TW200844243A

TW200844243A - Target formed of sintering-resistant material of high-melting point metal alloy, high-melting point metal silicide, high-melting point metal carbide, high-melting point metal nitride, or high-melting point metal boride, process for producing the target

Info

Publication number: TW200844243A
Application number: TW097104524A
Authority: TW
Inventors: Yasuhiro Yamakoshi
Original assignee: Nippon Mining Co
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2008-11-16
Also published as: JP4927102B2; JP5346096B2; WO2008096648A1; CN101542011B; TWI373534B; US20090229975A1; US10344373B2; EP2119808A4; EP2806048A2; US20170009335A1; JP2012136779A; US9677170B2; CN101542011A; KR20090032037A; CN102367567B; EP2806048B1; EP2119808B1; JPWO2008096648A1; EP2806048A3; KR101086661B1

Description

200844243 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於使機械加工困難之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或南炫點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶容易製造，且能有效抑制靶製造時及濺鍍時產生破裂之高熔點金屬合金、高溶點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或尚炼點金屬调化物之難燒結體所構成之革巴及其製造方法’與濺鍍靶一支持板組裝體及其製造方法。此處’南熔點金屬係指具有大約1 7 〇〇 t以上之溶點的 4A、5A、6A、7A、8族金屬；又，高熔點金屬合金係指由前述高熔點金屬構成之合金或金屬間化合物；高熔點金屬矽化物、尚熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點至屬硼化物係指具有大約丨7〇〇。〇以上之熔點之前述高熔點金屬的陶瓷。【先前技術】 π熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、尚熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結，目岫於半導體元件中之各種障壁膜（ba『rier film)、半導體電容器（capacitor)等各種電極材料、切削工具之各種硬膜塗料（hard coating)等用途急速擴大。義鍍法之成膜考慮操作性或膜之穩定性，係使用直流 (DC)濺鍍、高頻（RF)濺鍍、或磁控管濺鍍法。濺鍍法之膜 5 200844243 的形成，係使Ar離子等經加速之正離子與設置於陰極之乾作物理碰撞，藉由該碰撞能量之動量交換，使構成輕之材料釋出，藉此於對面之陽極側的基板上積層與靶材大致相同組成之膜。此外，此濺鍍法之被覆法，具有下述特徵··藉由調節處理時間或供應功率等，可以穩定之成膜速度形成以埃為單位之較薄之膜至數十之較厚之膜。在藉由錢鑛使高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷成膜時’以粉末冶金法來製造濺鍍用靶為必要條件，但由於材料較硬且較脆，因此會有機械加工困難之問題。而於將由高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷構成之靶設置於濺鍍裝置日寸，必須接合於支持板，但會有該接合本身亦非容易之問題。當濺鍍時，亦有使之離子化並施加高功率以進行濺鍍之要求’但在使用焊材等進行焊料結合（s〇lder b〇nding)< 革巴亦胃有因焊材之溶融等而使革巴產生破裂的問題。以往，賤鑛靶材種類繁多，從製造容易者至如本發明之製造困難者都有。經過分別改進，已有相應之製造方法被提案出，以下敘述其例。例如，於曰本專利文獻丨已有提案一種技術，其係當接合具有l〇〇〇t以上之熔點的靶與支持板時，使用熔點低於靶材之插入材（insert material)，將插入材與靶、插入材與支持板分別以固相擴散（solid phase diffusion)來接合。此種製造方法本身雖非常有效，但必須預先製造板狀之靶 6 200844243 材0 即使將此種技術應用於高熔點金屬合金或高炫點金屬陶兗靶之製造，而預先製作成板狀，但由於無法進行靶: 接合界面的粗加工，因此會有無法進行用以接合支持板之準備的問題。是以，該技術會有無法應用於高熔點金屬合金或咼溶點金屬陶瓷乾之製造的問題。

於日本專利文獻2已有揭示-種技術，其係於&與冷卻構件（支持板）之間，配置焊材與緩衝材料並於靶之接^ 界面形成由用以改善潤濕性之材料構成之蒸鍍或鍍敷層。口然而，在高熔點材料且施加高功率以進行濺鍍之靶中使用此種低熔點之焊材的接合方法，由於濺鍍中會產生剝離之問題，因此無法加以應用。於日本專利文獻3已有提案一種技術，其係在石墨板與銅板之間，夾設熱膨脹較銅板小之金屬插入材來進行擴政接合或硬焊。此時，亦有與上述日本專利文獻1及曰本專利文獻2相同之問題，而無法應用於高熔點金屬合金或同溶點金屬陶竞革巴之製造。於無法解決對支持板之接合等任何問題於日本專利文獻4已有提案一種技術，其係於㈣其合金粉末上設置鶴或其合金粉末，再於其上形成翻粉末之被覆層’並將此熱鍛造’最後再將被覆層切削除去。由於此係使用作為X線管用之乾材，雖關係到特殊製法，但由因此無法應用於高熔點金屬合金或高熔點金屬之製造種技術，其係在將鎢一於曰本專利文獻5已有提案一 7 200844243 鈦接合於鈦之支持板以製造濺鍍靶時，將鈦製支持板與鎢 -鈦粉末置人已抽真空之罐中，將此藉由HIp(HQtis〇s、tatic

