JPH08218166A - スパッタリング用ターゲットの接合方法 - Google Patents
スパッタリング用ターゲットの接合方法Info
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- JPH08218166A JPH08218166A JP2264995A JP2264995A JPH08218166A JP H08218166 A JPH08218166 A JP H08218166A JP 2264995 A JP2264995 A JP 2264995A JP 2264995 A JP2264995 A JP 2264995A JP H08218166 A JPH08218166 A JP H08218166A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ターゲット材とバッキングプレート材間に介
在する溶融半田材を凝固することによるスパッタリング
装置に用いるスパッタリング用ターゲットの接合方法に
おいて、ターゲット材とバッキングプレート材の間に介
在する溶融半田材をターゲットの中心から外周部に向か
い放射状に凝固せしめることを特徴とするスパッタリン
グ用ターゲットの接合方法。 【効果】 空隙の少ない接合層が得られるため、ターゲ
ット材とバッキングプレート材の剥離防止効果が大であ
る。
在する溶融半田材を凝固することによるスパッタリング
装置に用いるスパッタリング用ターゲットの接合方法に
おいて、ターゲット材とバッキングプレート材の間に介
在する溶融半田材をターゲットの中心から外周部に向か
い放射状に凝固せしめることを特徴とするスパッタリン
グ用ターゲットの接合方法。 【効果】 空隙の少ない接合層が得られるため、ターゲ
ット材とバッキングプレート材の剥離防止効果が大であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング装置に用
いるスパッタリング用ターゲットの接合方法に関する。
詳しくはターゲット材とバッキングプレート材を半田付
けにより接合する方法に関する。
いるスパッタリング用ターゲットの接合方法に関する。
詳しくはターゲット材とバッキングプレート材を半田付
けにより接合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、物理的薄膜形成法であるスパッタ
リング法は半導体の配線材や磁気記憶媒体の磁性薄膜等
多くの分野で利用されている。スパッタリング装置の陰
極に配置されるスパッタリング用ターゲットは通常ター
ゲット材をバッキングプレートと称される冷却板に半田
付けまたはろう付けにより接合されている。
リング法は半導体の配線材や磁気記憶媒体の磁性薄膜等
多くの分野で利用されている。スパッタリング装置の陰
極に配置されるスパッタリング用ターゲットは通常ター
ゲット材をバッキングプレートと称される冷却板に半田
付けまたはろう付けにより接合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ターゲット材
とバッキングプレート材を半田付けにより接合する方法
に於いては、該接合過程においてターゲット材とバッキ
ングプレート材接合面の周辺部が先に凝固する為か、凝
固収縮接合面の中心部近傍に溶融半田材が供給されず、
半田不足による空隙の発生がみられた。該空隙が大きい
場合にはバッキングプレートへの熱伝導が低下するため
スパッタリング時に冷却不良によりターゲット材の温度
が上昇し、半田の接合強度が低下してターゲット材とバ
ッキングプレート材の剥離が発生し、スパッタリングの
継続が不可能になるとともにウエハーの膜厚に異常をき
たす等の欠点を有する。近年、スパッタリングターゲッ
トの大型化にともない半田接合面積が増大し、従来の接
合方法ではますます空隙の小さい接合層を得るのが困難
になっている。本発明の目的はターゲット材とバッキン
グプレート材接合面の空隙を低減し、冷却不良によるタ
ーゲットの剥離の生起し難いスパッタリング用ターゲッ
トの接合方法を提供するにある。
とバッキングプレート材を半田付けにより接合する方法
に於いては、該接合過程においてターゲット材とバッキ
ングプレート材接合面の周辺部が先に凝固する為か、凝
固収縮接合面の中心部近傍に溶融半田材が供給されず、
