt%
以上含む合金または純Crをスパッタリングターゲット
とするものであればどんな合金でもよく、同様な効果を
得ることができる。
【0007】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき説明する。 (実施例1)スパッタリングターゲット1に純Crを用
い、バッキングプレート1に銅を用いて、各々肉厚 13.
5mm、幅 121mm、長さ 376mmの大きさのものの間に融点7
00℃のCu-Ni系合金の帯状のろう材をはさんで真空炉
中で750℃に加熱し、接合を行なった。完了後の反りは
図1のようになり、その接合体を凹部を下に定盤の上に
置き、スキマゲージにて反りを測定したところ、最大
5.3mmの反り量があった。SUS304ステンレス鋼製
の矯正治具3で反りが平坦になるまで押さえ、そのまま
の状態で冷却を行なった。この結果、反り量は最大0.18
mmであり、割れのない、接合率 95.3%の良好なスパッタ
リングターゲット材を得た。なお、接合率は水浸超音波
試験で測定した。 (比較例1)実施例1と同じスパッタリングターゲット
とバッキングプレートを用いて同様の接合を行なった。
この時、最大5.1mmの反り量があった。この接合体を実
施例1より低い385℃に加熱して実施例1と同様に矯正
を行なったところ、中央部に割れが発生した。
い、バッキングプレート1に銅を用いて、各々肉厚 13.
5mm、幅 121mm、長さ 376mmの大きさのものの間に融点7
00℃のCu-Ni系合金の帯状のろう材をはさんで真空炉
中で750℃に加熱し、接合を行なった。完了後の反りは
図1のようになり、その接合体を凹部を下に定盤の上に
置き、スキマゲージにて反りを測定したところ、最大
5.3mmの反り量があった。SUS304ステンレス鋼製
の矯正治具3で反りが平坦になるまで押さえ、そのまま
の状態で冷却を行なった。この結果、反り量は最大0.18
mmであり、割れのない、接合率 95.3%の良好なスパッタ
リングターゲット材を得た。なお、接合率は水浸超音波
試験で測定した。 (比較例1)実施例1と同じスパッタリングターゲット
とバッキングプレートを用いて同様の接合を行なった。
この時、最大5.1mmの反り量があった。この接合体を実
施例1より低い385℃に加熱して実施例1と同様に矯正
を行なったところ、中央部に割れが発生した。
【0008】(実施例2)バッキングプレートにSUS
304を用いて、他は実施例1と同じ条件で接合および
矯正を行なった。接合後の反り量は最大 5.1mmで矯正後
は、最大 0.30mmの割れのない、接合率 91.4%の良好な
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例3)実施例1と同じスパッタリングターゲット
とバッキングプレートを用い、融点450℃のAu-In系の
ろう材をはさんで真空炉中で480℃に加熱して接合を行
なった。接合後の反り量は最大 4.2mmであった。この接
合体を400℃に加熱して実施例1と同様に矯正したとこ
ろ反り量は最大 0.15mmで割れのない、接合率 96.3%の
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例4)スパッタリングターゲットに70Cr-30Ni
(wt%)を用い、他は実施例1と同じ条件で接合および矯
正を行なった。接合後の反り量は最大 3.8mmで矯正後最
大0.17mmの割れのない、接合率 94.3%の良好なスパッタ
リングターゲット材を得た。
304を用いて、他は実施例1と同じ条件で接合および
矯正を行なった。接合後の反り量は最大 5.1mmで矯正後
は、最大 0.30mmの割れのない、接合率 91.4%の良好な
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例3)実施例1と同じスパッタリングターゲット
とバッキングプレートを用い、融点450℃のAu-In系の
ろう材をはさんで真空炉中で480℃に加熱して接合を行
なった。接合後の反り量は最大 4.2mmであった。この接
合体を400℃に加熱して実施例1と同様に矯正したとこ
ろ反り量は最大 0.15mmで割れのない、接合率 96.3%の
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例4)スパッタリングターゲットに70Cr-30Ni
(wt%)を用い、他は実施例1と同じ条件で接合および矯
正を行なった。接合後の反り量は最大 3.8mmで矯正後最
大0.17mmの割れのない、接合率 94.3%の良好なスパッタ
リングターゲット材を得た。
【0009】(実施例5)スパッタリングターゲットに
70Cr-30Ni(wt%)を用い、バッキングプレートにSU
S304を用いて、他は実施例1と同じ条件で接合およ
び矯正を行なった。接合後の反り量は最大 3.6mmで矯正
後は、最大 0.19mmの割れのない、接合率95.8%の良好な
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例6)スパッタリングターゲットに85Cr-15Co
(wt%)を用い、他は実施例1と同じ条件で接合および矯
正を行なった。接合後の反り量は最大 4.3mmで矯正後最
大0.24mmの割れのない、接合率 97.3%の良好な接合体を
得た。上記実施例の他に次に示す合金(いずれもwt%)に
対しても、矯正後最大 0.4mm以下の反り量で割れのない
良好なスパッタリングターゲット材を得ることが可能で
あった。70Cr-30Co,90Cr-10Mo,90Cr-10W,80Cr-2
0Mn,90Cr-10Al,85Cr-15Ti,95Cr-5Zr,95Cr-5N
b,80Cr-20Ta,75Cr-15Fe-10Ni,80Cr-10Ni-10Mo,
85Cr-10Fe-5Al,85Cr-10Co-5Mn,85Cr-10Fe-5T
i,80Cr-10Ni-5Nb-5Al,89Cr-10Fe-1Sn,99Cr-1C
