TWI504767B - Sputtering target - support plate joint and its manufacturing method - Google Patents

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TWI504767B
TWI504767B TW100138763A TW100138763A TWI504767B TW I504767 B TWI504767 B TW I504767B TW 100138763 A TW100138763 A TW 100138763A TW 100138763 A TW100138763 A TW 100138763A TW I504767 B TWI504767 B TW I504767B
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Shiro Tsukamoto
Kazumasa Ohashi
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Jx Nippon Mining & Metals Corp
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Description

濺鍍靶-支持板接合體及其製造方法
本發明係關於一種以鈦(Ti)作為濺鍍靶材時所使用之濺鍍靶-支持板接合體，尤其是為了防止濺鍍時之變形(移位)而可吸收靶與支持板之界面之應變的濺鍍靶-支持板接合體及其製造方法。
近年來，作為MRAM用途而需要鈦(Ti)之濺鍍靶。靶通常與支持板接合，為了提高生產效率而以高功率濺鍍，但支持板自身之強度與冷卻能、及支持板與靶之接合強度成為上述高功率之濺鍍時之問題。
先前技術，揭示有若干用以提高靶與支持板之接合強度之方案。若對該等進行介紹，則例如於接合Al或Al合金之靶材與支持板時，存在使用Ag或Ag合金作為嵌入材料並於裝入該等後使其固相擴散之技術(參照專利文獻1)。
又，存在於濺鍍靶與支持板之接合面形成同心圓狀之凹凸並於相互嵌合之狀態下藉由HIP、熱壓法、固相擴散接合法進行接合之技術(參照專利文獻2)。
又，於接合具有1000℃以上之熔點之靶材與支持板之時，存在隔著熔點低於靶之嵌入材料(Al、Cu、Ni及該等之合金)而進行固相擴散接合之技術(參照專利文獻3)。
又，存在使銅之細粉介於濺鍍靶與支持板之間並於低溫下進行接合之方法(參照專利文獻4)。
又，存在於濺鍍靶與支持板之間隔著Al或Al合金之間隔件並以爆炸接合或加熱輥進行接合之技術(參照專利文獻5)。又，存在於支持板之冷卻面設置凹凸而增大表面積之濺鍍裝置(參照專利文獻6)。
又，於專利文獻7，記載有於鉭或鎢-銅合金製支持板組合體隔著厚度0.8mm以上之鋁或鋁合金板之嵌入材料而進行擴散接合之技術。
又，於專利文獻8，記載有於高純度鈷與銅合金製支持板之擴散接合組合體隔著厚度0.8mm以上之鋁或鋁合金板之嵌入材料而進行擴散接合之技術。
又，於專利文獻9，記載有由複數之金屬層2、3構成之支持板材4與靶材5藉由擴散接合或焊接而一體接合之濺鍍靶。
又，於專利文獻10，記載有於使靶與支持板隔著嵌入材料而進行固相擴散接合時以粗糙度成為Ra0.01～3.0μm之方式對雙側或單側之面實施平坦化處理之情況。
又，於專利文獻11，記載有於接合靶與支持板之時使用彈性體樹脂並於該樹脂中隔著金屬網目之接合方法。
又，於專利文獻12，記載有於靶與支持板之間夾持銅、鋁或該等之合金箔而進行濺鍍之情況。
該等專利文獻雖努力研究有用以提高濺鍍靶與支持板之接合強度之接合方法，但對於由支持板與靶之材質所導致的應變量，尤其是於使用鈦作為靶、使用Cu-Cr合金作為支持板之情形時之應變產生之問題及其解決手段完全未作揭示。
專利文獻1：日本特開平6-172993號公報
專利文獻2：日本特許第4017198號公報
