TW202214893A - 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
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Abstract
本發明提供一種濺鍍靶材-背板接合體,其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之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。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中,背板1具有板表面3、板背面4、板側面5、及按壓面6,濺鍍靶材2具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9,藉由用按壓面6按壓靶材側面9,而將濺鍍靶材2固定於背板1。
Description
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之差大為不同,則存在高溫下擴散接合之後進行冷卻並熱收縮時,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之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之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,結果發現藉由用背板之按壓面按壓靶材側面進行固定,能夠解決上述課題,從而完成本發明。即,本發明之濺鍍靶材-背板接合體係將濺鍍靶材接合於背板而成者,其特徵在於:上述背板具有板表面、板背面、板側面、及按壓面,上述濺鍍靶材具有靶材表面、與上述板表面相對之靶材背面、及靶材側面,藉由用上述按壓面按壓上述靶材側面,而將上述濺鍍靶材固定於上述背板。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中,較佳為上述按壓面之按壓係藉由上述背板之熱收縮而產生。除了能提高靶材側面與背板之按壓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,較佳為上述背板於上述板表面具有凹部,該凹部之側面為上述按壓面。除了能提高靶材側面與背板之按壓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,較佳為上述背板於上述板表面具有凸部,該凸部之側面為上述按壓面。除了能提高靶材側面與背板之按壓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,較佳為上述背板具有卡子,該卡子之側面為上述按壓面。除了能提高靶材側面與背板所具有之卡子之按壓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,較佳為上述卡子固定於上述背板之上述板表面或上述板側面。若為卡子安裝於背板之構造,則容易進行背板之加工,又,亦可將卡子製成複雜之構造。
於本發明之濺鍍靶材-背板接合體中,較佳為上述靶材側面具有凹凸部分,上述按壓面具有凹凸部分,且上述靶材側面之凹凸部分與上述按壓面之凹凸部分成為相互嵌入之構造。能夠控制濺鍍靶材及背板於厚度方向上之移動,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靶材背面與背板之板表面之接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材與背板之界面設置有中間層,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靶材背面與背板之板表面之接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材與背板之界面設置有中間層,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靶材背面與背板之板表面之接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材與背板之界面設置有中間層,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靶材背面與背板之板表面之接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材與背板之界面設置有中間層,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按壓面內,並且藉由冷卻時背板收縮,由背板之按壓面壓接靶材側面,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,較佳為上述背板之按壓面至少具有配置於隔著上述靶材側面相對之位置的成對之面,且該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm)
D
TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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)
藉由靶材側面與背板之按壓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,較佳為上述背板之按壓面至少具有配置於隔著上述靶材側面相對之位置的成對之面,且該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm)
D
TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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)
藉由靶材側面與背板之按壓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上述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。即便於藉由靶材側面與背板之按壓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,較佳為上述靶材表面相較於上述板表面突出。藉由靶材側面與背板之按壓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,其係準備具有板表面、板背面、板側面、及按壓面之背板、以及具有靶材表面、與上述板表面相對之靶材背面、及靶材側面之濺鍍靶材;步驟2,其係加熱上述背板使其熱膨脹;步驟3,其係以上述靶材側面與上述背板之按壓面相對之方式配置上述濺鍍靶材與上述背板;及步驟4,其係將上述背板冷卻,形成由上述按壓面按壓上述靶材側面之壓接構造。可藉由用背板之按壓面壓接靶材側面而製造濺鍍靶材-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1與上述步驟2之間或上述步驟2與上述步驟3之間,進而包括將成為中間層之材料填充或塗佈於上述濺鍍靶材與上述背板之接觸位置的步驟5。可製造能夠提高靶材背面與背板之板表面之接合強度,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3與上述步驟4之間,進而包括按壓上述濺鍍靶材以使上述濺鍍靶材之靶材背面與上述背板之板表面擴散之步驟6。藉由使濺鍍靶材之靶材背面與背板之板表面擴散,能夠使濺鍍靶材之靶材背面與背板之板表面遍及整體而接合,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2、上述步驟3及上述步驟4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6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。藉由使濺鍍靶材之靶材背面與背板之板表面擴散,能夠使濺鍍靶材之靶材背面與背板之板表面遍及整體而接合,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6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4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靶材背面與背板之板表面之接合強度,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,使其熱膨脹直至使上述按壓面自上述靶材側面分離;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之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。
<濺鍍靶材-背板接合體>
(形態1-1:背板具有凹部,靶材側面之下部具有缺口之形態)
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係濺鍍靶材2接合於背板1而成者,且背板1具有板表面3、板背面4、板側面5、及按壓面6,濺鍍靶材2具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9,藉由用按壓面6按壓靶材側面9,而將濺鍍靶材2固定於背板1。於圖2所示之濺鍍靶材-背板接合體100中,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部具有缺口,形成有直徑較靶材表面7小之靶材背面8,於背板1之板表面3形成有與濺鍍靶材2之靶材背面8形狀相似之凹部17。作為濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之除去方法,例如於靶材側面9之下部,遍及靶材側面9之全周或者於圓周方向之一部分設置以靶材側面9為基準面而具有固定深度之缺口。再者,於本實施方式中,缺口之側面亦包括在靶材側面9中,表述為靶材側面9之下部。在濺鍍靶材2插入於背板1之凹部17時,濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17之板表面3存在抵接關係,凹部17之側面16成為按壓面6以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部,濺鍍靶材2被固定於背板1。
