JP2002194537A - スパッタリングターゲット用バッキングプレート - Google Patents
スパッタリングターゲット用バッキングプレートInfo
- Publication number
- JP2002194537A JP2002194537A JP2000388533A JP2000388533A JP2002194537A JP 2002194537 A JP2002194537 A JP 2002194537A JP 2000388533 A JP2000388533 A JP 2000388533A JP 2000388533 A JP2000388533 A JP 2000388533A JP 2002194537 A JP2002194537 A JP 2002194537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- backing plate
- composite material
- sic
- target
- sputtering target
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張係数が小さく、高剛性で、アルミニウ
ム合金と同程度の軽量のスパッタリング用バッキングプ
レートを提供する。 【解決手段】 ＳｉとＳｉＣとの複合組織を有する金属
−セラミックス複合材料によりバッキングプレートを作
製する。
ム合金と同程度の軽量のスパッタリング用バッキングプ
レートを提供する。 【解決手段】 ＳｉとＳｉＣとの複合組織を有する金属
−セラミックス複合材料によりバッキングプレートを作
製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｓｉ−ＳｉＣ複合
材料からなるスパッタリング用バッキングプレートに関
する。
材料からなるスパッタリング用バッキングプレートに関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの電極、ゲート、配線、
素子、保護膜などの薄膜、液晶表示装置の透明導電膜な
ど多くの薄膜形成にスパッタリングが利用されている。
スパッタリングは、ターゲットと基板の間に高電圧を印
加し、放電を生じさせ、加速されたイオンがターゲット
表面に衝突することにより、ターゲットから加速された
原子を基板上に堆積させることにより薄膜を形成する技
術である。ターゲットは円形状もしくは四辺形状であ
り、通常はバッキングプレートと呼ばれる裏当て支持材
にはんだ付けされて、装置内に保持される。バッキング
プレートは、ターゲットを支持すると同時に、スパッタ
リング中に発生する熱を裏面に逃す役割を果たしてい
る。従来は、前記のバッキングプレート用の材料として
は、銅、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属類
が用いられていた。
素子、保護膜などの薄膜、液晶表示装置の透明導電膜な
ど多くの薄膜形成にスパッタリングが利用されている。
スパッタリングは、ターゲットと基板の間に高電圧を印
加し、放電を生じさせ、加速されたイオンがターゲット
表面に衝突することにより、ターゲットから加速された
原子を基板上に堆積させることにより薄膜を形成する技
術である。ターゲットは円形状もしくは四辺形状であ
り、通常はバッキングプレートと呼ばれる裏当て支持材
にはんだ付けされて、装置内に保持される。バッキング
プレートは、ターゲットを支持すると同時に、スパッタ
リング中に発生する熱を裏面に逃す役割を果たしてい
る。従来は、前記のバッキングプレート用の材料として
は、銅、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属類
が用いられていた。
【０００３】しかしながら、これらの材料はいずれも金
属であるため、熱膨張係数が大きいことに起因する問題
を有していた。すなわち、ターゲットは放電中に加熱さ
れ、その熱がバッキングプレートに伝わり、ターゲット
とバッキングプレートの温度がともに上昇する。ターゲ
ットが例えばＡｌ2O3やＡｌＮといった低熱膨張性のも
のである場合、バッキングプレートの熱膨張係数が大き
いので、ターゲットに反りや割れが生じたり、ターゲッ
トとバッキングプレートとの間の接着が剥離したりする
おそれがある。従来はこれを防止するため、バッキング
プレートに例えば水冷式の冷却装置を備えるなどの対策
が必要であった。
属であるため、熱膨張係数が大きいことに起因する問題
を有していた。すなわち、ターゲットは放電中に加熱さ
れ、その熱がバッキングプレートに伝わり、ターゲット
とバッキングプレートの温度がともに上昇する。ターゲ
ットが例えばＡｌ2O3やＡｌＮといった低熱膨張性のも
のである場合、バッキングプレートの熱膨張係数が大き
いので、ターゲットに反りや割れが生じたり、ターゲッ
トとバッキングプレートとの間の接着が剥離したりする
おそれがある。従来はこれを防止するため、バッキング
プレートに例えば水冷式の冷却装置を備えるなどの対策
が必要であった。
【０００４】また、従来用いられていた銅やステンレス
鋼は、比重が大きいため大型のバッキングプレートを作
製すると重量が大きくなり、バッキングプレートを装置
内に保持するためにある程度以上の強度を有する保持器