Pressing’熱均壓）來燒結並同時接合。此時，會有因使用真玉罐所產生之繁雜，而無法說是有效率之方法。又，從冷卻效率之觀點，最好是銅或銅合金製之支持板，但由於靶與支持板之熔點差較大時，接合會變困難，因此會有無法予以應用的問題。於日本專利文獻6,已有提案當藉由熱壓（h〇tpressing) 或HIP來將鈷靶板與鋁或鋼製之支持板接合時，於靶與支持板之間形成鈦之中間層。然而，此時㈣料本身具加工性因此雖可打’但仍會有無法應用於高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷靶之製造的問題。於日本專利文獻7，已有記載將非磁性板擴散接合於磁性材㈣’以減少所使用之磁性材料量來提升經濟性，，賦予磁性材料之機械強度即可防止機械加工時翹曲或破 I之產生。由於此本身係以使磁性板更薄為目的，因此在預先製作磁性板彳1，擴散接合構成補強板之非磁性板。此仍無法進—步解決脆性較高之燒結材料之接合相關的問題。一綜合來看，以習知技術非常難以進行高熔點金屬合金或金屬陶^^之製造’且尚未解決製造時或激鑛時產生破裂的問題。 [曰本專利文獻1]:曰本特開平6_1〇8246號公報 [曰本專利文獻2]:曰本特開平5_ 2562()號公報 8 200844243 [曰本專利文獻3] ·日本特開昭62_ 2〇2732號公報 [曰本專利文獻4]:日本特開昭63一 1693〇7號公報 [曰本專利文獻5]:美國專利第5397050號公報 [曰本專利文獻6]:美國專利第0071389號公報 [曰本專利文獻7]:日本特開平5 - 86460號公報【發明内容】 #鑒於上述習知技術之問題點，本發明提供—種高熔罾‘點金屬合金或高炼點金屬陶究燒結體及其製造方法，其係使：械加工困難之高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷靶比軏今易製造，且能有效抑制乾製造時及高功率濺鑛時破裂之產生，亦能抑制乾原料於熱壓時與模具之反應，並可進一步降低乾之輕曲。由以上所述，本發明提供： U —種咼熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點 φ 金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶，其特徵在於：具備有高熔點金屬合金、门熔J至屬矽化物、鬲熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或鬲熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶材、與靶材以外之高熔點金屬板經接合的構造。 2)如上述1)之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、咼熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之乾，其中，高溶點金屬板係组、銳、釩、鈦、或鉬之金屬板或以此等為主成分之合金板。 9 200844243 )如上述1)或2)之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬獨化物之難燒έ士辦& 4达> β ^ 雖况、、、。體所構成之靶，其中，高熔點金屬板之厚度為2〜6mm。又，本發明提供： 4) 種回炼點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高溶點至屬奴化物、鬲溶點金屬氮化物或高熔點金屬调化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其特徵在於··將靶材以外之咼熔點金屬板置入模具中，於其上填充由高熔點金屬合金、咼熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或南溶點金屬硼化物所構成之粉末，並於所填充之該粉末之上，再插入靶材以外之高熔點金屬板製成三層構造後’對其進行加壓使之擴散接合後，藉由機械加工除去上部之高熔點金屬板以製成靶。 5) 如上述4)之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、南溶點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中，高熔點金屬板係使用鈕、鈮、釩、鈦或鉬之金屬板、或分別以此等為主成分之合金板。 6) 如上述4)或5)之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中，係使用石墨模具，在1000〜20〇〇°c之溫度下，將高熔點金屬板加以擴散接合。 10 200844243 7) 如上述4)〜6)中任一項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中，係使用厚度為2〜6mm之高熔點金屬板來燒結。又，本發明提供： 8) —種高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶—支持板組裝體，其特徵在於：於高熔點金屬合金、咼、j：谷點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或而熔點金屬硼化物之難燒結體靶與由鋼或銅合金板所構成之支持板之間，係透過靶側之靶材以外的高熔點金屬板與支持板側之鋁或以鋁為主成分之合金的插入材接合在一起。 9) 如上述8)之南熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、咼熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化 _ 物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體，其中，由鋁或以鋁為主成分之合金所構成之插入材具備丨〜4mm之厚度。又，本發明提供： 1〇) —種咼熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔 •、：至屬厌化物、咼熔點金屬氮化物或高熔點金屬獨化物之難燒結體所構成之靶—支持板組裝體的製造方法，其特徵在於：將靶材以外之高熔點金屬板置入模具中，於其上填充由冋熔點金屬合金、鬲熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳 200844243 化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物所構成之粉末，並於所填充之該粉末之上，再插入靶材以外之高溶點金屬板製成三層構造後，對其進行加壓使之擴散接合後自模具取出，然後再透過由鋁或以鋁為主成分之合金所構成的插入材，接合於由銅或銅合金板構成之支持板，接合後藉由機械加工除去上部之高熔點金屬板。 11) 如上述10)之高溶點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體的製造方法，其中，當透過由鋁或以鋁為主成分之合金所構成的插入材，接合於由銅或銅合金板構成之支持板時，係以15〇〜3 50°C之低溫加以接合。 12) 如上述10)或u)之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體的製造方法’其中，係使用厚度為！〜4mm之由铭或以紹為主成分之合金所構成之插入材來接合。本發明具有能使機械加工困難之高熔點金屬合金或高熔點金屬陶资靶比較容易製造之優異效果。此外，由於能有效抑㈣製造時及㈣時破裂之產生，因此可進行高功率歲鍍…具有能抑制靶製造時靶原料與模具之反應，亚進一步降低靶之翹曲的顯 k、、、負者效果。再者，可進行使濺射粒子離子化之離子濺鍍。 12 200844243 【實施方式】其次，使用圖式具體說明本發明。將乾材以外之高熔點今屬门仏點金屬板2(以下說明中，「高熔點金屬板」意指靶材以外古 ^ 卜之间熔J孟屬板）置入如圖1所示之模具1中，並於其上填充、兄田间浴,、，，占金屬合金、高熔點金屬 :夕：物、高炼點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高炫點金屬硼化物所構成之高溶點金屬陶聽末3。通常，模具 1係使用石墨模具。此外，應可容易理解σ |早入女a 一勿里解/、要疋含有兩熔點金屬合金或以咼熔點金屬陶莞為主要成分人+ 受成刀之口孟，即可應用於含有以其

他成分為副成分之所有高、皮κM 汀頁间熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷，本發明係包含所有此等。副.八田】成刀雖可列舉鈷、氧化锆等，但該副成分可任意選擇，可自评』曰田璉擇上述以外之副成分而不受限制。本發明之主要目的在於梓應絲4 、一、使械械加工困難之高熔點金屬合金或南溶點金屬陶竟粗比較容易_、生平乂谷约衣造，且能有效抑制靶製造時及高功率濺：鍍時破裂之產生座玍亦即，係用以克服高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷眉右瓦原有之弱點。本發明可應用於具有此種弱點之所有高熔點金屬人工/蜀口金或南熔點金屬陶瓷。是以，應容易理解如上所述並不备p ,^ 个3限制副成分之選擇。又’韵述1¾、)谷點合金係以高熔點4 格點金屬為主要成分，但該主要成分意指構成合金之金屬成分Φ _ 同紙刀中，向熔點金屬為佔最大量之情況。大多情況下，雖指高検 ?曰π您點金屬佔50wt%以上之情況，但即使在高熔點金屬之含蕃對、s里未滿5〇wt%時（例 13 200844243 如其為4〇Wt%)，當構成合金之其他各成分未滿4〇wt%時，亦可稱為高熔點合金。本發明係包含所有此種高熔點合金。如上达，雖设成將靶材以外之高熔點金屬板2置入模具1中，亚於其上填充由高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物所構成之高熔點金屬陶瓷粉末3的雙層構造，但最好為設成在所填充之該粉纟3之上，再插人高熔點金屬板2’ ’以將高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷粉末3包挾於其間的三層構造。以了，雖針對三層構造作說明，但雙層構造亦相同。高熔點金屬板2,2，係具有重要功用。以此方式，在燒結高熔點金屬陶瓷粉末之同時，與高 '溶點金屬板接合為本發明之較大特徵之一。此外，該高炼點金屬板2, 2,並不具支持板之功能。由於高溶黑占金屬合金或高炫點金屬肖竟無法作通常之機械加工’因此不能作擴散接合界面之粗加工。是以，如後述般’可於燒結之同時與高熔點金屬板2, 2,接合，並實施該高溶點金屬板2, 2,之接合界面力…高溶點金屬板2 係使用厚度為2〜6mm之厚度者。此厚度為任意，最好合適之厚度$ 2〜6mm，但未必限定於該厚度。可視輕之尺寸適當予以選擇。由於該高熔點金屬2 ’係於燒結時與石墨接觸，因此表面會碳化。是以，若過薄時(若未滿2職時)，全部厚度區域會碳化，因此會導致擴散接合效果不足。反之，若 14 200844243 南溶點金屬板2過厚時之缺點。是…二好二科費會變高’因此有成本變高 —者。特別:心熔點金屬板2係使用厚度為 ♦寸別疋’推薦使用厚度為3〜5峨者。下之咼熔點金屬板只要是靶以即可任意予以選擇。f 、回熔點材料，類相異，或亦可使用n插# ^金屬板的種特別予以限制。禪此材枓，無須將南溶點金屬把？ 1 > 盃屬板2, 2,與尚熔點金屬合金陶瓷填充於模且丨德，p 飞同熔點金屬 …、1後，對其加壓並燒結高熔點金鬲熔點金屬陶粢扒古至屬口金或苟Ί尤叔末，且同時與高熔點金接合。％双Ζ，2擴散 =擴散接合溫度為議〜測^由使

