TW202214892A - 濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法 - Google Patents

濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及靶材之回收方法，該濺鍍靶材-背板接合體即便於使用撓曲強度較低之靶材之情形時或者靶材與背板之線膨脹係數差大為不同之情形時，亦能抑制靶材之破損及剝離，能夠抑制因雜質之揮發造成之污染，既能抑制用作靶材之高價材料之損耗，又能容易地進行靶材之剝離回收。本發明之濺鍍靶材-背板接合體於背板1接合有厚度2.0～15.0 mm之靶材2，背板於板表面3具有深度0.5～5.0 mm之凹部4，靶材嵌入至凹部，且上述接合體具有靶材之外周側面5由背板之凹部內周側面6束緊之壓接構造。

Description

濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法
本發明係關於一種用於設置在濺鍍裝置之較佳之濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法，上述濺鍍裝置用於HDD(Hard Disk Drive，硬碟)、半導體等之製造步驟中。
為了將濺鍍靶材設置於HDD、半導體等之製造步驟中所使用之濺鍍裝置，一般使用將濺鍍靶材接合於被稱為背板之構件而成之濺鍍靶材-背板接合體。於濺鍍靶材-背板接合體中，藉由將背板固定，而介隔背板將濺鍍靶材設置於濺鍍裝置。
背板係支持濺鍍靶材之構件，又，係用以抑制因暴露於電漿而導致之濺鍍靶材之溫度上升之負責冷卻之構件，故而由銅系材料、鋁系材料等熱傳導較高之材料形成。又，濺鍍靶材與背板必須維持密接性以實現熱傳導。
關於濺鍍靶材與背板之接合，通常實施以下方法：使用銦或錫等低熔點且真空下之蒸氣壓較低之材料作為嵌入材的被稱為鍵合(bonding)之接合方法、或者使用具有導電性之樹脂來接合之方法。
但是，若濺鍍靶材之溫度升高至用作嵌入材之銦或錫等之熔點以上，則存在銦或錫因揮發而以雜質之形式混入所形成之膜中之情況，於要求高純度之用途中，成為致命性問題。
為了解決鍵合之問題，有不使用低熔點金屬作為嵌入材而對濺鍍靶材與背板施加相對之壓力，並於升高溫度後之狀態下花費時間進行擴散接合之技術(例如，參照專利文獻1～3)。
於專利文獻1中，揭示有相對於容許應力15～20 kgf/mm 2之包含鉭之濺鍍靶材，背板採用其容許應力與濺鍍靶材之容許應力相同或較其高之材料，製成由濺鍍靶材與背板擴散接合而成之組件，藉此，控制因熱膨脹與收縮而產生之濺鍍靶材之翹曲之方向。
於專利文獻2中，揭示有藉由對熔點為1000℃以上之靶材、選自熔點較該靶材之熔點低之金屬或合金中之1種以上之嵌入材、及背板進行固相擴散接合，而獲得接合率為100%之較高之密接性及較高之接合強度。
於專利文獻3中，揭示有藉由如下操作製作總成之方法，即，於製成嵌埋濺鍍靶材之整個面之夾層構造之後，藉由熱等靜壓(HIP)或單軸熱壓(UHP)於400～600℃實施加熱壓縮使其擴散接合，其後，對濺鍍靶材及背板進行切削。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-183258號公報 [專利文獻2]日本專利特開平06-108246號公報 [專利文獻3]日本專利特表2014-511436號公報
[發明所欲解決之問題]
但是，如專利文獻1記載之發明，於濺鍍靶材係由撓曲強度較低之材料形成之情形時，若濺鍍靶材與背板之線膨脹係數差大為不同，則存在高溫下擴散接合之後進行冷卻進行熱收縮時，濺鍍靶材發生破損之情況。因此，有時亦於低溫下進行擴散接合，但要麼擴散接合無法進行，要麼無法獲得充分之強度。
又，即便藉由加熱與加壓對線膨脹係數差大為不同之濺鍍靶材與背板僅進行擴散接合，於使用濺鍍靶材時，若溫度反覆上升下降，則亦存在接合界面越來越疲勞而破裂、剝離之情況。
又，於專利文獻2記載之發明中，在使用濺鍍靶材時，若溫度上升至嵌入材之熔點，則亦存在嵌入材發生熔融導致濺鍍靶材剝離之情況。此種傾向容易於使用大型靶材、要求高純度之半導體製造中出現。
又，為了減小線膨脹係數之差，亦有放入線膨脹係數為濺鍍靶材與背板之中間值左右之嵌入材等緩解應力之方法，但與藉由鍵合進行金屬接合時或使用導電性樹脂進行接合時同樣，會發生嵌入材揮發，無法解決雜質混入之問題。
又，於專利文獻3記載之發明中，對濺鍍靶材與背板進行處理直至形成牢固之擴散接合，因此，濺鍍靶材與背板之線膨脹係數之差較大，且根據濺鍍靶材之材質，有可能於濺鍍靶材之擴散接合步驟中發生濺鍍靶材之破裂。
因此，本發明之目的在於提供一種濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法，該濺鍍靶材-背板接合體即便於使用撓曲強度較低之濺鍍靶材之情形時或者濺鍍靶材與背板之線膨脹係數差大為不同之情形時，亦能抑制濺鍍靶材之破損及剝離，又，能夠抑制因雜質之揮發造成之污染，進而，既能抑制用作靶材之高價材料之損耗，又能容易地進行靶材之剝離回收。 [解決問題之技術手段]
本發明者等人專心研究，結果發現藉由進行壓接及擴散接合，能夠解決上述課題，從而完成本發明。即，本發明之濺鍍靶材-背板接合體係將厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材接合於背板而成者，其特徵在於：上述背板於板表面具有深度0.5～5.0 mm之凹部，上述濺鍍靶材嵌入至該凹部，且上述濺鍍靶材-背板接合體具有上述濺鍍靶材之外周側面由上述背板之凹部內周側面束緊之壓接構造。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材之外周側面具有凹凸部分，上述背板之凹部內周側面具有凹凸部分，且上述外周側面之凹凸部分與上述凹部內周側面之凹凸部分成為相互嵌入之構造。除了能提高濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面利用壓接所得之接合強度以外，於濺鍍靶材及背板之厚度方向上亦能提高利用壓接所得之接合強度，其結果為，能夠保持濺鍍靶材使用時之接合強度，將熱傳導保持良好。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述背板之凹部之凹部開口面小於凹部底面。除了能提高濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面利用壓接所得之接合強度以外，於濺鍍靶材及背板之厚度方向上亦能提高利用壓接所得之接合強度，其結果為，能夠保持濺鍍靶材使用時之接合強度，將熱傳導保持良好。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材之底面大於上述背板之凹部之凹部開口面。藉由提高濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面利用壓接所得之接合強度，能夠保持濺鍍靶材使用時之接合強度，將熱傳導保持良好。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為於200～500℃，上述背板之線膨脹係數大於上述濺鍍靶材之線膨脹係數。藉由加熱時背板發生膨脹，能夠將濺鍍靶材填充於背板之凹部，並且藉由冷卻時背板收縮，由背板之凹部內周側面壓接濺鍍靶材之外周側面，能夠形成濺鍍靶材-背板接合體。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有2.5 mm以下之中間層，該中間層包括包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。藉由設置中間層，能夠提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板之凹部設置有中間層，故而中間層由濺鍍靶材覆蓋，因此，能夠抑制中間層之材質揮發成為雜質而附著於基板。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有10 μm以下之中間層，該中間層係包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之薄膜。藉由設置中間層，能夠提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板之凹部設置有中間層，故而中間層由濺鍍靶材覆蓋，因此，能夠抑制中間層之材質揮發成為雜質而附著於基板。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有1.0 mm以下之中間層，該中間層包括包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。藉由設置中間層，能夠提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板之凹部設置有中間層，故而中間層由濺鍍靶材覆蓋，因此，能夠抑制中間層之材質揮發成為雜質而附著於基板。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有2層以上之中間層，該中間層包括：2.5 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；10 μm以下之薄膜，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；或者1.0 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金。藉由設置2層以上之中間層，能夠提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板之凹部設置有中間層，故而中間層由濺鍍靶材覆蓋，因此，能夠抑制中間層之材質揮發成為雜質而附著於基板。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材之材質為Al-Sc合金、Ru、Ru合金、Ir或Ir合金。即便為1000℃以上之高熔點材料亦能抑制濺鍍靶材之翹曲或破裂，並且提高濺鍍靶材與背板之接合強度。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材之材質為Li系氧化物、Co系氧化物、Ti系氧化物或Mg系氧化物。即便為1000℃以上之高熔點材料亦能抑制濺鍍靶材之翹曲或破裂，並且提高濺鍍靶材與背板之接合強度。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述背板之材質為Al、Al合金、Cu、Cu合金、Fe或Fe合金，上述背板之線膨脹係數為30.0×10 -6/℃以下。藉由使用背板之熱傳導性良好者，加熱時背板膨脹，能夠將濺鍍靶材插入於背板之凹部，並且藉由冷卻時背板收縮，由背板之凹部內周側面壓接濺鍍靶材之外周側面，能夠形成接合體。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，包括上述濺鍍靶材之撓曲強度為500 MPa以下之形態。濺鍍靶材與背板之接合體亦可應用於撓曲強度較弱之濺鍍靶材。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述背板之凹部之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，上述背板之凹部之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數1)～(數5)。 (數1) D TG＞D BP(數2) D BP＝D TG－ΔD×C (數3) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT×CTE TG(數4) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數5) CTE BP＞CTE TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、CTE BP及CTE TG之含義分別如下。 D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合之溫度(℃)(其中，T＞室溫) ΔT：T－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CTE TG：溫度T下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm) 藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合時，能夠抑制濺鍍靶材之破裂或翹曲。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述背板之凹部之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，上述背板之凹部之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數6)～(數10)。 (數6) D TG＞D BP(數7) D BP＝D TG－ΔD×C (數8) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT 1×CT 1E TG(數9) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數10) CTE BP＞CT 1E TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、T 1、ΔT 1、CTE BP及CT 1E TG之含義分別如下。 D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之背板之溫度(℃)(其中，T＞室溫、T＞T 1) ΔT：T－室溫(℃) T 1：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之濺鍍靶材之溫度(℃)(其中，T 1≧室溫、T＞T 1) ΔT 1：T 1－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CT 1E TG：溫度T 1下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與自室溫升溫至溫度T 1時之濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm) 藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合時，能夠抑制濺鍍靶材之破裂或翹曲。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材以於上述濺鍍靶材之靶材表面之整個周圍露出上述背板之上述板表面的方式嵌入至該背板。即便於藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合之後，亦能利用板表面之露出部容易地將濺鍍靶材-背板接合體設置於濺鍍裝置。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為上述濺鍍靶材之靶材表面相較於上述板表面突出。藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合時，能夠抑制濺鍍靶材之破裂或翹曲。又，製造時，僅按壓濺鍍靶材表面便能接合。
本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法之特徵在於包括：步驟1，其係準備厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材、及背板；步驟2，其係於上述背板之板表面形成深度0.5～5.0 mm之凹部；步驟3，其係加熱上述背板使上述凹部熱膨脹；步驟4，其係將上述濺鍍靶材嵌入至經熱膨脹之上述凹部；及步驟5，其係將上述背板冷卻，形成上述濺鍍靶材之外周側面由上述背板之凹部內周側面束緊之壓接構造。藉由用背板之凹部內周側面壓接濺鍍靶材之外周側面，能夠製造濺鍍靶材-背板接合體。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為於上述步驟2與上述步驟3之間或上述步驟3與上述步驟4之間，進而包括將成為中間層之材料填充或塗佈於上述凹部之步驟6。可製造能夠提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，提高密接性，將熱傳導保持良好之濺鍍靶材-背板接合體。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為於上述步驟4與上述步驟5之間，進而包括按壓上述濺鍍靶材以使上述濺鍍靶材之底面與上述背板之上述凹部之底面擴散的步驟7。藉由使濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面擴散，能夠使濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面遍及整體而接合，從而提高密接性，效率良好地進行熱傳導。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為至少於上述步驟3、上述步驟4及上述步驟5中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)、放電電漿燒結法(SPS)及利用加熱板之加熱法中至少1種方法進行。能夠更確實地進行濺鍍靶材與背板之接合，從而提高密接性，效率良好地進行熱傳導。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為於上述步驟7中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)及放電電漿燒結法(SPS)中至少1種方法進行。藉由使濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面擴散，能夠使濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面遍及整體而接合，從而提高密接性，效率良好地進行熱傳導。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為於上述步驟7中，設為10 Pa以下之減壓氣體氛圍或氧濃度1000 ppm以下之氣體氛圍，將加熱溫度設為100～1000℃，且將按壓設為0 Pa以上80 MPa以下之範圍。能夠抑制濺鍍靶材之氧含量。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法中，較佳為於上述步驟5之後，將按壓或加熱與按壓之步驟及冷卻步驟作為1組而進行1次或重複進行2次以上。能夠抑制濺鍍靶材之翹曲，並且進一步提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部之底面的接合強度，能夠提高密接性，效率良好地進行熱傳導。
本發明之濺鍍靶材之回收方法之特徵在於包括：步驟A，其係加熱本發明之濺鍍靶材-背板接合體，使其熱膨脹直至上述背板之上述凹部開口面大於上述濺鍍靶材之底面；及步驟B，其係自上述背板卸除上述濺鍍靶材，自上述濺鍍靶材-背板接合體回收上述濺鍍靶材。 [發明之效果]
本發明可提供一種濺鍍靶材-背板接合體、其製造方法及濺鍍靶材之回收方法，該濺鍍靶材-背板接合體即便於使用撓曲強度較低之濺鍍靶材之情形時或者濺鍍靶材與背板之線膨脹係數差大為不同之情形時，亦能抑制濺鍍靶材之破損及剝離，又，能夠抑制因雜質之揮發造成之污染，進而，既能抑制用作靶材之高價材料之損耗，又能容易地進行靶材之剝離回收。
以下，示出實施方式對本發明詳細進行說明，但本發明不限定於該等記載來解釋。只要起到本發明之效果，則實施方式亦可進行各種變化。圖中，於各接合體中，對相同名稱之部位，無論形狀如何均標註相同符號。
參照圖1及圖2，對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體進行說明。本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體100係將圓板形狀之厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材2接合於圓板形狀之背板1而成者，背板1於板表面3具有深度0.5～5.0 mm之凹部4，濺鍍靶材2嵌入至凹部4，且濺鍍靶材-背板接合體100具有濺鍍靶材2之外周側面5由背板1之凹部內周側面6束緊之壓接構造。此處，壓接構造係指呈現凹部內周側面6按壓外周側面5之狀態之構造。該構造至少產生外周側面5與凹部內周側面6之靜摩擦，而將濺鍍靶材2固定於背板1。例如，於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體100中，較佳為濺鍍靶材2之底面9大於背板1之凹部4之凹部開口面21，能夠具有壓接構造。凹部開口面21係與背板1之板表面3相接之面之延長面，且係覆蓋凹部4之開口之假想面。此處，較佳為濺鍍靶材2之底面9與背板1之凹部4之凹部開口面21於加工精度範圍內具有相似形的關係。
凹部4具有凹部底面7及凹部內周側面6。凹部底面7較佳為與板表面3或背板1之背面平行之平坦面。若凹部4之深度未達0.5 mm，則處於濺鍍靶材2嵌入至凹部4之狀態，且由背板1之凹部內周側面6藉由壓接將濺鍍靶材2之外周側面5接合時，接合強度不足，濺鍍靶材2容易自背板1剝離。另一方面，若凹部4之深度超過5 mm，則由背板1之凹部內周側面6藉由壓接將濺鍍靶材2之外周側面5接合時，來自凹部內周側面6之按壓過強，濺鍍靶材容易發生破裂或翹曲。背板1之板表面3及背面亦可於不產生電荷集中之範圍內具有凹凸或傾斜，但分別是平坦面且具有平行關係為佳。
濺鍍靶材2之厚度為2.0～15.0 mm。若濺鍍靶材2之厚度未達2.0 mm，則存在濺鍍靶材2之表面(亦稱為濺鍍面)較背板1之板表面3低之情況，若超過15.0 mm，則存在背板1與濺鍍靶材2之接合強度不足之情況。板表面3與濺鍍面平行為佳。背板1之厚度例如為3.0～40.0 mm。
於圖1及圖2中，示出了圓板形狀之濺鍍靶材2接合於圓板形狀之背板1之形態，但亦可為如圖3所示，長方形之濺鍍靶材2接合於長方形之背板1之形態。B-B剖面具有與圖2所示之A-A剖面相同之形狀。又，長方形之形狀包括正方形之形狀。於本實施方式中，較佳為形成包括橢圓形之形狀之圓板形狀、包括正方形之形狀之長方形之形狀、多邊形狀等之板狀濺鍍靶材之後再與背板接合。
如圖4或圖5所示，於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體200、300中，較佳為濺鍍靶材2之外周側面5具有凹凸部分8a，背板1之凹部內周側面6具有凹凸部分8b，且外周側面5之凹凸部分8a與凹部內周側面6之凹凸部分8b成為相互嵌入之構造。除了能提高濺鍍靶材2之外周側面5與背板1之凹部內周側面6利用壓接所得之接合強度以外，於濺鍍靶材2及背板1之厚度方向上亦能提高利用壓接所得之接合強度。其結果為，能夠保持濺鍍靶材2使用時之接合強度，將熱傳導保持良好。又，只要濺鍍靶材2之外周側面之圓周方向及厚度方向、以及背板之凹部內周側面之圓周方向及厚度方向上利用壓接所得的接合強度足夠，則亦可有意地減弱濺鍍靶材之底面9與背板之凹部底面7之接合強度，因此，於濺鍍靶材使用後，能夠容易地自背板剝離、回收濺鍍靶材。
如圖4所示，外周側面5之凹凸部分8a之剖面形狀為凹形狀之三角形時，凹部內周側面6之凹凸部分8b之剖面形狀設為凸形狀之三角形。凹形狀之三角形與凸形狀之三角形為表面相互接觸之關係較佳。又，如圖5所示，外周側面5之凹凸部分8a之剖面形狀為凹形狀之四邊形時，凹部內周側面6之凹凸部分8b之剖面形狀設為凸形狀之四邊形。凹形狀之四邊形與凸形狀之四邊形為表面相互接觸之關係較佳。除了上述形態以外，亦可為凹形狀之半圓形與凸形狀之半圓形之形態、凹形狀之半橢圓形與凸形狀之半橢圓形之形態。又，凹與凸之關係亦可於濺鍍靶材側與背板側為相反關係。進而，外周側面5之凹凸部分8a與凹部內周側面6之凹凸部分8b可為遍及各自之圓周方向之全周而設置之形態、或者設置於各自之圓周方向之一部分之形態中任一者。進而，外周側面5之凹凸部分8a及凹部內周側面6之凹凸部分8b亦可沿著凹部4之深度方向設置2排以上。
如圖6～圖8所示，於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體400、500、600中，較佳為背板1之凹部4之凹部開口面21小於凹部底面7。除了能提高濺鍍靶材2之外周側面5與背板1之凹部內周側面6利用壓接所得之接合強度以外，於濺鍍靶材2及背板1之厚度方向上亦能提高利用壓接所得之接合強度。其結果為，能夠保持濺鍍靶材2使用時之接合強度，將熱傳導保持良好。又，只要濺鍍靶材2之外周側面5與背板1之凹部內周側面6利用壓接所得之接合強度足夠，則亦可有意地減弱濺鍍靶材2之底面9與背板1之凹部底面7之接合強度，因此，於濺鍍靶材2使用後，能夠容易地自背板1剝離、回收濺鍍靶材2。
如圖6所示，具有外周側面5之剖面形狀為凹形狀之三角形之凹部22時，具有凹部內周側面6之剖面形狀為凸形狀之三角形之凸部23，藉由凸部23，使得凹部4之凹部開口面21小於凹部底面7。凹部22與凸部23為表面相互接觸之關係較佳。於圖6中，示出藉由凸部23，凹部內周側面6之剖面形狀沿著凹部4之深度方向整體傾斜之形態。又，於圖7中，作為圖6之變化例，示出藉由凸部23，凹部內周側面6之剖面形狀沿著凹部4之深度方向一部分傾斜之形態。又，如圖8所示，具有外周側面5之剖面形狀為凹形狀之四邊形之凹部22時，具有凹部內周側面6之剖面形狀為凸形狀之四邊形之凸部23，藉由凸部23，使得凹部4之凹部開口面21小於凹部底面7。凹部22與凸部23為表面相互接觸之關係較佳。凹部22與凸部23只要滿足凹部開口面21小於凹部底面7，則可以使形狀進行各種變化。又，凹與凸之關係亦可於濺鍍靶材側與背板側為相反關係。進而，凹部22與凸部23可為遍及各自之圓周方向之全周而設置之形態、或者設置於各自之圓周方向之一部分之形態中任一者。
本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體較佳為於200～500℃，背板1之線膨脹係數大於濺鍍靶材2之線膨脹係數。若於200～500℃，背板1之線膨脹係數小於濺鍍靶材2之線膨脹係數，則相較於背板1，濺鍍靶材2之加熱膨脹或冷卻收縮之範圍更大，存在難以由背板1藉由壓接將濺鍍靶材2接合之情況。若背板1之線膨脹係數大於濺鍍靶材2之線膨脹係數，則相較於濺鍍靶材2，背板1之膨脹、收縮幅度更大，以相同溫度加熱時，相較於濺鍍靶材2，背板1之凹部4膨脹更大，以相同溫度冷卻時，相較於濺鍍靶材2，背板1之凹部4收縮更大。
如圖9所示，於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體700中，較佳為於濺鍍靶材2與背板1之界面具有2.5 mm以下之中間層24，中間層24包括包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。藉由利用中間層24減小濺鍍靶材2與背板1之線膨脹係數之差，能夠進一步抑制因加熱膨脹或冷卻收縮反覆發生而導致之濺鍍靶材2之破損及翹曲。又，藉由設置中間層24，能夠提高濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板1之凹部4設置中間層24，故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層24，因此，能夠抑制中間層24之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層24選擇元素Ni、Cr、Al、Cu之原因在於：就密接性、熱傳導及線膨脹係數之觀點而言較為適宜。於中間層24為板材之情形時，若板材較2.5 mm厚，則必須將背板1之凹部4設置地更深，因此有可能會出現不得不增加背板1之厚度之情況。於中間層24為粉末層之情形時，藉由加熱，存在呈粉末狀態之形態、粉末燒結後之形態、或粉末經加熱而熔融之形態。再者，粉末經加熱而熔融之形態與中間層24為板材之形態類似。中間層24較佳為設置於濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之間，但除此以外，進而亦可設置於濺鍍靶材2之外周側面5與背板之凹部4之凹部內周側面6的界面。
與圖9所示之形態同樣地，本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體較佳為於濺鍍靶材2與背板1之界面具有10 μm以下之中間層24，中間層24係包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之薄膜。藉由利用中間層24減小濺鍍靶材2與背板1之線膨脹係數之差，能夠進一步抑制因加熱膨脹或冷卻收縮反覆發生而導致之濺鍍靶材2之破損及翹曲。即便中間層24之膜厚較10 μm厚，亦只需要形成中間層24之時間，作為中間層24之效果與10 μm以下者之效果相比變化不大。又，藉由設置中間層24，能夠提高濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板1之凹部4設置中間層24，故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層24，因此，能夠抑制中間層24之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層24選擇元素Ni、Cr、Al、Cu之原因在於：就密接性、熱傳導及線膨脹係數之觀點而言較為適宜。薄膜較佳為利用濺鍍所得之薄膜，且成膜於背板之凹部底面7為佳。又，亦可以是厚度為10 μm以下之箔。中間層24較佳為設置於濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之間，但除此以外，進而亦可設置於濺鍍靶材2之外周側面5與背板之凹部4之凹部內周側面6的界面。
與圖9所示之形態同樣地，本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體較佳為於濺鍍靶材2與背板1之界面具有1.0 mm以下之中間層24，中間層24包括包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。藉由利用中間層24減小濺鍍靶材2與背板1之線膨脹係數之差，能夠進一步抑制因加熱膨脹或冷卻收縮反覆發生而導致之濺鍍靶材2之破損及翹曲。又，藉由設置中間層24，能夠提高濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之接合強度，並且提高密接性，將熱傳導保持良好。又，由於在背板1之凹部4設置中間層24，故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層24，因此，能夠抑制中間層24之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層24選擇元素In、Zn之原因在於：就密接性、熱傳導及線膨脹係數之觀點而言較為適宜。於中間層24為板材之情形時，若板材較1.0 mm厚，則必須將背板1之凹部設置地更深，因此有可能會出現不得不增加背板1之厚度之情況。於中間層24為粉末層之情形時，藉由加熱，存在呈粉末狀態之形態、粉末燒結後之形態、或粉末經加熱而熔融之形態。再者，粉末經加熱而熔融之形態與中間層24為板材之形態類似。中間層24較佳為設置於濺鍍靶材2之底面9與背板之凹部底面7之間，但除此以外，進而亦可設置於濺鍍靶材2之外周側面5與背板之凹部4之凹部內周側面6的界面。
如圖10所示，本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體800較佳為於濺鍍靶材2與背板1之界面具有2層中間層24，中間層24a包含以下構成中之任一種：2.5 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；10 μm以下之薄膜，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；或者1.0 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金；且中間層24b包含以下構成中之任一種：2.5 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；10 μm以下之薄膜，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；或者1.0 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金。藉由利用中間層24減小濺鍍靶材2與背板1之線膨脹係數之差，能夠進一步抑制因加熱膨脹或冷卻收縮反覆發生而導致之濺鍍靶材2之破損及翹曲。由包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金、包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金之各種形態之材料形成在與背板1之界面設置的中間層24a之原因在於：就密接性、熱傳導及線膨脹係數之觀點而言較為適宜。又，由包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金、包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金之各種形態之材料形成在與濺鍍靶材2之界面設置的中間層24b之原因在於：就密接性、熱傳導及線膨脹係數之觀點而言較為適宜。再者，於圖10中示出了中間層為2層之形態，但亦可以是中間層為3層以上之形態，只要能獲得上述說明之中間層之效果即可。
本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中，濺鍍靶材2之材質可使用Al-Sc合金、Ru、Ru合金、Ir或Ir合金。又，亦可使用Li系氧化物、Co系氧化物、Ti系氧化物或Mg系氧化物等。即便為1000℃以上之高熔點材料亦能抑制濺鍍靶材之翹曲或破裂，並且提高濺鍍靶材與背板之接合強度。
本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體較佳為，背板1之材質為Al、Al合金、Cu、Cu合金、Fe或Fe合金，線膨脹係數為30.0×10 -6/℃以下。線膨脹係數較佳為28.5×10 -6/℃以下，進而較佳為27.3×10 -6/℃以下。若線膨脹係數大於30.0×10 -6/℃，則因背板1之加熱膨脹或冷卻收縮反覆發生而出現濺鍍靶材之破裂或翹曲，故而線膨脹係數較佳為30.0×10 -6/℃以下。又，藉由使用背板之熱傳導性良好者，加熱時背板膨脹，能夠將濺鍍靶材插入於背板之凹部，並且藉由冷卻時背板收縮，由背板之凹部內周側面壓接濺鍍靶材之外周側面，能夠形成接合體。線膨脹係數之下限較佳為6.0×10 -6/℃以上。
本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體亦可應用於濺鍍靶材2之撓曲強度為500 MPa以下者。本實施方式亦可應用於撓曲強度較弱之濺鍍靶材。再者，撓曲強度例如基於JIS R 1601：2008之標準進行測定。
[包含線膨脹係數之關係式](ΔT共通) 於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為背板1之凹部4之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，背板1之凹部4之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數1)～(數5)。 (數1) D TG＞D BP(數2) D BP＝D TG－ΔD×C (數3) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT×CTE TG(數4) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數5) CTE BP＞CTE TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、CTE BP及CTE TG之含義分別如下。 D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合之溫度(℃)(其中，T＞室溫) ΔT：T－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CTE TG：溫度T下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm) 此處，當背板1之凹部4之平面形狀為長方形時，使濺鍍靶材2之長邊與背板1之凹部4之長邊對應，使濺鍍靶材2之短邊與背板1之凹部4之短邊對應。如(數1)所示，室溫下，濺鍍靶材2大於背板1之凹部4，無法將濺鍍靶材2放入背板1之凹部4。此處，室溫設為25℃。此處，作為形態(1)，想到使背板1與濺鍍靶材2兩者升溫至溫度T之形態。若將背板1之凹部4自室溫升溫至使背板熱膨脹之溫度T，則凹部4之直徑或邊以由(D BP×ΔT×CTE BP)求出之長度熱膨脹。又，若使濺鍍靶材2自室溫升溫至溫度T，則濺鍍靶材2之直徑或邊以由(D TG×ΔT×CTE TG)求出之長度熱膨脹。因此，關於線膨脹係數，(數5)之關係成立時，若將背板1之凹部4與濺鍍靶材2兩者升溫至溫度T，則凹部4之直徑或邊發生之熱膨脹較濺鍍靶材2之直徑或邊發生之熱膨脹多ΔD之長度。若藉由該熱膨脹使得凹部4之直徑或邊與濺鍍靶材2之直徑或邊相同或較其大，則能夠將濺鍍靶材2嵌入至凹部4。而且，若降溫至室溫，則根據(數1)所示之關係形成壓接構造。於上述形態(1)中，為了能夠形成壓接構造，必須藉由凹部4之熱膨脹，將凹部4之直徑或邊之長度與濺鍍靶材2之直徑或邊之長度反轉。因此，表示可以將室溫下之凹部4之直徑或邊之長度設定為較室溫下之濺鍍靶材2之直徑或邊之長度小多少這一關係的是(數2)及(數4)。於(數2)及(數4)中，C為係數，當C為0.5～4.0之範圍內時，藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合，此時能夠抑制濺鍍靶材之破裂或翹曲，能夠形成強度良好之壓接構造。
於本實施方式中，不僅包括上述說明之將背板1之凹部4與濺鍍靶材2兩者升溫至溫度T之形態(1)，還包括將背板1之凹部4升溫至溫度T，將濺鍍靶材2僅升溫至低於溫度T之溫度T 1之形態(2)；及將背板1之凹部4升溫至溫度T，不使濺鍍靶材2升溫之形態(3)。
[包含線膨脹係數之關係式](於ΔT(BP)與ΔT 1(TG)中不同) 於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中，較佳為背板1之凹部4之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，背板1之凹部4之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數6)～(數10)。 (數6) D TG＞D BP(數7) D BP＝D TG－ΔD×C (數8) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT 1×CT 1E TG(數9) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數10) CTE BP＞CT 1E TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、T 1、ΔT 1、CTE BP及CT 1E TG之含義分別如下。 D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之背板之溫度(℃)(其中，T＞室溫、T＞T 1) ΔT：T－室溫(℃) T 1：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之濺鍍靶材之溫度(℃)(其中，T 1≧室溫、T＞T 1) ΔT 1：T 1－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CT 1E TG：溫度T 1下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與自室溫升溫至溫度T 1時之濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm) 此處，於形體(3)中，若同樣地進行研究，將背板1之凹部4自室溫升溫至使背板熱膨脹之溫度T，則凹部4之直徑或邊以由(D BP×ΔT×CTE BP)求出之長度熱膨脹。又，由於濺鍍靶材2保持室溫不變，故而濺鍍靶材2之直徑或邊不熱膨脹。如此，若藉由僅將背板1之凹部4升溫至溫度T而使其熱膨脹，則以由(D BP×ΔT×CTE BP)求出之長度熱膨脹，藉由背板1之凹部之直徑或邊相較於濺鍍靶材2之直徑或邊熱膨脹，能夠將濺鍍靶材2嵌入至凹部4。而且，若降溫至室溫，則根據(數6)所示之關係形成壓接構造。於上述形態(3)中，為了能夠形成壓接構造，必須藉由凹部4之熱膨脹，將凹部4之直徑或邊之長度與濺鍍靶材2之直徑或邊之長度反轉。因此，表示可以將室溫下之凹部4之直徑或邊之長度設定為較室溫下之濺鍍靶材2之直徑或邊之長度小多少這一關係的是(數7)及(數9)。於(數7)及(數9)中，C為係數，當C為0.5～4.0之範圍內時，藉由濺鍍靶材之外周側面與背板之凹部內周側面之壓接而將濺鍍靶材與背板接合，此時能夠抑制濺鍍靶材之破裂或翹曲，能夠形成強度良好之壓接構造。
形態(2)由於是形態(1)與形態(3)之中間形態，故而同樣地形成壓接構造。
於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中，為了能夠容易地將上述濺鍍靶材-背板接合體設置於濺鍍裝置，包括濺鍍靶材2以於上述濺鍍靶材之靶材表面之整個周圍露出背板1之板表面的方式嵌入至該背板之形態。該形態例如示於圖1或圖3。
於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中，為了於製造濺鍍靶材-背板接合體時，僅按壓濺鍍靶材表面便能接合，包括上述濺鍍靶材之靶材表面相較於上述背板之板表面突出之形態。該形態例如示於圖11～圖14等。
接下來，參照圖11，對圖2所示之濺鍍靶材-背板接合體100之製造方法之第一例進行說明。本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體100之製造方法包括：步驟1(圖11中未示出)，其係準備厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材2、及背板1；步驟2(示於圖11之100a)，其係於背板1之板表面3形成深度0.5～5.0 mm之凹部4；步驟3(示於圖11之100b)，其係加熱背板1使凹部4熱膨脹；步驟4(圖11之100c中示出嵌入中途)，其係將濺鍍靶材2嵌入至經熱膨脹之凹部4；及步驟5(示於圖11之100)，其係將背板1冷卻，形成濺鍍靶材2之外周側面5由背板1之凹部內周側面6束緊之壓接構造。此時，步驟2中之凹部4之直徑(將圓板形狀之濺鍍靶材嵌入之情形)或邊(將平面為長方形狀之濺鍍靶材嵌入之情形)之長度設置為略小於濺鍍靶材之直徑或邊的長度，加熱背板1使其膨脹時，凹部4之凹部內周側面6略大於濺鍍靶材2之外周側面5，藉此能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部4。而且，藉由步驟5之冷卻，背板1收縮，利用背板1之凹部內周側面6將濺鍍靶材2之外周側面5緊固，可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟3中，將背板1加熱，但濺鍍靶材2並未一起加熱。再者，由於來自背板1之熱傳導，濺鍍靶材2可能會升溫。而且，於步驟5中，伴隨背板1之冷卻，濺鍍靶材2可能會降溫。背板1之加熱例如藉由使用加熱板來進行。