具を備えなければならなかった。
鋼は、比重が大きいため大型のバッキングプレートを作
製すると重量が大きくなり、バッキングプレートを装置
内に保持するためにある程度以上の強度を有する保持器
具を備えなければならなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため鋭意研究した結果、ＳｉとＳｉＣの複合
材料をバッキングプレートに用いることにより、バッキ
ングプレート自身をアルミニウム合金程度に軽量化する
ことができ、かつ、熱膨張係数が小さくなるためターゲ
ットとバッキングプレートとの剥離を防止することがで
きるとの知見を得て本発明を完成するに至った。
を解決するため鋭意研究した結果、ＳｉとＳｉＣの複合
材料をバッキングプレートに用いることにより、バッキ
ングプレート自身をアルミニウム合金程度に軽量化する
ことができ、かつ、熱膨張係数が小さくなるためターゲ
ットとバッキングプレートとの剥離を防止することがで
きるとの知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００６】すなわち本発明は、（１）スパッタリング
用バッキングプレートであって、ＳｉとＳｉＣの複合組
織を有する複合材料からなることを特徴とし(請求項
１)、（２）複合材料中のＳｉＣの含有率が、４０〜７
０体積％であることが好ましく(請求項２)、（３）複合
材料が、ＳｉＣ粉末に有機バインダーを添加し、混合
し、成形した後、その成形体の少なくとも一つの表面に
Ｓｉを接触させ、それを真空中またはアルゴン雰囲気中
で１５００〜１７００℃の温度で加熱し溶融したＳｉを
成形体中に浸透させて作製された複合材料であることが
好ましい(請求項３)。
用バッキングプレートであって、ＳｉとＳｉＣの複合組
織を有する複合材料からなることを特徴とし(請求項
１)、（２）複合材料中のＳｉＣの含有率が、４０〜７
０体積％であることが好ましく(請求項２)、（３）複合
材料が、ＳｉＣ粉末に有機バインダーを添加し、混合
し、成形した後、その成形体の少なくとも一つの表面に
Ｓｉを接触させ、それを真空中またはアルゴン雰囲気中
で１５００〜１７００℃の温度で加熱し溶融したＳｉを
成形体中に浸透させて作製された複合材料であることが
好ましい(請求項３)。
【０００７】本発明のバッキングプレートは、Ｓｉ−Ｓ
ｉＣ複合材料からなるため、従来用いられていた銅やス
テンレス鋼よりも軽量であり、また熱膨張係数を低く抑
えることができる。さらに、複合材料中のＳｉＣが材料
全体の弾性率を高める働きをするため、自重によるたわ
みが生じないという点でも優れている。
ｉＣ複合材料からなるため、従来用いられていた銅やス
テンレス鋼よりも軽量であり、また熱膨張係数を低く抑
えることができる。さらに、複合材料中のＳｉＣが材料
全体の弾性率を高める働きをするため、自重によるたわ
みが生じないという点でも優れている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。上述したように、本発明においては、Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料をバッキングプレートに用いる。複合材料中
のＳｉＣの含有率としては、その含有率が高くなると弾
性率がより高くなり、熱膨張係数がより小さくなり、バ
ッキングプレートとしてより好ましくなるので、４０体
積％から上限である７０体積％までがより好適となる。
７０体積％を越えると製造しがたくなる。４０体積％未
満では、熱膨張係数が大きくなり、弾性率が低くなる。
する。上述したように、本発明においては、Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料をバッキングプレートに用いる。複合材料中
のＳｉＣの含有率としては、その含有率が高くなると弾
性率がより高くなり、熱膨張係数がより小さくなり、バ
ッキングプレートとしてより好ましくなるので、４０体
積％から上限である７０体積％までがより好適となる。
７０体積％を越えると製造しがたくなる。４０体積％未
満では、熱膨張係数が大きくなり、弾性率が低くなる。
【０００９】Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料は、ＳｉＣ粉末に有
機バインダーを添加し、混合し、成形した後、その成形
体の少なくとも一つの表面にＳｉを接触させ、それを真
空中またはアルゴン雰囲気中で１５００〜１７００℃の
温度で加熱し溶融したＳｉを成形体中に浸透させる方法
により作製される。このような方法により得られた複合
材料は、ＳｉとＳｉＣ粒子とがミクロンオーダーで複合
した複合組織を有する。ＳｉＣ粉末の平均粒径として
は、６０μm以下が好ましい。６０μmを越えると、Ｓｉ
−ＳｉＣ複合材料の強度が低下するため好ましくない。
浸透温度としては、１５００〜１７００℃が好ましく、
１５００℃より低いと緻密な複合材料が得られず、また
１７００℃より高くてはＳｉの蒸発によりやはり緻密な
複合材料が得られない。なお、必要に応じてＳｉＣ粉末
に加えてあるいは替えてＳｉＣ繊維を使用してもよい。
機バインダーを添加し、混合し、成形した後、その成形
体の少なくとも一つの表面にＳｉを接触させ、それを真
空中またはアルゴン雰囲気中で１５００〜１７００℃の
温度で加熱し溶融したＳｉを成形体中に浸透させる方法
