JP2006509109A - High purity nickel / vanadium sputtering component; and method of manufacturing the sputtering component - Google Patents
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Abstract
本発明は、高純度のNi−Vを含む、スパッタリングターゲットのようなスパッタリング部品を包含する。このスパッタリング部品は全体を通して微細な結晶粒径を有することができ、この場合適例としての微細平均結晶粒径は40ミクロンに等しいか、またはそれより小さい結晶粒径である。本発明は、また、高純度のNi−V構造物を製造する方法も包含する。The present invention includes sputtering components, such as sputtering targets, that contain high purity Ni-V. The sputtering component can have a fine grain size throughout, with an exemplary fine average grain size being equal to or less than 40 microns. The present invention also includes a method for producing a high purity Ni-V structure.
Description
技術分野
本発明は、高純度ニッケル/バナジウムの(スパッタリングターゲットのような)スパッタリング部品に関する。本発明は、また、スパッタリング部品を製造する方法にも関する。
TECHNICAL FIELD This invention relates to high purity nickel / vanadium sputtering components (such as sputtering targets). The present invention also relates to a method of manufacturing a sputtering component.
発明の背景
ニッケル/バナジウム材料は半導体工業において数多くの用途を有する。例えば、これら材料は、フリップチップを支持するバンプ下地用の障壁/接着層中において、またはC4(コラプスド・コントロールドチップ接続(collapsed, controlled, chip connection))アセンブリーにおいて使用することができる。典型的なニッケル/バナジウム組成物は、Ni−7V(即ち、約7重量パーセントのバナジウムを含み、残りがニッケルである組成物)である。
Background of the Invention Nickel / vanadium materials have numerous applications in the semiconductor industry. For example, these materials can be used in a barrier / adhesive layer for a bump substrate that supports a flip chip, or in a C4 (collapsed, controlled, chip connection) assembly. A typical nickel / vanadium composition is Ni-7V (ie, a composition containing about 7 weight percent vanadium with the remainder being nickel).
半導体を加工する際にニッケル/バナジウム層を形成する典型的な方法は物理蒸着法(PVD)である。具体的に述べると、それら層はスパッタリングターゲットからスパッタ堆積される。通常のNi−7Vスパッタリングターゲットの標準純度は3N5−3N8純粋(即ち、気体を除外して重量で99.95%〜99.98%純粋)である。純度は、典型的には、グロー放電型質量分析法(GDMS)および/またはLECO(登録商標)(電導度分析)法(LECO(登録商標)はLECO Corporationの登録商標である)によって測定される。通常のNi−7Vスパッタリングターゲットの平均結晶粒径はかなり大きい(典型的には、50ミクロンより大きい)。 A typical method for forming a nickel / vanadium layer when processing semiconductors is physical vapor deposition (PVD). Specifically, the layers are sputter deposited from a sputtering target. The standard purity of a normal Ni-7V sputtering target is 3N5-3N8 pure (ie, 99.95% to 99.98% pure by weight excluding gas). Purity is typically measured by glow discharge mass spectrometry (GDMS) and / or LECO® (conductivity analysis) methods (LECO® is a registered trademark of LECO Corporation) . The average grain size of conventional Ni-7V sputtering targets is quite large (typically greater than 50 microns).
スパッタリングターゲットの純度および結晶粒径は、それらターゲットから形成されるスパッタ堆積物質の品質を制限する。より高い純度のターゲットは、望まれるより高い純度のスパッタ堆積物質をもたらすことができる。それらターゲットにおけるより小さい平均結晶粒径は、同様に所望とされるスパッタ堆積物質のより良好な物理的および/または化学的均質性をもたらすことができる。従って、より高い純度およびより小さい平均結晶粒径を有する改善されたNi−Vスパッタリングターゲットを開発することが望まれる。 The purity and crystal grain size of the sputtering targets limit the quality of the sputter deposited material formed from those targets. Higher purity targets can result in the desired higher purity sputter deposition material. Smaller average grain sizes in these targets can result in better physical and / or chemical homogeneity of the sputter deposited material as well. Therefore, it is desirable to develop an improved Ni-V sputtering target with higher purity and smaller average grain size.