半田不足による空隙の発生がみられた。該空隙が大きい
場合にはバッキングプレートへの熱伝導が低下するため
スパッタリング時に冷却不良によりターゲット材の温度
が上昇し、半田の接合強度が低下してターゲット材とバ
ッキングプレート材の剥離が発生し、スパッタリングの
継続が不可能になるとともにウエハーの膜厚に異常をき
たす等の欠点を有する。近年、スパッタリングターゲッ
トの大型化にともない半田接合面積が増大し、従来の接
合方法ではますます空隙の小さい接合層を得るのが困難
になっている。本発明の目的はターゲット材とバッキン
グプレート材接合面の空隙を低減し、冷却不良によるタ
ーゲットの剥離の生起し難いスパッタリング用ターゲッ
トの接合方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明はターゲ
ット材とバッキングプレート材間に介在する溶融半田材
を凝固することによるスパッタリング装置に用いるスパ
ッタリング用ターゲットの接合方法において、ターゲッ
ト材とバッキングプレート材の間に介在する溶融半田材
をターゲットの中心から外周部に向かい放射状に凝固せ
しめることを特徴とするスパッタリング用ターゲットの
接合方法を提供するにある。
ット材とバッキングプレート材間に介在する溶融半田材
を凝固することによるスパッタリング装置に用いるスパ
ッタリング用ターゲットの接合方法において、ターゲッ
ト材とバッキングプレート材の間に介在する溶融半田材
をターゲットの中心から外周部に向かい放射状に凝固せ
しめることを特徴とするスパッタリング用ターゲットの
接合方法を提供するにある。
【０００５】以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
本発明が対象とするターゲット材としては、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、チタンおよびチタン合金の少な
くとも一種であり、バッキングプレート材としては銅、
銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンおよ
びチタン合金の少なくとも一種が使用される。特にター
ゲット材としてチタンまたはチタン合金を用い、バッキ
ングプレート材として銅、銅合金、アルミニウム、アル
ミニウム合金、チタンおよびチタン合金の少なくとも一
種を用いたスパッタリング用ターゲットの接合に効果を
発揮する。また、接合に使用する半田材としては主とし
てインジウム系、或いは錫−鉛系半田材が使用される。
本発明が対象とするターゲット材としては、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、チタンおよびチタン合金の少な
くとも一種であり、バッキングプレート材としては銅、
銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンおよ
びチタン合金の少なくとも一種が使用される。特にター
ゲット材としてチタンまたはチタン合金を用い、バッキ
ングプレート材として銅、銅合金、アルミニウム、アル
ミニウム合金、チタンおよびチタン合金の少なくとも一
種を用いたスパッタリング用ターゲットの接合に効果を
発揮する。また、接合に使用する半田材としては主とし
てインジウム系、或いは錫−鉛系半田材が使用される。
【０００６】先ず、本発明方法のターゲット材とバッキ
ングプレート材の接合に際し、チタン、チタン合金、ア
ルミニウム、アルミニウム合金よりなるターゲット材の
表面およびバッキングプレート材の表面を半田処理前の
下地処理として約１μｍ〜約３０μｍ、好ましくは約１
０μｍ〜約２０μｍの厚みを有するニッケルメッキある
いは銅メッキを施すことが好ましい。上記メッキ方法は
特に限定されるものではなく電解メッキ或いは無電解メ
ッキのいずれであってもよい。
ングプレート材の接合に際し、チタン、チタン合金、ア
ルミニウム、アルミニウム合金よりなるターゲット材の
表面およびバッキングプレート材の表面を半田処理前の
下地処理として約１μｍ〜約３０μｍ、好ましくは約１
０μｍ〜約２０μｍの厚みを有するニッケルメッキある
いは銅メッキを施すことが好ましい。上記メッキ方法は
特に限定されるものではなく電解メッキ或いは無電解メ
ッキのいずれであってもよい。
【０００７】下地処理後ターゲット材とバッキングプレ