接下來，參照圖12，對圖2所示之濺鍍靶材-背板接合體100之製造方法之第二例進行說明。方式為將背板1與濺鍍靶材2兩者加熱。加熱例如可藉由熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)或放電電漿燒結法(SPS)等來進行。本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體100之製造方法包括：步驟1(圖12中未示出)，其係準備厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材2、及背板1；步驟2(圖12中未示出)，其係於背板1之板表面3形成深度0.5～5.0 mm之凹部4；步驟2-1(示於圖12之101a)，其係將濺鍍靶材2放置於背板1之凹部4之上方；步驟3(示於圖12之101b)，其係加熱背板1使凹部4熱膨脹；步驟3-1(示於圖12之101b)，其係於步驟3中加熱濺鍍靶材2；步驟4(示於圖12之101c)，其係將濺鍍靶材2嵌入至經熱膨脹之凹部4；及步驟5(示於圖12之100)，其係將濺鍍靶材2與背板1冷卻，形成濺鍍靶材2之外周側面5由背板1之凹部內周側面6束緊之壓接構造。此時，步驟2中之凹部4之直徑(將圓板形狀之濺鍍靶材嵌入之情形)或邊(將長方形狀之濺鍍靶材嵌入之情形)之長度設置為略小於濺鍍靶材之直徑或邊的長度，加熱背板1使其膨脹時，凹部4之凹部內周側面6略大於濺鍍靶材2之外周側面5，藉此能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部4。而且，藉由步驟5之冷卻，相較於濺鍍靶材2，背板1冷卻時之收縮更大，利用背板1之凹部內周側面6將濺鍍靶材2之外周側面5緊固，可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
如圖13所示，於本實施方式中，亦可於步驟2與步驟3之間或步驟3與步驟4之間，進而包括將成為中間層24之材料填充或塗佈於凹部4之步驟6。具體而言，於圖13中，存在將成為中間層24之材料填充於熱膨脹前之背板1之凹部4之形態(示於圖13之700a)、將成為中間層24之材料填充於熱膨脹後之背板1之凹部4之形態(示於圖13之700b)。其後，將濺鍍靶材2嵌入至背板1之凹部4(圖13之700c中示出嵌入中途)，將背板1冷卻，形成濺鍍靶材2之外周側面5由背板1之凹部內周側面6束緊之壓接構造(示於圖13之700)，藉此，能夠製造圖9所示之具有中間層之濺鍍靶材-背板接合體。
又，如圖14所示，於將背板1及濺鍍靶材2兩者加熱之方式中，亦可於步驟2與步驟2-1之間，進而包括將成為中間層24之材料填充或塗佈於凹部4之步驟6(示於圖14之701a)。其後，使背板1之凹部4熱膨脹(示於圖14之701b)，加熱濺鍍靶材2(示於圖14之701b)，將濺鍍靶材2嵌入至背板1之凹部4(示於圖14之701c)，將濺鍍靶材2與背板1冷卻，形成濺鍍靶材2之外周側面5由背板1之凹部內周側面6束緊之壓接構造(示於圖14之700)，藉此，能夠製造圖9所示之具有中間層之濺鍍靶材-背板接合體。
於如圖10所示之濺鍍靶材-背板接合體800設置2層中間層24之情形時，藉由在圖13或圖14中設置中間層24時，以積層狀態設置2層中間層，能夠製造濺鍍靶材-背板接合體800。再者，於圖10中示出了中間層為2層之形態，但亦可以是中間層為3層以上之形態，只要能獲得上述說明之中間層之效果即可。
於本實施方式中，較佳為於步驟4與步驟5之間，進而包括按壓濺鍍靶材2以使壓濺鍍靶材2之底面9與背板1之凹部底面7擴散之步驟7。當藉由按壓，面與面密接時，能夠發生濺鍍靶材2與背板1之擴散、或者濺鍍靶材2與中間層24之擴散及中間層24與背板1之擴散，能夠提高密接性，將熱傳導保持良好。進而，藉由按壓濺鍍靶材2，亦有助於防止收縮時濺鍍靶材發生翹曲。
於本實施方式中，較佳為至少於步驟3、步驟4及步驟5中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)、放電電漿燒結法(SPS)及利用加熱板之加熱法中至少1種方法進行。只要是能夠進行加熱及冷卻之裝置便可應用，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)、放電電漿燒結法(SPS)及利用加熱板之加熱法中至少1種方法進行。冷卻包括自然冷卻。
於本實施方式中，較佳為於步驟7中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)及放電電漿燒結法(SPS)中至少1種方法進行。只要是能夠同時進行加熱與按壓之裝置便可應用，可使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)、放電電漿燒結法(SPS)中任一種進行。
又，於本實施方式中，較佳為於步驟7中，設為10 Pa以下之減壓氣體氛圍或氧濃度1000 ppm以下之氣體氛圍，將加熱溫度設為100～1000℃，且將按壓設為0 Pa以上80 MPa以下之範圍。能夠抑制濺鍍靶材之氧含量。
亦可於採用加熱板方式製造濺鍍靶材-背板接合體之後，利用放電電漿燒結法(SPS)等再次加熱並按壓。
又，圖4所示之濺鍍靶材-背板接合體200可如圖15所示，藉由在使背板1熱膨脹，將濺鍍靶材2嵌入之後進行冷卻而製造。又，圖5所示之濺鍍靶材-背板接合體300可如圖16所示，藉由在使背板1熱膨脹，將濺鍍靶材2嵌入之後進行冷卻而製造。又，圖6所示之濺鍍靶材-背板接合體400可如圖17所示，藉由在使背板1熱膨脹，將濺鍍靶材2嵌入之後進行冷卻而製造。又，圖7所示之濺鍍靶材-背板接合體500可如圖18所示，藉由在使背板1熱膨脹，將濺鍍靶材2嵌入之後進行冷卻而製造。又，圖8所示之濺鍍靶材-背板接合體600可如圖19所示，藉由在使背板1熱膨脹，將濺鍍靶材2嵌入之後進行冷卻而製造。
又，於本實施方式中，較佳為於步驟5之後，將按壓或加熱與按壓之步驟及冷卻步驟作為1組而進行1次或重複進行2次以上。藉由將按壓或加熱與按壓之步驟及冷卻步驟作為1組而進行1次或重複進行2次以上，能夠進一步提高濺鍍靶材之底面與背板之凹部底面之接合強度，或進一步提高密接性，效率更佳地進行熱傳導。
對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體安裝於濺鍍裝置並使用，且濺鍍靶材被消耗之情形進行說明。本實施方式之濺鍍靶材之回收方法包括：步驟A，其係加熱本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體，使其熱膨脹直至背板1之凹部開口面21大於濺鍍靶材2之底面9；及步驟B，其係自背板1卸除濺鍍靶材2，自濺鍍靶材-背板接合體回收濺鍍靶材。將濺鍍靶材2卸除之形態包括將濺鍍靶材2直接卸除之形態、及對濺鍍靶材2施加衝擊來卸除之形態。 [實施例]
以下，示出實施例，更詳細地對本發明進行說明，但本發明不限定於實施例來解釋。
(實施例1) 製作與圖9相當之接合體。首先，準備撓曲強度為138 MPa之Φ50×7t(單位：mm)之Al-30原子%之Sc濺鍍靶材2、及Φ70×8t(單位：mm)之Al合金即A6061之背板1。關於線膨脹係數，Al-30原子%之Sc為13.5×10 -6/℃，A6061為23.6×10 -6/℃。接下來，於背板1之濺鍍靶材2之設置位置，利用車床加工出較濺鍍靶材2之直徑小0.1 mm且深度為2 mm之凹部4。接下來，於背板1之凹部底面7填充厚度為0.1 mm的Ni板材作為中間層24之材料。接下來，於背板1之凹部4之上設置Al-30原子%之Sc濺鍍靶材2。此時，濺鍍靶材2不嵌入至凹部4，而位於Ni板材之上方(自凹部底面7起隔開2 mm之間隙)。接下來，使用放電電漿燒結機於10 Pa以下之減壓氣體氛圍下升溫至250℃，之後將濺鍍靶材2填充於凹部開口面21藉由熱膨脹而擴大之背板1之凹部4。其後，以10 MPa按壓濺鍍靶材2，並且升溫至400℃，保持1小時進行擴散接合。其後，進行冷卻而形成壓接構造。將其結果示於圖20。如圖20所示，濺鍍靶材2之外周側面5與背板1之凹部內周側面6藉由壓接而固著，靶材底面9亦無間隙地由Ni填充，熱傳導良好地進行擴散接合，此時，不發生靶材之破裂。