專利文獻3：日本特開平6-108246號公報
專利文獻4：日本特開昭55-152109號公報
專利文獻5：日本特開平4-131374號公報
專利文獻6：日本特開平6-25839號公報
專利文獻7：日本特許第3905301號公報
專利文獻8：日本特許第3905295號公報
專利文獻9：日本特開2001-295040號公報
專利文獻10：日本特開2000-239838號公報
專利文獻11：日本特開2006-33603號公報
專利文獻12：日本特開平11-189870號公報
本發明之課題在於提供：以鈦(Ti)作為濺鍍靶材時所使用之濺鍍靶-支持板接合體，尤其是，為了提高濺鍍效率而提高與支持板之接合強度，且解決鈦(Ti)固有之問題與適於其之支持板之選擇相關的問題。
本發明為解決上述問題，提供以下之發明。
1)一種濺鍍靶-支持板接合體，係於Ti靶接合有Cu-Cr合金製支持板，其特徵在於：於Ti靶與Cu-Cr合金製支持板之界面隔著由應變吸收材料構成之層而接合。
2)如上述1)之濺鍍靶-支持板接合體，其中，濺鍍進行(ON)時自平面之移位的最大值與濺鍍停止(OFF)時自平面之移位的最大值之差為1mm以下。
3)如上述1)或2)之濺鍍靶-支持板接合體，其中，靶-支持板接合體之接合界面之接著強度為3kgf/mm2 以上。
4)如上述1)至3)中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，上述應變吸收材料為Ni、Zn、Ag、Cu、Al、Cr、Sn或以該等為主成分之合金。
5)如上述1)至4)中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，上述由應變吸收材料構成之層為厚度1mm以上、6mm以下。
6)如上述1)至5)中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，Cu-Cr合金製支持板表面係於接合前￥預先經過車床粗加工之面。
7)如上述1)至6)中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，Ti靶由4N5以上之高純度Ti構成。
8)一種濺鍍靶-支持板接合體之製造方法，係將Ti靶與Cu-Cr合金製支持板接合，其特徵在於：於該靶材與支持板之界面隔著厚度1mm以上、6mm以下之由Al或以Al為主成分之合金所構成之層，以溫度400～550℃進行接合。
9)如上述8)之濺鍍靶-支持板接合體之製造方法，其中，使靶-支持板接合體之接合界面不擴散，使接著強度為3kgf/mm2 以上。
本發明係在製作於由Ti構成之靶材上接合由Cu-Cr合金構成之支持板而成之濺鍍靶-支持板接合體時，於該靶材與該支持板的界面隔著由應變吸收材料構成之層而接合者，藉此吸收濺鍍時之靶與支持板之界面之應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果：即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，並且提高生產效率。
濺鍍方法，已知有：於導入有氬氣之濺鍍裝置中，將靶側作為陰極將基板側作為陽極並對二者施加電壓，藉由利用Ar離子對靶之衝擊而將靶材擊出，藉由靶材之飛出而向基板被覆之被覆方法；或使自靶濺鍍之原子離子化，進而進行濺鍍，所謂藉由自身濺鍍之被覆方法。
大多情況下，濺鍍靶係接合於支持板，且將該支持板冷卻而防止靶異常之溫度上升，以可進行穩定之濺鍍之方式構成。
於此種濺鍍裝置中，為了提高生產效率並可進行高速之濺鍍，存在提高濺鍍功率之傾向。支持板與濺鍍靶幾乎不使用相同材質之材料。通常，支持板為導熱性較好之材料，且使用具有一定強度之材料。
進而，於濺鍍裝置中，使支持板冷卻，經由該支持板而吸收施加於靶之熱衝擊。但，該冷卻亦存在限制。尤其是由靶與支持板之熱膨脹之差異所導致的剝離或靶之變形成為問題。
