TW573042B - Titanium target assembly for sputtering and method for preparing the same - Google Patents

Titanium target assembly for sputtering and method for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
TW573042B
TW573042B TW91103323A TW91103323A TW573042B TW 573042 B TW573042 B TW 573042B TW 91103323 A TW91103323 A TW 91103323A TW 91103323 A TW91103323 A TW 91103323A TW 573042 B TW573042 B TW 573042B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sputtering
bonding
target
titanium
backing plate
Prior art date
Application number
TW91103323A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Nakadai
Poong Kim
Weiping Chai
Masahiro Kodera
Original Assignee
Vacuum Metallurg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacuum Metallurg Co Ltd filed Critical Vacuum Metallurg Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of TW573042B publication Critical patent/TW573042B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/007Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of copper or another noble metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/005Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a refractory metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14Titanium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006Ag as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

573042 A7 ____ B7 五、發明説明(1) 發明的背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關一種供濺射用之鈦靶裝置,其具有固相 擴散接合(結合)面,和一種製造彼之方法且特別是有關 一種可根據固相擴散接合(結合)技術塗佈金屬薄膜藉由 積層欽(T i )靶獲得的供濺射用之鈦靶裝置,其構成使 用於薄膜形成濺射裝置之陰極,和作爲靶撐體之背襯板, 以及製造彼之方法。 濺射靶在製備各種包括半導體裝置之薄膜裝置中可作 爲一種在基材上形成薄膜之濺射源。在半導體裝置的情形 中,大部份靶爲各具有盤狀之板。目前所使用之濺射靶爲 其中靶與稱謂背襯板之用於支撐和冷卻靶的支撐構件積層 之靶裝置。當靶裝置安裝在濺射陰極上及然後電力供應至 陰極時,由於熱的施用靶表面的溫度升高,但藉由將冷卻 水通過背襯板的背面除去熱,因此控制任何靶表面溫度的 增加。通常所使用之背襯板的材料爲例如金屬和其合金, 例如無氧銅,銅合金,鋁,鋁合金,鈦和鈦合金。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 習知上,靶和背襯板主要藉由使用低熔硬焊料( brazing filler metal )例如I η或Sn合金接合。然而,當 爲了改進通過料量而施用高電力時,在欲接合之界面的溫 度不可避免地增加,雖然冷卻背襯板和各種的問題或麻煩 產生致使結合強度由於溫度的增加而減少和靶材由於硬焊 料熔化而隨後剝落。爲此理由,接合方法已轉換成積層接 合方法,其中不使用任何的硬焊料,視濺射靶而定。然而 ,當爲了進一步改進通過料量而將較高電力施用至陰極時 -—---—..........