通常のニッケル/バナジウム材料の純度に対する1つの制限は、典型的にはバナジウムの純度によって課される。ニッケル/バナジウム材料は、高純度のニッケルを高純度のバナジウムと混合することによって形成される。ニッケルは4N5(気体を除外して99.995重量%)の純度を、または5N(気体を除外して99.999重量%)の純度でさえも有することができるが、バナジウムは一般に2N5(気体を除外して99.5重量%)またはそれ以下の純度を有する。利用可能なバナジウムの純度は、かくして、形成することができるNi−V合金の純度を制限する。従って、改善された純度のバナジウム材料を開発したいという希望がある。 One limitation on the purity of conventional nickel / vanadium materials is typically imposed by the purity of the vanadium. The nickel / vanadium material is formed by mixing high purity nickel with high purity vanadium. Nickel can have a purity of 4N5 (99.995 wt% excluding gas) or even 5N (99.999 wt% excluding gas), but vanadium is generally 2N5 (gas 99.5% by weight) or less. The purity of available vanadium thus limits the purity of the Ni-V alloy that can be formed. Therefore, there is a desire to develop vanadium materials with improved purity.
例として役立つ従来技術物理蒸着操作が、スパッタリングアセンブリーの適例としての部品を例証するために、図1のスパッタリング装置110を参照して説明される。装置110はイオン金属プラズマ(IMP)装置の1例であって、側壁114を有するチャンバー112を含む。チャンバー112は典型的には高真空チャンバーである。このチャンバーの上部領域中にターゲット組立物10が与えられ、またそのチャンバーの下部領域中に基板118が与えられている。基板118は、典型的には静電チャックを含むホルダー120の上に保持されている。ターゲット組立物10は、電源を含んでいることができる適当な支持部材(図示されず)により保持されることになろう。ターゲット組立物10の縁を遮蔽するために、上部シールド(図示されず)を設けることができる。
A prior art physical vapor deposition operation that serves as an example will be described with reference to the
例えば、基板118は、例えば単結晶シリコンウェーハのような半導体ウェーハを含むことができる。装置110の特定の利用において、ニッケル/バナジウム膜が基板の表面を覆っていることができる。かくして、ターゲット組立物10はニッケル/バナジウムターゲットを含むことができる。
For example, the
物質122は組立物10のターゲットの表面からスパッタされ、そして基板118の方に向けられる。
一般に、スパッタされた物質はターゲット表面を多数の異なる方向に離れる。これは問題を含む場合もあって、スパッタ物質は基板118の上部表面に対して相対的に直交する方向に向けられることが好ましいのである。従って、チャンバー112内に集束コイル126が与えられる。集束コイルはスパッタ物質122の向きを改善することができ、そしてスパッタ物質を基板118の上部表面に対して相対的に直交する方向に向けることが示される。
In general, the sputtered material leaves the target surface in a number of different directions. This can be problematic and the sputtered material is preferably directed in a direction that is relatively orthogonal to the top surface of the
コイル126は、そのコイルの側壁を通して、またチャンバー112の側壁114を通して延在する、図示されるピン128によってチャンバー112内に保持される。ピン128は図示の構成において止めねじ132により保持される。図1の略図は、コイル126の内側表面に沿うピンのヘッド130、およびチャンバー側壁114の外側表面に沿う止めねじのもう1組のヘッド132を示す。
The
スペーサー140(しばしばキャップと称される)がピン128の周りに延在して、コイル126を側壁114から一定距離離すために利用される。
図1に示される装置はPVD装置の多くのタイプの内の1つに過ぎない。例となる他の装置に、Unaxis、Balzers、Nexx、Ulvac、AnnelvaおよびNOVELLUSとして、またはそれらの会社によって市販される装置がある。それら装置のあるものは円形スパッタリングターゲットを利用し、一方他のものは正方形または長方形のデザインのような他のターゲット形状を利用している。
A spacer 140 (often referred to as a cap) extends around the
The device shown in FIG. 1 is only one of many types of PVD devices. Other exemplary devices include those marketed as or by Unaxis, Balzers, Nexx, Ulvac, Annelva and NOVELLUS. Some of these devices utilize circular sputtering targets, while others utilize other target shapes such as square or rectangular designs.