又，靶受侵蝕而於形狀上產生凹凸，於以高功率進行濺鍍之情形時，因濺鍍時之熱而產生之熱應力主要集中於凹部而引起靶之變形，從而均勻性變差，或者引起與遮罩之電弧作用而產生異常微粒，於極端之例子中造成電漿之產生終止等現象。
為解決此種問題，考慮有採取提高支持板之強度之對策或改變材質而降低熱應力之對策等，但存在與靶之材質即Ti的適合性之問題，至今為止未發現適當之解決方法。
本案發明之濺鍍靶-支持板接合體係於由Ti構成之靶材接合由Cu-Cr合金構成之支持板而成，且其係於該靶材與該支持板之界面隔著以Al或以Al為主成分之合金構成之層(嵌入材料)而接合者。支持板之Cu-Cr合金係使用含有0.7～1.2wt%之Cr的合金。該Cu-Cr合金係強度較高且導熱性優異之材料。
以下表示實施例及比較例，於接合Ti與Cu-Cr合金時所使用之Al或以Al為主成分之合金可吸收靶之變形，並且於對經接合之靶與支持板之組合體進行加工時及濺鍍過程中均具有不產生剝離之優異之效果。
可知，其係靶材為Ti、支持板為Cu-Cr合金之情形時固有之問題。該Al層或以Al為主成分之合金層未與靶及支持板二者擴散接合，且於二者未產生缺陷。其係為了抑制變形、提高接合強度所必需者。
於濺鍍靶-支持板接合體，可將接合界面之接著強度設為3kgf/mm2 以上。本案發明可提供此種濺鍍靶-支持板接合體。
作為Al層或Al合金層之代替品，可列舉由Ni、Zn、Ag、Cu、Cr、Sn或以該等為主成分之合金構成之層。於實施例中，對於Al層、Ni層或Ag層進行說明，確認由以Al、Ni、Ag為主成分之合金、Zn、Cu、Cr、Sn或以該等為主成分之合金構成之層均可獲得同等之效果。
於形成上述由Al或以Al為主成分之合金構成之層之情形時，最有效之方法，可藉由隔著Al或以Al為主成分之合金板，於400～550℃施加1450kg/cm2 之壓製壓力對其進行接合而製作。但，只要可以既定之厚度使Al或Al含金介於Ti靶與Cu-Cr合金支持板之間，則亦可為其他形成手段。可容易瞭解，例如亦可藉由濺鍍法等物理性蒸鍍法、化學性蒸鍍方法、電鍍方法而進行。
近年來，要求由Ti構成之靶材為4N5以上之高純度Ti，其最適合作為由該Ti構成之濺鍍靶-支持板接合體。又，上述由Al或以Al為主成分之Al合金構成之層為了均勻且確實地被覆於靶，較佳之方法為形成於由Ti構成之靶材與支持板接觸之面。但，亦可被覆於支持板或該等二者。
上述由Al或以Al為主成分之合金構成之層之厚度較理想為1mm以上、6mm以下。其係經大量實驗而確認者，原因在於：大量之被覆存在阻礙向支持板之熱傳遞之可能性，且就生產效率之觀點而言欠佳；又，於厚度較小之情形時，無法獲得良好之應變吸收效果，且無法獲得充分之接合強度。
於本案發明中，可於接合前預先經過車床對由Cu-Cr合金構成之支持板表面進行粗加工而進一步提高接合強度。
上述由Al或以Al為主成分之合金構成之層可如下述實施例所示般使用Al，但關於以Al為主成分之合金，例如可使用含有50wt%以上之Al之Al合金，具體而言可使用由20wt%之Cr、其餘部分之Al構成之Al合金。
實施例
基於實施例及比較例說明本案發明。再者，本實施例僅為一例，本發明並不僅限定於該例。即，為包含本發明所包含之其他形態或變形者。
(實施例1)
接著，對實施例1進行說明。試片係將4N5(除氣體成分以外，為99.995wt%)之高純度鈦作為靶材(厚度為0.45吋、15.654吋Φ )。支持板係使用上述Cu-Cr合金(厚度0.5吋、15.654吋Φ )。
然後，使厚度2mm之鋁(Al)板(嵌入材料)介於Ti靶與支持板之接合界面而製成試片。將該等靶與支持板之表面清理乾淨後，封入真空容器，於300℃以1450kg/cm2 之壓力保持1hr之時間進行HIP。
於界面隔著Al板(Al嵌入材料)而接合靶與支持板後，自靶側進行超音波探傷測試，觀察內部缺陷。於該超音波探傷測試中，於靶與支持板之界面完全未觀察到缺陷。
即，於在Ti靶與Cu-Cr合金支持板之界面被覆Al之情形時，於對該濺鍍靶-支持板接合體進行切斷、切削之加工步驟，完全不會自該等之界面產生剝離。
接著，對於該濺鍍靶-支持板接合體，於中心部取樣1個、於1/2R部取樣2個、於外周部取樣2個而製成拉伸測試片。使用該等取樣實施拉伸測試。
該拉伸測試之結果係接著強度達到3～6kg/mm2 之範圍，獲得良好之接著強度。任一試樣部位均可達成作為本案發明之較佳條件之3kgf/mm2 以上之接合強度。
於本實施例1，雖將界面之Al被覆層之厚度設為2mm，但於由Al構成之層之厚度為1mm以上、6mm以下之情形時，均可獲得較佳之接著強度。
接著，將於界面隔著Al板(Al嵌入材料)而接合靶與支持板之本實施例之濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置，實施各種測定。該測定結果示於表1。
將該濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置(固定支持板之外周)，自該支持板之背面施加水壓而使冷卻水流過。
其後，以38kWh實施33秒之濺鍍(濺鍍ON)，進而74秒之濺鍍停止(濺鍍OFF)。然後，將該操作重複15次。期間，持續進行冷卻。藉由該15次之重複而使濺鍍靶-支持板接合體之中央部之凸出(移位量)成為一定。再者，此情形時之移位量係於將濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置時、即自平面狀態之移位量。
上述濺鍍OFF時自平面狀態之移位的Max值成為3.066mm。另一方面，濺鍍ON之自平面狀態之移位之Max值成為3.379mm。該等均為藉由上述15次ON、OFF之重複而測定之平均值。然後，該等Max值之間的差異極小，為0.313mm。再者，長時間設為濺鍍OFF之情形時之移位之Max值為3.307mm。示於表1僅供參考。
藉由重複ON、OFF所測得之上述Max值之間的差異變小之情況係表示吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果：即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，並且提高生產效率。
其後(濺鍍後)，卸除水浴冷卻、水壓時自平面之移位之Max值為0.1458mm，卸除靶之固定螺釘時自平面狀態之移位之Max值為-0.04945mm(負為逆向翹曲，即中央略微凹陷之現象)。
又，濺鍍OFF之溫度為91.42℃，濺鍍ON之溫度為407.9℃。然後，濺鍍OFF之溫度與濺鍍ON之溫度之差異成為316.5℃。
關於以上實施例1，鋁嵌入材料係使用具有2mm之厚度之鋁板，但只要厚度為1mm以上、6mm以下，則可獲得與實施例1同等之效果。
(實施例2)
接著，對實施例2進行說明。試片係將4N5(除氣體成分以外為99.995 wt%)之高純度鈦作為靶材(厚度0.45吋、15.654吋Φ )。支持板係使用上述Cu-Cr合金(厚度0.5吋、15.654吋Φ )。
然後，使厚度2mm之鎳(Ni)板(嵌入材料)介於Ti靶與支持板之接合界面而製成試片。將該等靶與支持板之表面清理乾淨後，封入真空容器，於300℃以1450kg/cm2 之壓力保持1hr之時間而進行HIP。
於界面隔著Ni板(Ni嵌入材料)而接合靶與支持板後，自靶側進行超音波探傷測試，觀察內部缺陷。於該超音波探傷測試中，於靶與支持板之界面完全未觀察到缺陷。
即，於在Ti靶與Cu-Cr合金支持板之界面被覆Ni之情形時，於對該濺鍍靶-支持板接合體進行切斷、切削之加工步驟，完全不會自該等之界面產生剝離。
接著，對於該濺鍍靶-支持板接合體，於中心部取樣1個、於1/2R部取樣2個、於外周部取樣2個而製成拉伸測試片。使用該等取樣實施拉伸測試。
該拉伸測試之結果係接著強度達到3～5kg/mm2 之範圍而獲得良好之接著強度。任一試樣部位均可達成作為本案發明較佳之條件之3kgf/mm2 以上之接合強度。
於本實施例2，雖將界面之Ni被覆層之厚度設為2mm，但於由Ni構成之層之厚度為1mm以上、6mm以下之情形時，均可獲得較佳之接著強度。
接著，將於界面隔著Ni板(Ni嵌入材料)而接合靶與支持板之本實施例之濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置，實施各種測定。該測定結果示於表1。
將該濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置(固定支持板之外周)，自該支持板之背面施加水壓而使冷卻水流過。
其後，以38kWh實施33秒之濺鍍(濺鍍ON)，進而進行74秒之濺鍍停止(濺鍍OFF)。然後，重複該操作15次。期間，持續進行冷卻。藉由該15次之重複而使濺鍍靶-支持板接合體之中央部之凸出(移位量)成為一定。再者，此情形時之移位量係於將濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置時、即自平面狀態之移位量。
上述濺鍍OFF時自平面狀態之移位的Max值成為3.073mm。另一方面，濺鍍ON之自平面狀態之移位之Max值成為3.387mm。該等均為藉由上述15次ON、OFF之重複而測定之平均值。然後，該等Max值之間的差異極小，為0.314mm。再者，長時間設為濺鍍OFF之情形時之移位之Max值為3.315mm。示於表1僅供參考。
藉由重複ON、OFF所測得之上述Max值之間的差異變小之情況係表示吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果：即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，且提高生產效率。
其後(濺鍍後)，卸除水浴冷卻、水壓時自平面之移位之Max值為0.1467mm，卸除靶之固定螺釘時自平面狀態之移位的Max值為-0.04987mm(負為逆向翹曲，即中央略微凹陷之現象)。
又，濺鍍OFF之溫度為90.92℃，濺鍍ON之溫度為408.5℃。然後，濺鍍OFF之溫度與濺鍍ON之溫度之差異為316.5℃。
關於以上實施例2，鎳嵌入材料材料係使用具有2mm厚度之鎳板，但只要厚度為1mm以上、6mm以下，則可獲得與實施例2同等之效果。
(實施例3)
接著，對實施例3進行說明。試片係將4N5(除氣體成分以外為99.995wt%)之高純度鈦作為靶材(厚度0.45吋、15.654吋Φ )。支持板係使用上述Cu-Cr合金(厚度0.5吋、15.654吋Φ )。
然後，使厚度2mm之銀(Ag)板(嵌入材料)介於Ti靶與支持板之接合界面而製成試片。將該等靶與支持板之表面清理乾淨後，封入真空容器中，於300℃以1450kg/cm2 之壓力保持1hr之時間而進行HIP。
於界面隔著Ag板(Ag嵌入材料)而接合靶與支持板後，自靶側進行超音波探傷測試，觀察內部缺陷。於該超音波探傷測試中，於靶與支持板之界面完全未觀察到缺陷。
即，於在Ti靶與Cu-Cr合金支持板之界面被覆Ag之情形時，於對該濺鍍靶-支持板接合體進行切斷、切削之加工步驟，完全不會自該等之界面產生剝離。
接著，對於該濺鍍靶-支持板接合體，於中心部取樣1個、於1/2R部取樣2個、於外周部取樣2個而製成拉伸測試片。使用該等取樣實施拉伸測試。
該拉伸測試之結果係接著強度達到7～10kg/mm2 之範圍而獲得良好之接著強度。任一試樣部位均可達成作為本案發明較佳之條件之3kgf/mm2 以上之接合強度。
於本實施例3中，雖將界面之Ag被覆層之厚度設為2mm，但於由Ag構成之層之厚度為1mm以上、6mm以下之情形時，均可獲得較佳之接著強度。
接著，將於界面隔著Ag板(Ag嵌入材料)而接合靶與支持板之本實施例之濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置，實施各種測定。該測定結果示於表1。
將該濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置(固定支持板之外周)，自該支持板之背面施加水壓而使冷卻水流過。
其後，以38kWh實施33秒之濺鍍(濺鍍ON)，進而進行74秒之濺鍍停止(濺鍍OFF)。然後，重複該操作15次。期間，持續進行冷卻。藉由該15次之重複而使濺鍍靶-支持板接合體之中央部之凸出(移位量)成為一定。再者，此情形時之移位量係於將濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置時、即自平面狀態之移位量。
上述濺鍍OFF時自平面狀態之移位的Max值成為3.059mm。另一方面，濺鍍ON之自平面狀態之移位之Max值成為3.372mm。該等均為藉由上述15次ON、OFF之重複而測定之平均值。然後，該等Max值之間的差異極小，為0.313mm。再者，長時間設為濺鍍OFF之情形時之移位之Max值為3.299mm。示於表1僅供參考。
藉由重複ON、OFF而使上述Max值之間的差異變小之情況係表示吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果：即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，且提高生產效率。
其後(濺鍍後)，卸除水浴冷卻、水壓時自平面之移位之Max值為0.1451mm，卸除靶之固定螺釘時自平面狀態之移位之Max值為-0.04921mm(負為逆向翹曲，即中央略微凹陷之現象)。
又，濺鍍OFF之溫度為91.13℃，濺鍍ON之溫度為407.1℃。然後，濺鍍OFF之溫度與濺鍍ON之溫度之差異為316.0℃。
關於以上實施例3，銀嵌入材料係使用具有2mm之厚度之銀板，但只要厚度為1mm以上、6mm以下，則可獲得與實施例2同等之效果。
(比較例1)
接著，對比較例1進行說明。試片係將4N5(除氣體成分以外為99.995wt%)之高純度鈦作為靶材(厚度0.45吋、15.654吋Φ )。支持板係使用上述Cu-Cr合金(厚度0.5吋、15.654吋Φ )。其中，於Ti靶與支持板之間未隔著嵌入材料。製成該試片。
將該等靶與支持板之表面清理乾淨後，封入真空容器中，於300℃以1450kg/cm2 之壓力保持1hr之時間而進行HIP。
未隔著Al板(Al嵌入材料)而接合靶與支持板之後，自靶側進行超音波探傷測試，觀察內部缺陷。於該超音波探傷測試中，於靶與支持板之界面觀察到缺陷。
接著，對於該濺鍍靶-支持板接合體，於中心部取樣1個、於1/2R部取樣2個、於外周部取樣2個而製成拉伸測試片。使用該等取樣實施拉伸測試。
實施該拉伸測試之結果係接著強度為1～2kg/mm2 之範圍，接著強度不良。任一試樣部位均未達成作為本案發明較佳之條件之3kgf/mm2 以上之接合強度。
接著，將比較例之濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置，實施與實施例1相同之各種測定。
將其測定結果示於表1。將該濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置(固定支持板之外周)，自該支持板之背面施加水壓而使冷卻水流過。
其後，以38kWh實施33秒之濺鍍(濺鍍ON)，進而進行74秒之濺鍍停止(濺鍍OFF)。然後，重複該操作15次。期間，持續進行冷卻。藉由該15次之重複而使濺鍍靶-支持板接合體之中央部之凸出(移位量)成為一定。
再者，此情形時之移位量係於將濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置時、即自平面狀態之移位量。
上述濺鍍OFF時自平面狀態之移位的Max值如上述般為0.9565mm。另一方面，濺鍍ON之自平面狀態之移位之Max值為2.676mm。該等均為藉由上述15次ON、OFF之重複而測定之平均值。然後，該等Max值之間的差異為1.7195mm，差增大為實施例之5～6倍。