ート材は次いで半田にて接合する。半田接合方法として
はターゲット材とバッキングプレート材の双方の接合面
に接合に使用する半田材の一部を超音波メタライジング
法により半田処理する。該超音波メタライジング処理に
より半田接合面の酸化皮膜は除去され、ターゲット材、
バッキングプレート材或いはメッキ上に強固に半田の薄
膜が形成される。この場合超音波メタライジング処理に
より除去された酸化皮膜は半田材の表面に浮遊するの
で、溶融状態にある時点で余剰の半田と伴に掻取り除去
される。
ート材は次いで半田にて接合する。半田接合方法として
はターゲット材とバッキングプレート材の双方の接合面
に接合に使用する半田材の一部を超音波メタライジング
法により半田処理する。該超音波メタライジング処理に
より半田接合面の酸化皮膜は除去され、ターゲット材、
バッキングプレート材或いはメッキ上に強固に半田の薄
膜が形成される。この場合超音波メタライジング処理に
より除去された酸化皮膜は半田材の表面に浮遊するの
で、溶融状態にある時点で余剰の半田と伴に掻取り除去
される。
【０００８】超音波メタライジングにより薄膜の半田層
を設けたターゲット材とバッキングプレート材は次いで
残部の半田材で接合される。該接合は半田材を真空下で
ターゲット材或いはバッキンプレート材のいずれかの接
合面上で加熱溶融した後、ターゲット材とバッキングプ
レート材を重ね、介在する半田材を特定方法で冷却して
ターゲットの中心から外周部に向かい放射状に凝固し接
合せしめる。半田の凝固を中心部から外周部に向かい放
射状に進めるためにはターゲット材およびバッキングプ
レート材の間の半田層に中心部が低く周辺部が高い温度
勾配を付与することが必要である。かかる温度勾配を付
ける方法としてはターゲットの中心部に冷却用金属プレ
ートを載置するか、ターゲットの中心部をエアーで冷却
する、或いはターゲット材とバッキングプレート材の外
周部をヒーター等で加熱保持する方法が考えられる。就
中、冷却用金属プレートを適用する方法が、作業性に優
れ、かつ安定した接合効果が得られる点より推奨され
る。
を設けたターゲット材とバッキングプレート材は次いで
残部の半田材で接合される。該接合は半田材を真空下で
ターゲット材或いはバッキンプレート材のいずれかの接
合面上で加熱溶融した後、ターゲット材とバッキングプ
レート材を重ね、介在する半田材を特定方法で冷却して
ターゲットの中心から外周部に向かい放射状に凝固し接
合せしめる。半田の凝固を中心部から外周部に向かい放
射状に進めるためにはターゲット材およびバッキングプ
レート材の間の半田層に中心部が低く周辺部が高い温度
勾配を付与することが必要である。かかる温度勾配を付
ける方法としてはターゲットの中心部に冷却用金属プレ
ートを載置するか、ターゲットの中心部をエアーで冷却
する、或いはターゲット材とバッキングプレート材の外
周部をヒーター等で加熱保持する方法が考えられる。就
中、冷却用金属プレートを適用する方法が、作業性に優
れ、かつ安定した接合効果が得られる点より推奨され
る。
【０００９】半田材の厚みは、通常超音波メタライジン
グによる酸化物除去処理を目的とした半田処理をも含め
約２０μｍ〜約３００μｍ、好ましくは約５０μｍ〜約
２００μｍである。半田厚みが２０μｍ未満の場合に
は、熱応力の吸収代が不十分なためかターゲット材とバ
ッキングプレート材が使用中に剥がれるという問題が生
じる。一方半田厚みが３００μｍを超え用いた場合に
も、厚みに比例した接合強度の改良はみられない。
グによる酸化物除去処理を目的とした半田処理をも含め
約２０μｍ〜約３００μｍ、好ましくは約５０μｍ〜約
２００μｍである。半田厚みが２０μｍ未満の場合に
は、熱応力の吸収代が不十分なためかターゲット材とバ
ッキングプレート材が使用中に剥がれるという問題が生
じる。一方半田厚みが３００μｍを超え用いた場合に
も、厚みに比例した接合強度の改良はみられない。
【００１０】次に図面を用い、冷却用金属プレートを用
いたスパッタリング用ターゲットの接合方法を更に詳細
に説明する。図１及び図２は本発明方法によるスパッタ
リング用ターゲットの接合方法の一実施態様を示したも
のであり、図中、１はターゲット材、２はバッキングプ
レート材、３は半田層、４はプレート状ヒータ、５は冷
却用金属プレート、６は真空処理槽、７は恒温槽を示
