KR102357819B1 - Cylindrical Sputtering Target - Google Patents

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KR102357819B1 KR1020207003482A KR20207003482A KR102357819B1 KR 102357819 B1 KR102357819 B1 KR 102357819B1 KR 1020207003482 A KR1020207003482 A KR 1020207003482A KR 20207003482 A KR20207003482 A KR 20207003482A KR 102357819 B1 KR102357819 B1 KR 102357819B1
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도시아키 우에다
신 오카노
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미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 원통형 스퍼터링 타깃은, 원통 형상을 이루는 타깃재와, 이 타깃재의 내주측에 접합층을 개재하여 접합된 배킹 튜브를 구비하고, 상기 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있다.The cylindrical sputtering target of this invention is equipped with the target material which makes a cylindrical shape, and the backing tube joined through the bonding layer on the inner peripheral side of this target material, The thermal resistance in the radial direction in the said backing tube is 6.5x10. -5 K/W or less.

Description

원통형 스퍼터링 타깃Cylindrical Sputtering Target

본 발명은 원통 형상을 이루는 스퍼터링 타깃재와, 이 스퍼터링 타깃재의 내주측에 접합층을 개재하여 접합된 배킹 튜브를 구비한 원통형 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.This invention relates to the cylindrical sputtering target provided with the sputtering target material which comprises a cylindrical shape, and the backing tube joined through the bonding layer on the inner peripheral side of this sputtering target material.

금속막이나 산화물막 등의 박막을 성막하는 수단으로서, 스퍼터링 타깃을 사용한 스퍼터법이 널리 사용되고 있다.As a means for forming a thin film such as a metal film or an oxide film, a sputtering method using a sputtering target is widely used.

일반적으로, 스퍼터링 타깃은, 성막하는 박막의 조성에 따라 형성된 스퍼터링 타깃재와, 이 스퍼터링 타깃재를 유지하는 배킹재가, 접합층을 개재하여 접합된 구조로 되어 있다.Generally, a sputtering target has a structure in which the sputtering target material formed according to the composition of the thin film to form into a film, and the backing material which hold|maintains this sputtering target material were joined through the bonding layer.

스퍼터링 타깃재와 배킹재 사이에 개재하는 접합층을 구성하는 접합재로는, 예를 들어 In, 혹은, Sn-Pb 합금 등을 들 수 있다. 접합시의 작업성이나 변형을 작게 하기 위해, 이들 접합층을 구성하는 접합재의 융점은, 예를 들어 300 ℃ 이하로 비교적 저융점의 재료가 사용되고 있다.As a bonding material which comprises the bonding layer interposed between a sputtering target material and a backing material, In or a Sn-Pb alloy etc. are mentioned, for example. In order to reduce workability and deformation at the time of bonding, the melting point of the bonding material constituting these bonding layers is, for example, 300° C. or less, and a material having a relatively low melting point is used.

상기 서술한 스퍼터링 타깃으로는, 예를 들어, 평판형 스퍼터링 타깃 및 원통형 스퍼터링 타깃이 제안되어 있다.As a sputtering target mentioned above, a flat-type sputtering target and a cylindrical sputtering target are proposed, for example.

평판형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 평판 형상의 타깃재와 평판상의 배킹재 (배킹 플레이트) 가 적층된 구조가 된다.In a planar sputtering target, it becomes the structure in which the flat target material and the flat backing material (backing plate) were laminated|stacked.

또, 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 원통 형상의 타깃재의 내주측에 원통상의 배킹재 (배킹 튜브) 가 접합층을 개재하여 접합된 구조가 된다. 또한, 대형 기판에 대한 성막에 대응하기 위해, 원통형 타깃의 타깃재의 축선 방향 길이를, 예를 들어 0.5 m 이상으로 비교적 길게 설정한 것이 제안되어 있다.Moreover, in a cylindrical sputtering target, as described in patent document 1, for example, it becomes the structure in which the cylindrical backing material (backing tube) was joined through the bonding layer on the inner peripheral side of a cylindrical target material. Moreover, in order to respond to the film-forming with respect to a large-sized board|substrate, what set the axial direction length of the target material of a cylindrical shape target to comparatively long, for example to 0.5 m or more is proposed.

평판형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 타깃재의 사용 효율이 20 ∼ 30 % 정도로 낮아, 연속 스퍼터링을 할 수 없기 때문에, 효율적으로 성막을 할 수 없었다.In a planar sputtering target, since the use efficiency of a target material was as low as about 20 to 30 % and continuous sputtering could not be performed, it was not able to form into a film efficiently.

이에 대해, 원통형 스퍼터링 타깃은, 그 외주면이 스퍼터링면으로 되어 있고, 타깃을 회전시키면서 스퍼터를 실시하는 점에서, 평판형 스퍼터링 타깃을 사용한 경우에 비해 연속 성막에 적합하고, 또한, 이로젼부가 둘레 방향으로 넓어지기 때문에, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 사용 효율이 60 ∼ 80 % 로 높아진다는 이점을 가지고 있다.On the other hand, the cylindrical sputtering target has a sputtering surface on its outer circumferential surface, and sputtering is performed while rotating the target, so that it is suitable for continuous film formation compared to the case where a flat sputtering target is used. Since it spreads by , it has the advantage that the use efficiency of a cylindrical sputtering target material becomes 60 to 80 % high.

또한, 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 배킹 튜브의 내주측부터 냉각되는 구성으로 되어 있고, 상기 서술한 바와 같이 이로젼부가 둘레 방향으로 넓어지는 점에서, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 온도 상승을 억제할 수 있고, 스퍼터링시의 파워 밀도를 높일 수 있어, 성막의 스루풋을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.In addition, in the cylindrical sputtering target, it is configured to be cooled from the inner periphery side of the backing tube, and since the erosion portion spreads in the circumferential direction as described above, the temperature rise of the cylindrical sputtering target material can be suppressed, , the power density at the time of sputtering can be raised, and it becomes possible to further improve the throughput of film formation.

일본 공개특허공보 2014-037619호Japanese Patent Laid-Open No. 2014-037619

그런데, 최근, 액정 패널, 태양 전지 패널 등에 있어서는, 추가적인 원가 저감이 요구되고 있는 점에서, 스퍼터링시의 파워 밀도를 더욱 높여 성막의 스루풋을 더욱 향상시킬 것이 요구되고 있다.However, in recent years, in a liquid crystal panel, a solar cell panel, etc., since further cost reduction is calculated|required, it is calculated|required to further increase the power density at the time of sputtering and to further improve the throughput of film formation.

여기에서, 상기 서술한 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 추가적인 파워 밀도의 상승에 의해, 스퍼터링시에 있어서 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 표면 온도가 상승하여, In 등의 저융점 금속으로 구성된 접합층이 용출되어 버린다는 문제가 있었다. 이 때문에, 종래의 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 추가적인 파워 밀도의 상승을 실현할 수 없었다.Here, in the above-mentioned cylindrical sputtering target, the surface temperature of the cylindrical sputtering target material rises at the time of sputtering by an additional increase in power density, and the bonding layer comprised with low melting-point metals, such as In, will elute. had a problem. For this reason, in the conventional cylindrical sputtering target, the raise of the additional power density was not realizable.