u,99Cr-3Si。
70Cr-30Ni(wt%)を用い、バッキングプレートにSU
S304を用いて、他は実施例1と同じ条件で接合およ
び矯正を行なった。接合後の反り量は最大 3.6mmで矯正
後は、最大 0.19mmの割れのない、接合率95.8%の良好な
スパッタリングターゲット材を得た。 (実施例6)スパッタリングターゲットに85Cr-15Co
(wt%)を用い、他は実施例1と同じ条件で接合および矯
正を行なった。接合後の反り量は最大 4.3mmで矯正後最
大0.24mmの割れのない、接合率 97.3%の良好な接合体を
得た。上記実施例の他に次に示す合金(いずれもwt%)に
対しても、矯正後最大 0.4mm以下の反り量で割れのない
良好なスパッタリングターゲット材を得ることが可能で
あった。70Cr-30Co,90Cr-10Mo,90Cr-10W,80Cr-2
0Mn,90Cr-10Al,85Cr-15Ti,95Cr-5Zr,95Cr-5N
b,80Cr-20Ta,75Cr-15Fe-10Ni,80Cr-10Ni-10Mo,
85Cr-10Fe-5Al,85Cr-10Co-5Mn,85Cr-10Fe-5T
i,80Cr-10Ni-5Nb-5Al,89Cr-10Fe-1Sn,99Cr-1C
u,99Cr-3Si。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、Crを70%以上含む脆い
スパッタリングターゲットに対して、高融点のろう材を
使用してスパッタリングターゲットとバッキングプレー
トとを接合する場合の反りを割れ等を発生することなく
矯正可能となる。そのため、薄膜形成速度を上げたスパ
ッタリング条件でも使用可能なCr合金または純Crのス
パッタリングターゲットを備えたターゲット材を供給す
る上で極めて重要な技術となる。
スパッタリングターゲットに対して、高融点のろう材を
使用してスパッタリングターゲットとバッキングプレー
トとを接合する場合の反りを割れ等を発生することなく
矯正可能となる。そのため、薄膜形成速度を上げたスパ
ッタリング条件でも使用可能なCr合金または純Crのス
パッタリングターゲットを備えたターゲット材を供給す
る上で極めて重要な技術となる。
【図1】本発明のスパッタリングターゲットとバッキン
グプレートの接合体の矯正方法の実施例を示す説明図で
ある。
グプレートの接合体の矯正方法の実施例を示す説明図で
ある。
【図2】純Crの機械的性質の温度による変化を示す図
である。
である。
【図3】スパッタリングターゲットとバッキングプレー
トの接合体の接合後に発生する反り形状の一例を示す図
である。
トの接合体の接合後に発生する反り形状の一例を示す図
である。
1 スパッタリングターゲット 2 バッキングプレート 3 矯正治具
Claims (3)
- 【請求項1】 Crを70wt%以上含む合金または純Crの
スパッタリングターゲットと銅またはステンレス鋼のバ
ッキングプレートが、融点が400℃を越えるろう材を介
して接合されている接合体を400℃以上でろう材の融点
未満の温度に加熱し、矯正することを特徴とするスパッ
タリングターゲットとバッキングプレートの接合体の矯
正方法。 - 【請求項2】 Crを70wt%以上含む合金または純Crの
スパッタリングターゲットと銅またはステンレス鋼のバ
ッキングプレートが、融点が400℃を越えるろう材を介
して接合されている接合体を400℃以上でろう材の融点
未満の温度に加熱し、拘束しつつ冷却することを特徴と
するスパッタリングターゲットとバッキングプレートの
接合体の矯正方法。 - 【請求項3】 Crを70wt%以上含む合金または純Crの
スパッタリングターゲットと銅またはステンレス鋼のバ
ッキングプレートが、融点400℃を越えるろう材を介し
て接合されていることを特徴とするスパッタリングター
ゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1875792A JPH05214518A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 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体の矯正方法およびスパッタリングターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1875792A JPH05214518A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 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体の矯正方法およびスパッタリングターゲット材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214518A true JPH05214518A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=11980522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1875792A Pending JPH05214518A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 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体の矯正方法およびスパッタリングターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05214518A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-02-04 JP JP1875792A patent/JPH05214518A/ja active Pending
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