=-4-=____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 573042 A7 B7 五、發明説明(9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’由於熱’祀之特性性質產生改變。而且,祀裝置的大小 已隨晶圓的大小增加而增加。當該高電力施用時,因爲這 些革G裝置的材料之間的熱膨脹係數之不同,此導致不同材 料的接合體之祀裝置的顯著翹曲發生和此隨後變成不便的 原因例如薄膜厚度的不平和薄膜品質的改變。因此,需要 適當選擇用於背襯板之材料,同時考慮冷卻效率和翹曲的 控制。 另一方面,除了前述冷卻效率和翹曲的控制之外,需 要靶/背襯板裝置符合在接合這些裝置的材料時,”耙材 料的結晶結構及結晶取向應被保持及背襯板材料的強度應 被確定”和”任何靶材料和背襯板材料之變形應藉由減少 接合負載而控制”之要求。 關於接合方法,其中不使用任何的硬焊料和其用以製 造靶/背襯板裝置,已申請很多專利申請案。例如,日本 未審查專利公開(以下稱爲” j · P _公開,’)平i — 283367 (曰本專利第2,831 ,356號)揭示 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 靶和背襯板直接在壓力下焊接而沒有任何黏接材料的插入 和列出爆炸壓力焊接技術和線焊技術作爲具體實施例。此 專利也揭不藉由熱軋和擴散接合或結合技術獲得的結果及 陳述良好結合強度能夠藉由這些技術達成。 作爲另一直接接合方法,j . P ·公開號平6一 6 5 7 3 3揭不一種擴散結合方法,其包括預熱一支撐構 件和祀構件,一個放置在另一個上層和藉由加壓施用負載 到該等構件的步驟。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公着) 573042 A7 _B7 五、發明説明(:$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 仍作爲另一直接接合方法,J · p .公開號平9 -1 4 3 7 0 4揭示一種擴散接合方法,其包括使鈦靶材料 與鋁背襯板材料接觸及然後使這些材料在3 〇 〇到4 5〇 °C範圍之溫度及從5 0到2 0 0 Μ P a範圍之壓力下施加 水壓的步驟。此公開也在實例中揭示可4 5 0 °C和1 2 0 Μ P a條件下獲得9 1 Μ P a ( 9 . 3 k g /m m 2 )等級 的結合強度和可在4 5 0 °C和4 5 Μ P a條件下獲得3 5 Μ P a ( 3 · 6 k g / m m 2 )等級上的結合強度。 如上述所討論,已申請很多有關直接結合方法的專利 申請案,但多數其限制於T i / A 1之組合和藉由廣泛地 改變這些方法達成之裝置的結合強度。 本發明的發明人應用在揭示J . P .公開號平1 - 283367 (日本專利第2,831 ,356號)之擴 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 散結合方法,其不嚴利地限制在用於其他技術之中的靶裝 置之材料,至T i (靶)/ C u (背襯板)的組合和進行 結合測試。結果,發現結合方法提供缺乏結合穩定性和可 {§度且顯不局散射之結果和更詳而言之,發現結合強度在 5 0 0 °C或4 5 0 t的結合溫度和4 0 Μ P a的壓力之條 件下落於6到1 1 k g /m m 2範圍內。 本發明的發明人也嘗試在4 0 0 °C和1 0 0 Μ P a條 件下直接化學結合T i / C u之組合,其根據該等揭示在 另一有關T i / A 1結合之習知技術選擇。然而,無論如 何所達到的結合強度低如1 . 5 k g /m m 2的等級和因此 ,這個方法完全不確定所希望或所要之結合穩定性和可信 -----_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ:297公釐) 573042 A7 B7 五、發明説明(4 度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面’作爲結合方法,爲了減少欲施用之負載或 減少結合溫度使用插入材料,在j · p .公開號平6 - 108246和平6 - 172993已揭示用於獲得,,各 包括一祀材料、插入材料和背襯板材料之靶裝置,在各相 鄰二個材料之間具有固相擴散結合界面,,之方法。詳而言 之’這些公開揭示一種所要的裝置可藉由插入物材料落在 2 0 0到6 0 0 °C之溫度及落在〇 · 1到2 〇 k g / m m 2 範圍內之施用負載經由A g,c u及/或N i所組成的插 入材料將靶和背襯板材料固相擴散結合。在這些公開的例 子中,6 k g / m m 2的結合強度(或剪切強度)可藉由結 合一種T i靶材料和一種無氧銅背襯板材料(J · p .