JPS6383260A - スパツタリングタ−ゲツト - Google Patents
スパツタリングタ−ゲツトInfo
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- JPS6383260A JPS6383260A JP22660586A JP22660586A JPS6383260A JP S6383260 A JPS6383260 A JP S6383260A JP 22660586 A JP22660586 A JP 22660586A JP 22660586 A JP22660586 A JP 22660586A JP S6383260 A JPS6383260 A JP S6383260A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体デバイスや各ｆｆｆｌ磁性膜、或はサ
ーマルヘッドの耐摩耗性膜や硬質膜の如く、スパッター
法によって各種基板の表面にｆ＃膜を形成する際に用い
られるスパッタリングターゲットに関し、特にターゲッ
トホルダー（カソード電極）に対する接着性の良好なス
パッタリングターゲットに関するものである。
ーマルヘッドの耐摩耗性膜や硬質膜の如く、スパッター
法によって各種基板の表面にｆ＃膜を形成する際に用い
られるスパッタリングターゲットに関し、特にターゲッ
トホルダー（カソード電極）に対する接着性の良好なス
パッタリングターゲットに関するものである。
し従来の技術］
セラミックスあるいは熱伝導率が小さく且つ余り強くな
い金属をスパッタリングターゲットとして使用する場合
、スパッタリング実行時の熱ショックによる上記ターゲ
ット基体の脱落等を防止するために、該基体を熱伝導性
の良好なＩｎ系はんだを用いてカソード電極に接合する
ことか多い。 また最近では、Ｉｎ系はんだによるカソ
ード電極への接合力を高める目的で、セラミックス製タ
ーゲット基体のカソード電極面側へ、スパッター法、蒸
着法、プラズマ溶射法によって銅合金やニッケル合金等
を付着させた後、Ｉｎ系はんだを用いてカソード電極に
接合する方法も提案されている（特開昭６０−１１３１
２６９号）６［発明が解決しようとする問題点］ Ｉｎ系はんだを用いてカソード電極にターゲット基体（
セラミックスあるいは金属）を接合する場合、ｌｎ系は
んだは電極やターゲット基体に対して融点が極端に低い
ので電極及びターゲラ１−基体の方を加熱し、その上へ
Ｉｎ、％はんだを載せて溶融接合させなければならない
。ところがターゲット基体がセラミックスまたはある種
の金属（たとえばＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ合金等）であ
る場合、Ｉｎ系はんだとターゲット基体との親和性が弱
いため、濡れ性を改善する為のフラックスを併用しなけ
ればならないとされているが、実際には最適とされるフ
ラックスを使用したとしても満足のいく接合強度が得ら
れないことがある。
い金属をスパッタリングターゲットとして使用する場合
、スパッタリング実行時の熱ショックによる上記ターゲ
ット基体の脱落等を防止するために、該基体を熱伝導性
の良好なＩｎ系はんだを用いてカソード電極に接合する
ことか多い。 また最近では、Ｉｎ系はんだによるカソ
ード電極への接合力を高める目的で、セラミックス製タ
ーゲット基体のカソード電極面側へ、スパッター法、蒸
着法、プラズマ溶射法によって銅合金やニッケル合金等
を付着させた後、Ｉｎ系はんだを用いてカソード電極に
接合する方法も提案されている（特開昭６０−１１３１
２６９号）６［発明が解決しようとする問題点］ Ｉｎ系はんだを用いてカソード電極にターゲット基体（
セラミックスあるいは金属）を接合する場合、ｌｎ系は
んだは電極やターゲット基体に対して融点が極端に低い
ので電極及びターゲラ１−基体の方を加熱し、その上へ
Ｉｎ、％はんだを載せて溶融接合させなければならない
。ところがターゲット基体がセラミックスまたはある種
の金属（たとえばＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ合金等）であ
る場合、Ｉｎ系はんだとターゲット基体との親和性が弱
いため、濡れ性を改善する為のフラックスを併用しなけ
ればならないとされているが、実際には最適とされるフ
ラックスを使用したとしても満足のいく接合強度が得ら
れないことがある。
また特開昭６０−１８１２６９号公報に記載されている
如く、セラミックス製ターゲット基体の表面にＣｕ合金
やＮｉ合金を付着させてＩｎ系はんだとの親和性を改善
する方法も知られているが、この方法を実施しても常に
十分な接着力が得られる訳ではなく、長期間使用してい
る中にカソード電極からターゲツト板が剥離し、スパッ
タリング作業が不可能になることがある。こうした傾向
は高電圧で操業したほど顕著に現われるので、かかる問
題を回避するためには低電圧操業を行なわざるを得す、
満足のいく膜形成効率が得られない。
如く、セラミックス製ターゲット基体の表面にＣｕ合金
やＮｉ合金を付着させてＩｎ系はんだとの親和性を改善
する方法も知られているが、この方法を実施しても常に
十分な接着力が得られる訳ではなく、長期間使用してい
る中にカソード電極からターゲツト板が剥離し、スパッ
タリング作業が不可能になることがある。こうした傾向
は高電圧で操業したほど顕著に現われるので、かかる問
題を回避するためには低電圧操業を行なわざるを得す、
満足のいく膜形成効率が得られない。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、高電圧操業下であっても簡単に剥離する
ことがない様なスパッタリングターゲットを１足供しよ
うとするものである。
、その目的は、高電圧操業下であっても簡単に剥離する
ことがない様なスパッタリングターゲットを１足供しよ
うとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係るスパッタリングターゲットの構成は、セラ
ミックス基体または金属基体のカソード電極側面にＣｕ
−Ｎｊ−Ｉｎ合金を付着せしめてなるところに要旨を有
するものである。
ミックス基体または金属基体のカソード電極側面にＣｕ
−Ｎｊ−Ｉｎ合金を付着せしめてなるところに要旨を有
するものである。
［作用コ
本発明者らは、上記課題を達成し得る手段を検索した結
果、カソード電極に対してスパッタリングターゲットを
接合するのが良いのではないかと考えその接合手段とし
て特にＩｎ系はんだを利用することとし、研究に着手し
た。そしてまず手始めにＩｎ系はんだによる接合力を満
足のいく程度まで高めるには、ターゲット基体とＩｎ系
はんだの親和性を高めるのが最も得策であろうと考え、
様々の金属あるいは合金を用いてＩｎ系はんだのとの親
和性改善効果を調べた。
果、カソード電極に対してスパッタリングターゲットを
接合するのが良いのではないかと考えその接合手段とし
て特にＩｎ系はんだを利用することとし、研究に着手し
た。そしてまず手始めにＩｎ系はんだによる接合力を満
足のいく程度まで高めるには、ターゲット基体とＩｎ系
はんだの親和性を高めるのが最も得策であろうと考え、
様々の金属あるいは合金を用いてＩｎ系はんだのとの親
和性改善効果を調べた。
その結果、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金はＩｎ系はんだとの親
和性が非常に良好であると共に、セラミックス系ターゲ
ット基体や一般にＩｎ系はんだによる接合が不十分であ
るとされている金属（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ合金等）
製ターゲット基体に対する密着性も非常に良好であり、
該Ｃｕ−Ｎ ｉ −Ｉ ｎ合金を上記の様なターゲット
基体のカソード電極側面に付着させておくことによって
、カソード電極面に強固に接合し得ることが明らかとな
った。
和性が非常に良好であると共に、セラミックス系ターゲ
ット基体や一般にＩｎ系はんだによる接合が不十分であ
るとされている金属（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ合金等）
製ターゲット基体に対する密着性も非常に良好であり、
該Ｃｕ−Ｎ ｉ −Ｉ ｎ合金を上記の様なターゲット
基体のカソード電極側面に付着させておくことによって
、カソード電極面に強固に接合し得ることが明らかとな
った。
尚Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金の好ましい成分組成は、適用さ
れるターゲット基体の種類によって若干相違するので一
律に規定することはできないが、Ｉｎ系はんだによる接
合を前提としていることの関係からすると、少なくとも
Ｉｎを５重量％以上、より好ましくは８〜５０重量％含
有する合金を選択するのがよい。またＣｕ及びＮｉの含
有率は上記Ｉｎの好適含有率を満足し得る範囲で、ター
ゲット基体の材質に応じて適宜設定すればよい。但し該
合金膜自体の物性を向上して高レベルの接合強度を得る
うえで最も好ましい合金組成はＣｕ：２０〜６０重量％
、Ｎｉ：１０〜３０重景％、電食：８〜５０重量％であ
る。