す。半田接合に際し、超音波メタライジングにより薄膜
の半田層を設けたバッキングプレート材２は真空処理槽
６内に配設されたプレート状ヒータ４上に載置される。
バッキングプレート材２上には接合に用いる半田材、さ
らに該半田材の上には超音波メタライジングにより薄膜
の半田層を設けたターゲット材１が載置される。バッキ
ングプレート材２は接合に用いる半田の融点以上、通常
半田材がインジウム系半田または錫−鉛系半田の場合に
は１８０℃〜２３０℃程度にプレート状ヒータ４で加熱
され、これによりバッキングプレート材２上の半田をも
溶融する。該半田の溶融に際し、真空処理槽６はその槽
内を真空処理し、半田層３とバッキングプレート材２、
或いは半田層３とターゲット材１間に介在する空気を吸
引除去する。かかる処理後、ターゲット材１、半田層３
及びバッキングプレート材２よりなるスパッタリング用
ターゲットは図２に示す恒温層７内に載置し、ターゲッ
ト材１上に冷却金属プレート５を配設し、徐々に冷却し
半田層３を凝固させる。恒温槽７内の温度は約８０℃〜
約１００℃に温度調節保持し、必要であればアルゴンガ
ス等の不活性雰囲気で凝固させるのが好ましい。
いたスパッタリング用ターゲットの接合方法を更に詳細
に説明する。図１及び図２は本発明方法によるスパッタ
リング用ターゲットの接合方法の一実施態様を示したも
のであり、図中、１はターゲット材、２はバッキングプ
レート材、３は半田層、４はプレート状ヒータ、５は冷
却用金属プレート、６は真空処理槽、７は恒温槽を示
す。半田接合に際し、超音波メタライジングにより薄膜
の半田層を設けたバッキングプレート材２は真空処理槽
６内に配設されたプレート状ヒータ４上に載置される。
バッキングプレート材２上には接合に用いる半田材、さ
らに該半田材の上には超音波メタライジングにより薄膜
の半田層を設けたターゲット材１が載置される。バッキ
ングプレート材２は接合に用いる半田の融点以上、通常
半田材がインジウム系半田または錫−鉛系半田の場合に
は１８０℃〜２３０℃程度にプレート状ヒータ４で加熱
され、これによりバッキングプレート材２上の半田をも
溶融する。該半田の溶融に際し、真空処理槽６はその槽
内を真空処理し、半田層３とバッキングプレート材２、
或いは半田層３とターゲット材１間に介在する空気を吸
引除去する。かかる処理後、ターゲット材１、半田層３
及びバッキングプレート材２よりなるスパッタリング用
ターゲットは図２に示す恒温層７内に載置し、ターゲッ
ト材１上に冷却金属プレート５を配設し、徐々に冷却し
半田層３を凝固させる。恒温槽７内の温度は約８０℃〜
約１００℃に温度調節保持し、必要であればアルゴンガ
ス等の不活性雰囲気で凝固させるのが好ましい。
【００１１】この冷却用金属プレート５はターゲット材
１とバッキングプレート材２の間に介在する溶融半田
が、ターゲット材１の中心から外周部に向かい放射状に
凝固せしめる目的より使用するものであり、通常ターゲ
ット材１との表面積比で４０〜６５％、重量比で１５０
〜３６０％の金属プレートを適用する。ターゲット材１
上に載置する金属プレートはターゲット材１中央部より
序々に半田材を凝固せしめる目的をより完遂するため、
載置時の温度は約８０℃〜約１００℃に予め加熱したも
のが適用される。冷却用金属プレート５の材質は特に制
限されるものではないが、通常ステンレス鋼等が使用さ
れる。また、上記に於いて半田溶融と冷却を真空処理槽
６と恒温槽７の別々の槽で行ったが、真空処理槽６に恒
温槽７に必要な機能を持たせるならば、該恒温槽に於け
る操作を真空処理槽６内で行うことも可能である。
１とバッキングプレート材２の間に介在する溶融半田
が、ターゲット材１の中心から外周部に向かい放射状に
凝固せしめる目的より使用するものであり、通常ターゲ
ット材１との表面積比で４０〜６５％、重量比で１５０
〜３６０％の金属プレートを適用する。ターゲット材１
上に載置する金属プレートはターゲット材１中央部より
序々に半田材を凝固せしめる目的をより完遂するため、
載置時の温度は約８０℃〜約１００℃に予め加熱したも
のが適用される。冷却用金属プレート５の材質は特に制
限されるものではないが、通常ステンレス鋼等が使用さ
れる。また、上記に於いて半田溶融と冷却を真空処理槽
６と恒温槽７の別々の槽で行ったが、真空処理槽６に恒
温槽７に必要な機能を持たせるならば、該恒温槽に於け