於圖1中,環狀陰影位置表示由設置於靶材側面9之下部之缺口形成之平面與板表面3之接觸面的位置,接觸面呈環狀。但是,若能抑制濺鍍靶材2之破損及剝離,且能抑制因雜質之揮發造成之污染,則接觸面亦可不連續。
再者,關於設置在背板1之凹部17,可於背板1之凹部17之側面16之全周設置按壓面6,以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部,只要於使用濺鍍靶材2時濺鍍靶材2不自背板1剝離,則亦可於背板1之凹部17之側面16局部地設置按壓面6,以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部。
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。於圖3中,環狀陰影位置亦表示由設置於靶材側面9之下部之缺口形成之平面與板表面3之接觸面的位置。
(形態1-2:背板具有凹部,靶材側面之下部無缺口之形態)
於圖4所示之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體200中,將濺鍍靶材2之靶材背面8之形狀保持原樣不設置缺口,於背板1之板表面3形成與濺鍍靶材2之靶材背面8形狀相似之凹部17,在濺鍍靶材2插入於背板1之凹部17時,濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17之板表面3存在抵接關係,凹部17之側面16亦可成為按壓面6以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9。
再者,關於設置在背板1之凹部17,可於背板1之凹部17之側面16之全周設置按壓面6,以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,只要於使用濺鍍靶材2時濺鍍靶材2不自背板1剝離,則亦可於背板1之凹部17之側面16局部地設置按壓面6,以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9。
(形態2-1:背板具有凸部,靶材側面之下部具有缺口之形態)
於圖5所示之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體300中,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部具有缺口,形成有直徑較靶材表面7小之靶材背面8,於背板1之板表面3形成有具有與濺鍍靶材2之靶材背面8之輪廓形狀相似之內輪廓之凸部13。在濺鍍靶材2插入於背板1之凸部13之內側區域時,濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凸部13之內側區域之板表面3存在抵接關係,凸部13之內側側面亦可成為按壓面6以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部。
此時,作為凸部13之形成方法,有如下方法:方法(1)切削背板1之板表面3以形成凸部13(圖5所圖);方法(2)與背板1分開準備卡子,視需要適當對上述卡子之內輪廓進行加工以使其形狀與濺鍍靶材2之靶材側面之輪廓相似,之後利用螺固、擴散接合、熔接等方法將卡子接合於背板1之板表面3,藉此形成凸部13(圖20所示)。
再者,關於設置在背板1之凸部13,可相對於濺鍍靶材2之靶材側面9全周地設置凸部,以背板1之凸部內側之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部,只要於使用濺鍍靶材2時濺鍍靶材2不自背板1剝離,則亦可相對於濺鍍靶材2之靶材側面9局部地設置凸部13,以背板1之凸部內側之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9的下部。
(形態2-2:背板具有凸部,靶材側面之下部無缺口之形態)
於圖6所示之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體400中,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部不設置缺口,將靶材背面8之形狀保持原樣,於背板1之板表面3形成具有與濺鍍靶材2之靶材背面8之輪廓形狀相似之內輪廓之凸部13,在濺鍍靶材2插入於背板1之凸部13之內側區域時,濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凸部13之內側區域之板表面3存在抵接關係,凸部13之內側側面亦可成為按壓面6以按壓濺鍍靶材2之靶材側面9。
再者,關於設置在背板1之凸部13,可相對於濺鍍靶材2之靶材側面9全周地設置凸部,以背板1之凸部內側之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,只要於使用濺鍍靶材2時濺鍍靶材2不自背板1剝離,則亦可相對於濺鍍靶材2之靶材側面9局部地設置凸部13,以背板1之凸部內側之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9。
於本實施方式中,例如於圖1~圖6所示之形態中,以背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9時,較佳為利用背板之熱收縮來按壓。室溫下,針對濺鍍靶材2之靶材背面8以大於背板1之按壓面6之內側的方式預先進行加工。在將濺鍍靶材2之靶材背面8插入於背板1之按壓面6之內側時,藉由加熱背板1使其熱膨脹,而使背板1之按壓面6之內側大於濺鍍靶材2之靶材背面8。其後,將濺鍍靶材2之靶材背面8插入於背板1之按壓面6之內側,使濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17之內側的板表面3或凸部13之內側之板表面3抵接,之後藉由將背板1冷卻使背板1之按壓面6之內側變小,能夠由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9。為了由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中,較佳為濺鍍靶材2之靶材背面8大於背板1之凹部開口面或凸部內側之開口面。
(形態3:背板具有凸部,凸部之按壓面具有凹凸部,靶材側面之下部具有去除部(小徑部),去除部之側面具有凹凸部之形態)
如圖7所示,於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體500中,較佳為濺鍍靶材2之靶材側面9具有凹凸部分18,背板1之按壓面6具有凹凸部分19,且靶材側面9之凹凸部分18與背板1之按壓面6之凹凸部分19成為相互嵌入的構造。關於靶材側面9之凹凸部分18,在如圖7所示濺鍍靶材2於靶材側面9具有缺口時,較佳為於缺口設置凹凸部分18。除了能提高濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之按壓面6利用按壓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按壓所得之接合強度。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之靶材側面9之側面方向及厚度方向、以及背板1之按壓面6之側面方向及厚度方向利用按壓所得的接合強度足夠,則亦可有意地減弱濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凸部13之內側之板表面3的接合強度,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。關於圖7中之濺鍍靶材2之靶材側面9之凹凸部分18與背板1之按壓面6的凹凸部分19,亦可採用圖7(A)~圖7(N)等所示之凹凸之形態進行抵接。又,凸部13之外側側面與濺鍍靶材2之靶材側面9例如較佳為如圖7及圖7(A)~圖7(N)所示,形成無階差之連續面,但亦可如圖7(O)或圖7(P)所示存在階差。圖7(O)係靶材側面9相較於凸部13之外側側面向外側突出之形態。圖7(P)係凸部13之外側側面相較於靶材側面9向外側突出之形態。
(形態4-1:具有中間層之形態)
如圖8所示,於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體600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10,中間層10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10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10,能夠提高濺鍍靶材2之靶材背面8與背板之凹部17之板表面3的接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材2與背板1之界面設置中間層10,故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層10,因此,能夠抑制中間層10之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層10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10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10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10為板材之形態類似。中間層10較佳為設置於濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17的板表面3之間,但除此以外,進而亦可設置於濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之設置有按壓面6之內側之位置的界面。
(形態4-2:具有中間層之形態)
於圖8所示之濺鍍靶材-背板接合體600中,對在背板1之板表面3設置凹部17,於凹部17之板表面3設置中間層10進行了說明,但是於如圖9所示之濺鍍靶材-背板接合體700,在背板1之板表面3形成有凸部13之按壓面6之情形時,亦可同樣地設置中間層10。