公 開號平6 — 1 〇 8 2 4 6 )或一種A 1合金靶材料和一種 無氧銅背襯板材料(j P ·公開號平6〜1 7 2 9 9 3 ) ’在2 5 0 t:之溫度和8 k g / m m 2之施用負載下使用具 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 有1 0 0 // m厚度之A g箔作爲插入材料而完成。然而, 當本發明的發明人根據前述方法使用A g箔當做插入材料 進行結合T i和C u的測試時,所得結合強度缺乏黏合穩 定性和可信度。更詳而言之,強度於5 0 〇 t的溫度和4 k g / m m 2的負載下在從3到7 k g / m m 2範圍內廣泛 地改變及在4 5 0 t之溫度和4 k g /m m 2的負載之結合 操作簡單達成該種評估樣品在其製造期間破損的結合強度 之強度。 如上述已詳細描述的,已知道很多關於靶和背襯板的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 573042 A7 ______B7__ 五、發明説明($ 結合之習知技術。然而,如果本發明的發明人依照在這些 習知技術所揭示的條件進行黏合T i (靶)和C u (背襯 板)的測試,發現所得裝置沒有顯示任何的高結合強度, 他們顯示廣泛的結合強度分佈和他們在結合穩定性和可信 度上是不足夠的。 本發明的發明人因此有各種調查結果和已結論獲得一 種顯示高黏合強和高黏合穩定性以及可信度之靶裝置應符 合下列二個要求: (i )應在不同金屬的材料之間形成連續區或連續體 ;和 (i i )應該控制金屬化合物在不同金屬材料之間的 形成。 關於前述(i )項,這些不同金屬從不進行任何相互 擴散或其間之相互擴散,如果金屬各不具有相互固態溶解 度,任何連續區不可能形成,除非他們產生任何之相互擴 散及且他們簡單和機械性結合。另一方面,關於前述( i i )項,如果金屬化合物在他們之間形成,化合物本身 作爲應力集中點,因爲其天生相當硬和脆且因此所得裝置 的結合穩定性和可信度被顯著減少。 事實上,根據所要的條件進行之結合測試中觀察破損 段所獲得的結果指示在習知技術中金屬不進行任何充份之 相互擴散或形成金屬化合物。 從前述可知,結論應符合下列獨立且互惠的要求以便 獲得具有高結合強度和高結合穩定性以及可信度之靶裝置 —----- -只-__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
573042 A7 ___B7__ 五、發明説明(弓 (a )選擇各具有相互固態溶解度之材料; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (b )藉由界面的淸潔處理加速相互擴散;和 (c )藉由處理的溫度和時間之控制抑制金屬化合物 的形成。 特別地,相互擴散(b )的加速爲減輕抗金屬之間的 黏合和擴散之表面障礙層的基本要求。 另一方面,在靶/背襯板裝置中,本質上要求應維持 靶材料的結晶結構和結晶取向及背襯板材料的強度應同樣 被確定和進一步要求靶材料及背襯板材料的任何變形應藉 由減少這些材料接合時的接合負載來控制。因此,爲了獲 得所要的靶裝置,需要發展一種新穎接合或結合方法,其 可同時符合這些要求。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在前述習知技術之中,揭示在J · P ·公開號平1 -283367 (日本專利第2 ,831 ,356號)的發 明遭遇一種當結合溫度降低時所得之靶裝置的結合強度快 速減少之問題,揭示在J · P ·公開號平6 -108246和平6 — 172993之發明遭遇一種由於 合倂插入材料,所得裝置的結合強度廣泛改變的問題及在 揭示J . P ·公開號平9 一 1 4 3 7 0 4之發明遭遇一種 因施用高負載而材料變形和所得之結合強度不足夠高的問 題。 而且,前述習知技術只揭示所得裝置的結合強度,且 這些技術從未提及在邊界的擴散對材料之間的黏合或接合 _ ___________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 573042 A7 ____B7__ 五、發明説明(1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之貢獻程度。希望在高溫進行擴散以便誘發破損邊界的改 變(由於在邊界擴散),致使所得裝置顯示黏合穩定性和 可信度,但是結合溫度應該減少以便符合前述的要求:“ 抑制金屬化合物之形成”和”靶材料的結晶結構及結晶取 向應被維持以及背襯板材料的強度應同樣地被確定”。換 句話說,應該符合互惠的二個要求。 發明槪述 因此’本發明的目的是解決前述與廣泛知識之習知技 術有關的問題且更詳而言之提供一種具有高結合強度和高 黏合穩定性以及可信度的供濺射用之鈦靶裝置以及一種於 低溫度和低施用負載下根據固相擴散結合於短時間製備該 裝置之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的發明人已完成一種結合方法,其可確定在結 合界面之充份固相擴散,甚至在下列條件下:在真空下, 於低溫度和低黏合負載和短時段,根據物理蒸汽沈積技術 藉由將活性金屬薄膜沈積到欲結合側之靶材料的表面上, 因此覆蓋表面且申請一專利申請案:日本專利申請案序號 2000 — 72380 號(申請日:平 12 (2 〇 00) ,3月1 5曰)。 根據本發明的供濺射用之鈦靶裝置和製造彼之方法已 藉由長期發展揭示在前述早期申請之專利申請案的發明而 完成。 根據本發明的一觀點,提供一種鈦靶裝置,其包括一 --------- m.___ 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 573042 A7 ____B7_ 五、發明説明(參 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 種由尚純度鈦組成的濺射耙,一種由銅或銅合金組成和作 爲靶的支撐構件之背襯板和由銀或銀合金組成且形成及夾 層於該祀和該背襯板之間的塗料薄膜,其中該塗料薄膜根 據物理蒸汽沈積技術在該靶的結合側或在該靶及該背襯板 的結合側等之進行淸潔處理的表面上形成及該靶和該背襯 板被固相擴散結合,而備有該塗料薄膜之面(等)作爲結 合面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明的另一觀點,提供一種製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法,其係藉由結合由高純度之鈦組成的濺射靶 和由銅或銅合金組成及作爲該靶的支撐構件之背襯板,如 此產生一種供濺射用之鈦靶裝置及該方法包括步驟:(1 )根據濺射蝕刻技術或離子轟擊技術以惰性氣體電漿處理 該靶及/或該背襯板之其結合側的表面,如此使結合表面 (等)淸潔;(2 )在淸潔步驟(1 )完成之後,立刻以 物理蒸汽沈積技術而沒有打開到大氣壓下在該淸潔之結合 表面(等)上形成由銀或銀合金所組成的塗料薄膜及(3 )經由備有該塗料薄膜之表面(等)固相擴散結合該靶及 該背襯板’如此形成具有固相擴散結合面之鈦靶裝置。 圖式簡要說明 圖1爲一顯示根據本發明黏合T i / C u之溫度和所 得裝置之結合強度之間的關係之曲線圖,所得數據與觀察 習知裝置所得數據比較。 圖2爲顯示在根據本發明所得裝置之中央,中間和週 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公餐) '一 573042 A7 ----------B7_ 邊部分所観察之當接合T i和c U材料之結合強度分佈或 結合強度的曲線圖,所得數據與觀察習知裝置所得數據比 較。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳具體實施例的說明 本發明’一般較佳銀或銀合金的塗料薄膜之厚度不小 於0 . 5 # m的和不超過1 q # ηι之厚度和前述固相擴散 結合步驟在不大於0 · 1巴真空氣壓下,於不小於4 〇 〇 C和不大於4 5 0 °C的結合溫度和在黏合他們時施用不小 於4 0 Μ P a和不大於1 〇 〇 μ P a的負載至材料2個小 時內的黏合時間。本發明的方法允許製造一種濺射靶裝置 ’即使在該溫和的黏合條件之下。所得裝置包含高純度 T i靶和C u或C u合金背襯板,其在不小於;[〇 k g / m m 2剪切強度下堅固地擴散結合和在這些材料之間的界面 不破損。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 關於A g薄膜之厚度,如果其小於〇 . 5 // m,所得 薄膜時常具有不平的厚度或厚度的分佈,當如果其大時 1 0 // m,所得薄膜內的應力減輕。因此,希望其厚度不 小於0 · 5 // m和不大於1 〇 // m。而且,如果使用高於 〇·1巴之真空氣壓,銀或銀合金塗料薄膜在其表面上被 氧化,且此造成在結合界面形成擴散障壁。如果結合溫度 小於4 0 0 °C,所得濺射靶裝置具有減少的結合強度,而 如果溫度超過4 5 0 t,裝置之材料在黏合操作期間容易 產生變形。此外,如果黏合時施用之負載小於4 0 Μ P a _;____ -1? -____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 573042 A7 B7 五、發明説明(负 ’裝置之材料不易產生所要擴散結合。而負載大於1 〇 0 M p a ,背襯板容易產生變形。再者,如果黏合時間超過 2個小時,則擴散有時過度進展。此隨後造成形成金屬化 合物之可能性增加及生產率之減少。 在本發明中非常重要之步驟如下:根據例如濺射蝕刻 技術使用惰性氣體例如A r之電漿在靶之結合側的表面或 靶和背襯板之結合側的表面進行淸潔處理之步驟及在淸潔 步驟完成之後,立刻根據物理蒸汽沈積(P V D )技術在 該結合側的淸潔表面(等)上形成由銀或銀合金所組成的 塗料薄膜之步驟。結果,材料之相互擴散可容易地發生, 甚至在低溫,在低負載下於短時間內,且所得裝置顯現足 夠高的結合強度。該物理蒸汽沈積技術之典型例子爲真空 蒸發沈積,濺射和離子電鍍技術。根據該等薄膜形成技術 ’薄膜本身黏合至欲在高淸潔條件下塗佈之材料且因此裝 置之黏著強度也是高的。特別地,如果靶材料之表面或靶 材料和背襯板之表面在形成所要薄膜之前以離子先淸潔, 則獲得一淸潔的表面,該等表面至A g或A g合金薄膜之 黏著顯著改良及T i 、A g及C u材料之間的相互擴散於 結合溫度下容易地進行。 該根據本發明施用於結合表面(等)上之薄膜A g或 Ag合金包括其中高內應變且因此在T i 一 Ag和Ag -C u界面之相互擴散啓始溫度被實質上減少。原則上,這 種現象相同於再結晶溫度之減少,視塑膠形成的程度而定 。爲此理由,該如此沈積或塗佈之銀或銀合金薄膜的使用 ---· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 573042 A7 ____B7 五、發明説明(1)1 將允許結合溫度的減少,如與觀察當使用箔插入物比較和 結果,任何的金屬化合物的形成同樣被抑制。 本發明以下將參考下列實例和比較例更詳細地描述, 但是本發明完全不限制於這些特殊實例中。 實例1 鈦(T i :純度9 9 · 9 9 5 % )鈀材料(具有 3 0 〇毫米直徑(ό )之盤狀片)和具有相同大小的銅背襯 板材料在丙酮中進行超音波除脂和洗滌。完成洗滌之後, 靶材料的表面在其結合側或靶背和襯板材料的表面在他們 的結合側上在A r氣壓下經由離子轟擊進行淸潔處理(淸 潔條件:0 · 7巴的A r氣壓;2千瓦之施用電力;和 3 0分鐘的淸潔時間),然後沒有打開他們至大氣壓下和 在淸潔處理之後,立刻根據物理蒸汽沈積技術在這些表面 上形成A g塗料薄膜(物理蒸汽沈積條件:〇 . 4巴的 A r大氣壓;3千瓦之施用電力;和〇 · //m/分鐘之薄 膜形成速度)。然後IE材料和背觀板材料在如圖1所顯示 的條件下固相擴散結合,同時使用備有塗料薄膜作爲結合 面之面(等)。結合條件之中,真空的程度,結合時間和 施用負載分別設定在0 . 0 1巴,2小時和4 0 Μ P a之 固定程度和在此處所選擇之結合方法爲下列三種方法:習 知直接結合方法,一種使用A g片(具有1 〇 μ m厚度的 A g箔)作爲插入物之方法,和根據本發明之方法,其使 用前述之塗佈薄膜。這些方法的不同從結合溫度(4 〇 〇 ------—--14 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
573042 A7 B7 五、發明説明(1)2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) °C,4 5 0 °C和5 0 0 °C )對所得靶裝置之結合強度的影 響之觀點檢查。如此獲得的結果作圖於圖1中和裝置的破 損模態上也顯示在圖1中。 同樣地從圖1作圖或所示之數據將淸楚可知,如果材 料的結合面藉由轟擊淸潔和其後立刻如本發明根據物理蒸 汽沈積技術以A g塗佈而沒有打開裝備至大氣壓,則所得 裝置的破損在全部檢查溫度下發生於A g塗佈薄膜內。此 事實指示該等用於裝置之材料在其界面進行滿意的擴散。 而且,也發現所得裝置的結合強度爲充份或可接受的小於 1 0 k g /m m 2的等級。與此相反,習知直接結合方法允 e午製ia具有於5 0 0 C的結合溫度之較局結合強度的裝置 ,但是黏合於低結合溫度例如4 0 0和4 5 0 °C之裝置顯 示低結合強度及在所有的檢查結合溫度下於T i / C u界 面發生裝置的破損。另一方面,根據使用A g片當做插入 物之結合方法製造的裝置在T i /A g和A g/C u界面 遭受破損及在所有的檢查結合溫度下其結合強度非常低或 不可測得地低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除此之外,在前述二種方法,結合溫度,真空的程度 ’結合時間和施用負載分別設定在4 〇 〇 °C,0 . 0 1巴 ,2小時和1 0 〇 Μ P a之固定程度以便如此檢查不同的 結合方法對結合強度的影響。就此觀點,結合強度在中央 部分(具有3 〇 0毫米直徑之靶的中心:零毫米),中間 部分(存在於距離裝置的靶中心7 5毫米)和週邊部分( 存在於距離裝置的靶中心1 5 0毫米)測定。如此獲得之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 573042 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7___五、發明説明(1)3 結果作圖於圖2上,及裝置的破損模態也被顯示在圖2中 〇 同樣地從圖2作圖或所示之數據將淸楚可知,如果欲 結合之材料的結合面藉由轟擊淸潔和其後立刻如本發明根 根據物理蒸汽沈積技術以A g塗佈而沒有打開裝備至大氣 壓’所得裝置的破損在全部檢查溫度下發生在A g塗佈薄 膜內。此事實指示該等用於裝置之材料在其界面進行滿意 的擴散。而且,也發現所得裝置的結合強度爲充份或可接 受的小於1 4 k g /m m 2的等級。與此相反,習知直接結 合方法允許製造具有顯著低之結合強度的裝置及於T i / C u界面發生裝置的破損。另一方面,根據使^ a g片當 做插入物之結合方法所製造的裝置在T i / A g和A g / C u界面遭受破損及在各測量點其結合強度顯奢地低或顯 示散射。 根據本發明,下列效果可藉由在靶和背襯板的擴散結 合中將Ag或Ag合金的PVD塗佈薄膜施用在由T i組 成之靶及上由C u或C u合金組成之背襯板上而完成: 1 )塗布薄膜材料具有高熔點,如與習用的硬焊料之 材料比較,因此薄膜材料在製造方法例如其熔出上從不具 有任何壞的影響。 2 )在界面之擴散啓始溫度藉由將具有局應變之A g 或A g合金薄膜施用至結合面上來減少,結合面以使用惰 性氣體例如A r的電漿之濺射鈾刻或離子轟擊技術淸潔, 且因此於低負載在和低結合溫度經一短時間所得裝置的高 -—_______- 1R - _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

Claims (1)

  1. 573042
    A8 B8 C8 D8 1 1 · 一種鈦靶裝置,其包括鈦的濺射靶,由銅或銅合 金組成和作爲該靶的支撐構件之背襯板和由銀或銀合金組 成且形成於該祀和該背襯板之間的塗料薄膜,其中該塗料 薄膜根據物理蒸汽沈積技術在該靶的結合側或在該靶及該 背襯板的結合側等之進行淸潔處理的表面上形成及該靶和 該背襯板被固相擴散結合,而備有該塗料薄膜之面(等) 作爲結合面。 2 · —種製備供濺射用之鈦靶裝置之方法,其係藉由 黏合鈦的濺射靶和由銅或銅合金組成及作爲該靶的支撐構 件之背襯板,如此產生一種供濺射用之鈦靶裝置,其包括 步驟: (1 )依照濺射蝕刻技術或離子轟擊技術以惰性氣體 電漿處理該靶及/或該背襯板在其結合側的表面,如此使 結合表面(等)淸潔; (2 )在淸潔步驟(1 )完成之後,立刻以物理蒸 汽沈積技術而沒有打開到大氣下在該淸潔之結合表面(等 )上形成由銀或銀合金所組成的塗料薄膜及 (3 )經由備有該塗料薄膜之表面(等)固相擴散結 合該靶及該背襯板,如此形成具有固相擴散平之鈦靶裝置 〇 3 ·如申請專利範圍第2項所述之製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法’其中該銀或銀合金之塗佈薄膜具有不小於 〇 · 5 // m和不大於1 〇 # m之厚度。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之製備供濺射用之鈦 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羡) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 573042 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 一六、申請專利範圍 2 靶裝置之方法,其中該固相擴散結合步驟在不大於0 · 1 巴真空氣壓下,於不小於4 0 0 °C和不大於4 5 〇 的結 合溫度和在黏合步驟期間不小於4 0 Μ P a和不大於 1 0 0 Μ P a的負載應用進行2個小時內的黏合時間。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之製備供濺射用之隹太 靶裝置之方法,其中該固相擴散結合步驟在不大於0 · 1 巴真空氣壓下,於不小於4 0 0 °C和不大於4 5 0 °C的結 合溫度和在黏合步驟期間不小於4 0 Μ P a和不大於 1 0 0 Μ P a的負載應用進行2個小時內的黏合時間。 6 ·如申請專利範圍第2項所述之製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法,其中該物理蒸汽沈積技術選自真空蒸發沈 積,濺射和離子電鍍技術。 7 ·如申請專利範圍第3項所述之製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法,其中該物理蒸汽沈積技術選自真空蒸發沈 積,濺射和離子電鑛技術。 8 ·如申請專利範圍第4項所述之製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法,其中該物理蒸汽沈積技術選自真空蒸發沈 積,濺射和離子電鍍技術。 9 ·如申請專利範圍第5項所述之製備供濺射用之鈦 靶裝置之方法,其中該物理蒸汽沈積技術選自真空蒸發沈 積,濺射和離子電鍍技術。 !Γ —— ^----f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -19-