により作製される。このような方法により得られた複合
材料は、ＳｉとＳｉＣ粒子とがミクロンオーダーで複合
した複合組織を有する。ＳｉＣ粉末の平均粒径として
は、６０μm以下が好ましい。６０μmを越えると、Ｓｉ
−ＳｉＣ複合材料の強度が低下するため好ましくない。
浸透温度としては、１５００〜１７００℃が好ましく、
１５００℃より低いと緻密な複合材料が得られず、また
１７００℃より高くてはＳｉの蒸発によりやはり緻密な
複合材料が得られない。なお、必要に応じてＳｉＣ粉末
に加えてあるいは替えてＳｉＣ繊維を使用してもよい。
【００１０】本発明のバッキングプレートの作製方法を
さらに詳しく述べると、まずＳｉＣ粉末を用意し、これ
にフェノール樹脂等の有機バインダーを添加して混合
し、プレスなどによってバッキングプレートの形状に合
わせて成形した後に、それを所定温度で脱バインダーし
てＳｉＣ粉末の成形体を得る。この成形体を所望のしか
るべき形状にするため、さらに機械加工してもよい。
さらに詳しく述べると、まずＳｉＣ粉末を用意し、これ
にフェノール樹脂等の有機バインダーを添加して混合
し、プレスなどによってバッキングプレートの形状に合
わせて成形した後に、それを所定温度で脱バインダーし
てＳｉＣ粉末の成形体を得る。この成形体を所望のしか
るべき形状にするため、さらに機械加工してもよい。
【００１１】得られた成形体の表面にＳｉのインゴット
を接触させ、これを真空中またはアルゴン雰囲気中で１
５００〜１７００℃の温度に加熱処理して所定時間保持
し、溶融Ｓｉを成形体中に浸透させ、冷却して複合材料
を作製する。得られた複合材料の表面を平面研削などの
機械加工を施すことにより、バッキングプレートを得
る。
を接触させ、これを真空中またはアルゴン雰囲気中で１
５００〜１７００℃の温度に加熱処理して所定時間保持
し、溶融Ｓｉを成形体中に浸透させ、冷却して複合材料
を作製する。得られた複合材料の表面を平面研削などの
機械加工を施すことにより、バッキングプレートを得
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１３】（実施例） （１）バッキングプレートの作製 ＳｉＣ粉末（信濃電気精錬社製）１００重量部に水５０
重量部及びバインダー（フェノール樹脂）１０重量部を
加え、ポットミルで混合した後、金型でプレスしてバッ
キングプレートの形状(φ７００×ｔ２０ｍｍの円盤型)
の型に成形し、さらに２００℃で脱バインダーして成形
体を作製した。成形体は、ＳｉＣ含有量が５０、６０、
７０体積％の３種類とし、それぞれ実施例１、２、３と
した。また、材料の物性試験のための成形体も同様の方
法で別途形成した。
重量部及びバインダー（フェノール樹脂）１０重量部を
加え、ポットミルで混合した後、金型でプレスしてバッ
キングプレートの形状(φ７００×ｔ２０ｍｍの円盤型)
の型に成形し、さらに２００℃で脱バインダーして成形
体を作製した。成形体は、ＳｉＣ含有量が５０、６０、
７０体積％の３種類とし、それぞれ実施例１、２、３と
した。また、材料の物性試験のための成形体も同様の方
法で別途形成した。
【００１４】得られた成形体の上にＳｉのインゴットを
載せ、それを真空中で１６００℃の温度で加熱処理し、
溶融したＳｉを成形体に浸透させ、冷却してＳｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料を得た。それを研削加工してバッキングプレ
ートを作製した。
載せ、それを真空中で１６００℃の温度で加熱処理し、
溶融したＳｉを成形体に浸透させ、冷却してＳｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料を得た。それを研削加工してバッキングプレ
ートを作製した。
【００１５】（２）評価 物性試験用の試験片で比重、ヤング率、熱膨張係数を求
めた。測定の方法は次の通りとした。 比重：ＪＩＳ Ｒ １６３４に準拠して測定。 ヤング率：共振法により測定。 熱膨張係数：ＲＩＧＡＫＵ社製ＴＭＡ８１４０を使用し
て測定。 測定の結果を表１に示す。
めた。測定の方法は次の通りとした。 比重：ＪＩＳ Ｒ １６３４に準拠して測定。 ヤング率：共振法により測定。 熱膨張係数：ＲＩＧＡＫＵ社製ＴＭＡ８１４０を使用し
て測定。 測定の結果を表１に示す。
【００１６】（比較例）比較のために、Ａｌ合金（ＪＩ
Ｓ種類の５０５２Ｈ３４）及び銅をそれぞれ比較例１、
２として物性試験用の試験片を研削加工により作製し、
その比重、ヤング率、熱膨張係数を調べた。その結果も
表１に示す。
Ｓ種類の５０５２Ｈ３４）及び銅をそれぞれ比較例１、
２として物性試験用の試験片を研削加工により作製し、
その比重、ヤング率、熱膨張係数を調べた。その結果も
表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から明らかのように、実施例１〜３の
比重は比較例２の銅よりも小さく、比較例１のＡｌ合金
と同程度に軽量であった。また、実施例１〜３は比較例
１、２と比べヤング率が大きく高剛性となり、熱膨張係
数が小さく低熱膨張性となった。
比重は比較例２の銅よりも小さく、比較例１のＡｌ合金
と同程度に軽量であった。また、実施例１〜３は比較例
１、２と比べヤング率が大きく高剛性となり、熱膨張係
数が小さく低熱膨張性となった。