発明の概要
1つの面において、本発明は、高純度Ni−Vを含む、スパッタリングターゲットのようなスパッタリング部品に関する。スパッタリング部品は小さい平均結晶粒径を有することができ、その場合適例としての平均結晶粒径は40ミクロンに等しいか、それより小さい。
SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the invention relates to a sputtering component, such as a sputtering target, that includes high purity Ni-V. Sputtered components can have a small average grain size, where an exemplary average grain size is equal to or less than 40 microns.
1つの面において、本発明は高純度Ni−V構造物を製造する方法を包含する。
以下においては、本発明の好ましい態様が次の添付図面を参照して説明される。
好ましい態様の詳細な説明
ある種の面において、本発明はスパッタリング部品に関する。この開示とこの後に続く特許請求の範囲を解釈する目的のために、用語「スパッタリング部品」は、物理蒸着中に物質がスパッタされるか、さもなければ除去される任意の部品を指す。一般的なスパッタリング部品はスパッタリングターゲットであるが、物理蒸着中にスパッタリングはスパッタリングターゲットのほかに(例えば、コイル、ピンまたはキャップのような)他の部品の表面からも起こり得ることを理解すべきである。成句「スパッタ部品」は物質がスパッタされたか、さもなければ除去されたスパッタリング部品を指す。この技術分野の当業者であれば理解されるだろうように、スパッタリングターゲットは金属のブランク、プレートまたはスラブから形成することができる。成句「スパッタリングターゲットプレハブ」は、本明細書では、スパッタリングターゲットにさらに加工される金属のブランク、プレート、スラブ等々を指すために用いられ、そして成句「スパッタリングターゲット構造物」はスパッタリングターゲット自体およびスパッタリングターゲットプレハブを総称的に包含するために用いられる。「スパッタリング部品プレハブ」はスパッタリング部品を形成するために用いられる金属のブランク、プレート、スラブ等々を指すと理解されるべきであり;そして成句「「スパッタリング部品構造物」はスパッタリング部品プレハブ並びに最終仕上げ部品を包含すると理解されるべきである。本発明の面の諸々によって包含されるスパッタリングターゲットは適したどんな幾何形状も有することができ、そして接合アセンブリーまたはモノリシックスパッタリングターゲットのいずれであることもできる。本発明の面の諸々によって包含されるスパッタリングターゲットは、限定されるものではないが、この開示の「背景」の欄に記載される諸装置を含めて任意、適当な装置における利用に沿う形に形成することができる。
In one aspect, the present invention includes a method for producing a high purity Ni-V structure.
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following accompanying drawings.
DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS In certain aspects, the present invention relates to sputtering components. For purposes of interpreting this disclosure and the claims that follow, the term “sputtering component” refers to any component from which material is sputtered or otherwise removed during physical vapor deposition. A typical sputtering component is a sputtering target, but it should be understood that during physical vapor deposition, sputtering can occur from the surface of other components in addition to the sputtering target (eg, coils, pins or caps) is there. The phrase “sputter component” refers to a sputter component from which material has been sputtered or otherwise removed. As will be appreciated by those skilled in the art, the sputtering target can be formed from a metal blank, plate or slab. The phrase “sputtering target prefab” is used herein to refer to metal blanks, plates, slabs, etc. that are further processed into the sputtering target, and the phrase “sputtering target structure” refers to the sputtering target itself and the sputtering target. Used to generically include prefabs. "Sputtering component prefab" should be understood to refer to the metal blanks, plates, slabs, etc. used to form the sputtering component; and the phrase "sputtering component structure" refers to the sputter component prefab as well as the final finished component. Should be understood to encompass. Sputtering targets encompassed by aspects of the present invention can have any suitable geometry and can be either a bonded assembly or a monolithic sputtering target. Sputtering targets encompassed by aspects of the present invention are not limited, but may be in any form consistent with use in any suitable apparatus, including the apparatus described in the “Background” section of this disclosure. Can be formed.