TW91103323A 2001-03-01 2002-02-25 Titanium target assembly for sputtering and method for preparing the same TW573042B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001056913A JP4615746B2 (ja) 2001-03-01 2001-03-01 スパッタリング用チタンターゲット組立て体及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW573042B true TW573042B (en) 2004-01-21

Family

ID=18916863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW91103323A TW573042B (en) 2001-03-01 2002-02-25 Titanium target assembly for sputtering and method for preparing the same

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6723213B2 (zh)
JP (1) JP4615746B2 (zh)
TW (1) TW573042B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7476289B2 (en) * 2006-06-29 2009-01-13 Applied Materials, Inc. Vacuum elastomer bonding apparatus and method
US20080121516A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 Jaydeep Sarkar Method and apparatus for treating sputtering target to reduce burn-in time and sputtering targets made thereby
JP5145110B2 (ja) * 2007-12-10 2013-02-13 富士フイルム株式会社 異方導電性接合パッケージの製造方法
EP2853617A4 (en) * 2012-07-04 2016-03-09 Jx Nippon Mining & Metals Corp SPUTTER-TARGET
CN112359331B (zh) * 2020-10-23 2022-11-29 北京安泰六九新材料科技有限公司 一种平面绑定靶材及一种平面靶材的绑定方法
CN114619130B (zh) * 2022-03-24 2024-05-31 有研工程技术研究院有限公司 一种铝铬硼靶材与铝硅合金背板的焊接方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115213B2 (ja) * 1984-06-22 1995-12-13 株式会社化繊ノズル製作所 金属複合材の製造方法
US4951601A (en) * 1986-12-19 1990-08-28 Applied Materials, Inc. Multi-chamber integrated process system
JPS63270459A (ja) * 1987-04-24 1988-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパツタ用タ−ゲツトのボンデイング方法
JP3525348B2 (ja) * 1992-09-29 2004-05-10 株式会社日鉱マテリアルズ 拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体の製造方法
US5693203A (en) 1992-09-29 1997-12-02 Japan Energy Corporation Sputtering target assembly having solid-phase bonded interface
US5433835B1 (en) 1993-11-24 1997-05-20 Applied Materials Inc Sputtering device and target with cover to hold cooling fluid
US6199259B1 (en) * 1993-11-24 2001-03-13 Applied Komatsu Technology, Inc. Autoclave bonding of sputtering target assembly
US6274015B1 (en) 1996-12-13 2001-08-14 Honeywell International, Inc. Diffusion bonded sputtering target assembly with precipitation hardened backing plate and method of making same
JPH10330929A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Japan Energy Corp スパッタリングタ−ゲット用バッキングプレ−ト及びスパッタリングタ−ゲット/バッキングプレ−ト組立体
US6521108B1 (en) * 1998-12-29 2003-02-18 Tosoh Smd, Inc. Diffusion bonded sputter target assembly and method of making same
US6113761A (en) 1999-06-02 2000-09-05 Johnson Matthey Electronics, Inc. Copper sputtering target assembly and method of making same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002256427A (ja) 2002-09-11
US20020121437A1 (en) 2002-09-05
JP4615746B2 (ja) 2011-01-19
US6723213B2 (en) 2004-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960010166B1 (ko) 확산접합된 스패터링타게트조립체 및 그 제조방법
US20110079418A1 (en) Ceramic wiring board and method of manufacturing thereof
JP6734033B2 (ja) 無酸素銅板、無酸素銅板の製造方法およびセラミック配線基板
US20090186195A1 (en) Reactive Multilayer Joining With Improved Metallization Techniques
TWI504767B (zh) Sputtering target - support plate joint and its manufacturing method
KR100246682B1 (ko) 스퍼터링용 티타늄 타겟 조립체의 제조방법 및 스퍼터링용 티타늄 타겟 조립체
WO2001006029A1 (fr) Cible de pulverisation
TW573042B (en) Titanium target assembly for sputtering and method for preparing the same
JP4594488B2 (ja) スパッタリングターゲット
JPH06108246A (ja) 拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体及びその製造方法
TWI762342B (zh) 形成接合結構的方法
JP4970034B2 (ja) ターゲット/バッキングプレート構造物、及びターゲット/バッキングプレート構造物の形成法
TWI756106B (zh) 固晶接合結構及其形成方法
JPH11106904A (ja) スパッタリングターゲットの製造方法
JP6546953B2 (ja) スパッタリングターゲット−バッキングプレート接合体及びその製造方法
JPH09143704A (ja) スパッタリング用チタンターゲットおよびその製造方法
JP2000239837A (ja) 固相拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体の分離方法
JPH0867978A (ja) スパッタリング用ターゲットのはんだ付け方法
JP2011192840A (ja) 半導体素子用平角状アルミニウム被覆銅リボン
JP3469261B2 (ja) 拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体及びその製造方法
JPH07278804A (ja) スパッタリング薄膜形成用純Tiターゲット
JP4519981B2 (ja) 固相拡散接合スパッタリングターゲット組立て体及びその製造方法
JP3211425B2 (ja) はんだ材の製造方法およびはんだ材
JP4367796B2 (ja) スパッタリング用チタンターゲット組立体の製造方法
US20240229225A1 (en) Diffusion bonded tungsten containing target to copper alloy backing plate

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MK4A Expiration of patent term of an invention patent