る操作を真空処理槽６内で行うことも可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明方法によればターゲットの中心か
ら外周部に向かい放射状に半田を凝固することにより空
隙の少ない接合層が得られ、スパッタリングの際に冷却
不良によるターゲット材とバッキングプレート材の剥離
を防止することが可能であり、その工業的価値は頗る大
である。
ら外周部に向かい放射状に半田を凝固することにより空
隙の少ない接合層が得られ、スパッタリングの際に冷却
不良によるターゲット材とバッキングプレート材の剥離
を防止することが可能であり、その工業的価値は頗る大
である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものでない。 実施例１ 直径３００ｍｍ、厚さ７ｍｍのチタンターゲットの接合
面に無電解Ｎｉメッキ処理を施したターゲット材１と、
直径３５０ｍｍ、厚さ２１ｍｍの無酸素銅製バッキング
プレート材２の各々の接合面にＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系半田
を超音波メタライズした後、２０５℃に保持したプレー
トヒータ４上にバッキングプレート材２を配設し、該バ
ッキングプレート材２上に融点１７８℃のＳｎ−Ｐｂ−
Ａｇ系半田とその上にターゲット材１を載置し、半田を
溶融した後、真空処理してターゲット材１とバッキング
プレート材２の間に介在する空気を除去した。次いで、
これを取り出し１００℃に加温、保持された恒温槽７内
に導入した後、ターゲット材１上部の中央に１００℃に
加熱した直径２２０ｍｍ、厚さ４５ｍｍの冷却用金属プ
レート５（ステンレス鋼、比重７．９３）を乗せて、半
田層３を凝固させ、スパッタリング用ターゲットを得
た。得られたスパッタリング用ターゲットの半田接合面
をＸ線透過写真で観察した。その結果を模写図として図
３に示す。
れに限定されるものでない。 実施例１ 直径３００ｍｍ、厚さ７ｍｍのチタンターゲットの接合
面に無電解Ｎｉメッキ処理を施したターゲット材１と、
直径３５０ｍｍ、厚さ２１ｍｍの無酸素銅製バッキング
プレート材２の各々の接合面にＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系半田
を超音波メタライズした後、２０５℃に保持したプレー
トヒータ４上にバッキングプレート材２を配設し、該バ
ッキングプレート材２上に融点１７８℃のＳｎ−Ｐｂ−
Ａｇ系半田とその上にターゲット材１を載置し、半田を
溶融した後、真空処理してターゲット材１とバッキング
プレート材２の間に介在する空気を除去した。次いで、
これを取り出し１００℃に加温、保持された恒温槽７内
に導入した後、ターゲット材１上部の中央に１００℃に
加熱した直径２２０ｍｍ、厚さ４５ｍｍの冷却用金属プ
レート５（ステンレス鋼、比重７．９３）を乗せて、半
田層３を凝固させ、スパッタリング用ターゲットを得
た。得られたスパッタリング用ターゲットの半田接合面
をＸ線透過写真で観察した。その結果を模写図として図
３に示す。
【００１４】比較例１ 実施例１の方法に於いて、冷却用金属プレートを用いな
い以外は実施例１と同様にしてスパッタリング用ターゲ
ットの接合を行い、得られたスパッタリング用ターゲッ
トの半田接合面をＸ線透過写真で観察した。その結果を
模写図として図４に示す。
い以外は実施例１と同様にしてスパッタリング用ターゲ
ットの接合を行い、得られたスパッタリング用ターゲッ
トの半田接合面をＸ線透過写真で観察した。その結果を
模写図として図４に示す。
【図１】本発明方法によるスパッタリング用ターゲット
の接合方法を示す。
の接合方法を示す。
【図２】本発明方法によるスパッタリング用ターゲット
の接合方法を示す。
の接合方法を示す。
【図３】本発明方法による半田接合後の接合部Ｘ線透過
写真の模写図を示す。
写真の模写図を示す。
【図４】従来の半田接合法による接合部Ｘ線透過写真の
模写図を示す。
模写図を示す。
１はターゲット材、２はバッキングプレート材、３は半
田層、４はプレート状ヒータ、５は冷却用金属プレー
ト、６は真空処理槽、７は恒温槽を示す。
田層、４はプレート状ヒータ、５は冷却用金属プレー
ト、６は真空処理槽、７は恒温槽を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】ターゲット材とバッキングプレート材間に