ある種の面において、本発明の構造物は特定の結晶粒径を有する。本明細書で用いられる成句「平均結晶粒径」は、この技術分野の当業者に知られている標準的な方法で測定された平均結晶粒径を意味する。平均結晶粒径は、本明細書に記載される例となる組成物について、平均結晶粒径を測定するASTM E112標準試験法によって測定された。本発明の特定の構造物は、構造物の全体を通して約40ミクロンに等しいか、それより小さい、好ましくは約30ミクロンに等しいか、それより小さい、さらに好ましくは約20ミクロンに等しいか、それより小さい平均結晶粒径を有することができる。ミクロンでの結晶粒径とASTMグレインサイズ番号との変換は、ある種の適例としての結晶粒径について表1に記載される。 In certain aspects, the structure of the present invention has a particular grain size. As used herein, the phrase “average grain size” means the mean grain size measured by standard methods known to those skilled in the art. The average crystal grain size was determined by the ASTM E112 standard test method for measuring the average crystal grain size for the exemplary compositions described herein. Certain structures of the present invention may be less than or equal to about 40 microns throughout the structure, preferably less than, preferably less than about 30 microns, more preferably less than, more preferably less than about 20 microns. It can have a small average crystal grain size. The conversion between micron grain size and ASTM grain size number is listed in Table 1 for certain exemplary grain sizes.
ある種の面において、本発明は高純度のバナジウム組成物を製造する方法論を含む。例としての方法論は溶融塩の電気分解を含む。塩は、例えばNaClのようなアルカリハロゲン塩であることができる。電気分解はバナジウムの所望とされる純度を得るために反復の多重、連続の回数であることができる。本発明の特定の諸面において、この電気分解の結果得られる組成物は、バナジウムにおいて、気体を除外して、少なくとも99.995重量%純粋であるか、またはバナジウムにおいて、気体を除外して、少なくとも99.999重量%純粋でさえある。 In certain aspects, the present invention includes a methodology for producing a high purity vanadium composition. An example methodology includes the electrolysis of molten salt. The salt can be an alkali halogen salt such as NaCl, for example. Electrolysis can be repeated multiple, consecutive times to obtain the desired purity of vanadium. In certain aspects of the invention, the composition resulting from this electrolysis is at least 99.995 wt% pure, excluding gas, in vanadium, or excluding gas, in vanadium, Even at least 99.999% pure by weight.
ある種の面において、本発明は高純度のニッケル/バナジウムスパッタリング部品を製造する方法を包含する。高純度のニッケルおよびバナジウムの原料が提供される。ニッケル原料は、好ましくは、気体を除外して少なくとも99.995重量%、さらに好ましくは、気体を除外して少なくとも99.999重量%の総合純度を有する。バナジウム原料は、気体を除外して少なくとも99.9重量%、より好ましくは、気体を除外して少なくとも99.995重量%、それよりさらに好ましくは気体を除外して少なくとも99.999重量%の総合純度を有する。ニッケルおよびバナジウム材料は一緒に溶融されてニッケルおよびバナジウムを含む溶融合金を形成する。所望とされる合金の特定の組成により溶融合金に組み込まれる各原料の量が決められる。溶融合金は次いで冷却されて、ニッケルおよびバナジウムが(気体を除外して、重量で)少なくとも99.99%、99.995%または99.999%純粋であるニッケル/バナジウム構造物を形成する。 In certain aspects, the present invention includes a method of making a high purity nickel / vanadium sputtering component. High purity nickel and vanadium raw materials are provided. The nickel source preferably has an overall purity of at least 99.995 wt% excluding gas, more preferably at least 99.999 wt% excluding gas. The vanadium feedstock is at least 99.9% by weight excluding gas, more preferably at least 99.995% by weight excluding gas, and even more preferably at least 99.999% by weight excluding gas. Have purity. The nickel and vanadium materials are melted together to form a molten alloy containing nickel and vanadium. The specific composition of the desired alloy determines the amount of each raw material that is incorporated into the molten alloy. The molten alloy is then cooled to form a nickel / vanadium structure in which nickel and vanadium are at least 99.99%, 99.995% or 99.999% pure (by weight, excluding gases).
上記合金から形成された構造物は、(例えば、スパッタリングターゲットプレハブのような)スパッタリング部品プレハブ、またはスパッタリング部品であることができる。
特定の諸面において、溶融ニッケル/バナジウム合金は、例えば電子ビーム法、真空誘導溶融法(vacuum induction melting:VIM)または真空アーク再溶融法(vacuum arc remelting:VAR)のような適切な常用真空溶融技術を用いて高純度ニッケル/バナジウムインゴットに鋳造される。反復真空溶融工程が、インゴットの総合純度を改善し、および/または結果として均質な組成を持つ高純度ニッケル/バナジウム合金を得るように所望とされるとおり用いることができる。この結果得られる高純度Ni−Vインゴットは所望とされるどんな形状(即ち、長方形、正方形、円形等々)であることもできるし、また所望とされるどんな大きさであることもできる。
The structure formed from the alloy can be a sputtering component prefab (such as a sputtering target prefab) or a sputtering component.
