JPH11131225A

JPH11131225A - スパッタリングターゲットとその接合方法及び接合装置

Info

Publication number: JPH11131225A
Application number: JP9310049A
Authority: JP
Inventors: Mitsuteru Toishi; 光輝戸石; Koichiro Ejima; 光一郎江島; Tsuyoshi Nishimura; 強西村; Norimasa Taguchi; 典正田口
Original assignee: SERATOMU KK; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: SERATOMU KK; Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JP3983862B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ターゲット材とバッキングプレートとを金属
ワイヤとろう材を介在して接合することによりスパッタ
リングターゲットを作製するに際し、両材料の接合面に
ガス残存のおそれがなく、精度の高い平行度が保持さ
れ、接合欠陥を十分に低減できるようにする。【解決手段】介在する金属ワイヤ８をバッキングプレ
ート６と同材質のものとし、好ましくは、この金属ワイ
ヤ８をターゲット材９のサイズより短くない寸法とし
て、予め低融点金属によるろう材７で濡らしておき、タ
ーゲット材９とバッキングプレート６の接合界面に前記
ろう材７と前記金属ワイヤ８を介在させ、真空雰囲気下
で加熱すると共に、膨満させたゴム等弾性シート５によ
る所謂ラバープレスの手法により両材料を均等に加圧す
ることにより、一体に接合したスパッタリングターゲッ
トを、また、その接合方法並びに接合装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパッタリングによ
り薄膜を作製するためのスパッタリングターゲットの作
製技術、特に、ターゲット材とバッキングプレートとの
ろう接による接合技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリングターゲットは、ターゲッ
トの冷却や強度の補強等の目的でスパッタリングの対象
となるターゲット材をろう材によりバッキングプレート
に接合した組立体が用いられる。このスパッタリングタ
ーゲットの組立即ち接合におけるろう材としては、イン
ジウムろう、低融点合金はんだ、銀ろう等が使用され
る。一般に、接合の手順としては、バッキングプレート
とターゲット材を水平に対向させ、両材料間に溶融した
ろう材を介在させた後、冷却によりろう材を固化させ、
バッキングプレートとターゲット材を接合させるように
している。

【０００３】この接合について、具体的には、次のよう
な技術が提示されている。特開昭６３−３１７６６８号
公報には、ＴｂＦｅ合金のターゲット材のはんだ付け面
をＣｕでメタライズし、Ｃｕ製のバッキングプレート上
に、はんだ付け材としてＩｎシートとスペーサとしての
Ｗの細線とをセットした後、前記ターゲット材を上にの
せ、不活性雰囲気内ではんだ付けをすることにより、一
枚のバッキングプレートに複数のターゲット材を接合す
る場合においても継ぎ目におけるターゲット材の段差が
ないほどに平行面が確保され、また、無接合部も小面積
に抑制され、スパッタリングに供しても剥離、割れ等を
生じない良品質のスパッタリングターゲットが作製でき
るとする方法が開示されている。

【０００４】また、特開平３−１１１５６４号公報に
は、純Ｃｒの長方形板あるいはＣｏ−２０％Ｃｒ合金の
円板をターゲット材とし、Ｃｕでメタライズした後、Ｓ
ｎ合金のろう材層を付け、またＣｕ製のバッキングプレ
ートにも同成分のろう材層を付けて準備し、さらにろう
材に対して濡れ難くかつガス発生量の少ない脱ガス処理
した炭素繊維で編んだ紐あるいは同様の脱ガス処理した
ガラス繊維で編んだ紐を、前記バッキングプレート上に
並べてこれらに沿うガス排出経路を形成させると共に、
その上に前記ターゲット材を重ね、加熱後、重錘をのせ
て冷却するというボンディングを行うことにより、９８
％あるいは９７％の接合率を有する接合部が得られ、ス
パッタリング時に熱による剥離や割れ等の問題が生じな
いターゲット組立体が作製できるとする方法が開示され
ている。

【０００５】また、特開平４−３６５８５７号公報に
は、銅材からなる冷却板（バッキングプレート）の上面
に、全表面に銅材からなる被覆層を施した低融点合金材
による軟ろうより高密度かつ高融点のタンタルからなる
インサート材（介在物）を載置した後、前記インサート
材によって形成された冷却板の上面の空間部にペレット
状の低融点合金材軟ろうをインサート材の厚みと同等の
厚さとなるように充填し、続いて、アルミ合金よりなる
ターゲット材を載置し、空気中における加圧下で、加熱
処理を施すことにより、接合面積比が９７．５％で、タ
ーゲット材と冷却板との間に均一厚さの接合部を形成す
ることができ、従って、スパッタリング時に剥離や割れ
等を生じることがなく、長期間に渡って安定した状態で
使用できるスパッタリング用ターゲットが得られるとす
る製造方法が開示されている。

