JPH04165037A - ＣｒとＳｎ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］ 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銅が使用されてきた。

［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０．０５〜１．５重量％（以下重
量％を単に％と記す）と、Ｓｎを０．０１〜０．５％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０．０５〜１．５％と、Ｓｎを０．
０１〜０．５％含み、更に、Ｚｎ０．０１〜１．０％と
、Ｍｇ０．００１〜０．５％と、Ｃｏｏ、０１〜１．０
％と、Ｎｉｐ、０１〜０．５％と、Ｔｅａ。

０２〜１．０％と、Ｐｂ０．０１〜４．０％とのうち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。

［作用コ 次に、本発明合金を構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０．０５〜１゜５％としたのは、０．０５
％未満では、その効果が充分でなく、逆に１．５％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。Ｓｎは脱酸剤として働くとともに
、ｆｓ造時の粗大Ｃｒの析出を抑制し、強度上昇に寄与
する。

Ｓｎ含有量を０．０１〜０．５％としたのは、０．０１
％未満ではその効果が充分でなく、逆に、０．５％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。

第２の発明におけるＣｒ、Ｓｎ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
の含有量を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。

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。

Ｔｅ、Ｐｂはそれぞれ合金の快削性を向上する働きをす
るが、Ｔｅ及びｐｂの含有量をそれぞれ０．０２〜１．
０％、０．０１〜４．０％としたのは、夫々の限定量未
満では、その効果が充分でなく、逆に、夫々の限定量を
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
■、巾４００−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−固剤することにより板厚１０
ｍ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□×１０−×５０
−の試験片を切り出し、その試験片を酸洗、乾燥後、Ｉ
ｎ−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■
、長さ４４４閤、厚さ１０■のバッキングプレートを切
削により作成した後、実際に巾１３０閣、長さ４２０■
、厚さ５■の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、ＤＣマグネトロンスパッタ装置
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
使用快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、従来材の無酸素銅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
．−２ｃａ１／　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］ 本発明は、以上の説明から理解された如く、Ｃｕ−Ｃｒ
−５ｎ系合金（第１発明）並びに、これに、更に、Ｚｎ
、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｅ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
含有によリ、鋳造性、強度、切削性、を改善し得るもの
であって、バッキングプレート用の合金として、非常に
有益である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃｒを０．０５〜１．５重量％と、Ｓｎを０．０１
   〜０．５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Ｓｎを含有したバッキン
   グプレート用銅合金。 ２、Ｃｒを０．０５〜１．５重量％と、Ｓｎを０．０１
   〜０．５重量％含み、更に、Ｚｎ０．０１〜１．０重量
   ％と、Ｍｇ０．００１〜０．５重量％と、Ｃｏ０．０１
   〜１．０重量％と、Ｎｉ０．０１〜０．５重量％と、Ｔ
   ｅ０．０２〜１．０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Ｃ
   ｕ及び不可避不純物からなることを特徴とするＣｒとＳ
   ｎを含有したバッキングプレート用銅合金。