In certain aspects, molten nickel / vanadium alloys may be used in appropriate conventional vacuum melting, such as electron beam, vacuum induction melting (VIM), or vacuum arc remelting (VAR). Cast into high purity nickel / vanadium ingot using technology. An iterative vacuum melting process can be used as desired to improve the overall purity of the ingot and / or to obtain a high purity nickel / vanadium alloy with a homogeneous composition as a result. The resulting high purity Ni-V ingot can be any desired shape (ie, rectangular, square, circular, etc.) and can be any desired size.
高純度Ni−Vインゴットは、インゴットの金属の中に変形およびアニールを適用して所望とされる結晶粒径を金属内に付与するために、熱機械的加工に付すことができる。適例としての熱機械的加工は、一連の熱間圧延工程および冷間圧延工程(この場合、圧延工程は全て互いに同じ方向に沿って圧延することを含むのが好ましい)をアニールと組み合わせて利用することができる。熱機械的加工の結果得られるニッケル/バナジウム構造物はニッケルおよびバナジウムプレートまたはブランクであることができる。このような構造物は支持板に接合させるのに適したターゲットであることができるか、または支持板に接合させることができるターゲット構造物を形成する適切な機械加工に適したターゲットプレハブであることができる。これらに代わって、ニッケル/バナジウム構造物はモノリシックターゲット、またはその構造物をモノリシックターゲットに形成する適切な機械加工に適したターゲットプレハブであることができる。適例としての熱機械的加工順序は、特許請求の範囲の直前にある実施例に与えられる。 High purity Ni-V ingots can be subjected to thermomechanical processing in order to impart deformation and annealing into the metal of the ingot to give the desired crystal grain size within the metal. An exemplary thermomechanical process utilizes a series of hot and cold rolling steps (in this case, preferably all rolling steps include rolling in the same direction as each other) in combination with annealing. can do. The nickel / vanadium structure resulting from thermomechanical processing can be a nickel and vanadium plate or blank. Such a structure can be a target suitable for bonding to a support plate, or a target prefab suitable for proper machining to form a target structure that can be bonded to a support plate. Can do. Alternatively, the nickel / vanadium structure can be a monolithic target or a target prefab suitable for proper machining to form the structure into a monolithic target. An exemplary thermomechanical processing sequence is given in the example immediately preceding the claims.
本発明の方法論に従って形成されたニッケル/バナジウム合金および構造物は、気体を除外して重量で少なくとも99.99%のニッケル/バナジウムの総合金属純度;少なくとも99.995%(重量、気体を除外)のニッケル/バナジウムの総合金属純度を;または少なくとも99.999%(重量、気体を除外)のニッケル/バナジウムの総合金属純度でさえ有することができる。ニッケル/バナジウム組成物の総合金属純度を測定する際に、検出可能な全ての不純物は合計される(検出限界またはそれ以下の元素は含まれない)。純度を測定する標準的な分析技術はGDMSおよびLECO(登録商標)である。この工業における標準合金組成は今日Ni−7Vである。しかし、本明細書で説明されるスパッタリング部品は、異なる量の(即ち、7重量%より多いまたは少ない)バナジウムを含んでいることができる。典型的には、本発明のニッケル/バナジウム合金は、約4重量パーセントのバナジウム(合金の残部はニッケルである)乃至約10重量パーセントのバナジウム(合金の残部はニッケルである)を含む。本発明の1つの面に従って形成されたニッケル/バナジウム合金の分析の結果は表2に与えられる。この合金は6.64重量パーセントのバナジウムを含む。 Nickel / vanadium alloys and structures formed in accordance with the methodology of the present invention have an overall metal purity of at least 99.99% nickel / vanadium by weight excluding gas; at least 99.995% (weight excluded gas) Or a total metal purity of nickel / vanadium of at least 99.999% (by weight, excluding gas). In measuring the total metal purity of the nickel / vanadium composition, all detectable impurities are summed (not including elements below or below the detection limit). Standard analytical techniques for measuring purity are GDMS and LECO®. The standard alloy composition in this industry is today Ni-7V. However, the sputtering components described herein can include different amounts of vanadium (ie, greater than or less than 7% by weight). Typically, the nickel / vanadium alloys of the present invention contain about 4 weight percent vanadium (the balance of the alloy is nickel) to about 10 weight percent vanadium (the balance of the alloy is nickel). The results of the analysis of the nickel / vanadium alloy formed according to one aspect of the present invention are given in Table 2. This alloy contains 6.64 weight percent vanadium.