또, 종래의 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 사용 초기에는 문제가 없어도, 사용이 진행됨에 따라 이로젼이 진행되어 스퍼터링 타깃재의 두께가 국소적으로 감소하여, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 내주측에 위치하는 접합층이 용출되어 버릴 우려가 있었다.Moreover, in the conventional cylindrical sputtering target, even if there is no problem at the beginning of use, erosion advances as use advances, the thickness of a sputtering target material decreases locally, and the joining located on the inner peripheral side of a cylindrical sputtering target material. There was a fear that the layer would be eluted.

그러나, 추가적인 원가 저감의 관점에서, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 사용 효율을 더욱 향상시켜 원통형 스퍼터링 타깃의 교환 빈도를 줄이기 위해, 이로젼이 진행된 경우라도 사용 가능한 원통형 스퍼터링 타깃이 요구되고 있다.However, from the viewpoint of further cost reduction, in order to further improve the use efficiency of the cylindrical sputtering target material and reduce the exchange frequency of the cylindrical sputtering target, a cylindrical sputtering target that can be used even when erosion has been performed is required.

또한, 액정 패널, 태양 전지 패널 등에 있어서의 추가적인 원가 저감을 위해, 성막하는 기판의 대형화에 의해, 원통형 스퍼터링 타깃의 축선 방향 길이가 길어져 있지만, 그 직경 방향의 사이즈는 크게 변경되어 있지 않다. 이 때문에, 스퍼터링시에 발생한 열을 배킹 튜브의 내주측으로 효율적으로 방산할 수 없어, 원통형 스퍼터링 타깃이 온도 상승하기 쉽게 되어 있어, 역시 접합층의 용출이 발생할 우려가 있었다.In addition, for further cost reduction in liquid crystal panels, solar cell panels, etc., the axial length of the cylindrical sputtering target is increased due to the enlargement of the substrate to be formed, but the size in the radial direction is not significantly changed. For this reason, the heat generated during sputtering could not be efficiently dissipated to the inner periphery of the backing tube, the temperature of the cylindrical sputtering target was likely to rise, and there was a risk that the bonding layer would also be leached.

또, 상기의 원통형 스퍼터링 타깃의 온도 상승은, 배킹 튜브의 내부에 냉각수를 흘림으로써 냉각시키는데, 스퍼터링 장치에 따라서는, 원통형 스퍼터링 타깃의 냉각에 사용한 냉각수를, 다른 원통형 스퍼터링 타깃의 냉각에 사용하는 경우가 있기 때문에, 원통형 스퍼터링 타깃 전체가 온도 상승하기 쉽게 되어 있는 경우가 있어, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 내측에 있는 접합층이 용출되기 쉽게 되어 있다.In addition, the temperature rise of the above cylindrical sputtering target is cooled by flowing cooling water inside the backing tube, but depending on the sputtering apparatus, when the cooling water used for cooling the cylindrical sputtering target is used for cooling another cylindrical sputtering target Because there is, the temperature of the whole cylindrical sputtering target may rise easily, and the bonding layer in the inner side of a cylindrical sputtering target material becomes easy to elute.

이 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 스퍼터링시의 파워 밀도를 높게 설정한 경우나, 사용에 의해 이로젼이 진행된 경우라 하더라도, 접합층의 용출을 억제할 수 있어, 안정적으로 성막을 실시하는 것이 가능한 원통형 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention was made in view of the above circumstances, and even when the power density at the time of sputtering is set high or when erosion has progressed due to use, elution of the bonding layer can be suppressed and film formation is stable. It aims at providing the cylindrical sputtering target which can be implemented.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃은, 원통 형상을 이루는 스퍼터링 타깃재와, 이 스퍼터링 타깃재의 내주측에 접합층을 개재하여 접합된 배킹 튜브를 구비한 원통형 스퍼터링 타깃으로서, 상기 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.In order to solve the above problem, a cylindrical sputtering target according to an aspect of the present invention is a cylindrical sputtering target comprising a sputtering target material having a cylindrical shape, and a backing tube joined to the inner periphery of this sputtering target material through a bonding layer. As, it is characterized in that the thermal resistance in the radial direction of the backing tube is 6.5 × 10 -5 K/W or less.

이와 같은 구성이 된 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃에 의하면, 상기 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있기 때문에, 원통 형상의 타깃재에서 발생한 열을 상기 배킹 튜브측으로 효율적으로 방산시킴으로써, 원통형 스퍼터링 타깃의 온도 상승을 억제할 수 있어, 접합층의 용출을 억제할 수 있다. 따라서, 높은 파워 밀도로 스퍼터를 실시할 수 있어, 성막의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또, 사용에 의해 이로젼이 진행되어 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 두께가 국소적으로 얇아져도, 스퍼터링 성막을 실시하는 것이 가능해진다.According to the cylindrical sputtering target which is an aspect of this invention which became such a structure, since the thermal resistance in the radial direction in the said backing tube is 6.5 x 10 -5 K/W or less, it is generated in a cylindrical target material. By dissipating heat efficiently to the said backing tube side, the temperature rise of a cylindrical sputtering target can be suppressed, and elution of a bonding layer can be suppressed. Therefore, sputtering can be performed with a high power density, and the throughput of film formation can be improved. Moreover, even if erosion advances by use and the thickness of a cylindrical sputtering target material becomes thin locally, it becomes possible to perform sputtering film-forming.

여기에서, 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 상기 접합층의 외주면에서부터 상기 배킹 튜브의 내주면까지의 직경 방향의 열저항이 1.2 × 10-4 K/W 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.Here, in the cylindrical sputtering target of one aspect of the present invention, it is preferable that the thermal resistance in the radial direction from the outer peripheral surface of the bonding layer to the inner peripheral surface of the backing tube is 1.2 × 10 -4 K/W or less.

이 경우, 접합층 및 배킹 튜브에 있어서 열의 전도가 촉진되어, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재에서 발생한 열을 상기 배킹 튜브측으로 더욱 효율적으로 전달할 수 있어, 접합층의 용출을 억제할 수 있다.In this case, heat conduction is accelerated|stimulated in a bonding layer and a backing tube, the heat which generate|occur|produced in the cylindrical sputtering target material can be transmitted more efficiently to the said backing tube side, and elution of a bonding layer can be suppressed.

또, 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 상기 접합층과 상기 배킹 튜브의 접합 강도가 4 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 8 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다.Moreover, in the cylindrical sputtering target which is an aspect of this invention, it is preferable that the bonding strength of the said bonding layer and the said backing tube is 4 Mpa or more, and it is more preferable that it is 8 Mpa or more.