(實施例2) 製作在與圖5相當之接合體中進而設置有中間層之接合體。首先，準備利用熔解法製作之Φ156×9t(單位：mm)之釕濺鍍靶材2、及Φ240×20t(單位：mm)之黃銅之背板1。關於線膨脹係數，釕為6.75×10 -6/℃，黃銅為21.2×10 -6/℃。接下來，利用車床，於濺鍍靶材2之外周側面5沿著側面之圓周方向形成環狀之0.5 mm之環狀凹部。藉此，於濺鍍靶材2之外周側面5形成以環狀凹部之底面為基準而凸出之環狀凸部。接下來，於背板1之濺鍍靶材2之設置位置，利用車床加工出較濺鍍靶材2之直徑小0.4 mm且深度為4 mm之凹部4。進而，在與濺鍍靶材2之環狀凸部相對應之位置之背板1之凹部內周側面6形成0.5 mm之環狀凹部。接下來，於背板1之凹部底面7填充厚度為0.1 mm的Ni之板材及微量之In粉末。該微量之In粉末填充於Ni之板材周圍之間隙。接下來，於背板1之凹部4之上設置濺鍍靶材2。接下來，使用放電電漿燒結機於10 Pa以下之減壓氣體氛圍下升溫至250℃後，將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部。填充後，以10 MPa按壓濺鍍靶材2，並且進一步升溫至400℃，保持1小時進行擴散接合，之後冷卻而進行壓接。將其結果示於圖21。接合體具有濺鍍靶材2之外周側面5之凹凸部分與背板1之凹部內周側面6之凹凸部分相互嵌入的構造。如圖21所示，濺鍍靶材2之外周側面5與背板1之凹部內周側面6藉由壓接而固著，靶材底面9亦無間隙地由Ni、In填充，熱傳導良好地進行擴散接合，並且不發生靶材之破裂。
(比較例1) 準備撓曲強度為138 MPa之Φ70×7t(單位：mm)之Al-30原子%之Sc濺鍍靶材、及Φ80×8t(單位：mm)之Al合金即A6061之背板。關於線膨脹係數，Al-30原子%之Sc為13.5×10 -6/℃，A6061為23.6×10 -6/℃。接下來，於背板上設置Al-30原子%之Sc濺鍍靶材。接下來，使用放電電漿燒結機於真空氣體氛圍下升溫至500℃後，以10 MPa按壓濺鍍靶材，並且保持1小時進行擴散接合。將其結果示於圖22。接合體未於背板形成凹部4，不具有壓接構造。如圖22所示，濺鍍靶材與背板雖被接合，但線膨脹係數之差較大，因此，背板冷卻時，濺鍍靶材受到壓縮之應力而破裂。
(比較例2) 準備撓曲強度為138 MPa之Φ70×7t(單位：mm)之Al-30原子%之Sc濺鍍靶材、及Φ80×8t(單位：mm)之Al合金即鋁青銅之背板。關於線膨脹係數，Al-30原子%之Sc為13.5×10 -6/℃，鋁青銅為16.5×10 -6/℃。接下來，於背板上設置Al-30原子%之Sc濺鍍靶材。接下來，使用放電電漿燒結機於真空氣體氛圍下升溫至500℃後，以10 MPa按壓濺鍍靶材，並且保持1小時進行擴散接合。將其結果示於圖23。接合體未於背板形成凹部4，不具有壓接構造。如圖23所示，雖試圖使濺鍍靶材之線膨脹係數與背板之線膨脹係數相較於比較例1更接近，但仍存在濺鍍靶材與背板之線膨脹係數之差，因此，濺鍍靶材受到壓縮之應力而破裂，並且於背板上之接合不充分，故而濺鍍靶材自背板剝離。
(比較例3) 利用燒結法準備Φ194×10t(單位：mm)之釕濺鍍靶材、及Φ240×20t(單位：mm)之無氧銅之背板。關於線膨脹係數，釕為6.75×10 -6/℃，無氧銅為16.2×10 -6/℃。接下來，於背板上設置釕濺鍍靶材。接下來，使用放電電漿燒結機於真空氣體氛圍下升溫至700℃後，以10 MPa按壓濺鍍靶材，並且保持1小時進行擴散接合。將其結果示於圖24。接合體未於背板形成凹部4，不具有壓接構造。如圖24所示，存在濺鍍靶材與背板之線膨脹係數之差，因此，濺鍍靶材受到壓縮之應力而破裂。
(比較例4) 利用燒結法準備Φ180×5t(單位：mm)之釕濺鍍靶材及背板，該背板係在由無氧銅製作之被稱為CAN之厚度15 mm之容器上形成有Φ180.1 mm且深度10 mm之凹部者。關於線膨脹係數，釕為6.75×10 -6/℃，無氧銅為16.2×10 -6/℃。接下來，將濺鍍靶材內包於CAN後，自其上將由無氧銅製作之Φ180×5t之蓋放置於濺鍍靶材之上，將CAN內真空密封。接下來，使用HIP裝置升溫至500℃後，以100 MPa對CAN加壓而進行擴散接合。此時，容器之所有面受到加壓，容器與靶材擴散接合。擴散接合後，使用車床對濺鍍靶材及背板進行切削。將其結果示於圖25。如圖25所示，發生了擴散接合，但存在濺鍍靶材與背板之線膨脹係數之差，因此，濺鍍靶材受到壓縮之應力，自中央部向外周呈放射狀出現細小之裂痕而破裂。
1:背板 2:濺鍍靶材 3:背板之板表面 4:背板之凹部 5:濺鍍靶材之外周側面 6:背板之凹部內周側面 7:背板之凹部底面 8a:凹凸部分 8b:凹凸部分 9:濺鍍靶材之底面 21:凹部開口面 22:凹部 23:凸部 24:中間層 24a:設置於與背板之界面之中間層 24b:設置於與濺鍍靶材之界面之中間層 50:濺鍍靶材-背板接合體 100:濺鍍靶材-背板接合體 200:濺鍍靶材-背板接合體 300:濺鍍靶材-背板接合體 400:濺鍍靶材-背板接合體 500:濺鍍靶材-背板接合體 600:濺鍍靶材-背板接合體 700:濺鍍靶材-背板接合體 800:濺鍍靶材-背板接合體
圖1係本實施方式之圓板狀之濺鍍靶材-背板接合體之俯視概略圖。 圖2係第1例之A-A剖面概略圖。 圖3係本實施方式之長方形板狀之濺鍍靶材-背板接合體之俯視概略圖。 圖4係第2例之A-A剖面概略圖。 圖5係第3例之A-A剖面概略圖。 圖6係第4例之A-A剖面概略圖。 圖7係第5例之A-A剖面概略圖。 圖8係第6例之A-A剖面概略圖。 圖9係第7例之A-A剖面概略圖。 圖10係第8例之A-A剖面概略圖。 圖11係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明之第1概略步驟圖。 圖12係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明之第2概略步驟圖。 圖13係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明之第3概略步驟圖。 圖14係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明之第4概略步驟圖。 圖15係表示第2例之製造方法之步驟之一部分的概略步驟圖。 圖16係表示第3例之製造方法之步驟之一部分的概略步驟圖。 圖17係表示第4例之製造方法之步驟之一部分的概略步驟圖。 圖18係表示第5例之製造方法之步驟之一部分的概略步驟圖。 圖19係表示第6例之製造方法之步驟之一部分的概略步驟圖。 圖20係表示實施例1中之壓接、擴散部位之圖像。 圖21係表示實施例2中之壓接、擴散部位之圖像。 圖22係表示比較例1中之接合結果之圖像。 圖23係表示比較例2中之接合結果之圖像。 圖24係表示比較例3中之接合結果之圖像。 圖25係表示比較例4中之接合結果之圖像。
1:背板
2:濺鍍靶材
3:背板之板表面
4:背板之凹部
5:濺鍍靶材之外周側面
6:背板之凹部內周側面
7:背板之凹部底面
9:濺鍍靶材之底面
21:凹部開口面
100:濺鍍靶材-背板接合體

Claims (25)

  1. 一種濺鍍靶材-背板接合體，其係將厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材接合於背板而成者，其特徵在於： 上述背板於板表面具有深度0.5～5.0 mm之凹部， 上述濺鍍靶材嵌入至該凹部，且 上述濺鍍靶材-背板接合體具有上述濺鍍靶材之外周側面由上述背板之凹部內周側面束緊之壓接構造。
  2. 如請求項1之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之外周側面具有凹凸部分， 上述背板之凹部內周側面具有凹凸部分，且 上述外周側面之凹凸部分與上述凹部內周側面之凹凸部分成為相互嵌入之構造。
  3. 如請求項1或2之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述背板之凹部係凹部開口面小於凹部底面。
  4. 如請求項1至3中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之底面大於上述背板之上述凹部之凹部開口面。
  5. 如請求項1至4中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中於200～500℃，上述背板之線膨脹係數大於上述濺鍍靶材之線膨脹係數。
  6. 如請求項1至5中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有2.5 mm以下之中間層，該中間層包括包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。