(形態4-3:具有中間層之形態)
與圖8所示之形態同樣地,於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體600中,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10,中間層10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10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10之膜厚較10 μm厚,亦只需要形成中間層10之時間,作為中間層10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10,能夠提高濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17之板表面3的接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材2與背板1之界面設置中間層10,故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層10,因此,能夠抑制中間層10之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層10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1之凹部17之板表面3為佳。又,亦可以是厚度為10 μm以下之箔。中間層10較佳為設置於濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17的板表面3之間,但除此以外,進而亦可設置於濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之設置有按壓面6之內側之位置的界面。
(形態4-4:具有中間層之形態)
於圖8所示之濺鍍靶材-背板接合體600中,對在背板1之板表面3設置凹部17,於凹部17之板表面3設置中間層10進行了說明,但是於如圖9所示之濺鍍靶材-背板接合體700,在背板1之板表面3形成有凸部13之按壓面6之情形時,亦可同樣地設置中間層10。
(形態4-5:具有中間層之形態)
與圖8所示之形態同樣地,本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體600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10,中間層10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10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10,能夠提高濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之凹部17之板表面3的接合強度,並且提高密接性,將熱傳導保持良好。又,由於在濺鍍靶材2與背板1之界面設置中間層10,故而由濺鍍靶材2覆蓋中間層10,因此,能夠抑制中間層10之材質揮發成為雜質而附著於基板。對中間層10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10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10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10為板材之形態類似。中間層10較佳為設置於濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之板表面3之間,但除此以外,進而亦可設置於濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之設置有按壓面6之內側之位置的界面。
(形態4-6:具有中間層之形態)
於圖8所示之濺鍍靶材-背板接合體600中,對在背板1之板表面3設置凹部17,於凹部17之板表面3設置中間層10進行了說明,但是於如圖9所示之濺鍍靶材-背板接合體700,在背板1之板表面3形成有凸部13之按壓面6之情形時,亦可同樣地設置中間層10。
(形態4-7:具有中間層之形態)
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10,中間層10a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10b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10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10a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10b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。
(形態4-8:具有中間層之形態)
於圖10所示之濺鍍靶材-背板接合體800中,對在背板1之板表面3設置凹部17,於凹部17之板表面3設置中間層10a、10b進行了說明,但是於如圖11所示之濺鍍靶材-背板接合體900,在背板1之板表面3形成有凸部13之按壓面6之情形時,亦可同樣地設置中間層10a、10b。
(濺鍍靶材之材質)
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按壓面內,並且藉由冷卻時背板收縮,由背板之按壓面壓接靶材側面9,能夠形成接合體。線膨脹係數之下限較佳為6.0×10
-6/℃以上。
[濺鍍靶材之撓曲強度]
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,背板1之按壓面6至少具有配置於隔著靶材側面9相對之位置的成對之面,且該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm)
D
TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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之平面形狀為長方形時,使濺鍍靶材2之長邊與背板1之長邊對應,使濺鍍靶材2之短邊與背板1之短邊對應。如(數1)所示,室溫下,濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離大於背板1之按壓面彼此之距離,無法將濺鍍靶材2放入背板1之按壓面6之內側。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自室溫升溫至使背板熱膨脹之溫度T,則背板1之按壓面彼此之距離以由(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之接觸面彼此之距離以由(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與濺鍍靶材2兩者升溫至溫度T,則背板1之按壓面6發生之熱膨脹較濺鍍靶材2之接觸面發生之熱膨脹多ΔD之長度。若藉由該熱膨脹使得背板1之按壓面彼此之距離與濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離相同或較其大,則能夠將濺鍍靶材2嵌入至背板1之按壓面6之內側。而且,若降溫至室溫,則根據(數1)所示之關係,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面。於上述形態(1)中,為了能夠由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面,必須藉由背板1之熱膨脹,將背板1之按壓面彼此之距離與濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離反轉。因此,表示可以將室溫下之背板1之按壓面彼此之距離設定為較室溫下之濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離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,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面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。
於本實施方式中,不僅包括上述說明之將背板1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,背板1之按壓面6至少具有配置於隔著靶材側面9相對之位置的成對之面,且該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm)
D
TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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,於形態(3)中,若同樣地進行研究,將背板1自室溫升溫至使背板熱膨脹之溫度T,則背板1之按壓面彼此之距離以由(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之接觸面彼此之距離不熱膨脹。如此,若藉由僅將背板1升溫至溫度T而使其熱膨脹,則背板1之按壓面彼此之距離以由(D
BP×ΔT×CTE
BP)求出之長度熱膨脹,藉由背板1之按壓面彼此之距離相較於濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離熱膨脹,能夠將濺鍍靶材2嵌入至背板1之按壓面6之內側。而且,若降溫至室溫,則根據(數6)所示之關係,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面。於上述形態(3)中,為了能夠由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面,必須藉由背板1之熱膨脹,將背板1之按壓面彼此之距離與濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離反轉。因此,表示可以將室溫下之背板1之按壓面彼此之距離設定為較室溫下之濺鍍靶材2之接觸面彼此之距離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,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面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。