이 경우, 상기 스퍼터링 타깃재와 상기 배킹 튜브가 접합층을 개재하여 확실하게 접합되어 있고, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재에서 발생한 열을 상기 배킹 튜브측으로 확실하게 전달할 수 있어, 접합층의 용출을 억제할 수 있다.In this case, the sputtering target material and the backing tube are reliably joined through the bonding layer, and heat generated from the cylindrical sputtering target material can be reliably transmitted to the backing tube side, and elution of the bonding layer can be suppressed. can

또한, 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 상기 배킹 튜브는, 비커스 경도가 100 Hv 이상인 것이 바람직하다.Moreover, in the cylindrical sputtering target which is an aspect of this invention, as for the said backing tube, it is preferable that Vickers hardness is 100 Hv or more.

이 경우, 배킹 튜브의 경도가 충분히 확보되어 있는 점에서, 원통형 스퍼터링 타깃에 굽힘 응력 등이 작용한 경우에도, 배킹 튜브가 변형되는 것을 억제할 수 있어, 접합층에 대한 부하를 저감할 수 있다. 따라서, 온도 상승에 의해 접합층이 연화된 경우라 하더라도, 접합층이 밀려 나오는 경우가 없다.In this case, since the hardness of a backing tube is sufficiently ensured, even when bending stress etc. act on a cylindrical sputtering target, it can suppress that a backing tube deform|transforms, and the load to a bonding layer can be reduced. Therefore, even when the bonding layer is softened by the temperature rise, the bonding layer is not pushed out.

또, 본 발명의 일 양태인 원통형 스퍼터링 타깃에 있어서는, 상기 배킹 튜브는, 구리 합금으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in the cylindrical sputtering target which is an aspect of this invention, it is preferable that the said backing tube is comprised with a copper alloy.

이 경우, 배킹 튜브가 구리 합금으로 구성되어 있기 때문에, 열전도성이 우수하고, 상기 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항을 낮게 할 수 있다.In this case, since the backing tube is comprised by the copper alloy, it is excellent in thermal conductivity, and the thermal resistance in the radial direction in the said backing tube can be made low.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 스퍼터시의 파워 밀도를 높게 설정한 경우나, 사용에 의해 이로젼이 진행된 경우라 하더라도, 접합층의 용출을 억제할 수 있어, 안정적으로 성막을 실시하는 것이 가능한 원통형 스퍼터링 타깃을 제공하는 것이 가능해진다.As described above, according to the present invention, elution of the bonding layer can be suppressed and film formation can be performed stably even when the power density at the time of sputtering is set high or when erosion proceeds due to use. It becomes possible to provide a cylindrical sputtering target.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 원통형 스퍼터링 타깃의 개략 설명도이다. (a) 가 축선 (O) 방향과 직교하는 단면도, (b) 가 축선 (O) 을 따른 단면도이다.
도 2 는, 직경 방향의 열저항의 계산 방법을 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 접합층과 배킹 튜브의 접합 강도의 측정 방법을 나타내는 설명도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic explanatory drawing of the cylindrical sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention. (a) is a cross-sectional view perpendicular to the axis line (O) direction, (b) is a cross-sectional view along the axis line (O).
It is explanatory drawing which shows the calculation method of the thermal resistance in a radial direction.
It is explanatory drawing which shows the measuring method of the bonding strength of a bonding layer and a backing tube.

이하에, 본 발명의 실시형태인 원통형 스퍼터링 타깃에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the cylindrical sputtering target which is embodiment of this invention is demonstrated with reference to attached drawing.

본 실시형태에 관련된 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 축선 (O) 을 따라 연장되는 원통 형상을 이루는 스퍼터링 타깃재 (11) 와, 이 스퍼터링 타깃재 (11) 의 내주측에 삽입된 원통 형상의 배킹 튜브 (12) 를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the cylindrical sputtering target 10 which concerns on this embodiment is the sputtering target material 11 which comprises the cylindrical shape extended along the axis line O, and the inner peripheral side of this sputtering target material 11. It is provided with the cylindrical backing tube 12 inserted in.

그리고, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 는, 접합층 (13) 을 개재하여 접합되어 있다.And the cylindrical sputtering target material 11 and the backing tube 12 are joined through the bonding layer 13.

스퍼터링 타깃재 (11) 는, 성막하는 박막의 조성에 따른 조성으로 되어 있으며, 각종 금속 및 산화물 등으로 구성되어 있다.The sputtering target material 11 has a composition according to the composition of the thin film to form into a film, and is comprised from various metals, oxides, etc.

또, 이 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 사이즈는, 예를 들어 외경 (DT) 이 0.15 m ≤ DT ≤ 0.17 m 의 범위 내, 내경 (dT) 이 0.12 m ≤ dT ≤ 0.14 m 의 범위 내, 축선 (O) 방향 길이 (lT) 가 0.5 m ≤ lT ≤ 3 m 의 범위 내로 되어 있다.Moreover, as for the size of this cylindrical sputtering target material 11, the inside diameter (d T ) is 0.12 m ≤ d T ≤ 0.14, for example in the range of 0.15 m ≤ D T ≤ 0.17 m of outer diameter ( DT ). In the range of m, the length (l T ) in the direction of the axis (O) is in the range of 0.5 m ≤ l T ≤ 3 m.

배킹 튜브 (12) 는, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 를 유지하여 기계적 강도를 확보하기 위해 형성된 것이고, 나아가서는 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 에 대한 전력 공급, 및, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 냉각과 같은 작용을 갖는다. 이 때문에, 배킹 튜브 (12) 로는, 기계적 강도, 전기 전도성 및 열전도성이 우수한 것이 요구되고 있으며, 예를 들어 SUS304 등의 스테인리스강, 구리 또는 구리 합금, 티탄 등으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 Co : 0.10 mass% 이상 0.30 mass% 이하, P : 0.030 mass% 이상 0.10 mass% 이하, Sn : 0.01 mass% 이상 0.50 mass% 이하, Ni : 0.02 mass% 이상 0.10 mass% 이하, Zn : 0.01 mass% 이상 0.10 mass% 이하를 포함하고, 잔부가 Cu 또는 불가피 불순물이 된 조성의 구리 합금으로 구성할 수 있다.The backing tube 12 is formed in order to hold|maintain the cylindrical sputtering target material 11, and to ensure mechanical strength, Furthermore, electric power supply to the cylindrical sputtering target material 11, and cylindrical sputtering It has the same effect|action as cooling of the target material 11. For this reason, as the backing tube 12, it is calculated|required that it is excellent in mechanical strength, electrical conductivity, and thermal conductivity, For example, it is comprised from stainless steel, copper, copper alloys, such as SUS304, and titanium. Specifically, for example, Co: 0.10 mass% or more and 0.30 mass% or less, P: 0.030 mass% or more and 0.10 mass% or less, Sn: 0.01 mass% or more and 0.50 mass% or less, Ni: 0.02 mass% or more and 0.10 mass% or less , Zn: 0.01 mass% or more and 0.10 mass% or less, and the balance may be composed of a copper alloy having a composition in which Cu or an unavoidable impurity.