^板O’可防止高㈣金屬合金或高炫點金屬陶竟.I 換具之過度反應。又，一忑冋熔點至屬扳2, 2,，係可賦予壓 Α汶邊應力以有效抑制靶之破裂並降低翹曲。鬲熔點金屬板2, 2,之材料，可使用鈕、鈮、釩、鈦或銷、或分別以此等為主成分之合金。特別是，使用组板或 A M為主成分之合金板最有效。一然而’於該等材料之中，鈦或以鈦為主成分之合金，因與燒結後之高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷之接合強度較弱的原因，雖可說在高熔點金屬板2, 2,之中並不好，但亚非否定其之使用。然而，其他高熔點金屬板2 2，比有效。，白马鈕、鈮、釩、鈦或鉬、或分別以此等為主成分之合金 15 200844243 適合作為高熔點金屬板之妯材枓的原因，係由於在室溫塑性加工性、機械加工性鮫冥， ^ 回在兩溫結晶構造為BCC(B〇dy — Μ⑽丨。’體心立方體)並以氧等微量氣體成分侵入固洛，因此在接合界面並不會形成較厚的氧化膜。办藉此，可利用高㈣金屬板2,2，燒結呈夾層狀之以高少谷點金屬為主成分之人各十古口、’或同熔點金屬陶瓷，並使兩者擴散接合而製得燒結體。高功率 ^ 刀手錢鍍中，靶與咼熔點金屬板

2，2 ’必須擴散接合。可藉猎由機械加工除去上部之高熔點金屬板2 ’以製成乾。於雙屛生曰構W日守，則不須要此機械加工之除去作業。又如圖1所不，藉高溶點金屬板2，2,擴散接合，可將呈夾層狀之三層構造之以高熔點金屬為主成分的合金或局溶點金屬陶兗燒結體，透過由銘或以I呂為主成分之合金所構成之插入材4接合於由銅或銅合金板構成之支持板使用由銘或以铭為主成分之合金所構成之插入材4的目的’係可在低溫進行接合，其結果為可有效抑制接合後之翹曲。由銅合金板構成之支純5的材料，雖可代表性列舉銅-鋅合金（黃銅）、銅—鎳―鉻—⑦合金（卡避合金）、磷青銅等，當然亦可使用其他銅合金。於使用插入材4之接合時，最好以150〜35〇t之低溫來接合。由於由！呂或以銘為主成分之合金所構成之插入: 4的存在’因此作為接合溫度.已足夠。高溫之接合由於會對革G及支持板造成變形，因此並不佳。此外，該接合溫度係表示最合適之溫度範圍，因此應 16 200844243 知亚無必要限制於該溫板之材料及尺十h“ 尺寸、材料、支持 ?十及尺寸專可任意予以選擇。所使用之由銘或以钮氣的厚片 1鋁為主成分之合金所構成之插入材的厂予度，U〜4職較佳。藉此，可有效加以接合。於南溶點金屬與支持板之接合界面上為了接機械加工來進行粗造化處理 / 15 一右拖入材過薄時，對粗化面之變形能力會不足，而失去 + 大云作為插入材之功能。又，於

=厚…由於強度較弱之銘會成為支持板之一部分，因此冒有整體強度降低並於機鍍中產生趣曲或變形之問題。由 ::所述’最好係由銘或以銘為主成分之合金所構成之插厚度為1〜4咖。特別是，以1.5〜2.5mm最適宜。接合於支持板之乾’可切削除去存在於表面之高溶點 =屬板2,（亦除去表面之高炫點金屬合金或高溶點金屬陶免之-部分），以製成高溶點金屬合金或高溶點金屬陶曼所露出之靶組裝體。可使用此等燒結體濺鍍靶，於基板上使用Dc濺鍍、rf 濺鍍、及磁控管濺鍍等，以形成高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷膜。此外，濺鍍時亦可進行離子化並具有指向性之濺鍍。咼熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷膜，一般而言可以 DC濺鍍來簡單成膜。是以，使用單純、可靠性較高、且最穩定之DC濺鍍裝置來成膜即可。以下表示DC =鍍條件之代表例。此濺鐘條件亦可任意變更。濺鍍氣體 Ar90〜100%、0〜10% 02 17 200844243 濺鍍氣體壓力 0.1 〜5Pa 施加功率 1 〇〜30kw 成膜速度約 100〜300A/ 基板溫度室溫〜300°C 基板間距離 50〜300mm 實施例其次，針對本發明之實施例作雖僅為一例，伯a 、田—亚非限制於此例。亦即，在本發明之技術〜的範圍内，包含實施例以外之所有形態或變形。 (貫施例卜1)至（實施例1 —30) 分別使用厚度為lmmt、2_、4mmt、_卜⑼加、及1〇mmt之组、銳、叙、鈦或銦之板作為高炫點金屬，將以祕點金屬板設置於石墨模具内，並於該高熔點金屬一刀別真充鎢—銖粉末、鈮—蛾粉末作為構成靶之原料的高熔點金屬合金、以及碳化鎢粉末、碳化钽粉末、硼化鉛氣末石夕化紐粉末、石夕化鎢粉末、氣化欽粉末、及氮化鈕粉末作為高熔點金屬"。表1表示此等之組合。於此已填充之高熔點金屬合金或高熔點金屬陶瓷之亡’進-步設置與上述相同之高熔點金屬&，並將此以真 :中100kg/cm之壓力、185〇〇c (使用鈦板作為高熔點金屬日:為16GGC)之溫度’藉由1G小時熱麼進行燒結，在燒結 rj炝點至屬合金或尚熔點金屬陶瓷之同時將高熔點金屬板接合於上下。其次，將此自石墨模具取出後，製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造的高熔點金屬合金或高熔 200844243 點金屬陶瓷燒結體（靶材）。工取樣並測定接合界面之抗 1。製得抗剪強度在3.1〜鬲熔點金屬板之高強度燒結自燒結體端部藉由放電加剪強度。其結果同樣表示於表 1 1.3kg/ mm2範圍内，且接合

熔點金屬合金或高熔點金屬陶兜的接合強度過弱而益法接合。不過對由矽化钽與矽化鎢構成之靶原料為有效。是以，鈦或以鈦為主成分之合金亦可使用作為高溶點板。此外， =lmmt左右較薄者作為高溶點金屬其抗剪強度有降低之趨勢：-般認為此係受來自石墨模具之碳化影響。是以，了知取好係高熔點金屬板為具有某種程度之厚度。特別 =，，熔點金屬板之適宜厚度之最佳範圍為2〜6mm二然头即使為1 mmt左右亦在可使用之範圍。

19 200844243 【1^1

^ ^ ^ ^ ^ 1 靶材 TaN I cn 卜 ΓΠ 卜 cn cn cn rn VO cn m in (N tri *ri »r；寸 rn (N Os 寸· ON oo 寸 00 寸 1 1 1 1 1 1 oo uS 卜 ui cn uS 寸 cn in TiN rn On rn cn cn v〇 cn m cn m cn (N G\ 寸· 00 寸 00 寸 ^}- v〇寸· t-H cn v〇寸· in 寸寸· ΓΛ ITi 1 1 1 1 1 1 (N uS cn 〇\ tn 寸卜 VO in WSi2 v〇寸 oo 寸 On 卜寸 vo 寸 rn uS 寸 uS m iri uS VO v〇 cn MD 寸 v〇寸· 寸寸 τ-Η cn CO cn cn ir> cn 00 cn OO ΓΛ 卜 uS m 寸 TaSi2 cn cn r-H a\ 一 C^N r-H oo 寸· r-H cn 寸· <N ▼-H CO ΓΛ r-H 寸 cn 00 cn 寸 cn oo 寸· ^T) r-H CN uS m 寸 cn cn H τ—H in m CTn 寸· ZrB2 r-H vd OO VO oo vd oo VO 卜 to On vd vd O oo v〇 VO 00 rn (N VO 寸 r—Η MD v〇 ON in 1 1 ! I 1 1 Ch cn 卜 to »ri O) o TaC 00 ro On r-H K oo Ό K r·( l〇 m m <N ON ui (Ν v〇 m (N m vd 1 1 1 1 1 I cn CO 0's in 寸 cn m in 1—H ir! WC 1—H uS 寸 m v〇 r> OO vd r—H K m rn 寸 r> ro 〇\ vd ON V〇 ON vd 00 寸 Ό uS o ON 00 1 1 i i 1 1 寸 ro v〇卜 CN VO v〇寸 Nb —Os r—H oo r-H cn 10.9 oo O； cn 〇\ r-H 00 v〇 v〇 v〇 cn in I> (Ν vd On v〇 oo (N 1 1 1 1 1 1 cn v〇 cn (N VO l> v〇 t> 卜 (D 1 rn 10.3 oo 10.1 On On o 1—* vd r-H 00 卜 00 m v〇 ON O) 卜 vn 00 卜 00 u-i 00 1 1 1 1 1 1 卜 vd in (N vd v〇 r- 高熔點板 | Talmm厚度 | Ta2mm厚度 | Ta4mm厚度 Ta 6mm厚度 | Ta8mm厚度丨TalOmm厚度丨Nblmm厚度 | Nb2mm厚度 | Nb4mm厚度 | Nb6mm厚度 | Nb8mm厚度 Nb 10mm厚度 V 1mm厚度 V 2mm厚度 V 4mm厚度 V 6mm厚度 V 8mm厚度 V 10mm厚度 Ti 1mm厚度 Ti 2mm厚度 Ti 4mm厚度 Ti 6mm厚度 Ti8mm厚度| Ή 10mm厚度 Mo 1mm厚度| Mo 2mm厚度| Mo 4mm厚度| Mo 6mm厚度| Mo 8mm厚度| Mo 10mm厚度實施例 τ—Ή 1 τ—4 (N 1 r-H ! 1 ( 寸 1 m 1 t-H v〇 1 T—K 1 oo 1 r-H 〇\ ! 1-—t o 丁 t-H ·< 1 i—H T H CO T T T—H 丁 τ—Η 丁 r-H τ ▼-Η 00 丁 1—4 2 T T-H | 1-20 (N 1 | 1—22 m (N 1 T—H | 1-24 L 1-25 | 1-26 1 L 1 一28 1 L I 一29 | 1-30 Φ埤丧碟：I 20 200844243 (實施例2~ 1)至（實施例2— 27) 按知鈾述貫施例1 ’分別使用厚度為2mmt、4mmt、 6mmt、之钽、厚度為2mmt之鈮、厚度為2mmt之釩、厚度為2mmt之鈦、厚度為2mmt之鉬之板作為高熔點金屬，將該等高熔點金屬板設置於石墨模具内，並於該高熔點金屬板上填充構成靶材之鈮一锇合金粉。然而，在使用鈦板作為咼熔點板之實施例2 — 6、實施例2 一丨5、及實施例2 一 24 ’則填充矽化鈕粉作為靶材。於此已填充之鈮一锇合金粉之上，進一步設置與上述相同之咼熔點金屬板，並將此以真空中1〇〇kg/cm2之壓力、 1850°c之溫度，藉由10小時熱壓進行燒結，在燒結鈮一 '我口孟叙之同a守將咼溶點金屬板接合於上下。然而，在使用鈦板作為高熔點板之實施例2_6、實施例2—Η、及實施例2—24,則以熱壓溫度i6〇(rc來燒結。其次，將此自石墨模具取出後，製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造的鈮—餓合金燒結體施例2— 6、實施例1c j你貝、 1 5、及實施例2 — 24，則製得使高文谷點金屬板接合於上 ^ 、上下之3層構造的矽化鈕燒結體（靶材）〇其次，藉由機械加工％、加工淺潯切削該高熔點金屬板之表面將p接ll、卫透過lmm與4mm之鋁及鋁合金插入材，等力^ w述高、溶點金屬板之乾材載置於支持板，並將此 #加熱至150〇C來接合。了八 & 此¥，係使用純銅、銅一 1 %鉻合金、銅，鋅合金作為支持板。 21 200844243 此灵施例中’重點在於係透過铭插入材來接合。此時，問題在於能否得到與支持板之足夠接合強度。因此，實施上述代表性之高熔點金屬板透過鋁或鋁合金插入材所接合之鈮一锇合金複合板之接合界面的拉力試驗。表2表示該結果 ° 如表2所示，皆為1〇·2〜15.0kgf/ mm2，已足夠作為乾材與支持板材料之接合強度。透過鋁或鋁合金插入材來接合靶之優點係在於能以低溫接合。是以，可得到無之勉曲產生量較小的重大效果。又’表3表示接合體之翹曲量。如表3所示，無之麵曲量為0.1，111111(表3所示僅一個為0.2111111)係屬輕微，為不會在靶製作上造成任何問題之水準。其-人’切削除去上部之咼溶點金屬板，將銳一餓合金面露出，而在實施例2 — 6、實施例2 — 1 5、及實施例2 一 24 則使矽化鈕面露出，並將支持板機械加工成既定形狀，並 _ 透過高熔點金屬板及鋁插入材或鋁合金材料，將靶接合於支持板’以製得鈮一锇合金及矽化鈕燒結體濺鍍靶。使用以此方式製作之濺鍍靶材，以如下條件在以〇基板上進行DC濺鍍。其結果，靶材無破裂產生並可進^穩定之濺鍍直至靶壽命結束。 (濺鍍條件）濺鍍氣體 Ar(100%) 濺鍍氣體壓力 0.6 Pa 施加功率 25 kw 22 200844243 基板間距離 100mm [表2] 高熔點板一Al、A1合金插入材一支持板之拉力試驗結果

實施例純銅支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 2-1 Ta2mm厚度 A1 13.5 13.2 2-2 Ta4mm厚度 A1 13.3 13.5 2 — 3 Ta6mm厚度 A1 13.1 12.9 2-4 Nb2mm厚度 A1 12.2 12.3 2-5 V 2mm厚度 A1 12.4 12.1 2-6 Ti 2mm厚度 A1 13.1 13.0 2-7 Mo 2mm厚度 A1 12.9 12.8 2-8 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 10.3 10.5 2-9 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 11.0 10.6 實施例銅一鉻合金支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 2-10 Ta2mm厚度 A1 14.1 14 2-11 Ta4mm厚度 AI 14.2 14 2-12 Ta6mm厚度 A1 13.8 13.8 2-13 Nb 2mm厚度 A1 12.8 13.3 2-14 V 2mm厚度 A1 11.3 11.5 2-15 Ή 2mm厚度 A1 14.3 15.0 2-16 Mo 2mm厚度 A1 14.2 14.9 2-17 Ta 2mm厚度 A1 合金(5052) 11.3 11.6 2-18 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 11.7 11.2 實施例銅一鋅支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質 A1插入材厚度 1mm 4mm 2-19 Ta2mm厚度 A1 14 14.3 2-20 Ta4mm厚度 A1 13.9 14.2 2-21 Ta6mm厚度 A1 13.8 14 2-22 Nb2mm厚度 A1 13.2 13.3 2-23 V 2mm厚度 A1 14.1 13.8 2-24 Ti 2mm厚度 A1 13.5 13.6 2-25 Mo 2mm厚度 A1 11.2 1L1 2一26 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 10.2 10.4 2-27 Ta 4mm厚度 A1 合金(5052) 10.7 10.7 (單位：kgf/mm2) 23 200844243 [表3] 各種接合體之翹曲量

實施例純銅支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 2-1 Ta2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-2 Ta4mm厚度 A1 0.1 0.1 2-3 Ta6mm厚度 A1 0.1 0.1 2-4 Nb2mm厚度 A1 0.1 0.1 2 — 5 V 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-6 Ti 2mm厚度 A1 0.2 0.1 2-7 Mo 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2 — 8 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.1 0.1 2-9 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 0.1 0.1 實施例銅一鉻合金支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 2-10 Ta2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-11 Ta4mm厚度 A1 0.1 0.1 2-12 Ta6mm厚度 A1 0.1 0.1 2-13 Nb 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-14 V 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-15 Ti2mm厚度 A1 0.1 O.i 2-16 Mo 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-17 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.1 0.1 2-18 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 0.1 0.1 實施例銅一鋅支持板(接合溫度150°C) 高熔點板材質插入材質 Al插入材厚度 1mm 4mm 2-19 Ta2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-20 Ta4mm厚度 A1 0.1 0.1 2-21 Ta 6mm厚度 AI 0.1 0.1 2-22 Nb 2mm厚度 A1 0.1 0.1 2-23 V 2mm厚度 Al 0.1 0.1 2-24 Ti 2mm厚度 Al 0.1 0.1 2-25 Mo 2mm厚度 Al 0.1 0.1 2 一 26 Ta2mm厚度 Al 合金(5052) 0.1 0.1 2-27 Ta4mm厚度 Al 合金(5052) 0.1 0.1 (單位：mm) 24 200844243 (實施例3 — 1)至（實施例3 — 27) 本實施例’與前述實施例2相同，係使用高熔點金屬與鈮一锇合金粉末，但實施例3 — 6、實施例3 — 1 5、及實施例3 — 24則使用矽化鈕粉末，製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造之由鈮一餓合金燒結體及矽化鈕燒結體構成的把材後’同樣地，透過1 mm與4mm之銘或銘合金插入材，將已接合該高熔點金屬板之靶材接合於支持板。此時’與貫施例2相異之處在於係以加熱至2 5 〇。〇來接合。以相同方式，實施鈮一餓合金複合板及矽化钽複合板之接合界面的拉力試驗。表4表示該結果。如該表4所不’接合強度皆為13.5〜16.4kgf/ mm2，已足夠作為輕材與支持板材料之接合強度。該接合強度較前述實施例2之接合強度已整體提升。另一方面，表5表示接合體之翹曲量。如該表5所示，翘曲ΐ #父貫施例2稍微偏高。然而，皆為〇 2mm係屬輕微，為不會在輕製作上造成任何問題之水準。其次，切削除去上部之高熔點金屬板，將鈮一锇合金面露出，而在實施例3—6、實施例3一 15、及實施例3_24 則使矽化鈕面露出，並將支持板機械加工成既定形狀，並透過高溶點金屬板及銘插入材，將靶接合於支持板，以製侍鈮一餓合金燒結體濺鍍靶及矽化鈕燒結體濺鍍靶。使用以此方式製作之濺鍍靶材，以與上述相同之濺鍍條件在Si〇2基板上進行Dc濺鑛。其結果，輕材無破裂產生並可進行穩定之濺鍍直至靶壽命結束。 25 200844243 [表4] 南炫點板一A1、A1合金插入材一支持板之拉力試驗結果實施例 1屯銅支持板(接合溫度250°C) '--- 高熔點板材質插入材質插入材展磨 1mm 3 — 1 Ta2mm厚度 A1 15.3 15.4 3 — 2 Ta4mm厚度 A1 14.8 15.2 3-3 Ta 6mm厚度 A1 14.7 14.3 _ 3 —4 Nb 2mm厚度 A1 15.4 15.5 3 — 5 V 2mm厚度 A1 15.8 15.4 3 — 6 Ti 2mm厚度 A1 16 15.7 3—7 Mo 2mm厚度 A1 16.2 15.6 3 — 8 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 14.1 13.7 3—9 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 14.3 13.6 實施例 ]鉻合金支持板⑽ ^合溫度25^ 一高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 3 —1〇 Ta2mm厚度 A1 15.7 16.2 3 —11 Ta4mm厚度 A1 15.3 15.7 3-12 Ta 6mm厚度 A1 15.7 15.3 3-13 Nb 2mm厚度 A1 14.3 15.2 3 — Μ V 2mm厚度 A1 14.9 15.3 3-15 Ti 2mm厚度 A1 16.4 16.1 3 —16 Mo 2mm厚度 A1 16.2 16.4 3-17 Ta 2 mm厚度 A1 合金(5052) 14.8 14.0 3 -18 1 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 14.5 14.2 實施例銅鋅支持板(接4 卜溫度250°(^ —- 高熔點板材質插入材質 A1插入材辱锋 1mm 4mm 3-19 Ta2mm厚度 A1 14.5 14.9 3-20 Ta4mm厚度 A1 14.6 14.7 3 — 21 Ta 6mm厚度 A1 14.3 14.2 3 — 22 , Nb2mm厚度 A1 15.2 15.5 3 — 23 V 2mm厚度 A1 15.2 15.6 3-24 Ti 2mm厚度 A1 16.4 16.2 3 — 25 Mo 2mm厚度 A1 16.3 16.4 3-26 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 15.3 15.1 3 — 27 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 13.5 14.6 (單位：kg£^mm2> 26 200844243 [表5] 各種接合體之翹曲量

純銅支持板(接合溫度2501；) 實施例高熔點板材質插入材質插入材厚唐 1mm 4mm 3 — 1 Ta2mm厚度 A1 0.2 0.2 3—2 Ta4mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 3 Ta 6mm厚度 A1 0.2 0.2 3—4 Nb2mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 5 V 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-6 Ti 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 7 Mo 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 8 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 3 — 9 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 銅一鉻合金支持板(福卜合溫度250°C) 實施例高熔點板材質插入材質插入材厚唐 1mm 4mm 3-10 Ta2mm厚度 A1 02 0.2 3-11 Ta4mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 12 Ta 6mm厚度 A1 0.2 0.2 3-13 Nb 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-14 V 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-15 Ti 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-16 Mo 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-17 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 3-18 Ta 4mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 銅一鋅支持板(接合溫度250°C) 實施例高熔點板材質插入材質 A1插入材厚唐 1mm 4mm 3-19 Ta2mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 20 Ta4mm厚度 A1 0.2 0.2 3 — 21 Ta 6mm厚度 A1 0.2 0.2 3-22 Nb2mm厚度 A1 02 0.2 3-23 V 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-24 Ti 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-25 Mo 2mm厚度 A1 0.2 0.2 3-26 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 3-27 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 0.2 0.2 (單位：mm) 27 200844243 (實施例4—1)至（實施例4一27) 本貫例’與别述實施例2相同，係使用高炼點金屬與銳一锇合金粉末，但實施例4 — 6、實施例4 — 1 5、及實施例4 — 24則使用矽化鈕粉末，製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造之鈮一锇合金燒結體及矽化鈕燒結體後，同樣地’透過1 mm與4mm之鋁或鋁合金插入材接合於支持板。此時，與實施例2相異之處在於係以加熱至35〇 °C來接合。以相同方式，實施鈮一餓合金複合板及矽化鈕複合板之接合界面的拉力試驗。表6表示該結果。如該表6所示，接合強度皆為13.5 〜18.4kgf/ mm2 ’已足夠作為靶材與支持板材料之接合強度。該接合強度整體較前述實施例2及實施例3之接合強度已進一步提升。另一方面，表7表示接合體之翹曲量。如該表7所示，翹曲量較實施例2及實施例3稍微偏高。然而，皆為〇.3mm 〜最大亦為0.4mm，為不會在靶製作上造成任何問題之水準。其次，切削除去上部之高熔點金屬板，將鈮—餓合金面露出，而在實施例4—6、實施例4— 15、及實施例4—24 則使矽化鈕面露出，並將支持板機械加工成既定形狀，並透過间熔點金屬板及鋁或鋁合金插入材，將靶材接合於支 #板以製得銳一锇合金燒結體濺鑛輕及矽化组燒結體濺革巴。 ' 使用以此方式製作之濺鍍靶材，以與上述相同濺鍍條 28 200844243 件在Si02基板上進行DC濺鍍。其結果，靶材無破裂產生並可進行穩定之濺鍍直至靶壽命結束。 [表6] 高熔點板一Al、A1合金插入材一支持板之拉力試驗結果

實施例純銅支持板(接合溫度350°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 4-1 Ta2mm厚度 Al 16.1 16.4 4-2 Ta4mm厚度 Al 16.4 16.3 4-3 Ta 6mm厚度 Al 16.6 16.5 4 一 4 Nb 2mm厚度 Al 16.3 16.4 4-5 V 2mm厚度 Al 16.3 16.2 4-6 Ti 2mm厚度 Al 17.3 17.8 4-7 Mo 2mm厚度 Al 17.4 17.7 4一 8 Ta2mm厚度 Al 合金(5052) 15.1 16.0 4-9 Ta4mm厚度 Al 合金(5052) 14.7 15.8 實施例銅一鉻合金支持板(指 t合溫度350°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 4 一 10 Ta2mm厚度 Al 16.6 16.9 4-11 Ta4mm厚度 Al 16.8 16.9 4-12 Ta 6mm厚度 Al 16.6 16.5 4-13 Nb2mm厚度 Al 16.5 16.6 4-14 V 2mm厚度 Al 16.6 16.7 4-15 Ti 2mm厚度 Al 17.7 18.0 4—16 Mo 2mm厚度 Al 17.8 18.1 4-17 Ta 2mm厚度 Al 合金(5052) 16J 15.7 4-18 Ta4mm厚度 Al 合金(5052) 15.1 15.7 實施例銅一鋅支持板(接合溫度350°C) 高熔點板材質插入材質 Al插入材厚度 1mm 4mm 4—19 Ta2mm厚度 Al 15.2 15.4 4-20 Ta4mm厚度 Al 15.1 !5.0 4-21 Ta 6mm厚度 Al 15.7 15.6 4-22 Nb2mm厚度 Al 14.9 14.6 4-23 V 2mm厚度 Al 14.5 14.4 4-24 Ti 2mm厚度 Al 18.1 18.2 4—25 Mo 2mm厚度 Al 18.4 18.3 4-26 Ta 2mm厚度 Al 合金(5052) 15.6 13.5 4-27 Ta4mm厚度 Al 合金(5052) 13.5 14.5 (單位：kgfi^mn^) 29 200844243 [表7] 各種接合體之翹曲量

貫施例純銅支持板(接合溫度350°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 4-1 Ta2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-2 Ta4mm厚度 A1 0.3 0.3 4-3 Ta6mm厚度 A1 0.3 0.3 4-4 Nb2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-5 V 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-6 Ti 2mm厚度 A1 0.4 0.4 4-7 Mo 2mm厚度 A1 0.4 0.4 4一 8 Ta 2mm厚度 A1 合金(5052) 0.3 0.4 4-9 Ta 4mm厚度 A1 合金(5052) 0.4 0.4 實施例 # 一鉻合金支持板(指 ^合溫度350°C) 高熔點板材質插入材質插入材厚度 1mm 4mm 4—10 Ta2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-11 Ta4mm厚度 A1 0.3 0.3 4—12 Ta 6mm厚度 A1 0.3 0.3 4 — 13 Nb 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-14 V 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-15 Ti 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-16 Mo 2mm厚度 A1 0.4 0.3 4-17 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.4 0.4 4-18 Ta 4mm厚度 A1 合金(5052) 0.4 0.4 實施例銅一鋅支持板(接合溫度350°C) 高炫點板材質插入材質 A1插入材厚度 1mm 4mm 4-19 Ta2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-20 Ta 4mm厚度 A1 0.3 0.3 4-21 Ta 6mm厚度 A1 0.3 0.3 4-22 Nb 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4 — 23 V 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-24 Ti 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4 — 25 Mo 2mm厚度 A1 0.3 0.3 4-26 Ta2mm厚度 A1 合金(5052) 0.4 0.3 4-27 Ta4mm厚度 A1 合金(5052) 0.4 0.3 (單位：mm) 30 200844243 (實施例5〜1)至（實施例5—27) 本實施例，係使用目前之例中表現出良好特性之4mm 2板，將鈮一餓合金粉如表8所示製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造之高熔點金屬陶瓷燒結體，改變插入材，並進一步改變接合溫度，實施各種試驗。 ’ 於無插入材之情況下、鋁插入材變化於〇.5mmt、2mmt、 4mmt、8 mmt之情況下、使用2mmt之Ag，Ni，Ti插入材之情況下，進一步將已接合高熔點金屬板之靶材與支持板之接合溫度變化於13(rc〜6〇(rc之範圍，然後測定靶材與支持板間之拉力試驗及靶之翹曲量。其次，切削除去上部之高熔點金屬板使靶面露出，並將支持板機械加工成既定形狀，透過高熔點金屬板及各種插入材，將靶材接合於支持板，以製得燒結體濺鍍靶。在此等中，如實施例5 — 3、實施例5 — 12、及實施例 5—21所示，在使用2mmt之鋁作為插入材，加熱至15〇艽接合時，係與支持板之種類無關，可得到已接合高熔點金屬板之靶材與支持板間之接合強度較高，且靶之翹曲量亦較少的最佳結果。然而，其他例會依插入材之種類、接合溫度之變化，於靶與支持板間之拉力強度及靶之翹曲量顯現出變化。使用以此方式製作之濺鍍靶材，以如下之條件在Si〇2 基板上’與上述相同濺鍍條件進行DC濺鍍。其結果，靶材無破裂產生，放電穩定性優異，並可進行穩定之濺鍍直至乾胥命結束。 31 200844243 [表8] 高熔點板一A1、A1合金插入材一支持板之拉力試驗結果

實施例純銅支持板高熔點板材質插入材質接合溫度(°C) 拉力試驗結果 (kg£^mm2) 勉曲量 (mm) 5-1 Ta4mm厚度無 600 13.2 2.5 5-2 Ta4mm厚度 A1 0.5mm 150 16.4 1.1 5-3 Ta4mm厚度 A12mm 150 16.6 0.3 5-4 Ta4mm厚度 A1 8mm 150 10.5 0.1 5-5 Ta4mm厚度 Ag 2mm 500 9.8 2.1 5-6 Ta4mm厚度 Ni 2mm 500 8.6 1.9 5-7 Ta4mm厚度 Ti 2mm 500 9.4 2.7 5 — 8 Ta4mm厚度 A14mm 130 7.8 0.1 5-9 Ta4mm厚度 A14mm 400 14.5 1.9 實施例鉬一絡合金支持板高熔點板材質插入材質接合溫度(°c) 拉力試驗結果 (kgf/mm2) 勉曲量 (mm) 5-10 Ta4mm厚度無 600 15.4 2.1 5-11 Ta4mm厚度 A1 0：5mm 150 16.4 0.9 5 — 12 Ta4mm厚度 A1 2mm 150 16.6 0.2 5-13 Ta4mm厚度 A1 8mm 150 9.8 0.1 5-14 Ta 4mm厚度 Ag 2mm 500 9.7 1.8 5-15 Ta4mm厚度 Ni 2mm 500 8.5 1.7 5-16 Ta4mm厚度 Ti 2mm 500 8.9 2.5 5 — 17 Ta4mm厚度 A12mm 130 5.8 0.3 5 一 18 Ta4mm厚度 A12mm 400 14.5 1.5 實施例銅一辞支持板高熔點板材質插入材質接合溫度(°C) 拉力試驗結果 (kgf/mm2) 麵曲量 (mm) 5-19 Ta4mm厚度無 600 12.2 2 5-20 Ta4mm厚度 A1 0.5mm 150 16.4 1.1 5-21 Ta4mm厚度 A12mm 150 16.6 03 5-22 Ta4mm厚度 A1 8mm 150 10.5 0.1 5-23 Ta4mm厚度 Ag 2mm 500 9.8 2.1 5-24 Ta4mm厚度 Ni 2mm 500 8.6 1.9 5 — 25 Ta4mm厚度 Ti 2mm 500 9.4 2.7 5-26 Ta4mm厚度 A12mm 130 4.3 0.3 5-27 Ta4mm厚度 A12mm 400 13.6 1.3 32 200844243 (比較例卜丨）至（比較例卜4)及（比較例1-8)至（比較例 1 — 9) 如表9所示，不使用高熔點金屬時，將鈮一锇合金粉末填充於石墨模具内，將此以真空中lGGkg/em2之壓力、 1850 C，藉由10小時熱壓進行燒結，製得鈮—餓合金燒結體（靶材）。

其一人，在無插入材之情況下、使用Cu之插入材之情况下、使h之插入材之情況下、及使用A1之插入材之情況下’分別以表9所示之溫度進行㈣與支持板之擴散接合。支持板之種類係如表9所示。、十對以上，進行接合強&、接合後之麵曲、錢鑛特性、及接合之肉眼觀察，該結果亦表示於表9。如表9所不，比較例i i由於未使用高溶點金屬板，亦未使用插入材，因此靶與支持板之接合強度為〇 5kg/mm2 較弱，機械加工時於擴散接合界面產生剝離。比較例1 — 2雖將接合溫度設定於較高之8〇〇它，但由於未使用高熔點金屬板，亦未使詩人材，因此乾與板擴散接合後產生破裂。〃 ' 比車乂例1—3雖將接合溫度設定於較高之7〇〇它，但由於未使用高炼點金屬板，使肖^作為插人材之例，雖乾 :支持板之接合強度較高，但接合後乾之趣曲$ 5_變大’此外於擴散接合後產生破裂。使用丁i作為插 f機械加工時於比較例1 一 4為未使用高熔點金屬板，入材之例，其靶與支持板之接合強度較低 33 200844243 擴散接合界面產生剝離。比車乂例1 8為未使用高炫點金屬板，使用μ作為插入材之例’其㈣特性不良，並在濺鍍巾絲與支持板之擴散接合界面產生剝離。比軏例1 — 9為未使用高熔點金屬板，將接合溫度提升至滅，使用…作為插入材之例，雖接合強度已提升，但在擴散接合後於粗產生破裂。 (比較例1一5)至（比較例卜7)及（比較例卜ι〇) 本比較例中，如表9所示，使用Ta板及Mo板作為高熔點金屬板，將鈮一餓合金粉末填充於石墨模具内，將此以真空中i〇〇kg/cm2之壓力、185(rc之溫度，藉由ι〇小時熱壓進行燒結，製得鈮—鐵合金燒結體。其次，分別在無插入材之情況下、使用CU2插入材之情況下、及使用A1之插入材之情況下，以表9所示之溫度進行靶材與支持板之擴散接合。針對以上，進行接合強度、接合後之翹曲、濺鍍特性、及接合之肉眼觀察，該結果亦表示於表9。比較例1 一 5雖使用0.5mmt之Ta板作為高熔點金屬板’但由於厚度不足且未使用插入材，因此革巴與支持板之接合強度為0.3kg/mm2屬較弱，機械加工時於擴散接合界面產生剝離。比較例1 一 6為使用0.2mmt之Ta板作為高熔點金屬板’並將接合溫度設定於較高之500°C，且未使用插入材之例，雖接合高熔點金屬板之靶與支持板之接合強度已增 34 200844243 加，但於擴散接合後產生破裂。比較例1 一 7為使用0· 5mmt之Ta板作為高熔點金屬板，並使用Cii作為插入材之例，其接合強度較低，錢鍍特性不良，並在濺鍍中於接合高熔點金屬板之靶與支持板之擴散接合界面產生剝離。比較例1 — 10為使用0· 5mmt之Mo板作為高溶點金屬板，並使用 A1合金作為插入材之例，由於接合溫度為50 °C屬較低，因此實質上無法接合靶與支持板。 [表9] 比較例

比較例高熔點板靶材插入材支持板材質 1-1 無 Nb-Os 無 CuCr 1-2 無 Nb-Os 無 CuZn 1-3 無 Nb-Os Cu CuZn 1-4 無 Nb-Os Ti CuZn 1-5 Ta 0.5mm 厚度 Nb-Os 無 CuCr 1—6 Ta 0.2mm 厚度 Nb-Os 無 CuZn 1-7 Ta 0.5mm 厚度 Nb-Os Cu CuZn 1-8 無 Nb-Os A1 Cu 1-9 無 Nb-Os A1 Cu 1-10 Mo 0.5mm 厚度 Nb-Os A1合金 CuCr 比較例擴散接合溫度(°C) 接合強度(kgf/mm2) 接合後之麵曲(mm) 濺鍍特性 1-1 200 0.5 0.5 — 1-2 800 5 3 — 1-3 700 20 5 — 1-4 200 1 0.7 — 1-5 250 0.3 0.2 — 1-6 500 15 2 — 1—7 200 3 1 不良 1-8 300 2 0.5 不良 1-9 500 5 3 一 1-10 50 — — — 比較例備註 1 — 1 機械加工時在擴散接合界面產生剝離 35 200844243 1-2 擴散接合後產生破裂 1-3 擴散接合後產生破裂 1-4 機械加工時在擴散接合界面產生剝離 1-5 機械加工時在擴散接合界面產生剝離 1-6 擴散接合後產生破裂 1-7 濺鍍中在擴散接合界面產生剝離 1-8 濺鍍中在擴散接合界面產生剝離 1 — 9 擴散接合後產生破裂 1-10 無法接合由以上比較例可知，未使用高溶點金屬板時，會於革巴與支持板擴散接合後產生破裂，或機械加工時或於濺鍍中在靶與支持板之擴散界面產生剝離的問題。又，在高熔點金屬板不具足夠之厚度時，亦可觀察到相同趨勢。欲改善此靶與支持板之擴散界面之接合強度之降低而提高擴散接合溫度時，則會發生接合後靶之翹曲變大的問題。以比較例之條件，皆會產生接合強度不足，且靶之翹曲魏曲變大的問題。又，雖插入材之存在有提高接合強度增加之作用，但以比較例之條件可知有其極限。 (實施例6—1)至（實施例6 — 28) 本實施例，如表10所示，靶之材質係選自TaC、ZrB2、 WSi2、及TaN ”高熔點金屬板係選自Ta、Nb、V、Ti、及 Mo，且將厚度改變於2〜6mm之範圍，並進一步使用 A1 及A1合金作為插入材，製得使高熔點金屬板接合於上下之3層構造之高熔點金屬陶瓷燒結體。將此接合於支持板。使用CuZn、Cu、CuZn、CuCr作為支持板。靶材與支持板之接合溫度係設為250°C。其次，切削除去上部之高熔點金屬板，使靶面露出， 36 200844243 透過高熔點金屬板及各以製得燒結體濺鍍靶。，以如下之條件在Si02 DC濺鍍。其結果，靶並可進行穩定之濺鍍直並將支持板機械加工成既定形狀，種插入材，將靶材接合於支持板，使用以此方式製作之濺鍍靶材基板上’與上述相同、;賤鐘條件進行材無破裂產生，放電穩定性優異，至靶壽命結束。高熔點八p α 知即使將乾之材質、