但，濺鍍OFF與濺鍍ON之間的移位之量較大，因此欠佳。藉由重複ON、OFF所測得之上述Max值之間的差異變大之原因在於：無法吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變，無法抑制靶之變形。藉此，即便於高功率之濺鍍中，亦無法形成均勻之膜，成為不良率增加且導致生產效率降低之原因。
再者，長時間設為濺鍍OFF之情形時之移位之Max值為0.3491mm。示於表1僅供參考。
其後(濺鍍後)，卸除水浴冷卻、水壓時自平面之移位之Max值為0.04566mm，卸除靶之固定螺釘時自平面狀態之移位的Max值為-0.04628mm(負為逆向翹曲，即中央略微凹陷之現象)。
又，濺鍍OFF之溫度為90.87℃，濺鍍ON之溫度為406.4℃。然後，濺鍍OFF之溫度與濺鍍ON之溫度之差異為315.5℃。
(比較例2)
接著，對比較例2進行說明。試片係將4N5(除氣體成分以外為99.995wt%)之高純度鈦作為靶材(厚度0.45吋、15.654吋Φ )。支持板係使用上述Cu-Cr合金(厚度0.5吋、15.654吋Φ )。
然後，使厚度2mm之鉭(Ta)板(嵌入材料)介於Ti靶與支持板之接合界面而製成試片。將該等靶與支持板之表面清理乾淨後，封入真空容器中，於500℃以1450kg/cm2 之壓力保持1hr之時間而進行HIP。
於界面隔著Ta板(Ta嵌入材料)而接合靶與支持板後，自靶側進行超音波探傷測試，觀察內部缺陷。於該超音波探傷測試中，於靶與支持板之界面完全未觀察到缺陷。
接著，對於該濺鍍靶-支持板接合體，於中心部取樣1個、於1/2R部取樣2個、於外周部取樣2個而製成拉伸測試片。使用該等取樣實施拉伸測試。
實施該拉伸測試之係接著強度為7～10kg/mm2 之範圍，接著強度不良。任一試樣部位均可達成作為本案發明較佳之條件之3kgf/mm2 以上之接合強度。
接著，將比較例之濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置，實施與實施例1相同之各種測定。
將其測定結果示於表1。將該濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置(固定支持板之外周)，自該支持板之背面施加水壓而使冷卻水流過。
其後，以38kWh實施33秒之濺鍍(濺鍍ON)，進而進行74秒之濺鍍停止(濺鍍OFF)。然後，重複該操作15次。期間，持續進行冷卻。藉由該15次之重複而使濺鍍靶-支持板接合體之中央都之凸出(移位量)成為一定。
再者，此情形時之移位量係於將濺鍍靶-支持板接合體安裝於濺鍍裝置時、即自平面狀態之移位量。
上述濺鍍OFF時自平面狀態之移位的Max值如上述般為0.8946mm。另一方面，濺鍍ON之自平面狀態之移位之Max值為2.571mm。該等均為藉由上述15次ON、OFF之重複而測定之平均值。然後，該等Max值之間的差異為1.6764mm，差增大為實施例之5～6倍。
比較例2之濺鍍時之變形量稍少於實施例1，可認為其原因在於濺鍍靶與支持板係擴散接合且牢固地接合。
但，濺鍍OFF與濺鍍ON之間的移位之量較大，因此欠佳。藉由重複ON、OFF所測得之上述Max值之間的差異變大之原因在於：無法吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變，無法抑制靶之變形。藉此，即便於高功率之濺鍍中，亦無法形成均勻之膜，成為不良率增加且導致生產效率降低之原因。
再者，長時間設為濺鍍OFF之情形時之移位之Max值為0.2982mm。示於表1僅供參考。
於其後(濺鍍後)，卸除水浴冷卻、水壓時自平面之移位之Max值為0.04161mm，卸除靶之固定螺釘時自平面狀態之移位的Max值為-0.04584mm(負為逆向翹曲，即中央略微凹陷之現象)。
又，濺鍍OFF之溫度為90.99℃，濺鍍ON之溫度為406.7℃。然後，濺鍍OFF之溫度與濺鍍ON之溫度之差異為315.7℃。
根據以上之實施例與比較例之對比而明瞭，於使用鈦作為靶材並使用Cu-Cr合金作為支持板之情形時，於在該Ti靶與支持板之接合界面隔著厚度2mm之鋁(Al)板、鎳(Ni)板及銀(Ag)板作為嵌入材料之情形時，使濺鍍為ON之情形時之自平面之移位的最大值與使濺鍍為OFF之情形時之自平面之移位的最大值之差為1mm以下。
如此，即便是靶材為Ti、支持板為Cu-Cr合金之特殊材料，亦可吸收濺鍍時靶與支持板之界面之應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果：即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，且提高生產效率。
本發明之濺鍍靶-支持板接合體係於界面隔著由Ni、Zn、Ag、Cu、Al、Cr、Sn或以該等為主成分之合金所構成之層而將由Ti構成之靶材與由Cu-Cr合金構成之支持板接合者，儘管是靶材為Ti、支持板為Cu-Cr合金般之特殊材料，亦可吸收濺鍍時之靶與支持板之界面的應變而抑制靶之變形，藉此具有如下顯著效果，即便於高功率之濺鍍中，亦可形成均勻之膜，降低不良率，且提高生產效率。又，由於在高強度且高導熱性之銅合金製支持板之界面未產生缺陷，且接合強度較高，故具有可進行高功率之濺鍍且可提高生產效率之顯著效果，於產業上極為有效。

Claims (11)

  1. 一種濺鍍靶-支持板接合體，係於Ti靶接合有Cu-Cr合金製支持板，其特徵在於：於Ti靶與Cu-Cr合金製支持板之界面隔著可不擴散至雙方地接合之應變吸收材料的非擴散層而接合。
  2. 如申請專利範圍第1項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，濺鍍進行(ON)時自平面之移位的最大值與濺鍍停止(OFF)時自平面之移位的最大值之差為1mm以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，靶-支持板接合體之接合界面之接著強度為3kgf/mm2 以上。
  4. 如申請專利範圍第2項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，靶-支持板接合體之接合界面之接著強度為3kgf/mm2 以上。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，該應變吸收材料為Ni、Zn、Ag、Cu、Al、Cr、Sn或以該等為主成分之合金。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，該由應變吸收材料構成之層之厚度為1mm以上、6mm以下。
  7. 如申請專利範圍第5項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，該由應變吸收材料構成之層之厚度為1mm以上、6mm以下。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之濺鍍靶- 支持板接合體，其中，Cu-Cr合金製支持板表面係於接合前預先經過車床粗加工之面。
  9. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之濺鍍靶-支持板接合體，其中，Ti靶係由4N5以上之高純度Ti構成。
  10. 一種濺鍍靶-支持板接合體之製造方法，係將Ti靶與Cu-Cr合金製支持板接合，其特徵在於：於該靶材與支持板之界面隔著厚度1mm以上、6mm以下之由Al或以Al為主成分之合金構成之層，不擴散至靶材及支持板雙方地於溫度400~550℃進行接合。
  11. 如申請專利範圍第10項之濺鍍靶-支持板接合體之製造方法，其中，使靶-支持板接合體與由Al或以Al為主成分之合金構成之層之接合界面不擴散，使接著強度為3kgf/mm2 以上。
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