또, 본 실시형태에 있어서는, 배킹 튜브 (12) 는, 비커스 경도가 100 Hv 이상으로 되어 있다. 이 비커스 경도에 대해서는, 배킹 튜브 (12) 의 재질이나 제조 공정에 있어서의 열처리 조건 등에 의해 조정할 수 있다. 배킹 튜브 (12) 의 비커스 경도는 120 Hv 이상이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배킹 튜브 (12) 의 비커스 경도는 250 Hv 이하로 해도 된다.Moreover, in this embodiment, as for the backing tube 12, Vickers hardness is 100 Hv or more. About this Vickers hardness, it can adjust with the material of the backing tube 12, the heat processing conditions in a manufacturing process, etc. Although it is preferable that the Vickers hardness of the backing tube 12 is 120 Hv or more, it is not limited to this. The Vickers hardness of the backing tube 12 is good also as 250 Hv or less.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 배킹 튜브 (12) 의 도전율이 60 %IACS 이상인 것이 바람직하다. 배킹 튜브 (12) 의 도전율은 70 %IACS 이상인 것이 보다 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배킹 튜브 (12) 의 도전율은 90 %IACS 이하로 해도 된다.Moreover, in this embodiment, it is preferable that the electrical conductivity of the backing tube 12 is 60 %IACS or more. Although it is more preferable that the electrical conductivity of the backing tube 12 is 70 %IACS or more, it is not limited to this. The electrical conductivity of the backing tube 12 is good also as 90 %IACS or less.

또, 배킹 튜브 (12) 의 열전도율은 200 W/(mㆍK) 이상인 것이 바람직하다. 배킹 튜브 (12) 의 열전도율은 300 W/(mㆍK) 이상인 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배킹 튜브 (12) 의 열전도율은 430 W/(mㆍK) 이하로 해도 된다.Moreover, it is preferable that the thermal conductivity of the backing tube 12 is 200 W/(m*K) or more. Although it is preferable that the thermal conductivity of the backing tube 12 is 300 W/(m*K) or more, it is not limited to this. The thermal conductivity of the backing tube 12 is good also as 430 W/(m*K) or less.

예를 들어, 상기 서술한 Co, P, Sn, Ni, Zn 을 포함하는 구리 합금에 있어서는, 도전율을 60 ∼ 80 %IACS, 열전도율을 300 W/(mㆍK) 이상으로 할 수 있다.For example, in the above-mentioned copper alloy containing Co, P, Sn, Ni, and Zn, electrical conductivity can be 60 to 80 %IACS, and thermal conductivity can be 300 W/(m*K) or more.

여기에서, 이 배킹 튜브 (12) 의 사이즈는, 예를 들어 외경 (DB) 이 0.12 m ≤ DB ≤ 0.14 m 의 범위 내, 내경 (dB) 이 0.11 m ≤ dB ≤ 0.13 m 의 범위 내, 축선 (O) 방향 길이 (lB) 가 0.5 m ≤ lB ≤ 3 m 의 범위 내로 되어 있다.Here, the size of the backing tube 12 is, for example, the outer diameter ( DB) is within the range of 0.12 m ≤ D B 0.14 m, the inner diameter (d B ) is within the range of 0.11 m ≤ d B ≤ 0.13 m The inner and axis O direction length l B is within the range of 0.5 m ≤ l B ≤ 3 m.

원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 사이에 개재하는 접합층 (13) 은, 접합재를 사용하여 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 를 접합했을 때에 형성된다.The bonding layer 13 interposed between the cylindrical sputtering target material 11 and the backing tube 12 is formed when the cylindrical sputtering target material 11 and the backing tube 12 are joined using a bonding material. do.

접합층 (13) 을 구성하는 접합재는, 예를 들어 In 등의 용융 온도가 157 ℃ 이하인 저융점 금속으로 구성되어 있다. 또, 접합층 (13) 의 두께 (t) 는, 0.0005 m ≤ t ≤ 0.004 m 의 범위 내로 되어 있다.The bonding material constituting the bonding layer 13 is composed of, for example, a low-melting-point metal such as In having a melting temperature of 157°C or less. Moreover, the thickness t of the bonding layer 13 is in the range of 0.0005 m<=t<=0.004 m.

또, 본 실시형태인 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 에 있어서는, 접합층 (13) 과 배킹 튜브 (12) 의 접합 강도가 4 ㎫ 이상으로 되어 있다. 또한, 이 접합 강도는, 직경 방향으로 적층된 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 접합층 (13) 의 접합부를 접착제로 고정시킨 상태에서 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 를 적층 방향 (직경 방향) 으로 잡아당겼을 때의 인장 강도이다. 접합층 (13) 과 배킹 튜브 (12) 의 접합 강도는 26 ㎫ 이하로 해도 된다. 접합재에 의한 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 의 접합 공정은, 가열 온도가 170 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 범위 내가 되고, 이 가열 온도에서의 유지 시간이 10 분 이상 120 분 이하의 범위 내로 되어 있다. 또한, 접합 공정에 있어서는, 일본 공개특허공보 2014-37619호에 기재된 방법으로, 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 의 간극에 접합재를 흘려 넣는 것이 바람직하다.Moreover, in the cylindrical sputtering target 10 which is this embodiment, the bonding strength of the bonding layer 13 and the backing tube 12 is 4 Mpa or more. In addition, this bonding strength is obtained by laminating the sputtering target material 11 and the backing tube 12 in a state in which the joint of the cylindrical sputtering target material 11 and the bonding layer 13 laminated in the radial direction is fixed with an adhesive. It is the tensile strength at the time of pulling in a direction (diameter direction). The bonding strength of the bonding layer 13 and the backing tube 12 is good also as 26 Mpa or less. In the bonding process of the cylindrical sputtering target material 11 and the backing tube 12 by a bonding material, a heating temperature becomes in the range of 170 degreeC or more and 250 degrees C or less, and the holding time in this heating temperature is 10 minutes or more and 120 minutes. It is within the following range. Moreover, in a bonding process, it is the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-37619, and it is preferable to pour a bonding material into the clearance gap between the sputtering target material 11 and the backing tube 12.

그리고, 본 실시형태에 있어서는, 배킹 튜브 (12) 의 직경 방향 (도 1(a) 에 있어서 기준선 (r) 방향) 의 열저항 (RB) 이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있다. 구체적으로는, 배킹 튜브 (12) 의 열전도율과 기준선 (r) 방향 두께 (외경과 내경의 차) 를 고려함으로써, 배킹 튜브 (12) 에 있어서의 직경 방향의 열저항 (RB) 이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있다.And in this embodiment, the thermal resistance RB of the radial direction (reference line (r) direction in FIG. 1(a)) of the backing tube 12 is 6.5x10 -5 K/W or less . Specifically, by considering the thermal conductivity of the backing tube 12 and the thickness in the reference line r direction (difference between the outer diameter and the inner diameter), the thermal resistance RB in the radial direction in the backing tube 12 is 6.5 × 10 -5 K/W or less.