【０００６】また、特開平６−１２８７３８号公報に
は、アルミニウム合金あるいはタングステンのシリサイ
ドからなるターゲット部材の接合面に、Ｐｂ−Ｓｎある
いはＩｎからなる半田材料で予備半田付けを施すと共
に、銅からなるバッキングプレートの上面にはターゲッ
ト部材着座のための凹部を設け、その凹部に予備半田付
けを施し、さらに、両部材の予備半田表面の酸化膜除去
を行った後、フラックスを使用することなく、この予備
半田の表面に、新たなる溶融半田を添加し、直ちに両部
材相互を押圧固定して冷却固化させることにより、接合
欠陥率は、１．８％あるいは２．１％という十分に低い
数値となり、所定以上の接合強度が維持されることか
ら、スパッタリング時において接合部の剥離が生じ難い
スパッタリングターゲットが得られるとする製造方法が
開示されている。

【０００７】特開平８−１７０１７０号公報には、ＩＴ
Ｏからなるターゲット部材の接合面に銅薄膜を積層し、
その後２００℃に設定したホットプレート上で前記銅薄
膜面全体にインジウム半田を塗布し、また、無酸素銅製
のバッキングプレートにも、その接合面全体にインジウ
ム半田を塗布し、このインジウム半田を塗布したバッキ
ングプレート上に、真鍮製のワイヤ（棒）を介在物とし
て平行に配置した後、ターゲット部材とバッキングプレ
ートとをワイヤ上を相互に滑らせながら所定の位置に配
置し、室温まで放置冷却することにより、ボンディング
率９７％で、ターゲット部材とバッキングプレート間の
平行を所定間隔で保持することができ、スパッタリング
放電圧を一定に保持し、ターゲットの偏磨耗の発生をも
抑止できるスパッタリングターゲットが得られるとする
製造方法が開示されている。

【０００８】また、特開平６−１１４５４９号公報に
は、純ニッケルあるいはニッケルの薄皮膜を施した純ア
ルミニウムによるターゲット板を加熱し、ろう接面にフ
ラックスを塗布した後、フラックスで濡らした低融点合
金ろう材あるいは純インジウムの切片を載せて溶融凝固
させ、また、純銅の裏打ち板（バッキングプレート）に
も同様にろう材を溶融被覆して凝固させ、引き続き、タ
ーゲット板と裏打ち板を加熱し、ろう材を溶融させた上
で、ターゲット板を裏打ち板に近づけ、両板材の被覆端
縁を接触させた後、所定位置まで摺り合わせ状態で移動
させて合体させ、さらに、ターゲット板上に錘をのせて
ろう材を冷却凝固させることにより、酸化膜による２層
分離や気泡の巻き込みのない高品位のろう接状態を有す
るターゲットが得られるとするスパッタリングターゲッ
トの製造方法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

【００１０】しかしながら、これらの従来技術において
は以下のような問題点があった。特開昭６３−３１７６
６８号公報の発明においては、ターゲット材とバッキン
グプレートとの間にＷの細線を介在させ平行度を確保す
るようにしたものであるが、Ｉｎシートによるはんだ付
けの前に、ターゲット材のはんだ付け面をＣｕでメタラ
イズするもので、その処理が煩雑であるのみならず、実
施例の図面から推定するとターゲット材とバッキングプ
レートとの無接合部の比率は４％程度に止まり、接合率
としては未だ十分とはいえない状況にある。

【００１１】この特開平３−１１１５６４号公報の発明
にあっては、炭素繊維あるいはガラス繊維による紐状介
在物は、ターゲット材とバッキングプレートとろう材の
いずれとも構成原子等を相互に拡散する接合やろう接の
ごとき原子親和力による接合等はしておらず、単に接触
しているに過ぎないので、接合率を向上させるためにガ
スを十分に排出すると共に接合後の水分や油脂等の浸入
を防止するため紐等が伴う空間即ちガス排出路の開口部
を閉鎖する必要があり、接合面の外縁に達しない所定寸
法の紐状介在物を慎重配置しなければならないという煩
雑な条件設定を要している。また、紐状介在物は編組し
た繊維物によっているので、ターゲット材とバッキング
プレートとの加圧接合を行う場合、平行度を確保し難い
という問題がある。さらに、この発明にあっても、ター
ゲット材をＣｕでメタライズするという処理の煩雑さを
有している。

【００１２】特開平４−３６５８５７号公報の発明にお
いては、インサート材と低融点合金材軟ろうとにより冷
却板とターゲット材との平行度は保持されているもの
の、ターゲット材は酸化性が強くかつ低融点合金材とは
なじみ難いアルミニウム合金であり、かつ、空気中にお
ける加圧下において加熱処理を行うものであり、また、
インサート材には銅が被覆されているものの、例えば予
備はんだ付け等の予備処理が施されていない等接合につ
いての配慮がなされていないという問題がある。即ち、
この発明は、比較的小寸法形状のターゲット材において
有効であっても、特に実用性の高い大きい寸法形状のタ
ーゲット材を対象とする場合においては必ずしも十分で
ないという問題を有している。

【００１３】特開平６−１２８７３８号公報の発明にあ
っては、ターゲット部材とバッキングプレートとの半田
接合にあたり予備半田付け等接合度についての配慮はな
されているものの、介在物となるインサート材を使用す
ることなく、かつ溶融半田の添加後、直ちに、単純に上
下対向方向に押圧して固定する等、両部材間の平行度に
ついては配慮されておらず、両部材間の十分な平行度を
確保してスパッタリング処理時に放電電圧を一定に保持
できる保証がないという問題がある。

【００１４】この特開平８−１７０１７０号公報の発明
においては、バッキングプレート上に塗布した予備イン
ジウム半田が溶融状態のままターゲット部材との接合操
作を行うようにしているもので、ターゲット部材がセラ
ミックスで、無酸素銅によるバッキングプレートとは熱
膨張率が大きく異なるので、冷却固化に際してバッキン
グプレートに反りを生じ、その結果、中央部が薄く全体
として不均一な厚さのスパッタリングターゲットが得ら
れることがある。この傾向はターゲット部材が大きくな
る程著しいものになるので、特に実用性の高い寸法形状
の大きいスパッタリングターゲットにおいては、平行度
を確保し難くなるという問題がある。

【００１５】特開平６−１１４５４９号公報の発明にあ
っては、介在物即ちインサート材を使用することなく、
ターゲット板と裏打ち板との摺り合わせにより平行度を
確保するという特徴を有するもので、ターゲット板と接
合面に供するろう材に塩化物系のフラックスを施してい
る。接合面における残存フラックス及び生成残渣は無接
合部をもたらすので、実質的にこれら残渣等と共にろう
材を排除しながらターゲット板と裏打ち板を摺り合わせ
て残存ろう材により接合する操作を必要とするものであ
って、実用性の高い大寸法形状のターゲットにあって高
品位のろう接状態を得るには困難を伴うという問題があ
る。

【００１６】上記の状況に鑑み、本発明は、スパッタリ
ングターゲットのターゲット材とバッキングプレートを
接合する場合において、ターゲット材の形状寸法を問わ
ず接合手段に煩雑さを伴わず、ガス残存のおそれがな
く、従って接合欠陥率を十分に低減でき、かつ、反りの
ない精度の高い平行度が確保でき、スパッタリング時に
割れや剥離を生じることがなく、生産効率および歩留り
の向上が可能となるスパッタリングターゲットとその接
合方法、また、接合装置の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ターゲット材とバッキングプレートとの
間に金属ワイヤが組み込まれかつろう材からなる接合層
が介在し、長さ方向の反りがターゲット長さの０．０２
４％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲ
ットを提供する。

【００１８】さらに、本発明はターゲット材とバッキン
グプレートとの間に該バッキングプレートと同じ材質の
金属ワイヤが組み込まれかつ低融点金属によるろう材か
らなる接合層が介在するところのスパッタリングターゲ
ットを提供する。

【００１９】また、ターゲット材とバッキングプレート
とを低融点金属によるろう材を介して接合する接合方法
において、前記ターゲット材と前記バッキングプレート
との間に、前記ろう材と共に前記バッキングプレートと
同じ材質の金属による金属ワイヤを介在させ、真空雰囲
気内において、加熱加圧して前記ターゲット材とバッキ
ングプレートを一体に接合するスパッタリングターゲッ
トの接合方法を、さらにまた、前記ターゲットと前記バ
ッキングプレート材と前記金属ワイヤとに、予め前記ろ
う材と同じ材質の金属を塗布して接合するスパッタリン
グターゲットの接合方法を、さらに、前記ろう材には金
属箔を用い、真空雰囲気内において、加熱下で背部側に
流体圧をかけた弾性シートによりターゲット材とバッキ
ングプレートを加圧して接合する方法であって、前記金
属ワイヤ径は０．１〜１．０ｍｍで、前記金属箔は前記
金属ワイヤ径より０．１〜０．２ｍｍ厚い厚さを有する
スパッタリングターゲットの接合方法を、また、前記金
属ワイヤは、少なくともターゲット材の外縁に達する長
さとするスパッタリングターゲットの接合方法を提供す
る。