れるターゲット基体の種類によって若干相違するので一
律に規定することはできないが、Ｉｎ系はんだによる接
合を前提としていることの関係からすると、少なくとも
Ｉｎを５重量％以上、より好ましくは８〜５０重量％含
有する合金を選択するのがよい。またＣｕ及びＮｉの含
有率は上記Ｉｎの好適含有率を満足し得る範囲で、ター
ゲット基体の材質に応じて適宜設定すればよい。但し該
合金膜自体の物性を向上して高レベルの接合強度を得る
うえで最も好ましい合金組成はＣｕ：２０〜６０重量％
、Ｎｉ：１０〜３０重景％、電食：８〜５０重量％であ
る。
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金をターゲット基体の表面に付着さ
せる方法としては、スパッタリング法、蒸着法、プラズ
マ溶射法の如〈従来から知られた任意の方法を採用する
ことができるが、最も好ましいのはプラズマ溶射法であ
り、特に減圧雰囲気下で行なうプラズマ溶射法であれば
溶射金属の酸化が抑えられるので、高性能の接合力増強
被膜を得ることができる。尚Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金被膜
の肉厚は特に制限さねないが、経済性及び接合力増強効
果の兼ね合いを考慮すると最も好ましいのは０．０１〜
０．５ ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．１ ｍｍ
の範囲である。
せる方法としては、スパッタリング法、蒸着法、プラズ
マ溶射法の如〈従来から知られた任意の方法を採用する
ことができるが、最も好ましいのはプラズマ溶射法であ
り、特に減圧雰囲気下で行なうプラズマ溶射法であれば
溶射金属の酸化が抑えられるので、高性能の接合力増強
被膜を得ることができる。尚Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金被膜
の肉厚は特に制限さねないが、経済性及び接合力増強効
果の兼ね合いを考慮すると最も好ましいのは０．０１〜
０．５ ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．１ ｍｍ
の範囲である。
本発明が適用されるターゲット基体の具体例としては、
Ｉｎ系はんだを用いたカソード電極への接合に問題のあ
るすべてのセラミックス基体及びある種の金属基体が挙
げられ、より具体的にはＳｉ３ Ｎ４，５ｉ０２．５ｎ
０２ 、ＡＩＮ。
Ｉｎ系はんだを用いたカソード電極への接合に問題のあ
るすべてのセラミックス基体及びある種の金属基体が挙
げられ、より具体的にはＳｉ３ Ｎ４，５ｉ０２．５ｎ
０２ 、ＡＩＮ。
Ｉ ｎ５ｎｏ、ＣａＴｉＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＢＮ。
ＢａＴｉＯ３，Ｂｉ２０３ 、Ｆｅ２０３ 。
ＨｆＯ２，Ｉｎ２ ０３ 、ＬｉＮｂＯ３。
ＬｉＴａＯ３，Ｍｏ５ｔ２．Ｎｂ２０５゜ＰｂＴｉＯ３
、ＴｉＮ、ＷＯ３、Ｙ２０３゜ＺｎＯ等のセラミックス
基体及びＣｒ、Ｃｏ。
、ＴｉＮ、ＷＯ３、Ｙ２０３゜ＺｎＯ等のセラミックス
基体及びＣｒ、Ｃｏ。
Ｆｅ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、ＡＩ、Ｐｔ。
Ｍｏ、Ｚｎ等の金属基体が非限定的に例示される。
［実施例］
実施例１
５０ｍｍφＸ５ｍｍｔのＳｔ、Ｎ４製タ一ケツト基体の
カソード電極側面に、第１表に示す成分組成の被膜を大
気プラズマ溶射法及び減圧プラズマ溶射法によって形成
しく膜厚０．０２〜０．１ ｍｍ） 、供試片とした。
カソード電極側面に、第１表に示す成分組成の被膜を大
気プラズマ溶射法及び減圧プラズマ溶射法によって形成
しく膜厚０．０２〜０．１ ｍｍ） 、供試片とした。
一方、第１図に示す如くステンレス製鍋１内へＩｎはん
だ２を装入し、ヒータ３で加熱してＩｎはんだ２の溶湯
を１７０±５℃に保っておき、該Ｉｎはんだ溶湯の表面
に、上記で得た各供試片４の溶射被膜形成面側を接触さ
せる様に１分間浮上状態で浸漬し、各供試片の表面に付
着したＩｎはんだの面積比率を比較した。
だ２を装入し、ヒータ３で加熱してＩｎはんだ２の溶湯
を１７０±５℃に保っておき、該Ｉｎはんだ溶湯の表面
に、上記で得た各供試片４の溶射被膜形成面側を接触さ
せる様に１分間浮上状態で浸漬し、各供試片の表面に付
着したＩｎはんだの面積比率を比較した。
結果は第１表に併記する通りであり、溶射被膜なしの場
合Ｉｎはんだの付着率は０％で全く付着しておらず、Ｉ
ｎはんだとの親和性が非常に悪い。これに対し大気プラ
ズマ溶射法でＣｕ又はＮｉ被膜を形成した場合のＩｎは
んだ付着率は７０％弱にまで向上し、またＣｕ−Ｎｉ合
金被膜を形成したものでは８２％にまで上昇したが、こ
れで十分であるとは言えない。
合Ｉｎはんだの付着率は０％で全く付着しておらず、Ｉ
ｎはんだとの親和性が非常に悪い。これに対し大気プラ
ズマ溶射法でＣｕ又はＮｉ被膜を形成した場合のＩｎは
んだ付着率は７０％弱にまで向上し、またＣｕ−Ｎｉ合
金被膜を形成したものでは８２％にまで上昇したが、こ
れで十分であるとは言えない。
これらに対し同じく大気プラズマ溶射法でＣｕ−Ｎｉ−
Ｉｎ合金被膜を形成したものでは、Ｉｎはんだ付着率は
９０％以上に高まり、特にＣｕ−２ＯＮｉ−５０Ｉｎ合
金被膜を形成したものでは１００％であり、高レベルの
親和性が得られている。また減圧プラズマ溶射法によっ
てＣｕ−Ｎｉ−Ｉ ｎ合金被膜を形成したものでは、被
膜形成時における合金成分の酸化が防止されるため、Ｃ
ｕ−３０Ｎ ｉ −１０Ｉ ｎ合金被膜を形成したもの
で９８％、その他のＣｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金被膜を形成し
たものは何れも１００％を示しており、Ｉｎ系はんだに
よりほぼ完全な接合状態を確保し得ることが分かる。
Ｉｎ合金被膜を形成したものでは、Ｉｎはんだ付着率は
９０％以上に高まり、特にＣｕ−２ＯＮｉ−５０Ｉｎ合
金被膜を形成したものでは１００％であり、高レベルの
親和性が得られている。また減圧プラズマ溶射法によっ
てＣｕ−Ｎｉ−Ｉ ｎ合金被膜を形成したものでは、被
膜形成時における合金成分の酸化が防止されるため、Ｃ
ｕ−３０Ｎ ｉ −１０Ｉ ｎ合金被膜を形成したもの
で９８％、その他のＣｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金被膜を形成し
たものは何れも１００％を示しており、Ｉｎ系はんだに
よりほぼ完全な接合状態を確保し得ることが分かる。
第 １ 表
実施例２
５０ｍｍφＸ５ｍｍｔのＣｒ（純度９９．９９％）製タ
ーゲット基体のカソード電極側面に、第２表に示す成分
組成の被膜を大気プラズマ溶射法及び減圧プラズマ溶射
法によって形成（膜厚０．０２〜０．１ｍｍ） Ｌ／て
供試片とし、以下実施例１と同様にして各溶射被膜形成
面に対するＩｎはんだの濡れ性を調べた。
ーゲット基体のカソード電極側面に、第２表に示す成分
組成の被膜を大気プラズマ溶射法及び減圧プラズマ溶射
法によって形成（膜厚０．０２〜０．１ｍｍ） Ｌ／て
供試片とし、以下実施例１と同様にして各溶射被膜形成
面に対するＩｎはんだの濡れ性を調べた。
結果は第２表に併記する通りであり、大気プラズマ溶射
被膜の場合Ｃｕ−１ＯＮｉ合金の場合でもせいぜい８１
％のＩｎはんだ付着率しか得られなかったのに対し、Ｃ
ｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金では８９％以上のＩｎはんだ付着率
が得られ、減圧プラズマ溶射法を採用してＣｕ −Ｎ
ｉ −Ｉ ｎ合金被膜を形成したものでは９８％以上の
Ｉｎはんだ付着率が得られている。
被膜の場合Ｃｕ−１ＯＮｉ合金の場合でもせいぜい８１
％のＩｎはんだ付着率しか得られなかったのに対し、Ｃ
ｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金では８９％以上のＩｎはんだ付着率
が得られ、減圧プラズマ溶射法を採用してＣｕ −Ｎ
ｉ −Ｉ ｎ合金被膜を形成したものでは９８％以上の
Ｉｎはんだ付着率が得られている。
第２表
［発明の効果］
本発明は以上の様に構成されており、Ｉｎ系はんだによ
るカソード電極に対する接合強度を高めたので、スパッ
タリング操業時にターゲットがカソード電極面から剥離
する様な恐れがなく、長期間に亘って安定した操業状態
が保証される。しかもターゲット剥離を生ずることなく
高電圧で操業することができるので、スパッタリングに
よる被膜の形成を比較的短い時間で効率良〈実施し得る
など、実用に即した効果を享受することができる。
るカソード電極に対する接合強度を高めたので、スパッ
タリング操業時にターゲットがカソード電極面から剥離
する様な恐れがなく、長期間に亘って安定した操業状態
が保証される。しかもターゲット剥離を生ずることなく
高電圧で操業することができるので、スパッタリングに
よる被膜の形成を比較的短い時間で効率良〈実施し得る
など、実用に即した効果を享受することができる。
第１図は実施例で採用したＩｎはんだ付着率の測定法を
示す説明図である。 １ニステンレス製鍋 ２：Ｉｎはんだ３：ヒータ ４：供試片（ターゲット）