门熔2孟屬板、及插入材在本、組合，亦可俨不u ^ 甲明&明之靶圍作各種了仔到相同之良好結果。

37 200844243 【01<】

濺鍍特性放電穩定性丨靶材之破裂碟 41 碟碡碟碟碟碟碟碟碟碟碟碟靶材支持體材料 CuZn CuZn CuZn CuZn CuCr CuCr u CuZn CuZn CuZn CuZn CuCr CuCr CuZn CuCr CuCr CuCr CuZn CuCr CuZn CuZn CuZn CuZn CuZn CuZn CuZn CuZn 插入材 A12mm A1 3mm A11mm A14mm A12mm A1 2mm A12mm A1 2mm A12mm A1 3mm A1 1mm A1 4mm A1 2mm A1 2mm A1 4mm A1 2mm A12mm A1 4mm A12mm A12mm A1 2mm A1 2mm A1 2mm A1 4mm A15052 2mm A15052 2mm 1 A15052 3mm 1 A15052 4mm 高熔點金屬板 Ta 2mm Ta 4mm Ta 6mm Ta 3mm Ta2mm Ta4mm Ta 2mm Ta4mm Nb 2mm Nb 4mm Nb 6mm Nb 3mm V2mm V 4mm V 3mm V 2mm Ti 2mm Ti 4mm Ti 6mm Ti 3mm Mo 2mm Mo 2mm Mo 4mm Mo 6mm Ta 2mm Ta 2mm 1 Ta 4mm 1 Ta 6mm 靶材質 TaC ZrB2 WSi2 TaN TaC ZrB2 WSi2 TaN TaC ZrB2 WSi2 TaN TaC ZrB2 WSi2 TaN WSi2 WSi2 WSi2 WSi2 TaC ZrB2 WSi2 TaN TaC ZrB2 1 WSi2 1 TaN 實施例 1 Ό | 6-2 | 6 — 3 6-4 | 6-5 1 VO I 6 — 7 〇〇 1 VO 〇\ 1 vo o T v〇 r-H 1 v〇 T VO cn T v〇 2 丁 T VO 丁 T 00 T v〇 G\ 1 VO 1 v〇 1 VD CN (N 1 cn CM 1 v〇 1 in (N 1 VO VO (N 1 VO 1 00 1 VsO 38 200844243 產業上可利用性由於可有效抑制乾製造時及濺鑛時產生破裂，因此可進行高功率滅鍍，且能在輕製造時抑制乾原料與模且之反應，並可進-步降低乾之翹曲，此外’由於可進行使滅鑛粒子離子化之離子濺鍍，因此有用於機械加工困難之高熔點金屬合金、高炫點令厘办^ ^ 金屬矽化物、兩熔點金屬碳化物、高 }谷點金屬鼠化物或高、皮里上A m ττ,η /, I, W必阿；點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造。【圖式簡單說明】圖1係本叙明之鬲熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、两熔點金屬石反化物、高炼點金屬氮化物或高溶點金屬侧化物之難k結體所構成之乾之製程的概略說明圖。【主要元件符號說明】 1 模具 2, 2，高熔點金屬板 3 靶原料粉末 4 A1插入材 5 支持板 39

Claims

200844243 十、申請專利範園： 1、一種高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬％I化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶，其特徵在於：具備有高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶材、與靶材以外之高熔點金屬板經接合的構造。 2、如申睛專利範圍第1項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶，其中，高熔點金屬板係鈕、鈮、釩、鈦或鉬之金屬板、或以此等為主成分之合金板。 3、如申睛專利範圍第1或2項之高熔點金屬合金、高 U孟屬石夕化物H點金屬碳化物、高溶點金屬氣化物

或向熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶，其中，高熔點金屬板之厚度為2〜6mm。 4、-種同熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高溶點金屬氮化物或高炼點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其特徵在於·· 邱低且…-穴τ，於具上填充由向熔點金屬合金、高熔點泰厪r 〇蝽2 i屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高格，，-占孟屬硼化物所構成之粉末，並於所填充之該粉末之上，上再插入靶材以外之高熔點 40 200844243 ^屬板製成三層構造後，對其進行加塵使之擴散接合後，糟由機械加工除去上部之高溶點金屬才反卩製成靶。 “ 5、如申凊專利範圍第4項之高熔點金屬合金、高熔點 :屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中’ *熔點金屬板係使用鈕、鈮、釩、鈦或鉬之金屬板、或分別以此等為主成分之合金板。

ό如申明專利範圍第4或5項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或鬲熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中，係使用石墨模具，在1000〜200(rc之溫度下，將高炫點金屬板加以擴散接合。 7、如申請專利範圍第4或5項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中’係使用厚度為2〜6mm之高熔點金屬板來燒結。 8、如申請專利範圍第6項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高溶點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶的製造方法，其中’係使用厚度為2〜6mm之高熔點金屬板來燒結。 9、一種高溶點金屬合金、高溶點金屬石夕化物、高溶點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高炫點金屬蝴化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體，其特徵在於：於高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬 41 200844243 碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體革巴與由銅或銅合金板所構成之支持板之間，係透過乾側之革巴材以外的高熔點金屬板與支持板側之鋁或以鋁為主成分之合金的插入材接合在一起。 1 〇、如申請專利範圍第9項之高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體，其中，由鋁或以鋁為主成分之合金所構成之插入材具備1〜4mm之厚度。 Π、一種高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔 -占至屬峡化物、咼溶點金屬氮化物或高嫁點金屬删化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體的製造方法，其特徵在於：

將靶材以外之高熔點金屬板置入模具中，於其上填充由高熔點金屬合金、高熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬氮化物或高熔點金屬硼化物所構成之粉末，並於所填充之該粉末之上，再插入靶材以外之高熔點金屬板製成三層構造I，對其進行加壓使之擴散接合後自模具取出，然後再透過由鋁或以鋁為主成分之合金所構成 2插入材，接合於由銅或銅合金板構成之支持板，接合後藉由機械加工除去上部之高熔點金屬板。 12、如中請專利範圍第u項之高溶點金屬合金、高溶點金切化物、聽點金屬碳化物、高炼點金屬氮化物或南熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶—支持板组裝體 42 200844243 分之合金所支持板時，的製造方法，其中，當透過由鋁或以鋁為主成構成的插入材，接合於由銅或銅合金板構成之係以150〜350°C之低溫加以接合。

13、如申請專利範圍第U或12項之高熔點金屬合金、尚熔點金屬矽化物、高熔點金屬碳化物、高熔點金屬气化物或高熔點金屬硼化物之難燒結體所構成之靶一支持板組裝體的製造方法，其中，係使用厚度為丨〜4mm之由鋁或以链為主成分之合金所構成之插入材來接合。十一、圖式：如次頁。

43