  7. 如請求項1至5中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有10 μm以下之中間層，該中間層係包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金之薄膜。
  8. 如請求項1至5中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有1.0 mm以下之中間層，該中間層包括包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合。
  9. 如請求項1至5中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中於上述濺鍍靶材與上述背板之界面具有2層以上之中間層，該中間層包括： 2.5 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其等包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金； 10 μm以下之薄膜，其包含Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種金屬或含有Ni、Cr、Al、Cu中至少任一種之合金；或者 1.0 mm以下之板材、粉末、或該板材與該粉末之組合，其等包含In、Zn中至少任一種金屬或含有In、Zn中至少任一種之合金。
  10. 如請求項1至9中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之材質為Al-Sc合金、Ru、Ru合金、Ir或Ir合金。
  11. 如請求項1至9中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之材質為Li系氧化物、Co系氧化物、Ti系氧化物或Mg系氧化物。
  12. 如請求項1至11中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述背板之材質為Al、Al合金、Cu、Cu合金、Fe或Fe合金，上述背板之線膨脹係數為30.0×10 -6/℃以下。
  13. 如請求項1至12中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之撓曲強度為500 MPa以下。
  14. 如請求項1至13中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述背板之凹部之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，上述背板之凹部之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數1)～(數5)， (數1) D TG＞D BP(數2) D BP＝D TG－ΔD×C (數3) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT×CTE TG(數4) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數5) CTE BP＞CTE TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、CTE BP及CTE TG之含義分別如下： D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合之溫度(℃)(其中，T＞室溫) ΔT：T－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CTE TG：溫度T下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm)。
  15. 如請求項1至13中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述背板之凹部之平面形狀為圓形或包括正方形之長方形，上述背板之凹部之直徑或邊之長度與濺鍍靶材之直徑或邊之長度的關係滿足(數6)～(數10)， (數6) D TG＞D BP(數7) D BP＝D TG－ΔD×C (數8) ΔD＝D BP×ΔT×CTE BP－D TG×ΔT 1×CT 1E TG(數9) D TG－ΔD×4.0≦D BP≦D TG－ΔD×0.5 (數10) CTE BP＞CT 1E TG其中，D BP、D TG、ΔD、C、T、ΔT、T 1、ΔT 1、CTE BP及CT 1E TG之含義分別如下： D BP：室溫下之背板之凹部之直徑或邊(mm) D TG：室溫下之濺鍍靶材之直徑或邊(mm) T：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之背板之溫度(℃)(其中，T＞室溫、T＞T 1) ΔT：T－室溫(℃) T 1：使背板熱膨脹而使濺鍍靶材嵌合時之濺鍍靶材之溫度(℃)(其中，T 1≧室溫、T＞T 1) ΔT 1：T 1－室溫(℃) CTE BP：溫度T下之背板之線膨脹係數(1/℃) CT 1E TG：溫度T 1下之濺鍍靶材之線膨脹係數(1/℃) C：係數(其中，C＝0.5～4.0) ΔD：自室溫升溫至溫度T時之背板與自室溫升溫至溫度T 1時之濺鍍靶材之熱膨脹量之差(mm)。
  16. 如請求項1至15中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材以於上述濺鍍靶材之靶材表面之整個周圍露出上述背板之上述板表面的方式嵌入至該背板。
  17. 如請求項1至16中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，其中上述濺鍍靶材之靶材表面相較於上述板表面突出。
  18. 一種濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其特徵在於包括： 步驟1，其係準備厚度2.0～15.0 mm之濺鍍靶材、及背板； 步驟2，其係於上述背板之板表面形成深度0.5～5.0 mm之凹部； 步驟3，其係加熱上述背板使上述凹部熱膨脹； 步驟4，其係將上述濺鍍靶材嵌入至經熱膨脹之上述凹部；及 步驟5，其係將上述背板冷卻，形成上述濺鍍靶材之外周側面由上述背板之凹部內周側面束緊之壓接構造。
  19. 如請求項18之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中於上述步驟2與上述步驟3之間或上述步驟3與上述步驟4之間，進而包括將成為中間層之材料填充或塗佈於上述凹部之步驟6。
  20. 如請求項18或19之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中於上述步驟4與上述步驟5之間，進而包括按壓上述濺鍍靶材以使上述濺鍍靶材之底面與上述背板之上述凹部之底面擴散的步驟7。
  21. 如請求項18至20中任一項之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中至少於上述步驟3、上述步驟4及上述步驟5中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)、放電電漿燒結法(SPS)及利用加熱板之加熱法中至少1種方法進行。
  22. 如請求項20之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中進而於上述步驟7中，使用熱壓燒結法(HP)、熱均壓燒結法(HIP)及放電電漿燒結法(SPS)中至少1種方法進行。
  23. 如請求項20或22之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中於上述步驟7中，設為10 Pa以下之減壓氣體氛圍或氧濃度1000 ppm以下之氣體氛圍，將加熱溫度設為100～1000℃，且將按壓設為0 Pa以上80 MPa以下之範圍。
  24. 如請求項18至23中任一項之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法，其中於上述步驟5之後，將按壓或加熱與按壓之步驟及冷卻步驟作為1組而進行1次或重複進行2次以上。
  25. 一種濺鍍靶材之回收方法，其特徵在於包括： 步驟A，其係加熱如請求項1至17中任一項之濺鍍靶材-背板接合體，使其熱膨脹直至上述背板之上述凹部開口面大於上述濺鍍靶材之底面；及 步驟B，其係自上述背板卸除上述濺鍍靶材，自上述濺鍍靶材-背板接合體回收上述濺鍍靶材。
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