示す説明図である。 １ニステンレス製鍋 ２：Ｉｎはんだ３：ヒータ ４：供試片（ターゲット）
Claims (4)
- （１）セラミックス基体または金属基体のカソード電極
側面にＣｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金を付着せしめてなることを
特徴とするスパッタリングターゲット。 - （２）Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金が５〜７０重量％のＩｎを
含有するものである特許請求の範囲第１項に記載のスパ
ッタリングターゲット。 - （３）Ｃｕ−Ｎｉ−Ｉｎ合金をプラズマ溶射法によって
付着させたものである特許請求の範囲第１又は２項に記
載のスパッタリングターゲット。 - （４）プラズマ溶射を減圧下で行なったものである特許
請求の範囲第３項に記載のスパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22660586A JPS6383260A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | スパツタリングタ−ゲツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22660586A JPS6383260A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | スパツタリングタ−ゲツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6383260A true JPS6383260A (ja) | 1988-04-13 |
Family
ID=16847815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22660586A Pending JPS6383260A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | スパツタリングタ−ゲツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6383260A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730929A3 (en) * | 1995-03-10 | 1997-08-20 | Japan Res Dev Corp | Brazing alloy for connecting carbon-containing molded articles and carbon-containing molded articles with a hard material layer |
| CN100427939C (zh) * | 2006-12-21 | 2008-10-22 | 天津大学 | 三氧化钨薄膜气敏传感器的表面改性方法 |
| CN105714234A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-29 | 苏州优优电容器制造有限公司 | 一种在铝箔上等离子喷涂高介电陶瓷膜层的方法 |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP22660586A patent/JPS6383260A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730929A3 (en) * | 1995-03-10 | 1997-08-20 | Japan Res Dev Corp | Brazing alloy for connecting carbon-containing molded articles and carbon-containing molded articles with a hard material layer |
| CN100427939C (zh) * | 2006-12-21 | 2008-10-22 | 天津大学 | 三氧化钨薄膜气敏传感器的表面改性方法 |
| CN105714234A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-29 | 苏州优优电容器制造有限公司 | 一种在铝箔上等离子喷涂高介电陶瓷膜层的方法 |
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