【００１９】次に、前記の方法で作製した実施例１〜３
のバッキングプレートと、比較例１、２としてＡｌ合金
及び銅からなるバッキングプレートそれぞれに、Ａｌ2
Ｏ3のターゲットをはんだ付けし、室温から２００℃ま
で加熱した。これは、実際のスパッタリング装置におい
て放電中に生ずる温度上昇を模擬したものである。加熱
後のターゲットおよびバッキングプレートの反り量を測
定した。
のバッキングプレートと、比較例１、２としてＡｌ合金
及び銅からなるバッキングプレートそれぞれに、Ａｌ2
Ｏ3のターゲットをはんだ付けし、室温から２００℃ま
で加熱した。これは、実際のスパッタリング装置におい
て放電中に生ずる温度上昇を模擬したものである。加熱
後のターゲットおよびバッキングプレートの反り量を測
定した。
【００２０】前記の反り量の測定の結果、比較例１、２
の場合、反り量は１．２〜１．５ｍｍであり、一部でタ
ーゲットとバッキングプレートが剥離していた。これに
対し、実施例１〜３のバッキングプレートの場合は反り
量は最大で０．２〜０．３ｍｍに過ぎず、ターゲットの
剥離や割れはいずれも見られなかった。
の場合、反り量は１．２〜１．５ｍｍであり、一部でタ
ーゲットとバッキングプレートが剥離していた。これに
対し、実施例１〜３のバッキングプレートの場合は反り
量は最大で０．２〜０．３ｍｍに過ぎず、ターゲットの
剥離や割れはいずれも見られなかった。
【００２１】
【発明の効果】本発明のＳｉ−ＳｉＣ複合材料からなる
バッキングプレートは、従来のものに比較して熱膨張係
数が小さく、高剛性であるため、スパッタリングの際に
ターゲットが加熱しても、ターゲットの反りや割れを防
止するのに有効である。また、従来の銅やステンレス鋼
に比較して軽量であるため、大型のものを作製するのが
容易であり、また比較的簡易にスパッタリング装置内に
設置することができる。
バッキングプレートは、従来のものに比較して熱膨張係
数が小さく、高剛性であるため、スパッタリングの際に
ターゲットが加熱しても、ターゲットの反りや割れを防
止するのに有効である。また、従来の銅やステンレス鋼
に比較して軽量であるため、大型のものを作製するのが
容易であり、また比較的簡易にスパッタリング装置内に
設置することができる。
フロントページの続き (72)発明者 青木 一郎 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 太平洋 セメント株式会社内 Ｆターム(参考） 4G001 BA22 BA62 BB22 BB62 BC17 BC33 BD00 BD05 4K029 DC21
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｉとＳｉＣとの複合組織を有する複合
材料からなるスパッタリングターゲット用バッキングプ
レート。 - 【請求項２】 複合材料中のＳｉＣの含有率が、４０〜
７０体積％であることを特徴とする請求項１記載のスパ
ッタリングターゲット用バッキングプレート。 - 【請求項３】 複合材料が、ＳｉＣ粉末に有機バインダ
ーを添加し、混合し、成形した後、その成形体の少なく
とも一つの表面にＳｉを接触させ、それを真空中または
アルゴン雰囲気中で１５００〜１７００℃の温度で加熱
し溶融したＳｉを成形体中に浸透させて作製された複合
材料であることを特徴とする請求項１または２記載のス
パッタリングターゲット用バッキングプレート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388533A JP2002194537A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | スパッタリングターゲット用バッキングプレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388533A JP2002194537A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | スパッタリングターゲット用バッキングプレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002194537A true JP2002194537A (ja) | 2002-07-10 |
Family
ID=18855244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000388533A Pending JP2002194537A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | スパッタリングターゲット用バッキングプレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002194537A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084928A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| CN102181837A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-09-14 | 韶关市欧莱高新材料有限公司 | 一种Si-SiC靶材 |