形態(2)由於是形態(1)與形態(3)之中間形態,故而同樣地由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之接觸面。
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12~圖23。
<濺鍍靶材-背板接合體之製造方法>
[製造方法之第1例]
(步驟1)
接下來,參照圖12,對圖2所示之濺鍍靶材-背板接合體100之製造方法之第一例進行說明。首先,如圖12(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖12(B)所示,於背板1之板表面3形成凹部17。凹部17具有底面15及側面16,凹部17之底面15係用於與濺鍍靶材2之靶材背面8抵接之板表面3,凹部17之側面16成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之按壓面6。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之凹部17之部分之靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之按壓面6彼此之間隔。藉此,即便欲將濺鍍靶材2之包含缺口之下部嵌入至凹部17,亦無法嵌入。
(步驟2)
接下來,如圖12(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
當於步驟2中,藉由加熱使得背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小時,如圖12(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部17。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之按壓面6相對之方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖12(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第2例]
(步驟1)
接下來,參照圖13,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。首先,如圖13(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖13(B)所示,於背板1之板表面3形成凹部17。凹部17具有底面15及側面16,凹部17之底面15係用於與濺鍍靶材2之靶材背面8抵接之板表面3,凹部17之側面16成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之按壓面6。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之凹部17之部分之靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之按壓面6彼此之間隔。藉此,即便欲將濺鍍靶材2之包含缺口之下部嵌入至凹部17,亦無法嵌入。
接下來,如圖13(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之凹部17上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之大小設置為略大於背板1之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9之下部未填充於背板1之凹部17。
(步驟2)
接下來,如圖13(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱。此時,最初,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
經過步驟2,如圖13(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部17。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之按壓面6相對之方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖13(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4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之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9之下部緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
[製造方法之第3例]
(步驟1)
接下來,參照圖14,對圖4所示之濺鍍靶材-背板接合體200之製造方法之第一例進行說明。首先,如圖14(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖14(B)所示,於背板1之板表面3形成凹部17。凹部17具有底面15及側面16,凹部17之底面15係用於與濺鍍靶材2之靶材背面8抵接之板表面3,凹部17之側面16成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。此時,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。藉此,即便欲將濺鍍靶材2嵌入至凹部17,亦無法嵌入。
(步驟2)
接下來,如圖14(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
當於步驟2中,藉由加熱使得背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔時,如圖14(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部17。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之按壓面6相對之方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖14(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第4例]
(步驟1)
接下來,參照圖15,對圖4所示之濺鍍靶材-背板接合體200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。首先,如圖15(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖15(B)所示,於背板1之板表面3形成凹部17。凹部17具有底面15及側面16,凹部17之底面15係用於與濺鍍靶材2之靶材背面8抵接之板表面3,凹部17之側面16成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。此時,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此之間隔的大小。
接下來,如圖15(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之凹部17上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9彼此之間隔設置為略大於背板1之凹部17之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9未填充於背板1之凹部17。
(步驟2)
接下來,如圖15(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱。此時,最初,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之凹部17之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
經過步驟2,如圖15(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凹部17。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之按壓面6相對之方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖15(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4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17之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
[製造方法之第5例]
(步驟1)
接下來,參照圖16,對圖5所示之濺鍍靶材-背板接合體300之製造方法之第一例進行說明。首先,如圖16(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖16(B)所示,於背板1之板表面3形成凸部13。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之凸部13之按壓面6間之部分的靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之凸部13之按壓面6彼此的間隔。此處,於除凸部13以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,凸部13之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的按壓面6。