본 실시형태에서는, 배킹 튜브 (12) 의 열전도율이 200 W/(mㆍK) 이상으로 되어 있고, 이에 따라 배킹 튜브 (12) 의 사이즈가 설계되어 있다. 배킹 튜브의 열저항 (RB) 은 5.0 × 10-5 K/W 이하가 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 배킹 튜브의 열저항 (RB) 은 2.5 × 10-5 K/W 이상으로 해도 된다.In this embodiment, the thermal conductivity of the backing tube 12 is 200 W/(m*K) or more, and the size of the backing tube 12 is designed by this. The thermal resistance (RB ) of the backing tube is preferably 5.0 × 10 -5 K /W or less, but is not limited thereto. The thermal resistance (RB ) of the backing tube may be 2.5 × 10 -5 K /W or more.

또한, 본 실시형태에서는, 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 기준선 (r) 방향의 열저항이 1.2 × 10-4 K/W 이하로 되어 있다. 구체적으로는, 배킹 튜브 (12) 의 열전도율과 그 기준선 (r) 방향 두께 (외경과 내경의 차), 접합층 (13) 의 열전도율과 그 기준선 (r) 방향 두께 (외경과 내경의 차) 를 고려함으로써, 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 기준선 (r) 방향의 열저항이 1.2 × 10-4 K/W 이하로 되어 있다. 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 기준선 (r) 방향의 열저항은 1.1 × 10-4 K/W 이하가 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 기준선 (r) 방향의 열저항은 1.0 × 10-6 K/W 이상으로 해도 된다.Moreover, in this embodiment, the thermal resistance of the reference line (r) direction from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is 1.2x10 -4 K/W or less. Specifically, the thermal conductivity of the backing tube 12 and the thickness in the reference line (r) direction (difference between the outer diameter and the inner diameter), the thermal conductivity of the bonding layer 13 and the thickness in the reference line (r) direction (difference between the outer diameter and the inner diameter) By taking this into consideration, the thermal resistance in the direction of the reference line (r) from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is 1.2 × 10 -4 K/W or less. The thermal resistance in the direction of the reference line (r) from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is preferably 1.1 × 10 -4 K/W or less, but is not limited thereto. The thermal resistance in the direction of the reference line (r) from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 may be 1.0 × 10 -6 K/W or more.

여기에서, 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 에 있어서의 직경 방향의 열저항의 산출 방법에 대하여, 도 2 를 사용하여 설명한다.Here, the calculation method of the thermal resistance in the radial direction in the cylindrical sputtering target 10 is demonstrated using FIG.

배킹 튜브 (12) 의 내주면의 온도를 T1, 배킹 튜브 (12) 의 외주면 (접합층 (13) 의 내주면) 의 온도를 T2, 스퍼터링 타깃재 (11) 의 내주면 (접합층 (13) 의 외주면) 의 온도를 T3, 스퍼터링 타깃재 (11) 의 외주면의 온도를 T4 로 한다.The temperature of the inner peripheral surface of the backing tube 12 is T 1 , the temperature of the outer peripheral surface of the backing tube 12 (the inner peripheral surface of the bonding layer 13) is T 2 , the inner peripheral surface of the sputtering target material 11 (of the bonding layer 13) Let the temperature of the outer peripheral surface be T3 and the temperature of the outer peripheral surface of the sputtering target material 11 shall be T4.

또, 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 반경을 r1, 배킹 튜브 (12) 의 외주면 (접합층 (13) 의 내주면) 까지의 반경을 r2, 스퍼터링 타깃재 (11) 의 내주면 (접합층 (13) 의 외주면) 까지의 반경을 r3, 스퍼터링 타깃재 (11) 의 외주면까지의 반경을 r4 로 한다.In addition, the radius to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is r 1 , the radius to the outer peripheral surface of the backing tube 12 (the inner peripheral surface of the bonding layer 13) is r 2 , and the inner peripheral surface of the sputtering target material 11 (bonding layer) Let the radius to the outer peripheral surface of (13) be r3 and the radius to the outer peripheral surface of the sputtering target material 11 shall be r4 .

그러면, 배킹 튜브 (12), 접합층 (13), 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 각 층의 열저항 (Ri) 은, 이하의 식으로 나타내어진다.Then, the backing tube 12, the bonding layer 13, and the thermal resistance Ri of each layer of the cylindrical sputtering target material 11 are represented by the following formula|equation.

Figure 112020012187218-pct00001
Figure 112020012187218-pct00001

여기에서, λ1 은 배킹 튜브 (12) 의 열전도율, λ2 는 접합층 (13) 의 열전도율, λ3 은 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 열전도율, l 는 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 길이 (도 1 에 있어서 lT) 이다. 원통형 스퍼터링 타깃이 복수의 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 로 구성되어 있는 경우에는, 이들 복수의 원통 형상의 스퍼터링 타깃 (11) 의 길이의 합계가 된다.Here, λ 1 is the thermal conductivity of the backing tube 12, λ 2 is the thermal conductivity of the bonding layer 13, λ 3 is the thermal conductivity of the cylindrical sputtering target material 11, l is the cylindrical sputtering target material 11 ) is the length (l T in FIG. 1 ). When a cylindrical sputtering target is comprised from the some cylindrical sputtering target material 11, it becomes the sum total of the length of these some cylindrical sputtering target 11.

그리고, 원통형 스퍼터링 타겟 전체에 있어서의 열의 통과량 (Q) 은, 이하의 식으로 나타내어지고, 이 식의 분모가 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 전체의 열저항 (Rtotal) 이 된다.And the passage amount Q of the heat|fever in the whole cylindrical sputtering target is represented by the following formula|equation, and the denominator of this formula turns into thermal resistance R total of the cylindrical sputtering target 10 whole.

Figure 112020012187218-pct00002
Figure 112020012187218-pct00002

상기 서술한 수학식 1 을 사용하여, 배킹 튜브 (12) 에 있어서의 기준선 (r) 방향의 열저항 (RB), 접합층 (13) 에 있어서의 직경 방향의 열저항 (RJ), 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 에 있어서의 직경 방향의 열저항 (RT), 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 직경 방향의 열저항을 산출하고, 상기 서술한 범위 내가 되도록, 배킹 튜브 (12), 접합층 (13) 의 재질, 사이즈를 설계한다.Using Formula 1 mentioned above, the thermal resistance (RB) of the reference line (r) direction in the backing tube 12, the thermal resistance ( R J ) of the radial direction in the bonding layer 13, a cylinder The thermal resistance (RT) in the radial direction in the sputtering target material 11 of the shape, the thermal resistance in the radial direction from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is calculated, The material and size of the backing tube 12 and the bonding layer 13 are designed so that it may become in the range.