本発明の方法論に従って形成することができる適例としてのターゲット組立物が図2および3を参照して説明される。この組立物は支持板12、ターゲット14およびそれらターゲットと支持板との間の接合部16を含む。この接合部は拡散接合部であることができるか、または(例えば、はんだのような)層間材料を含むことができる。ターゲット14は本発明の色々な面に従って高純度ニッケル/バナジウムを含むことができる。この組立物11は、図1を参照して前記されるタイプの堆積装置においてターゲット組立物10として利用することができる。
An exemplary target assembly that can be formed according to the methodology of the present invention is described with reference to FIGS. The assembly includes a
本発明の方法論に従って形成することができるもう1つの適例としてのターゲット組立物20が図4および5を参照して説明される。この組立物はモノリシックターゲット22を含む。ターゲット22は本発明の色々な面に従って高純度ニッケル/バナジウムを含むことができる。この組立物20は、図1を参照して前記されるタイプの堆積装置においてターゲット10として利用することができる。
Another
スパッタリング条件に曝される(図1のチャンバーのような)スパッタリングチャンバー内のどの部品もある種の物質を放出することができる。従って、ターゲット以外の部品も、ある種の用途ではスパッタリング部品とみなすことができる。スパッタリング部品であることができるチャンバー内の部材に、限定されるものではないがコイル、カバーリング、クランプ、シールド、ピンおよびキャップがある。ある種の用途において、物質が非ターゲットスパッタリング部品からスパッタするならば、その非ターゲットス部品からスパッタされた物質がターゲットからスパッタされた物質を汚染し得ると言う点で問題となる可能性がある。この問題は、反応チャンバー内の全てのスパッタリング部品および潜在的スパッタリング部品がターゲットと同じ材料から形成されるならば緩和され得るし、また防止することができさえする。従って、ターゲット、および(例えば、コイル、カバーリング、クランプ、シールド、ピン、キャップ等々の1つまたは2つ以上のような)1つまたは2つ以上の非ターゲットスパッタリング部品を、本発明の色々な面における高純度ニッケル/バナジウムから形成することが望ましいはずである。 Any component in the sputtering chamber (such as the chamber of FIG. 1) that is exposed to sputtering conditions can release certain materials. Thus, components other than the target can also be considered as sputtering components for certain applications. Members within the chamber that can be sputtering components include, but are not limited to, coils, coverings, clamps, shields, pins and caps. In certain applications, if the material sputters from a non-target sputtering component, it can be problematic in that the material sputtered from the non-target sputtering component can contaminate the material sputtered from the target. . This problem can be mitigated and even prevented if all sputtering components and potential sputtering components in the reaction chamber are formed from the same material as the target. Thus, a target and one or more non-target sputtering components (such as one or more of coils, coverings, clamps, shields, pins, caps, etc.) It would be desirable to form from high purity nickel / vanadium on the surface.