(步驟2)
接下來,如圖16(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
當於步驟2中,藉由加熱使得背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小時,如圖16(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凸部13之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之凸部13之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖16(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之凸部13之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9的下部,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第6例]
(步驟1)
接下來,參照圖17,對圖5所示之濺鍍靶材-背板接合體300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。首先,如圖17(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖17(B)所示,於背板1之板表面3形成凸部13。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之凸部13之按壓面6間之部分的靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之凸部13之按壓面6彼此的間隔。此處,於除凸部13以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,凸部13之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的按壓面6。
接下來,如圖17(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之凸部13上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之大小設置為略大於背板1之凸部13之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9之下部未填充於背板1之凸部13的按壓面6間。
(步驟2)
接下來,如圖17(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱。此時,最初,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
經過步驟2,如圖17(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凸部13之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之凸部13之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖17(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4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之凸部13之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9之下部緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
[製造方法之第7例]
(步驟1)
接下來,參照圖18,對圖6所示之濺鍍靶材-背板接合體400之製造方法之第一例進行說明。首先,如圖18(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖18(B)所示,於背板1之板表面3形成凸部13。又,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。此處,於除凸部13以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,凸部13之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。
(步驟2)
接下來,如圖18(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
當於步驟2中,藉由加熱使得背板1之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔時,如圖18(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凸部13之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之按壓面6相對之方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖18(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之凸部13之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第8例]
(步驟1)
接下來,參照圖19,對圖6所示之濺鍍靶材-背板接合體400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。首先,如圖19(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、以及具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2。此處,如圖19(B)所示,於背板1之板表面3形成凸部13。又,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。此處,於除凸部13以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,凸部13之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。
接下來,如圖19(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之凸部13上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9彼此之間隔設置為略大於背板1之凸部13之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9未填充於背板1之凸部13之按壓面6間。
(步驟2)
接下來,如圖19(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱。此時,最初,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之凸部13之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
經過步驟2,如圖19(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之凸部13之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之凸部13之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖19(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4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之凸部13之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
[製造方法之第9例]
(步驟1)
接下來,參照圖20,對濺鍍靶材-背板接合體301之製造方法之第一例進行說明。相對於濺鍍靶材-背板接合體300之凸部13係自背板1切削而形成,濺鍍靶材-背板接合體301之差異在於:將具有與凸部13相同之作用之卡子11固定於背板1。首先,如圖20(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2、以及卡子11。接下來,如圖20(B)所示,將卡子11固定於背板1之板表面3。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之卡子11之按壓面6間之部分的靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之卡子11之按壓面6彼此的間隔。此處,於除卡子11以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,卡子11之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的按壓面6。又,作為將卡子11固定於背板1之板表面3之方法,可例示螺固或接合方法。作為接合方法,進而可例示擴散接合或熔接等方法。
(步驟2)
接下來,如圖20(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
經過步驟2,如圖20(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之卡子11之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之卡子11之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖20(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之卡子11之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9的下部,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第10例]