또한, 상기 서술한 각 수학식에 있어서는, 길이 (l) 가 고려되고 있지만, 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 에 있어서는, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 길이 방향에 대해 균일하게 열원이 배치되기 때문에, 열저항 (R) 에 대해서는 직경 방향 (기준선 (r) 방향) 의 1 차원으로 계산하면 된다. 그래서, 본 명세서에 있어서는, 상기 서술한 각 수학식에 있어서의 길이 (l) 를 1 로 하여, 열저항 (R) 을 계산하고 있다.In addition, in each formula mentioned above, although length 1 is considered, in the cylindrical sputtering target 10, since a heat source is arrange|positioned uniformly with respect to the longitudinal direction of the cylindrical sputtering target material 11, , the thermal resistance R may be calculated in one dimension in the radial direction (reference line (r) direction). Then, in this specification, the length 1 in each formula mentioned above is 1, and the thermal resistance R is calculated.

이상과 같은 구성이 된 본 실시형태인 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 에 있어서는, 배킹 튜브 (12) 에 있어서의 기준선 (r) 방향의 열저항 (RB) 이 6.5 × 10-5 K/W 이하로 되어 있기 때문에, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 에서 발생한 열을 배킹 튜브 (12) 의 내주측으로 효율적으로 전달할 수 있어, 저융점 금속으로 이루어지는 접합층 (13) 의 용출을 억제할 수 있다. 따라서, 높은 파워 밀도로 스퍼터링을 실시할 수 있어, 성막의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또, 사용에 의해 이로젼이 진행되어 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 두께가 국소적으로 얇아져도, 계속해서 사용하는 것이 가능해진다.In the cylindrical sputtering target 10 which is this embodiment which became the structure as mentioned above, the thermal resistance RB in the reference line r direction in the backing tube 12 is 6.5 x 10 -5 K /W or less. Since it has become, the heat which generate|occur|produced from the cylindrical sputtering target material 11 can be efficiently transmitted to the inner peripheral side of the backing tube 12, and elution of the bonding layer 13 which consists of a low-melting-point metal can be suppressed. Therefore, sputtering can be performed with a high power density, and the throughput of film formation can be improved. Moreover, even if erosion advances by use and the thickness of the cylindrical sputtering target material 11 becomes thin locally, it becomes possible to continue using.

또, 본 실시형태에 있어서는, 접합층 (13) 의 외주면에서부터 배킹 튜브 (12) 의 내주면까지의 직경 방향의 열저항이 1.2 × 10-4 K/W 이하로 되어 있기 때문에, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 에서 발생한 열을 배킹 튜브 (12) 의 내주측으로 더욱 효율적으로 전달할 수 있어, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 저융점 금속으로 이루어지는 접합층 (13) 의 용출을 억제할 수 있다.Moreover, in this embodiment, since the thermal resistance of the radial direction from the outer peripheral surface of the bonding layer 13 to the inner peripheral surface of the backing tube 12 is 1.2 x 10 -4 K/W or less, a cylindrical sputtering target The heat generated from the ash 11 can be more efficiently transmitted to the inner peripheral side of the backing tube 12 , and the temperature rise of the cylindrical sputtering target material 11 can be suppressed. Therefore, the elution of the bonding layer 13 which consists of a low melting-point metal can be suppressed.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 접합층 (13) 과 배킹 튜브 (12) 의 접합 강도가 4 ㎫ 이상으로 되어 있기 때문에, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재 (11) 와 배킹 튜브 (12) 가 접합층 (13) 을 개재하여 확실하게 접합되어 있고, 스퍼터링 타깃재 (11) 에서 발생한 열을 배킹 튜브 (12) 측으로 확실하게 전달할 수 있어, 접합층 (13) 의 용출을 억제할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the bonding strength of the bonding layer 13 and the backing tube 12 is 4 MPa or more, the cylindrical sputtering target material 11 and the backing tube 12 are a bonding layer ( It is joined reliably through 13), the heat which generate|occur|produced in the sputtering target material 11 can be transmitted reliably to the backing tube 12 side, and elution of the bonding layer 13 can be suppressed.

또, 본 실시형태에 있어서는, 배킹 튜브 (12) 의 비커스 경도가 100 Hv 이상으로 되어 있기 때문에, 원통형 스퍼터링 타깃 (10) 에 굽힘 응력 등이 작용한 경우에도, 배킹 튜브 (12) 가 변형되는 것을 억제할 수 있어, 접합층 (13) 으로의 부하를 저감할 수 있다. 따라서, 온도 상승에 의해 접합층 (13) 이 연화된 경우라 하더라도, 접합층 (13) 이 밀려 나오는 경우가 없다.In addition, in this embodiment, since the Vickers hardness of the backing tube 12 is 100 Hv or more, even when bending stress etc. act on the cylindrical sputtering target 10, the backing tube 12 is deformed can be suppressed, and the load to the bonding layer 13 can be reduced. Therefore, even when the bonding layer 13 is softened by the temperature rise, the bonding layer 13 is not pushed out.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.

본 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 원통형 스퍼터링 타깃을 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 원통 형상을 이루는 스퍼터링 타깃재와, 이 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 내주측에 접합층을 개재하여 접합된 배킹 튜브를 구비한 원통형 스퍼터링 타깃이면 된다.In this embodiment, although the cylindrical sputtering target shown in FIG. 1 was mentioned and demonstrated as an example, it is not limited to this, The sputtering target material which makes a cylindrical shape, and this cylindrical sputtering target material were joined via a bonding layer on the inner peripheral side. What is necessary is just a cylindrical sputtering target provided with a backing tube.

실시예Example

이하에, 본 발명에 관련된 원통형 스퍼터링 타깃의 작용 효과를 확인하기 위해 실시한 확인 시험의 결과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the result of the confirmation test performed in order to confirm the effect of the cylindrical sputtering target which concerns on this invention is demonstrated.

실시예에서는, 원통형 스퍼터링 타깃의 접합층 온도 (T3) 가 최고 온도에 도달할 것으로 생각되는, 원통형 스퍼터링 타깃 교환 직전을 모의하고 있다. 구체적으로는, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 외경 (r4) 은, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 두께가 평균적으로 감소하고, 또한 원통 형상의 스퍼터링 타깃의 사용 효율 약 80 % 가 되도록 설정하고 있다.In the Example, it is simulated just before replacement of the cylindrical sputtering target, in which the bonding layer temperature (T3) of the cylindrical sputtering target is considered to reach the maximum temperature. Specifically, the outer diameter r4 of the cylindrical sputtering target material is set so that the thickness of the cylindrical sputtering target material decreases on average, and the use efficiency of the cylindrical sputtering target is about 80%.

표 1 에 나타내는 원통 형상의 스퍼터링 타깃재, 배킹 튜브를 준비하고, 표 1 에 나타내는 재질의 접합층을 개재하여, 이들 원통 형상의 스퍼터링 타깃재와 배킹 튜브를 일본 공개특허공보 2014-37619호에 기재된 방법으로 접합하여, 원통형 스퍼터링 타깃을 얻었다.A cylindrical sputtering target material and a backing tube shown in Table 1 are prepared, and these cylindrical sputtering target materials and a backing tube are prepared through a bonding layer of the material shown in Table 1 in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-37619. It joined by this method, and the cylindrical sputtering target was obtained.

표 1 에 나타내는 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 CuGa 는 Ga 32 mass%, 잔부 Cu 또는 불가피 불순물이 된 조성의 구리 합금이고, AZO 는 Al2O3 1.0 mass%, 잔부 ZnO 또는 불가피 불순물이 된 조성의 산화물이다.CuGa of the cylindrical sputtering target material shown in Table 1 is a copper alloy having a composition containing 32 mass% of Ga, the remainder Cu or an unavoidable impurity, AZO is an oxide having a composition containing Al 2 O 3 1.0 mass%, the balance ZnO or an unavoidable impurity am.

Cu 합금제 배킹 튜브는, Co : 0.20 mass%, P : 0.06 mass%, Sn : 0.10 mass% 이상, Ni : 0.05 mass%, Zn : 0.05 mass% 를 포함하고, 잔부가 Cu 또는 불가피 불순물이 된 조성의 Cu 합금이고, 이하의 제조 조건을 거치고 있다. 압출 전 가공 온도 900 ℃, 압출 후 냉각 개시 온도 870 ℃, 상기 서술한 조성의 주괴로부터의 압출 후의 단면 수축률 96 % 의 조건에서, 상기 서술한 조성의 주괴의 용체화 처리를 포함하는 열간 압출을 실시하여, 압출 소관 (素管) 을 얻는다. 압출부터 인발 종료까지의 단면 수축률 23 % 의 조건에서, 압출 소관의 냉간 인발을 실시하고, 그 후 500 ℃ 에서 3 시간의 열처리를 실시함으로써, Cu 합금제 배킹 튜브 소관을 제조하고, 이 배킹 튜브 소관의 가공을 실시함으로써 Cu 합금제 배킹 튜브를 제조한다.The Cu alloy backing tube contains Co: 0.20 mass%, P: 0.06 mass%, Sn: 0.10 mass% or more, Ni: 0.05 mass%, Zn: 0.05 mass%, and the balance is Cu or unavoidable impurities. of Cu alloy, and has been subjected to the following manufacturing conditions. Under the conditions of a pre-extrusion processing temperature of 900°C, a cooling start temperature of 870°C after extrusion, and a section shrinkage rate of 96% after extrusion from the ingot of the above-mentioned composition, hot extrusion including solution treatment of the ingot of the above-mentioned composition is performed. Thus, an extrusion element pipe is obtained. On the conditions of 23% of cross-sectional shrinkage rate from extrusion to the end of drawing, cold drawing of an extrusion element pipe is performed, and then, a Cu alloy backing tube element pipe is manufactured by performing heat treatment for 3 hours at 500 degreeC after that, and this backing tube element pipe By processing of Cu alloy backing tube is manufactured.

또한, 표 1 에 나타내는 Cu 제 배킹 튜브는, 순도 99.99 mass% 의 것을 사용하였다.In addition, for the backing tube made from Cu shown in Table 1, the thing with a purity of 99.99 mass % was used.

표 1 에 나타내는 Mo 제 배킹 튜브는, 순도 99 mass% 의 것으로 하였다.The Mo backing tube shown in Table 1 was made into the thing of 99 mass % purity.

표 1 에 나타내는 Al 합금제 배킹 튜브는, JIS A 2017 로 이루어지는 것으로 하였다.The Al alloy backing tube shown in Table 1 was made to consist of JIS A 2017.

표 1 에 나타내는 Ti 제 배킹 튜브는, JIS H 4600 2 종으로 이루어지는 것으로 하였다.The Ti backing tube shown in Table 1 was made to consist of 2 types of JIS H4600.

(비커스 경도)(Vickers hardness)

배킹 튜브의 경도는, JIS Z 2244 에 준거하여 측정을 실시하였다. 구체적으로는, 배킹 튜브로부터 경도 측정용의 시료를 채취하고, 측정면을 연마하여, 마이크로 비커스 경도계로 경도 측정을 실시하였다. 표 1 에, 배킹 튜브의 경도를 나타낸다.The hardness of the backing tube was measured based on JISZ2244. The sample for hardness measurement was specifically, extract|collected from a backing tube, the measurement surface was grind|polished, and hardness measurement was performed with the micro Vickers hardness meter. Table 1 shows the hardness of the backing tube.

(열전도율)(thermal conductivity)

배킹 튜브, 접합층, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 열전도율은, JIS R 1611 에 준거하여 측정을 실시하였다. 배킹 튜브, 접합층, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재로부터 열전도율 측정용의 시료를 채취하고, 측정면을 연마하여, 레이저 플래시법으로 열전도율 측정을 실시하였다.The thermal conductivity of a backing tube, a bonding layer, and a cylindrical sputtering target material was measured based on JISR1611. The sample for thermal conductivity measurement was extract|collected from a backing tube, a bonding layer, and a cylindrical sputtering target material, the measurement surface was grind|polished, and the thermal conductivity measurement was performed by the laser flash method.

(열저항)(thermal resistance)

실시형태에서 설명한 방법에 의해, 상기의 열전도율의 값을 이용하여 원통형 스퍼터링 타깃의 기준선 (r) 방향의 열저항을 계산하였다. 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항과, 접합층의 외주면에서부터 배킹 튜브의 내주면까지의 직경 방향의 열저항을, 표 1 에 나타낸다.By the method described in the embodiment, the thermal resistance in the reference line (r) direction of the cylindrical sputtering target was calculated using the value of the thermal conductivity. Table 1 shows the thermal resistance in the radial direction in the backing tube and the thermal resistance in the radial direction from the outer peripheral surface of the bonding layer to the inner peripheral surface of the backing tube.

(접합층과 배킹 튜브의 접합 강도)(bonding strength between bonding layer and backing tube)

도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 와이어 컷 또는 밴드 소 등을 사용하여, 얻어진 원통형 스퍼터링 타깃의 측면으로부터 원기둥상의 샘플을 절단하였다. 이 샘플의 단면 (端面) (외주면 및 내주면) 을, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이 잘라내어 평탄면으로 함과 함께, 샘플의 외주면을 선반 가공에 의해 절삭하여, φ20 ㎜ 의 측정 시료를 얻었다. 측정 시료의 스퍼터링 타깃재와 접합층의 접합부는, 외측으로부터 접착제를 도포함으로써 고정시켰다. 이 측정 시료를, 인장 시험기 INSTORON5984 (인스트론 재팬사 제조) 를 사용하여 인장 강도를 측정하였다. 또한, 최대 하중 150 kN, 변위 속도를 0.1 ㎜/min 으로 하였다. 이 인장 강도를 접합층과 배킹 튜브의 접합 강도로 하였다. 측정된 접합 강도를 표 1 에 나타낸다.As shown to Fig.3 (a), the cylindrical sample was cut|disconnected from the side surface of the obtained cylindrical sputtering target using a wire cut or a band saw. The cross section (outer peripheral surface and inner peripheral surface) of this sample was cut out as shown in FIG.3(b), and while setting it as a flat surface, the outer peripheral surface of the sample was cut by lathe processing, and the measurement sample of phi 20mm was obtained. The junction part of the sputtering target material of a measurement sample and a bonding layer was fixed by apply|coating an adhesive agent from the outside. The tensile strength of this measurement sample was measured using the tensile tester INSTORON5984 (made by Instron Japan). In addition, the maximum load of 150 kN and the displacement rate were 0.1 mm/min. This tensile strength was made into the bonding strength of a bonding layer and a backing tube. The measured bonding strength is shown in Table 1.