本発明に従って形成されるニッケル/バナジウムスパッタリング部品は、半導体基板全面にNi−V層を堆積させるのに利用することができる。Ni−V層はバンプ下地およびC4技術で利用することができる。さらに、高純度の小結晶粒径Ni−Vスパッタリングターゲットから形成される層は、バンプ下地およびC4アセンブリー以外の他の半導体用途にも使用することができる。例えば、これらの層は半導体用途においてシリサイドの形成および高エンドコーティング(high-end coatings)のために利用することができる。ニッケルは半導体用途のシリサイドおよび高エンドコーティングにおける使用について研究されたが、ニッケルの磁性が純粋なニッケルをそのような用途の多くに対して不適当にする。ニッケルに対するバナジウムの添加は、半導体用途に適した磁性を有する合金を形成し、このことが色々な用途でNi−7Vを用いる理由である。しかし、通常のニッケル/バナジウム合金はシリサイドおよび高エンドコーティングに適したものにするには純度が低すぎる。これに対して、本発明のスパッタリングターゲットから製造することができる比較的純粋なNi−V合金は、シリサイドおよび高エンドコーティング用途に適している可能性がある。 The nickel / vanadium sputtering component formed in accordance with the present invention can be used to deposit a Ni-V layer over the entire surface of a semiconductor substrate. The Ni-V layer can be used in bump substrate and C4 technology. Furthermore, the layer formed from the high purity small crystal grain size Ni-V sputtering target can also be used for other semiconductor applications other than bump substrate and C4 assembly. For example, these layers can be utilized for silicide formation and high-end coatings in semiconductor applications. Although nickel has been studied for use in silicides and high end coatings in semiconductor applications, the magnetic properties of nickel make pure nickel unsuitable for many such applications. The addition of vanadium to nickel forms a magnetic alloy suitable for semiconductor applications, which is why Ni-7V is used in various applications. However, conventional nickel / vanadium alloys are too low in purity to be suitable for silicides and high end coatings. In contrast, relatively pure Ni-V alloys that can be produced from the sputtering target of the present invention may be suitable for silicide and high end coating applications.
高純度Ni−Vインゴットを、そのインゴットの厚さを減じてスラブ(スラブの厚さは例えば約1.5”(3.81cm)であることができる)を製造するために、(1400〜2400°F(760〜1316℃)のような)高温で一方向熱間圧延する;熱間圧延により誘発される典型的な変形率は少なくとも約90%である(即ち、スラブの厚さはインゴットの出発厚さの約10%に等しいか、それより小さい)。このスラブを室温まで冷却し、そして幾つかのより小さい断片に切断する。これらの断片を(例えば、1400〜2400°Fの温度において)熱間圧延に付し、続いて(例えば、およそ室温で)冷間圧延してそれら断片の厚さを最終の厚さ(例えば、約0.35”(0.89cm))まで減少させる。これら断片を横切る熱間および冷間圧延は、一方向であって、上記インゴットを横切る一方向圧延と同じ方向に沿っているのが好ましい。上記断片の熱間および冷間圧延後にそれら断片を上昇した温度でアニールする(例えば、約1600°F(871℃)で約1時間)。 To produce a high purity Ni-V ingot with reduced ingot thickness (slab thickness can be about 1.5 "(3.81 cm), for example) (1400-2400 One-way hot rolling at high temperatures (such as ° F (760-1316 ° C)); typical deformation rates induced by hot rolling are at least about 90% (ie, slab thickness is ingot The slab is cooled to room temperature and cut into several smaller pieces (eg, at a temperature of 1400-2400 ° F.). ) Subject to hot rolling followed by cold rolling (eg, at about room temperature) to reduce the thickness of the pieces to a final thickness (eg, about 0.35 ″ (0.89 cm)). The hot and cold rolling across these pieces is preferably in one direction and in the same direction as the one-way rolling across the ingot. After hot and cold rolling of the pieces, the pieces are annealed at an elevated temperature (eg, about 1600 ° F. (871 ° C.) for about 1 hour).
Claims (39)
ニッケルにおいて、気体を除外して、少なくとも99.99重量%純粋であるニッケル材料を用意し;
バナジウムにおいて、気体を除外して、少なくとも99.99重量%純粋であるバナジウム材料を用意し;
上記のニッケルおよびバナジウム材料を一緒に溶融して、それらニッケルおよびバナジウム材料から溶融ニッケル/バナジウム合金を形成し;そして
上記ニッケル/バナジウム合金を冷却して、ニッケルおよびバナジウムにおいて、気体を除外して、少なくとも99.99重量%純粋であるニッケル/バナジウム構造物を形成する
工程を含む上記の方法。 A method for producing a nickel / vanadium structure comprising:
Providing a nickel material that is at least 99.99 wt% pure, excluding gas, in the nickel;
Providing vanadium material that is at least 99.99 wt% pure, excluding gas, in vanadium;
Melting the nickel and vanadium materials together to form a molten nickel / vanadium alloy from the nickel and vanadium materials; and cooling the nickel / vanadium alloy to exclude gases in the nickel and vanadium; A method as described above comprising the step of forming a nickel / vanadium structure that is at least 99.99% by weight pure.
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