(步驟1)
接下來,參照圖21,對濺鍍靶材-背板接合體301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。首先,如圖21(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2、以及卡子11。接下來,如圖21(B)所示,將卡子11固定於背板1之板表面3。又,於濺鍍靶材2之下部,除去要填充於背板1之卡子11之按壓面6間之部分的靶材側面9,形成缺口。濺鍍靶材2之被除去之位置之靶材側面9之下部的大小,即靶材背面8之大小設置為略大於背板1之卡子11之按壓面6彼此的間隔。此處,於除卡子11以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,卡子11之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的按壓面6。又,作為將卡子11固定於背板1之板表面3之方法,可例示螺固或接合方法。作為接合方法,進而可例示擴散接合或熔接等方法。
接下來,如圖21(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之卡子11上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之大小設置為略大於背板1之卡子11之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9之下部未填充於背板1之卡子11的按壓面6間。
(步驟2)
接下來,如圖21(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱使其熱膨脹。此時,最初,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部的大小。
(步驟3)
經過步驟2,如圖21(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之卡子11之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9之下部與背板1之卡子11之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖21(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之下部之壓接構造。藉由步驟4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之卡子11之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9之下部緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
[製造方法之第11例]
(步驟1)
接下來,參照圖22,對濺鍍靶材-背板接合體401之製造方法之第一例進行說明。相對於濺鍍靶材-背板接合體400之凸部13係自背板1切削而形成,濺鍍靶材-背板接合體401之差異在於:將具有與凸部13相同之作用之卡子11固定於背板1。首先,如圖22(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2、以及卡子11。接下來,如圖22(B)所示,將卡子11固定於背板1之板表面3。此時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。此處,於除卡子11以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,卡子11之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。又,作為將卡子11固定於背板1之板表面3之方法,可例示螺固或接合方法。作為接合方法,進而可例示擴散接合或熔接等方法。
(步驟2)
接下來,如圖22(C)所示,加熱背板1使其熱膨脹。此時,最初,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1時,背板1發生膨脹。而且,進一步加熱背板1使其膨脹時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
經過步驟2,如圖22(D)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之卡子11之按壓面6間。其結果為,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之卡子11之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖22(E)所示,將背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4之冷卻,背板1收縮,由背板1之卡子11之按壓面6按壓濺鍍靶材2之靶材側面9,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。於步驟2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4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。
[製造方法之第12例]
(步驟1)
接下來,參照圖23,對濺鍍靶材-背板接合體401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。首先,如圖23(A)所示,準備具有板表面3、板背面4、及板側面5之背板1、具有靶材表面7、與板表面3相對之靶材背面8、及靶材側面9之濺鍍靶材2、以及卡子11。接下來,如圖23(B)所示,將卡子11固定於背板1之板表面3。此時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。此處,於除卡子11以外之位置與靶材背面8抵接之部位亦成為板表面3,卡子11之側面成為用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之按壓面6。又,作為將卡子11固定於背板1之板表面3之方法,可例示螺固或接合方法。作為接合方法,進而可例示擴散接合或熔接等方法。
接下來,如圖23(C)所示,將濺鍍靶材2之靶材背面8設置於背板1之板表面3之卡子11上。此時,濺鍍靶材2之靶材側面9彼此之間隔設置為略大於背板1之卡子11之按壓面6彼此的間隔,故而濺鍍靶材2之靶材側面9未填充於背板1之卡子11之按壓面6間。
(步驟2)
接下來,如圖23(D)所示,將背板1及濺鍍靶材2加熱使其熱膨脹。此時,最初,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔設置為略小於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔,但當加熱背板1及濺鍍靶材2時,相較於濺鍍靶材2,背板1膨脹更大。而且,進一步加熱背板1及濺鍍靶材2使其膨脹時,背板1之卡子11之按壓面6彼此之間隔略大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔。
(步驟3)
經過步驟2,如圖23(E)所示,能夠將濺鍍靶材2填充於背板1之卡子11之按壓面6間,能夠以濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之卡子11之按壓面6相對的方式配置濺鍍靶材2與背板1。
(步驟4)
接下來,如圖23(F)所示,將濺鍍靶材2及背板1冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。藉由步驟4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之卡子11之按壓面6將濺鍍靶材2之靶材側面9緊固,可藉由冷卻時之收縮所形成之壓接而接合。
(步驟5)
於本實施方式中,亦可於步驟1與步驟2或步驟2與步驟3之間,進而包括將成為中間層10之材料填充或塗佈於濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之板表面3之界面的步驟5。具體而言,較佳為於圖12、14、16、18、20、22之各圖中,於(C)或(C)之前後進行,換言之,較佳為於(B)與(C)之間、進行(C)期間或(C)與(D)之間形成中間層(各圖中均未示出),能夠製造圖8~圖11所示之具有中間層之濺鍍靶材-背板接合體。再者,於圖10、11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,只要能獲得確保濺鍍靶材2與背板1之密接性等之中間層之效果即可。
又,於將背板1及濺鍍靶材2兩者加熱之方式中,亦可於步驟1與步驟2或步驟2與步驟3之間,進而包括將成為中間層10之材料填充或塗佈於濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之板表面3之界面的步驟5。具體而言,較佳為於圖13、15、17、19、21、23之各圖中,在(B)與(C)之間形成中間層(各圖中均未示出),能夠製造圖8~圖11所示之具有中間層之濺鍍靶材-背板接合體。再者,於圖10、11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,只要能獲得確保濺鍍靶材2與背板1之密接性等之中間層之效果即可。
(步驟6)
於本實施方式中,較佳為於步驟3與步驟4之間,進而包括按壓濺鍍靶材2以使濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之板表面3擴散之步驟6。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10之擴散及中間層10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。
(步驟2、步驟3及步驟4中之加熱方法)
於本實施方式中,較佳為至少於步驟2、步驟3及步驟4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。
(步驟6中之加熱方法)