그리고, 이들 원통형 스퍼터링 타깃을 사용하여, 우선은 프리스퍼터링을 실시하였다. 프리스퍼터링 조건은, 전압 (全壓) 0.8 ㎩ 이고, 표 2 에 나타내는 스퍼터링 출력의 1/10, 1/5, 1/3, 1/2 의 출력으로 각 5 분간 스퍼터링을 실시한다. 그 후에, 표 2 에 나타내는 조건에서 8 시간의 스퍼터를 실시하고, 스퍼터 후에 접합층의 용출의 유무를 확인하였다.And using these cylindrical sputtering targets, first pre-sputtering was performed. Pre-sputtering conditions are a voltage of 0.8 Pa, and sputtering is performed for each 5 minutes with the output of 1/10, 1/5, 1/3, 1/2 of the sputtering output shown in Table 2. Then, sputtering for 8 hours was implemented on the conditions shown in Table 2, and the presence or absence of elution of the bonding layer was confirmed after sputtering.

원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 전체 단면에 접해 있는 접합층의 용출이 없는 것을 「A」, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 전체 단면에 있어서, 축선 (O) 방향으로 1 ㎜ 미만의 접합층의 용출이 2 개 지점 이하인 것을 「B」, 원통 형상의 스퍼터링 타깃재의 전체 단면에 있어서, 축선 (O) 방향으로 1 ㎜ 미만의 접합층의 용출이 3 개 지점 이상 혹은 1 ㎜ 이상의 접합층의 용출이 확인된 것을 「C」, 스퍼터링 타깃재의 어긋남이 확인된 것을 「D」로 평가하였다."A" indicates that there is no elution of the bonding layer in contact with the entire cross-section of the cylindrical sputtering target material. In the entire cross-section of the cylindrical sputtering target material, the elution of the bonding layer of less than 1 mm in the axial (O) direction is two. "B" for the point less than or equal to the point, in the entire cross section of the cylindrical sputtering target material, elution of the bonding layer of less than 1 mm in the axial (O) direction was confirmed at three points or more or the elution of the bonding layer of 1 mm or more was confirmed " C" and the thing by which the shift|offset|difference of a sputtering target material was confirmed evaluated as "D".

Figure 112020012187218-pct00003
Figure 112020012187218-pct00003

Figure 112020012187218-pct00004
Figure 112020012187218-pct00004

배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 본 발명보다 큰 비교예에 대해서는, 스퍼터링 시험의 결과, 접합층의 용출이 확인되었다.About the comparative example in which the thermal resistance of the radial direction in a backing tube is larger than this invention, elution of the bonding layer was confirmed as a result of a sputtering test.

이에 반해, 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 본 발명의 범위 내가 된 본 발명예에 있어서는, 접합층의 용출이 억제되어 있었다.On the other hand, in the example of this invention in which the thermal resistance of the radial direction in a backing tube became in the range of this invention, the elution of the bonding layer was suppressed.

또, 본 발명예에 있어서는, 접합층과 배킹 튜브의 접합 강도가 4 ㎫ 이상으로 되어 있고, 스퍼터링 타깃재와 배킹 튜브가 접합층을 개재하여 확실하게 접합되어 있는 것이 확인되었다.Moreover, in the example of this invention, the bonding strength of a bonding layer and a backing tube was 4 Mpa or more, and it was confirmed that the sputtering target material and the backing tube are reliably bonded through the bonding layer.

또한, 배킹 튜브의 경도를 100 Hv 이상으로 한 것에서는, 특히 접합층의 용출이 억제되어 있었다.Moreover, especially in what made the hardness of a backing tube 100 Hv or more, the elution of the bonding layer was suppressed.

산업상 이용가능성Industrial Applicability

본 발명의 원통형 스퍼터링 타깃에 의하면, 스퍼터시의 파워 밀도를 높게 설정한 경우나, 사용에 의해 이로젼이 진행된 경우라 하더라도, 접합층의 용출을 억제할 수 있어, 안정적으로 성막을 실시하는 것이 가능하다.According to the cylindrical sputtering target of the present invention, elution of the bonding layer can be suppressed and film formation can be performed stably, even when the power density at the time of sputtering is set high or when erosion proceeds due to use. Do.

10 : 원통형 스퍼터링 타깃
11 : 원통 형상의 스퍼터링 타깃재
12 : 배킹 튜브
13 : 접합층
10: cylindrical sputtering target
11: cylindrical sputtering target material
12 : backing tube
13: bonding layer

Claims (5)

원통 형상을 이루는 스퍼터링 타깃재와, 이 스퍼터링 타깃재의 내주측에 접합층을 개재하여 접합된 배킹 튜브를 구비한 원통형 스퍼터링 타깃으로서,
상기 배킹 튜브에 있어서의 직경 방향의 열저항이 6.5 × 10-5 K/W 이하이고,
상기 접합층의 외주면에서부터 상기 배킹 튜브의 내주면까지의 직경 방향의 열저항이 1.2 × 10-4 K/W 이하이고,
상기 배킹 튜브는, 비커스 경도가 100 Hv 이상인 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 타깃.
A cylindrical sputtering target comprising: a sputtering target material having a cylindrical shape; and a backing tube joined to an inner peripheral side of the sputtering target material through a bonding layer,
Thermal resistance in the radial direction of the backing tube is 6.5 × 10 -5 K/W or less,
Thermal resistance in the radial direction from the outer peripheral surface of the bonding layer to the inner peripheral surface of the backing tube is 1.2 × 10 -4 K/W or less,
The backing tube is a cylindrical sputtering target, characterized in that the Vickers hardness is 100 Hv or more.
제 1 항에 있어서,
상기 접합층과 상기 배킹 튜브의 접합 강도가 4 ㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 타깃.
The method of claim 1,
A cylindrical sputtering target, characterized in that the bonding strength between the bonding layer and the backing tube is 4 MPa or more.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배킹 튜브는, 구리 합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 타깃.
3. The method of claim 1 or 2,
Said backing tube is comprised by the copper alloy, The cylindrical sputtering target characterized by the above-mentioned.
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