【００２０】そして、バッキングプレートとターゲット
材をろう材と金属ワイヤを介在して収納する凹部室が形
設されると共にヒータにより加熱される第一の型を備
え、凹部が形設されると共にヒーターにより加熱される
第二の型が前記凹部を覆う弾性シートを備えてなり、前
記第一の型に前記第二の型を合わせて閉鎖し、加熱下に
おいて前記凹部室内を真空吸引するすると共に前記凹部
内に圧力流体を供給することにより、前記弾性シートに
より前記ターゲット材を前記バッキングプレート側に押
圧して一体のスパッタリングターゲットに接合するスパ
ッタリングターゲットの接合装置を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】ターゲット材とバッキングプレー
トとの間の低融点金属のろう材接合層内にバッキングプ
レートと同じ材質の金属ワイヤを組み込んだものは、バ
ッキングプレートと金属ワイヤの熱膨張率やろう材との
濡れ性が同じで、金属ワイヤをバッキングプレートと一
体のものとして扱うことができ、ターゲット材とバッキ
ングプレートとの平行度が確保されると共に、ターゲッ
ト材との接合性が改善され、また、金属ワイヤの介在に
よるガスの排出も良好で、無接合による接合欠陥が少な
いものとなる。この時スパッタリングターゲットの反り
はターゲットの長さ方向のターゲット長さの０．０２４
％以下と非常に反りの小さいスパッタリングターゲット
が得られる。

【００２２】また、バッキングプレートの上に低融点金
属による箔状等のろう材と共にバッキングプレートと同
じ材質の金属ワイヤをのせ、ターゲット材で覆い、真空
雰囲気とし、ろう材の融点以上の温度の下でバッキング
プレートとターゲット材間を加圧すると、ろう材は融け
て金属ワイヤを組み込んだ形に接合層をつくってバッキ
ングプレートとターゲット材を接合し、一体のスパッタ
リングターゲットを形成する。バッキングプレートとタ
ーゲット材間のガスは金属ワイヤに沿って外部に押し出
され、両材料は金属ワイヤに規制されて所定の厚さで平
行面を保持する。この接合方法によれば、ターゲット材
の形状寸法の大小に拘わらず安定した効果が得られる。

【００２３】バッキングプレートとターゲット材のそれ
ぞれの接合面を溶融ろう材で濡らし、また、金属ワイヤ
についても同様溶融ろう材で濡らして固化させる。次い
で、上記のように、バッキングプレートとターゲット材
をろう材と金属ワイヤを介在させて、重ね合わせ、接合
処理することにより、ろう材はバッキングプレートとタ
ーゲット材と金属ワイヤとを隈なく覆って接合するの
で、さらに接合欠陥が少ないスパッタリングターゲット
が得られる。また、金属ワイヤをターゲット材の外縁に
達する長さとすることにより、真空吸引によるガス抜き
作用が促進される。

【００２４】本発明の接合装置にあっては、ヒータを備
える第一の型と第二の型とを合わせ、第一の型の内部即
ち凹部室を真空吸引することにより真空室に形成できる
ようにし、第二の型はその合わせ面に沿って型内部即ち
凹部を覆うように弾性シートで仕切り、凹部内に流体圧
を供給できるようにした装置を用いる。また、好ましく
は濡らし工程を経たバッキングプレートを第一の型の凹
部室内に置き、その上に箔状のろう材と共に予めろう材
で濡らした金属ワイヤをのせ、さらに好ましくは同様に
濡らしたターゲット材を重ねる。そして、第二の型を合
わせて閉じ、凹部室内を真空吸引すると共に、両型をヒ
ータによりろう材の融点以上の温度まで加熱し、第二の
型内の凹部には流体を供給して膨満させ、伸長する弾性
シートで前記ターゲット材をバッキングプレート側に均
等に押圧することにより、残留ガスが殆どなく、精度の
高い平行面を保持し、接合欠陥のないスパッタリングタ
ーゲットを効率的に得ることができる。

【００２５】なお、前記弾性シートは、天然ゴムあるい
はイソプレン系やハイパロン系の耐熱性を持つ合成ゴム
材料が用いられ、加圧用流体としては、空気または油が
用いられる。また、前記第一の型の凹部室内の真空雰囲
気としては、特にろう材等の酸化防止の点から、好まし
くは、１×１０^-3〜１０^-4ｍｍＨｇ程度の減圧雰囲気が
利用される。

【００２６】本発明のターゲット部材は、一般に、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ−Ｓｎ系酸化物）、ＳｉＯ₂ 、ＢａＴｉＯ₃ 、
Ａｌ、Ｃｒなどであり、バッキングプレートは、無酸素
Ｃｕやステンレススチール等である。本発明で用いられ
る金属ワイヤはＣｕ線やスチール線等バッキングプレー
トと同じ材質のものであり、ろう材は、はんだ、Ｉｎ等
の低融点金属である。

【００２７】また、前記のろう接工程では、ろう材の厚
み即ち接合界面の厚みは、０．１〜１．０ｍｍであるこ
とが望ましい。接合界面は、熱膨張率の異なるターゲッ
トとバッキングプレートの反りを吸収する部分でもあ
り、少なくとも０．１ｍｍ以上のろう材が一定の厚さで
界面に存在する必要がある。この厚みは、ターゲット材
とバッキグプレートの材質やターゲット材のサイズによ
って変わる。即ち、接合後のターゲットの反りが小さく
ターゲットをスパッタ装置に装着する際に支障のないよ
うに調整する。１．０ｍｍ以上ではターゲットの冷却効
率が低下する。接合界面へ組み込む金属ワイヤの径によ
ってろう材厚みが制御される。金属ワイヤ自体が接合欠
陥につながる可能性の点からは、最低２本として本数は
少ないほうがよいが、各種ターゲットの曲げ強度と上部
圧力を比較して決定する。金属箔の厚さは、必要且つ十
分に金属ワイヤを被覆する点から金属ワイヤの径よりも
０．１〜０．２ｍｍ厚くするのが望ましい。

【００２８】この時スパッタリングターゲットの反りは
ターゲットの長さ方向のターゲット長さの０．０２４％
以下と非常に反りの小さいスパッタリングターゲットが
得られる。

【００２９】図１により好適な接合装置Ａを説明する。
１は凹部室ａを備えた第一の型としての固定型であり、
これに上下対応する第二の型としての可動型２を合わせ
て閉じることにより内部に密閉空間を形成し、外部に設
けた真空吸引装置Ｂで真空吸引することにより真空室に
構成できるようにしてある。固定型１は背部に設けた複
数の孔にヒータ３を埋設的に嵌挿してあり、可動型２に
は凹部ｂを形設し、同様に背部側に複数の孔を穿設し、
ヒータ４を埋設的に嵌挿してある。また、固定型１との
合わせ面に沿ってゴム材による弾性シート５を取り付
け、凹部ｂを覆うように仕切ってあり、この凹部ｂに対
し外部に設けた流体圧供給装置Ｃにより圧力流体を供給
することにより、前記の弾性シート５を固定型１側に膨
満させていわゆるラバープレスが行えるようにしてあ
る。即ち、この接合装置Ａでは、固定型１の内部にバッ
キングプレート６を置き、ろう材７と金属ワイヤ８を介
在してその上にターゲット材９をのせるようにしてあ
る。１０は固定治具である。そして、固定型１と可動型
２を合わせて密封した後、固定型１と可動型２をそれぞ
れ加熱し、凹部室ａを真空吸引すると共に、凹部ｂに圧
力流体を供給することにより、弾性シート５によりター
ゲット材９をバッキングプレート６側に均等に押圧し、
ろう材７により接合し、一体のスパッタリングターゲッ
トを作製できる。

【００３０】

【実施例１】ＳｎＯ₂ １０重量％のＩＴＯによる３８１
×１２７×８ｍｍの寸法のターゲット材と、無酸素銅に
よる４２１×１６７×１０ｍｍの寸法のバッキングプレ
ートと、Ｉｎシートによるろう材を使用した試料につい
て、接合時の雰囲気、凹部空気圧、温度、Ｉｎシートの
厚さ及びＣｕワイヤによる厚さ制御条件を設定して接合
し、そのろう材平均厚さと接合欠陥率を調査した。

【００３１】ターゲット材とバッキングプレートの不要
部分にマスキング処理を行い、ホットプレート上におい
て、Ｉｎろう材の融点以上に加熱した。次いで、その上
にＩｎろう材をのせて溶解し、超音波はんだごてや布に
よるこすり等によって接合面を完全に濡らした。また、
Ｃｕワイヤについても同様に濡らし工程を設けた。完全
に濡れた後、ターゲット材とバッキングプレートの接合
面に凹凸がないよう、また、酸化物が残らないように金
属へらで掻きだすか、布で拭き取る等の手段により、余
分なろう材を除去した。その後、Ｉｎろう材の融点以下
２０〜３０℃まで下げた。なお、この時、下げ過ぎると
次の工程での昇温時間が長くなる。

【００３２】次いで、図１に示す接合装置を用い、前工
程が終了したターゲット材とバッキングプレートをセッ
トした。このセットの際、下にバッキングプレートを置
き、その上に接合界面に充満させるに足るＩｎシートを
敷き、その上にバッキングプレートと同材質のＣｕワイ
ヤをピンと張ってテープで止め、数本平行にのせた。こ
の場合、内部ガス抜けの効果を考慮してＣｕワイヤはタ
ーゲットサイズより長めにした。そしてさらに、接合面
が下になるようにターゲット材を置いた。なお、この
時、バッキングプレートとターゲット材とも接合途中で
移動しないよう、例えば、Ａｌ製のスペーサのようなも
ので固定してもよい。

【００３３】セットの終了後、直ちに上部の可動型を閉
じ、真空吸引を開始して１×１０^-3〜１０^-4ｍｍＨｇ程
度の真空室を構成すると共に、２０℃／時間の昇温速度
でＩｎろう材の融点前後の温度まで昇温した。昇温が済
んだ後、可動型の背部に圧力空気を供給してゴム材によ
る弾性シートによっていわゆるラバープレスを行い、ゲ
ージ圧１〜３ｋｇｆ／ｃｍ² の空気圧で３０分間加圧す
ることにより、ターゲット材全面に均等に圧力をかけ
た。その後、この背部圧力をかけたままで、２５℃／時
間の降温速度で大気温度まで戻し、背部圧力を解除し、
大気雰囲気に戻した後、型を開放し、接合されて一体と
なったスパッタリングターゲットを取り出した。マスキ
ング処理を施した不要部分のメタル等を除去することに
より、スパッタリングターゲット成品が得られた。

【００３４】得られたスパッタリングターゲットについ
て、超音波探傷手段によって接合欠陥率を調査した。ス
パッタリングターゲットの反りは、バッキングプレート
のターゲット材のついていない面の短辺の中央部から、
もう片方の短辺の中央部へステンレス製の差し金を垂直
にかつ曲げることなく差し渡し、差し金を両方の短辺中
央部へ同時に接触させたときに、バッキンブプレートの
長さ方向であって、これらの短辺の中央部を結ぶ線上の
ほぼ中央部つまり略重心の位置で、バッキングプレート
の面と垂直に渡した差し金との間に生じる隙を、隙ゲー
ジで測定した。隙ゲージの最小値は０．０３ｍｍであ
り、これが差し込めないときに反りがないと判断した。
結果を表１に示した。

【００３５】

【比較例１】また、比較例として、接合雰囲気、凹部室
圧力、温度、Ｃｕワイヤの有無等の設定条件を発明条件
外に設定した試料について、前記実施例の場合と同様の
操作により接合処理を行い、その接合欠陥率を調査し、
結果を表１に併記した。

【００３６】

【表１】

【００３７】本発明の条件を満足する実施例のＮｏ．１
及びＮｏ．２の試料において欠陥率は１．５３％以下で
あった。接合温度は、Ｉｎの融点（１５６℃）がよく、
比較例の１６０℃のＮｏ．４の試料や１４６℃のＮｏ．
５の試料では欠陥率が著しく増加した。また、平行度に
関しては、従来の条件による比較例の接合では、ろう材
厚みが０．０６〜０．１６ｍｍと変化があったのに対
し、本発明の条件を満足する実施例のＮｏ．１の試料の
場合では０．１８〜０．２２ｍｍと変化の幅が小さくな
った。なお、Ｃｕワイヤの長さをターゲット材のサイズ
より若干短くした以外は、本発明条件と同様にした比較
例Ｎｏ．６の試料の場合、欠陥率が若干高くなってお
り、Ｃｕワイヤの長さを長くした方が有利であることを
示した。

【００３８】

【実施例２】１０重量％のＳｎＯ₂ を含むＩＴＯによる
３８１×１２７×８ｍｍの寸法のターゲット材の接合面
に超音波はんだごてを用いてＩｎろうを塗布し、同様に
無酸素銅による４２１×１６７×１０ｍｍの寸法のバッ
キングプレートの接合面にもＩｎろうを塗布した。ま
た、金属ワイヤとして直径が０．２ｍｍのＣｕワイヤに
も布でこすりながら、Ｉｎろうを塗布した。その後、図
１に示す接合装置内に、バッキングプレートを配設し、
３８１×１２７×０．３ｍｍのＩｎシートをおき、Ｃｕ
ワイヤを約３．０ｃｍの間隔で３本をのせ、ターゲット
材をセットした。Ｃｕワイヤは、ピンと張ってテープで
止め、接合界面のガス抜きのため、ターゲット材より長
めにした。また、バッキングプレートとターゲット材は
チャンバー内で動かぬよう、Ａｌ製のスペーサで位置決
めをした。

【００３９】セットして直ちに真空吸引を開始し、１×
１０^-3〜１０^-4ｍｍＨｇに達した時点で２０℃／時間の
割合で昇温加熱した。Ｉｎの融点である１５６℃に達し
た時点でラバープレスによりターゲット材面に均等に１
ｋｇｆ／ｃｍ² の背部圧力をかけた。温度１５６℃と背
部圧力１ｋｇｆ／ｃｍ² の真空雰囲気状態を３０分間保
ち、その後、背部圧力と真空雰囲気はそのままで、２５
℃／時間の割合で冷却し、大気温度まで戻した。接合装
置より抜き出した後、余分なＣｕワイヤはカットした。
この結果、ろう材厚み０．１８〜０．２２ｍｍで略均一
な平行度が保たれた接合率９８．６％のスパッタリング
ターゲットが得られた。また、バッキングプレートの反
りは認められなかった。

【００４０】

【実施例３】ＢａＴｉＯ₃ による直径が１５２ｍｍで厚
さが８ｍｍの円板状のターゲット材と無酸素銅による直
径が１８０ｍｍで厚さが１５ｍｍの円板状のバッキング
プレートと直径が０．２ｍｍのＣｕワイヤとに、実施例
２と同様にＩｎろうを塗布し、図１の接合装置内にセッ
トした。ろう材のＩｎシートは直径が１５２ｍｍで厚さ
が０．３ｍｍのものとした。Ｃｕワイヤは、それぞれ長
さ２０ｃｍのものを３．８ｃｍの間隔で３本平行にピン
と張って止めた。その他の条件は実施例１と同様で、真
空吸引を行いながら、温度１５６℃と背部圧力１ｋｇｆ
／ｃｍ² の状態を３０分間保持するようにした。結果、
接合率９８．２％で、ろう材厚みは０．２８〜０．３３
ｍｍの均一に平行度が保たれたスパッタリングターゲッ
トが得られた。また、このスパッタリングターゲットの
バッキングプレートには反りが認められなかった。

【００４１】

【比較例２】ＳｎＯ₂ が１０重量％のＩＴＯによる３８
１×１２７×８ｍｍのターゲット材と無酸素銅による４
７１×１６７×１０ｍｍのバッキングプレートをホット
プレート上にのせ、Ｉｎの融点以上の温度となる１９０
℃まで加熱した。その後ターゲット材とバッキングプレ
ート上の接合面にＩｎをのせ、超音波はんだごてを用い
て塗布し、濡れ処理を施した。また、溶解した十分な量
のＩｎをろう材としてバッキングプレート上にのせた。
ターゲット材の接合面を下にして、バッキングプレート
の上を滑らせながら所定の位置に配置し、室温まで冷却
した。その結果、ろう材厚みは０．２１〜０．３３ｍｍ
であったが、接合率は９４．３％に止まった。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、バッキングプレートと同
じ材質の金属ワイヤを用い真空雰囲気下で加熱加圧して
行う本発明の接合方法及びその成品によれば、バッキン
グプレートと金属ワイヤの熱膨張率やろう材との濡れ性
が同じで、金属ワイヤをバッキングプレートと一体のも
のとして扱え、ターゲット材とバッキングプレート間の
平行度が良好で、また、従来の方法に比べ、大きい形状
のターゲット材にも好適に適用でき、操作が煩雑でな
く、接合面における残存ガスが少なく、接合時のろう材
の酸化もなく、従って接合欠陥の少なく、スパッタリン
グ処理に供してもターゲット材の剥離や割れ等を生じな
いスパッタリングターゲットが得られるという効果を奏
する。さらに、金属ワイヤとしては特殊な材料を使用し
ないから入手が容易で、また、材料の回収にあたり、成
分に関し複雑な処理を必要としない等の効果をも有す
る。