於本實施方式中,較佳為於步驟6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。
(步驟6中之氣體氛圍)
又,於本實施方式中,較佳為於步驟6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。
圖2所示之濺鍍靶材-背板接合體100可如圖12、13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4所示之濺鍍靶材-背板接合體200可如圖14、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、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6所示之濺鍍靶材-背板接合體400可如圖18、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4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靶材背面與背板之板表面之接合強度,或進一步提高密接性,效率更佳地進行熱傳導。
(濺鍍靶材之回收方法)
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之按壓面6彼此之間隔大於濺鍍靶材2之靶材側面9彼此的間隔;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。
(變化例1)
於本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體中,亦可為於設置濺鍍靶材之位置,使略小於濺鍍靶材之靶材背面之背板之板表面形成得更高,之後將卡子固定於形成得更高之背板之側面,從而形成背板之按壓面,利用背板之加熱膨脹及冷卻收縮,將濺鍍靶材固定於背板之按壓面內。
(變化例2)
於設置有凸部13之形態中,亦可將凸部13之一部分替換成卡子11。即,亦可為背板1具有凸部13及卡子11兩者。
[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8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17。接下來,於背板1之凹部17之底面15填充厚度為0.1 mm的Ni板材作為中間層10之材料。接下來,於背板1之凹部17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17,而位於Ni板材之上方(自凹部17之底面15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17之開口面藉由熱膨脹而擴大之背板1之凹部17。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,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。將其結果示於圖24。如圖24所示,濺鍍靶材2之靶材側面9與背板1之按壓面6藉由壓接而固著,靶材背面8亦無間隙地由Ni填充,熱傳導良好地進行擴散接合,此時,不發生濺鍍靶材2之破裂。
(實施例2)
製作在與圖7,尤其是圖7(F)相當之接合體中設置中間層之接合體。首先,準備利用熔解法製作之Φ156×6t(單位:mm)之釕濺鍍靶材2、及具有上段為Φ156×7t下段為Φ240×137t(單位:mm)之凸形狀之黃銅之背板1。關於線膨脹係數,釕為6.75×10
-6/℃,黃銅為21.2×10
-6/℃。接下來,針對濺鍍靶材2之側面之下部,藉由研磨加工,自濺鍍靶材2之外周起向內側除去8 mm,並自靶材背面8起除去3 mm之高度,形成缺口部。其後,針對濺鍍靶材2之側面之下部,藉由切削加工,自靶材背面8朝向缺口部之平面形成濺鍍靶材2之靶材側面9之凹凸部分18。將切削加工後之濺鍍靶材2之缺口部之圖像示於圖25(A)。接下來,於背板1之凸形狀位置進行Φ139.6 mm且深度3 mm之切削加工,形成用於按壓濺鍍靶材2之靶材側面9之下部之凸部13。進而,在與濺鍍靶材2之靶材側面9之凹凸部分18相對應之位置處,於背板1之凸部13之按壓面6形成凹凸部分19。接下來,於背板1之凸部13之內側之板表面3填充厚度為0.2 mm的Al之板材。接下來,利用加熱板將填充有Al之板材之背板1升溫至230℃後,使背板1之按壓面6相較於濺鍍靶材2之靶材側面9之下部更加膨脹,之後將濺鍍靶材2之靶材側面9之下部填充於背板1之凸部13之內側。其後,藉由自然冷卻下之熱收縮來進行壓接,獲得濺鍍靶材-背板接合體。接合後,使用放電電漿燒結機於10 Pa以下之減壓氣體氛圍下,以10 MPa自濺鍍靶材2之靶材表面7向背板1之板表面3加壓,並且升溫至400℃,保持1小時進行擴散接合,之後進行冷卻。將濺鍍靶材-背板接合體之整體圖像示於圖25(B)。將濺鍍靶材-背板接合體之局部放大圖像示於圖25(C)。濺鍍靶材-背板接合體具有上述靶材側面9之凹凸部分18與上述按壓面6之凹凸部分19相互嵌入之構造,並且藉由用背板1之按壓面6按壓濺鍍靶材2之外周側面9之下部,而利用壓接來固著,且濺鍍靶材2之靶材背面8與背板1之板表面3經由Al板而密接,並且不發生濺鍍靶材2之破裂。
(實施例3)
製作在與圖4相當之接合體中,於靶材側面設置凹凸部分,於按壓面設置凹凸部分,進而設置中間層之接合體。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,於靶材側面9沿著側面方向形成環狀之0.5 mm之環狀凹部。藉此,於靶材側面9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17。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17的側面16形成0.5 mm之環狀凹部。接下來,於背板1之凹部17之底面15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17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17。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,之後進行冷卻,形成由按壓面6按壓靶材側面9之壓接構造。將其結果示於圖26。接合體具有靶材側面9之凹凸部分18與凹部17之側面16之凹凸部分19相互嵌入的構造。如圖26所示,靶材側面9與背板之凹部17之側面16藉由壓接而固著,靶材背面8亦無間隙地由Ni、In填充,熱傳導良好地進行擴散接合,並且不發生濺鍍靶材2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27。接合體未於背板形成凹部17,不具有壓接構造。如圖27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28。接合體未於背板形成凹部17,不具有壓接構造。如圖28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29。接合體未於背板形成凹部17,不具有壓接構造。如圖29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者,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30。如圖30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:背板之板背面
5:背板之板側面
6:背板之按壓面
7:濺鍍靶材之靶材表面
8:濺鍍靶材之靶材背面
9:濺鍍靶材之靶材側面
10:中間層
10a:設置於與背板之界面之中間層
10b:設置於與濺鍍靶材之界面之中間層
11:卡子
13:設置於背板之板表面之凸部
15:背板之凹部之底面
16:背板之凹部之側面
17:背板之凹部
18:濺鍍靶材之靶材側面之凹凸部分
19:背板之按壓面之凹凸部分
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
301:濺鍍靶材-背板接合體
400:濺鍍靶材-背板接合體
401: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
900: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7(A)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例1。
圖7(B)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例2。
圖7(C)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例3。
圖7(D)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例4。
圖7(E)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例5。
圖7(F)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例6。
圖7(G)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例7。
圖7(H)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例8。
圖7(I)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例9。
圖7(J)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例10。
圖7(K)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例11。
圖7(L)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例12。
圖7(M)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例13。
圖7(N)係於第5例中由虛線之四邊所包圍之位置之局部放大圖,為變化例14。
圖7(O)係於第5例中由虛線之圓所包圍之位置之局部放大圖,為變化例1。