介在する溶融半田材を凝固することによるスパッタリン
グ装置に用いるスパッタリング用ターゲットの接合方法
において、ターゲット材とバッキングプレート材の間に
介在する溶融半田材をターゲットの中心から外周部に向
かい放射状に凝固せしめることを特徴とするスパッタリ
ング用ターゲットの接合方法。 - 【請求項２】ターゲット材とバッキングプレート材の間
に介在する溶融半田材をターゲットの中心から外周部に
向かい放射状に凝固せしめる方法が、ターゲット上に表
面積比４０〜６５％、重量比で１５０〜３６０％の金属
プレートを載置せしめる方法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用ターゲットの接合方法。 - 【請求項３】接合に用いる半田材がインジウム系半田ま
たは錫−鉛系半田であり、ターゲット材上に載置する金
属プレート温度が８０℃〜１００℃であり、接合雰囲気
が８０℃〜１００℃に維持された恒温槽内で接合するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載のスパッタ
リング用ターゲットの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264995A JPH08218166A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | スパッタリング用ターゲットの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264995A JPH08218166A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | スパッタリング用ターゲットの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218166A true JPH08218166A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12088704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2264995A Pending JPH08218166A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | スパッタリング用ターゲットの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08218166A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7185420B2 (en) * | 2002-06-07 | 2007-03-06 | Intel Corporation | Apparatus for thermally coupling a heat dissipation device to a microelectronic device |
| JP2009510264A (ja) * | 2005-09-28 | 2009-03-12 | キャボット コーポレイション | スパッタリングターゲットアセンブリを形成するための慣性ボンディング方法及びそれから製造されるアセンブリ |
| JP2016050358A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法 |
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| CN113231705A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-10 | 上海博译金属有限公司 | 一种溅射镀膜用铬靶材与铜背板的复合方法 |
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-
1995
- 1995-02-10 JP JP2264995A patent/JPH08218166A/ja active Pending
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