【００４３】ターゲット材とバッキングプレートと金属
ワイヤを予めろう材と同じ材質の金属で濡らしてから接
合する本発明の方法によれば、さらに、接合面における
ガス抜きが良好で、接合度が良く、接合欠陥が低減され
たスパッタリングターゲットが得られるという効果を奏
する。ろう材として金属箔を用い、真空雰囲気で加熱す
ると共に背部に加圧流体を供給するラバープレスの手法
で加圧を行う本発明は、接合面におけるガス抜きも良
く、接合時のろう材の酸化もなく、弾性シートによる加
圧により、所定の加圧力による均一な加圧が可能になる
と共に、加圧力の調整が容易になり、さらに、接合も均
一に行われ、接合欠陥が少なく、また、バッキングプレ
ートの反りもなく精度の高い平行度のスパッタリングタ
ーゲットが得られるという効果を奏する。さらにまた、
金属ワイヤをターゲット材のサイズより短くならないよ
うにした本発明は、真空吸引によるガス排出が促進さ
れ、接合欠陥を低減するという効果を奏する。真空吸引
と加熱とラバープレスが可能な本発明の装置によれば、
接合度が良好で、反りが少なく精度の高い平行度を有す
るスパッタリングターゲットが効率的に得られるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリングターゲットの接合装置
を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ接合装置Ｂ真空吸引装置Ｃ流体圧供給装置ａ凹部室ｂ凹部１固定型（第一の型）２可動型（第二の型）３ヒータ４ヒータ５弾性シート６バッキングプレート７ろう材８金属ワイヤ９ターゲット材１０固定治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江島光一郎東京都千代田区丸の内１丁目８番２号同和鉱業株式会社内 (72)発明者西村強東京都千代田区丸の内１丁目８番２号同和鉱業株式会社内 (72)発明者田口典正岡山県久米郡柵原町吉ヶ原字火の谷1048番地２株式会社セラトム内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターゲット材とバッキングプレートとの
間に金属ワイヤが組み込まれかつろう材からなる接合層
が介在し、長さ方向の反りがターゲット長さの０．０２
４％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲ
ット。
【請求項２】ターゲット材とバッキングプレートとの
間に該バッキングプレートと同じ材質の金属ワイヤが組
み込まれかつ低融点金属によるろう材からなる接合層が
介在することを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項３】ターゲット材とバッキングプレートとを
低融点金属によるろう材を介して接合する接合方法にお
いて、前記ターゲット材と前記バッキングプレートとの
間に、前記ろう材と共に前記バッキングプレートと同じ
材質の金属ワイヤを介在させ、真空雰囲気内において、
加熱加圧して前記ターゲット材と前記バッキングプレー
トを一体に接合することを特徴とするスパッタリングタ
ーゲットの接合方法。
【請求項４】前記ターゲット材と前記バッキングプレ
ートと前記金属ワイヤとに、予め前記ろう材と同じ材質
の金属を塗布して接合することを特徴とする請求項３記
載のスパッタリングターゲットの接合方法。
【請求項５】前記ろう材には金属箔を用い、真空雰囲
気内において、加熱下で背部側に流体圧をかけた弾性シ
ートによりターゲット材とバッキングプレートを加圧し
て接合する方法であって、前記金属ワイヤ径は０．１〜
１．０ｍｍで、前記金属箔は前記金属ワイヤ径より０．
１〜０．２ｍｍ厚い厚さを有することを特徴とする請求
項３または４記載のスパッタリングターゲットの接合方
法。
【請求項６】前記金属ワイヤは、少なくとも前記ター
ゲット材の外縁に達する長さとすることを特徴とする請
求項３または５記載のスパッタリングターゲットの接合
方法。
【請求項７】バッキングプレートとターゲット材をろ
う材と金属ワイヤを介在して収納する凹部室が形設され
ると共にヒータにより加熱される第一の型を備え、凹部
が形設されると共にヒータにより加熱される第二の型が
前記凹部を覆う弾性シートを備えてなり、前記第一の型
に前記第二の型を合わせて閉鎖し、加熱下において前記
凹部室内を真空吸引すると共に前記凹部内に圧力流体を
供給することにより、前記弾性シートにより前記ターゲ
ット材を前記バッキングプレート側に押圧して一体のス
パッタリングターゲットに接合するようになしたことを
特徴とするスパッタリングターゲットの接合装置。