圖7(P)係於第5例中由虛線之圓所包圍之位置之局部放大圖,為變化例2。
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係第9例之A-A剖面概略圖。
圖12(A)~(E)係用於對基於圖2之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第一例。
圖13(A)~(F)係用於對基於圖2之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第二例。
圖14(A)~(E)係用於對基於圖4之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第一例。
圖15(A)~(F)係用於對基於圖4之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第二例。
圖16(A)~(E)係用於對基於圖5之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第一例。
圖17(A)~(F)係用於對基於圖5之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第二例。
圖18(A)~(E)係用於對基於圖6之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第一例。
圖19(A)~(F)係用於對基於圖6之本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體之製造步驟進行說明的第二例。
圖20(A)~(E)係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體301之製造步驟進行說明之第一例。
圖21(A)~(F)係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體301之製造步驟進行說明之第二例。
圖22(A)~(E)係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體401之製造步驟進行說明之第一例。
圖23(A)~(F)係用於對本實施方式之濺鍍靶材-背板接合體401之製造步驟進行說明之第二例。
圖24係表示實施例1中之壓接、擴散部位之圖像。
圖25(A)係實施例2中之濺鍍靶材2之缺口部之局部放大圖像。
圖25(B)係實施例2中之濺鍍靶材-背板接合體之整體圖像。
圖25(C)係實施例2中之濺鍍靶材-背板接合體之局部放大圖像。
圖26係表示實施例3中之壓接、擴散部位之圖像。
圖27係表示比較例1中之接合結果之圖像。
圖28係表示比較例2中之接合結果之圖像。
圖29係表示比較例3中之接合結果之圖像。
圖30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:背板之板背面
5:背板之板側面
6:背板之按壓面
7:濺鍍靶材之靶材表面
8:濺鍍靶材之靶材背面
9:濺鍍靶材之靶材側面
15:背板之凹部之底面
16:背板之凹部之側面
17:凹部
100:濺鍍靶材-背板接合體
Claims (27)
- 一種濺鍍靶材-背板接合體,其係將濺鍍靶材接合於背板而成者,其特徵在於: 上述背板具有板表面、板背面、板側面、及按壓面, 上述濺鍍靶材具有靶材表面、與上述板表面相對之靶材背面、及靶材側面, 藉由用上述按壓面按壓上述靶材側面,而將上述濺鍍靶材固定於上述背板。
- 如請求項1之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述按壓面之按壓係藉由上述背板之熱收縮而產生。
- 如請求項1或2之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述背板於上述板表面具有凹部,該凹部之側面為上述按壓面。
- 如請求項1至3中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述背板於上述板表面具有凸部,該凸部之側面為上述按壓面。
- 如請求項1至4中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述背板具有卡子,該卡子之側面為上述按壓面。
- 如請求項5之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述卡子固定於上述背板之上述板表面或上述板側面。
- 如請求項1至6中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述靶材側面具有凹凸部分, 上述按壓面具有凹凸部分,且 上述靶材側面之凹凸部分與上述按壓面之凹凸部分成為相互嵌入之構造。
- 如請求項1至7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。
- 如請求項1至7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。
- 如請求項1至7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。
- 如請求項1至7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。
- 如請求項1至11中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述濺鍍靶材之材質為Al-Sc合金、Ru、Ru合金、Ir或Ir合金。
- 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。
- 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。
- 如請求項1至14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。
- 如請求項1至15中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述背板之按壓面至少具有配置於隔著上述靶材側面相對之位置的成對之面,且 該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm) D TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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)。
- 如請求項1至15中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述背板之按壓面至少具有配置於隔著上述靶材側面相對之位置的成對之面,且 該成對之背板之按壓面彼此之距離與上述靶材側面中和上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離之關係滿足(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:室溫下之上述成對之背板之按壓面彼此之距離(mm) D TG:室溫下之與上述成對之背板之按壓面接觸的濺鍍靶材之接觸面彼此之距離(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)。
- 如請求項1至17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上述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。
- 如請求項1至18中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,其中上述靶材表面相較於上述板表面突出。
- 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,其係準備具有板表面、板背面、板側面、及按壓面之背板、以及具有靶材表面、與上述板表面相對之靶材背面、及靶材側面之濺鍍靶材; 步驟2,其係加熱上述背板使其熱膨脹; 步驟3,其係以上述靶材側面與上述背板之按壓面相對之方式配置上述濺鍍靶材與上述背板;及 步驟4,其係將上述背板冷卻,形成由上述按壓面按壓上述靶材側面之壓接構造。
- 如請求項20之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法,其中於上述步驟1與上述步驟2之間或上述步驟2與上述步驟3之間,進而包括將成為中間層之材料填充或塗佈於上述濺鍍靶材與上述背板之接觸位置的步驟5。
- 如請求項20或21之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法,其中於上述步驟3與上述步驟4之間,進而包括按壓上述濺鍍靶材以使上述濺鍍靶材之靶材背面與上述背板之板表面擴散之步驟6。
- 如請求項20至22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2、上述步驟3及上述步驟4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。
- 如請求項22之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法,其中於上述步驟6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。
- 如請求項22或24之濺鍍靶材-背板接合體之製造方法,其中於上述步驟6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。
- 如請求項20至25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4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。
- 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19中任一項之濺鍍靶材-背板接合體,使其熱膨脹直至使上述按壓面自上述靶材側面分離;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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