| JP2013227619A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Nippon Tungsten Co Ltd | バッキングプレート及びスパッタリングターゲット |
| CN113755794A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-07 | 桂林理工大学 | 一种多孔Cu-SiC复合膜及其制备方法 |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388533A patent/JP2002194537A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084928A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| CN102181837A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-09-14 | 韶关市欧莱高新材料有限公司 | 一种Si-SiC靶材 |
| JP2013227619A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Nippon Tungsten Co Ltd | バッキングプレート及びスパッタリングターゲット |
| CN113755794A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-07 | 桂林理工大学 | 一种多孔Cu-SiC复合膜及其制备方法 |
| CN113755794B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-08-11 | 桂林理工大学 | 一种多孔Cu-SiC复合膜及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000058631A5 (ja) | ||
| TW200907119A (en) | Sintered silicon wafer | |
| US6581669B2 (en) | Sputtering target for depositing silicon layers in their nitride or oxide form and a process for its preparation | |
| JPS62270442A (ja) | ガラスセラミツク複合体材料および製造方法 | |
| JP2002194537A (ja) | スパッタリングターゲット用バッキングプレート | |
| JP4904934B2 (ja) | 酸化亜鉛系透明導電膜及びそれを用いた液晶ディスプレイ並びに酸化亜鉛系スパッタリングターゲット | |
| JP2002161361A (ja) | スパッタリングターゲット用バッキングプレート | |
| Zhang et al. | Abrasive Wear Behavior of Heat‐Treated ABC‐Silicon Carbide | |
| JP3422495B2 (ja) | セラミックスｄｂｃ基板の製造方法 | |
| CN116387004A (zh) | 一种钕铁硼磁体的制备方法 | |
| JP3468137B2 (ja) | スパッタ割れのない光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JP2010024488A (ja) | アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法 | |
| JP2003119560A (ja) | スパッタリングターゲット | |
| CN115925399B (zh) | 一种抗热震陶瓷基板及其制备方法 | |
| JP2001181833A (ja) | スパッタ割れのない光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JP2002283244A (ja) | 仕上げ用砥石及びその製造方法 | |
| JP2003192445A (ja) | 窒化けい素基板、その製造方法およびその基板を用いた薄膜付き窒化けい素基板 | |
| JP2000026961A (ja) | スパッタタ―ゲット及びその製造方法 | |
| JP7381806B2 (ja) | 積層部品、及びその製造方法、並びに、積層体、及びその製造方法 | |
| JP2002322547A (ja) | 薄肉プレート及びその製造方法 | |
| WO2024084631A1 (ja) | 窒化ケイ素焼結体 | |
| JP2010024500A (ja) | アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法 | |
| JP2011179055A (ja) | スパッタリングターゲット | |
| JP2022166444A (ja) | 窒化ケイ素焼結体 | |
| JP2022166443A (ja) | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |