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JP4367677B2 - Sputtering target and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP4367677B2 - Sputtering target and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4367677B2
JP4367677B2 JP2000032510A JP2000032510A JP4367677B2 JP 4367677 B2 JP4367677 B2 JP 4367677B2 JP 2000032510 A JP2000032510 A JP 2000032510A JP 2000032510 A JP2000032510 A JP 2000032510A JP 4367677 B2 JP4367677 B2 JP 4367677B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Si等の非金属のターゲット材をCu又はCu合金製のバッキングプレートに接合したスパッタリング用ターゲットに係り、とくに非金属のターゲット材とバッキングプレートとの接合強度を向上させたスパッタリング用ターゲット及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、スパッタリング用ターゲットはターゲット材と、冷却及び通電のためのCu材等のバッキングプレートとが接合されて構成されている。ターゲット材がSi等の非金属である場合、非金属に直接ろう付け(又は、はんだ付け)することは困難なため、非金属の接合面に金属膜を成膜することが提案されている。例えば、特開平7−48667号公報では、ターゲット材の接合面に、Cu,Ni,Cu−Ni合金のいずれかの薄膜を形成することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非金属のターゲット材の接合面に形成する金属膜は、使用するろう材に合わせて選択されるが、In又はIn合金のろう材を用いる場合、バッキングプレートと同材質のCuを金属膜として形成すると、ろう付け時にIn又はIn合金のろう材にCu膜が食われてしまい(In中にCuが取り込まれて合金になる)、ろう材が直接ターゲット材に接する状態となって接合強度が大幅に低下する問題がある。
【0004】
また、Cu膜は酸化し易いため、フラックスを併用しないでバッキングプレートにろう付けすることは困難となるが、フラックスの使用はフラックスが仮にターゲットに残留した場合に問題となる。
【0005】
このように、非金属のターゲット材の表面を、いかにして接合強度の強いろう付けが可能な状態にするかが、ターゲット製作の重要課題となる。
【0006】
本発明の第1の目的は、上記の点に鑑み、非金属のターゲット材の接合面に形成する金属層の構造を工夫してターゲット材とバッキングプレート間のろう付けの接合強度を向上させたスパッタリング用ターゲット及びその製造方法を提供することにある。
【0007】
本発明の第2の目的は、フラックスを用いないでろう付けを可能にしてフラックス使用に伴う不都合を除去したスパッタリング用ターゲット及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、非金属のターゲット材をIn又はIn合金のろう材でCu又はCu合金製のバッキングプレートに接合してなるスパッタリング用ターゲットにおいて、
前記ターゲット材の接合面に下地金属層としてCr膜、該下地金属層に積層された上層金属層としてCu膜がそれぞれ成膜され、該Cu膜と前記バッキングプレート間に前記ろう材が介在して接合されており、前記Cu膜と前記ろう材との接合部にAgが含有されていることを特徴としている。
【0011】
本願請求項の発明は、非金属のターゲット材をIn又はIn合金のろう材を用いてCu又はCu合金製のバッキングプレートにろう付けで接合するスパッタリング用ターゲットの製造方法において、
前記ターゲット材の接合面に下地金属層としてCr膜、該下地金属層に積層された上層金属層としてCu膜、さらに該Cu膜を覆う酸化防止膜としてAg膜を順次成膜した後、前記Ag膜上及び前記バッキングプレート上に前記ろう材を付着させて加熱状態で前記ターゲット材と前記バッキングプレートとを重ね合わせて接合することを特徴としている。
【0012】
本願請求項の発明は、請求項において、前記Cr膜、Cu膜及びAg膜を蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマCVD等の真空乃至気相中での薄膜技術で順次成膜することを特徴としている。
【0013】
本願請求項の発明は、請求項2又は3において、前記Cu膜の膜厚が1〜5μmであり、前記Cr膜及び前記Ag膜は前記Cu膜以下の膜厚であることを特徴としている。
【0014】
本願請求項の発明は、請求項2,3又は4において、前記Ag膜上及び前記バッキングプレート上に前記ろう材を付着させる工程を、超音波振動子内蔵はんだ鏝で超音波振動をろう材に加えながらフラックスを用いないで実行することを特徴としている。
【0015】
本願請求項の発明は、請求項2,3,4又は5において、前記ターゲット材と前記バッキングプレートとを重ね合わせて接合する工程を、昇温したホットプレート上にて行い、接合後予め昇温した重りを載せて加圧しながら徐冷することを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスパッタリング用ターゲット及びその製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【0017】
図1(A)乃至(D)で本発明の実施の形態をスパッタリング用Siターゲットを作製する場合を例にとって説明する。
【0018】
まず、図1(A)のように、ターゲット材であるSi板1のバッキングプレート(冷却及び通電のためのCu又はCu合金板)への接合面に、下地金属層としてCr膜2、該下地金属層に積層された上層金属層としてCu膜3、さらに該Cu膜を覆う酸化防止膜としてAg膜4をスパッタリングで順次成膜する。
【0019】
ここで、図1(B),(C)に示すバッキングプレート10がCu又はその合金材であるために、Si板1の接合面への主成膜材をCuとしている。
【0020】
Cu膜3の成膜厚さが1μm未満だと、Inのろう材20の濡らし時にほとんどの成膜Cu材がInに食われて(InとCuの合金となる)しまう。5μmを超えると成膜に時間がかかり、コスト的に不利である。よって、Cu膜3の膜厚は1〜5μmとしている。
【0021】
また、主成膜材のCu膜3の食われを想定して、Cu膜の下地にCr膜2を成膜している。Crはろう材としてのInとの合金を作りにくく(まったく作らないわけではないが)、薄いCr膜でもSi板1がInと直接接触することはなくなる。なお、Inのろう材が直接Si板1に接するような事態になるとろう付けの接合強度が大幅に低下する。前記Cr膜2の膜厚はCu膜3の膜厚以下でよく、0.3μm〜2μm程度である。膜厚0.3μm未満であると成膜時のばらつきにより部分的に膜厚が零になる部分が生じる危険性があり、2μmを超えると、成膜に時間がかかり、コスト的に不利である。
【0022】
さらに、主成膜材をCuとした場合、Cuは酸化し易く、酸化銅を作る。酸化銅は扱いにくい材料と言われている。脆いためにろう付けには向かない。さらに、ガスを発生するので、ターゲットとしての使用時に、成膜用真空チャンバーの壁面や成膜の相手の基板面を汚してしまう可能性がある。そこで、Cu膜3の酸化を防ぐために、Cu成膜直後にAg膜4を成膜する。このAg膜4は一様にあれば良く薄くてもよい。Ag膜4の膜厚は、Cu膜3の膜厚以下でよく、0.1μm〜2μm程度である。膜厚0.1μm未満であると成膜時のばらつきにより部分的に膜厚が零になる部分が生じる危険性があり、2μmを超えると、成膜に時間がかかり、コスト的に不利である。なお、Agは容易にInと合金を作り、それはろう材として適していると言われている。
【0023】
これらのCr膜2、その上のCu膜3、さらにその上のAg膜4は同一の成膜用チャンバー内で順次スパッタリングで成膜することが無用の酸化物の生成を防ぐためにも好ましい。
【0024】
図1(A)のように、ターゲット材としてのSi板1の接合面にCr膜、Cu膜、Ag膜の複層金属層5を形成したら、図1(B)のように、ホットプレート(電熱式)30上にSi板1を接合面を上にして載置し、またCu又はCu合金板のバッキングプレート10も接合面を上にして載置し、ホットプレート30を180〜250℃に昇温し、Si板1とバッキングプレート10とを加熱、昇温する。この状態において、ろう材20としてInを用いて接合のための濡らし作業、つまりSi板1の接合面とバッキングプレート10の接合面にろう材20を付着させる作業は、超音波振動子内蔵はんだ鏝35で超音波振動をろう材20に加えながらフラックスを用いないで実行する。
【0025】
図1(B)のろう材20の濡らし作業終了後、ホットプレート30上で加熱、昇温を継続しながら、図1(C)のようにバッキングプレート10の接合面(In濡らし面)とSi板1の接合面(In濡らし面)とを対向、密着させ、バッキングプレート10とSi板1とを重ね合わせた構造体とし、これに400〜2000gの重り40を載せる。このとき、重り40は予め100〜200℃に昇温したものを用いる。重り40を載せた後は、ホットプレート30の電源を切って当該ホットプレート上で徐冷(自然冷却によって徐々に冷却)する。これにより、図1(D)のようにターゲット材としてのSi板1とバッキングプレート10とがInのろう材20で接合一体化されたスパッタリング用ターゲットが完成する。なお、接合後は、Ag膜4は薄膜であるためにInのろう材20中に溶解して膜としては残らないが、Cu膜3とろう材20との接合部にAgが含有されることで、接合前にAg膜4が存在していたことが確認できる。
【0026】
図2にSi,Cr,Cu,Ag,Inの線膨張係数を示す。線膨張係数は、Si<Cr<Cu<Ag<InのようにSiからInに向けて徐々に大きくなる関係となり、Cr,Cu,Agの金属層が介在することで、ターゲット材のSiとろう材のInとの線膨張係数の差を緩和できる。これによってもCr,Cu,Agの3層成膜構造がSiとInの中間材として適しているのがわかる。
【0027】
以下の表1に3層成膜とCu−Ag2層成膜の接合実験結果を示す。
【0028】
【表1】

Figure 0004367677
ここで、測定は超音波探傷器を使用した。実験No.1,2は下地金属層のCr膜2を省略した場合であり、超音波探傷結果は90%、87%で、部分的に接合不十分の所があることを示す。なお、実験No.2はサンプル数n=2でその平均値を示した。実験No.3〜7はいずれも実施の形態に係る3層成膜の場合であり、超音波探傷結果は100%で、全く傷が無い状態を示している。なお、実験No.7はサンプル数n=6でその平均値を示した。この実施の形態のように3層の金属層(Cr,Cu,Ag)を設けることで、極めて良好なろう付けによる接合が得られることがわかる。
【0029】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0030】
(1) バッキングプレート10がCu又はCu合金材であるために、ターゲット材としてのSi板1の接合面への主成膜材をCuとした。Cu対Cuにすることにより、接合が容易で、強固な接合強度が得られる。
【0031】
(2) Cuの食われを想定して、Cu膜3の下地にCr膜2を成膜している。Crはろう材20としてのInとの合金を作りにくく、薄いCr膜でもSiがInと直接接触することはなくなり、SiがInと直接接することになって接合強度の大幅低下を招くことを防止できる。
【0032】
(3) Cuは酸化し易く、酸化銅を作るが、Cu膜3上にAg膜4を成膜することで、Cu膜3の酸化を防ぐことができ、ろう付けによる接合を容易にすることができる。Agは容易にInと合金を作るため、Ag膜4の存在はInによるろう付けを一層容易、かつ確実にすることができる。
【0033】
(4) 図2に示すように、線膨張係数は、Si<Cr<Cu<Ag<InのようにSiからInに向けて徐々に大きくなる関係となり、SiとIn間にCr,Cu,Agが介在することで、SiとInとの線膨張係数の差を緩和できる。これによってもCr,Cu,Agの3層成膜構造がSiとInの中間材として適しているのがわかる。
【0034】
(5) ろう材20としてInを用いて接合のための濡らし作業、つまりSi板1の接合面とバッキングプレート10の接合面にろう材20を付着させる作業を行う場合、超音波振動子内蔵はんだ鏝35で超音波振動をろう材20に加えながら実行することで、フラックスを使用しないようにできる。これによりフラックス使用に伴う不都合、例えばフラックスが残留して、ターゲットとして使用時に蒸発すること等を回避できる。
【0035】
(6) ろう付け時にバッキングプレート10とSi板1とを重ね合わせた構造体を加圧する重り40として、予め100〜200℃に昇温したものを用いることで、ターゲット材とバッキングプレート10の冷却速度を緩やかとしてろう付けによる接合の信頼性をいっそう向上させることができる。なお、重り40が常温では、急冷となり、接合に際してろう材に傷が発生する危険性が出てくる。
【0036】
なお、前述の実施の形態では、非金属のターゲット材としてSiを例示したが、Si以外のセラミック材等にも本発明は適用できる。また、ろう材はInとしたが、Inを主体としたIn合金であっても差し支えない。さらに、Cr膜、Cu膜、Ag膜をスパッタリングで設けたが、スパッタリング以外の蒸着、イオンプレーティング、プラズマCVD等の真空乃至気相中での薄膜技術で成膜することも可能である。
【0037】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非金属のターゲット材の接合面に形成する金属層の構造を工夫することで、ターゲット材とバッキングプレート間のろう付けの接合強度を向上させることが可能である。
【0039】
また、製造過程において、ターゲット材側及びバッキングプレート側にろう材付着させる工程を、超音波振動子内蔵はんだ鏝で超音波振動をろう材に加えながら行うようにすれば、フラックスを使用しないろう付け処理とすることができ、フラックス使用に伴う不都合を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスパッタリング用ターゲット及びその製造方法の実施の形態を工程順に示す説明図である。
【図2】ターゲット材とろう材、及びそれらの間に介在する金属層の線膨張係数を示す説明図である。
【符号の説明】
1 Si板
2 Cr膜
3 Cu膜
4 Ag膜
10 バッキングプレート
20 ろう材
30 ホットプレート
35 超音波振動子内蔵はんだ鏝
40 重り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sputtering target in which a non-metallic target material such as Si is bonded to a backing plate made of Cu or Cu alloy, and in particular, a sputtering target having improved bonding strength between the non-metallic target material and the backing plate. And a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In general, a sputtering target is configured by joining a target material and a backing plate such as a Cu material for cooling and energization. When the target material is a non-metal such as Si, it is difficult to directly braze (or solder) the non-metal. Therefore, it has been proposed to form a metal film on the non-metal bonding surface. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-48667 proposes forming a thin film of any one of Cu, Ni, and Cu—Ni alloy on the joint surface of the target material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the metal film to be formed on the joint surface of the non-metallic target material is selected according to the brazing material to be used, but when using a brazing material of In or In alloy, Cu of the same material as the backing plate is used as the metal film. As a result, the Cu film is eroded by the brazing material of In or In alloy at the time of brazing (Cu is taken into In and becomes an alloy), and the brazing material is in direct contact with the target material, thereby joining strength. There is a problem of significantly lowering.
[0004]
Further, since the Cu film is easily oxidized, it is difficult to braze to the backing plate without using the flux together. However, the use of the flux causes a problem when the flux remains on the target.
[0005]
Thus, how to make the surface of the non-metallic target material ready for brazing with high bonding strength is an important issue in target fabrication.
[0006]
In view of the above points, the first object of the present invention is to improve the brazing joint strength between the target material and the backing plate by devising the structure of the metal layer formed on the joint surface of the non-metallic target material. It is providing the target for sputtering and its manufacturing method.
[0007]
A second object of the present invention is to provide a sputtering target that can be brazed without using a flux and eliminate the disadvantages associated with the use of the flux, and a method for manufacturing the same.
[0008]
Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present application is a sputtering target obtained by bonding a nonmetallic target material to a backing plate made of Cu or Cu alloy with a brazing material of In or In alloy.
A Cr film is formed as a base metal layer on the bonding surface of the target material, and a Cu film is formed as an upper metal layer laminated on the base metal layer, and the brazing material is interposed between the Cu film and the backing plate. It is bonded, and Ag is contained in the bonded portion between the Cu film and the brazing material .
[0011]
The invention of claim 2 of the present application is a method for producing a sputtering target in which a nonmetallic target material is joined to a Cu or Cu alloy backing plate by brazing using a brazing material of In or In alloy.
After sequentially forming a Cr film as a base metal layer on the bonding surface of the target material, a Cu film as an upper metal layer laminated on the base metal layer, and an Ag film as an antioxidant film covering the Cu film, the Ag film is formed. The brazing material is adhered on the film and the backing plate, and the target material and the backing plate are overlapped and joined in a heated state.
[0012]
The invention of claim 3 of the present application is that, in claim 2 , the Cr film, the Cu film and the Ag film are sequentially formed by a thin film technique in vacuum or gas phase, such as vapor deposition, sputtering, ion plating, plasma CVD. It is characterized by.
[0013]
The invention of claim 4 of the present application is characterized in that, in claim 2 or 3 , the film thickness of the Cu film is 1 to 5 μm, and the Cr film and the Ag film are less than or equal to the film thickness of the Cu film. .
[0014]
The invention of claim 5 of the present application is the soldering material according to claim 2, 3 or 4 , wherein the step of adhering the brazing material on the Ag film and on the backing plate It is characterized by performing without using flux while adding to the above.
[0015]
The invention of claim 6 of the present application is the method of claim 2, 3, 4 or 5 , wherein the step of superposing and joining the target material and the backing plate is performed on a hot plate that has been heated, and the temperature is increased in advance after joining. It is characterized by slowly cooling while placing a heated weight on it and applying pressure.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a sputtering target and a method for producing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
1A to 1D, an embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case of producing a sputtering Si target.
[0018]
First, as shown in FIG. 1A, a Cr film 2 as a base metal layer is formed on a bonding surface of a Si plate 1 as a target material to a backing plate (Cu or Cu alloy plate for cooling and energization). A Cu film 3 is formed as an upper metal layer stacked on the metal layer, and an Ag film 4 is sequentially formed by sputtering as an antioxidant film covering the Cu film.
[0019]
Here, since the backing plate 10 shown in FIGS. 1B and 1C is Cu or an alloy material thereof, the main film forming material on the bonding surface of the Si plate 1 is Cu.
[0020]
If the thickness of the Cu film 3 is less than 1 μm, most of the deposited Cu material is eroded by In (ie, an alloy of In and Cu) when the In brazing material 20 is wetted. If it exceeds 5 μm, it takes time to form a film, which is disadvantageous in terms of cost. Therefore, the film thickness of the Cu film 3 is set to 1 to 5 μm.
[0021]
Further, assuming that the Cu film 3 as the main film forming material is eaten, the Cr film 2 is formed on the base of the Cu film. Cr is difficult to make an alloy with In as a brazing material (although not made at all), and the Si plate 1 is not in direct contact with In even with a thin Cr film. Note that when the In brazing material is in direct contact with the Si plate 1, the brazing joint strength is significantly reduced. The film thickness of the Cr film 2 may be equal to or less than the film thickness of the Cu film 3 and is about 0.3 μm to 2 μm. If the film thickness is less than 0.3 μm, there is a risk that a part of the film thickness becomes zero due to variations during film formation. If it exceeds 2 μm, it takes time to form the film, which is disadvantageous in terms of cost. .
[0022]
Furthermore, when the main film forming material is Cu, Cu is easily oxidized and copper oxide is produced. Copper oxide is said to be a difficult material to handle. It is not suitable for brazing because it is brittle. Further, since gas is generated, there is a possibility that the wall surface of the vacuum chamber for film formation and the substrate surface of the film formation partner will be soiled when used as a target. Therefore, in order to prevent oxidation of the Cu film 3, the Ag film 4 is formed immediately after the Cu film formation. The Ag film 4 may be thin as long as it is uniform. The film thickness of the Ag film 4 may be equal to or less than the film thickness of the Cu film 3 and is about 0.1 μm to 2 μm. If the film thickness is less than 0.1 μm, there may be a risk that a part of the film thickness becomes zero due to variations during film formation. If it exceeds 2 μm, it takes time to form the film, which is disadvantageous in terms of cost. . Ag easily forms an alloy with In, which is said to be suitable as a brazing material.
[0023]
It is preferable that the Cr film 2, the Cu film 3 thereon, and the Ag film 4 thereon are sequentially formed by sputtering in the same film formation chamber in order to prevent generation of useless oxides.
[0024]
When a multilayer metal layer 5 of a Cr film, a Cu film, and an Ag film is formed on the bonding surface of the Si plate 1 as a target material as shown in FIG. 1A, a hot plate ( The Si plate 1 is placed on the electric surface 30) with the bonding surface facing upward, and the backing plate 10 of the Cu or Cu alloy plate is also placed with the bonding surface facing upward, and the hot plate 30 is heated to 180 to 250 ° C. The temperature is raised, and the Si plate 1 and the backing plate 10 are heated and heated. In this state, the wetting operation for bonding using In as the brazing material 20, that is, the operation of attaching the brazing material 20 to the bonding surface of the Si plate 1 and the bonding surface of the backing plate 10, In step 35, ultrasonic vibration is applied to the brazing material 20 without using flux.
[0025]
After completion of the wetting operation of the brazing filler metal 20 in FIG. 1B, while continuing heating and raising the temperature on the hot plate 30, the bonding surface (In wetting surface) of the backing plate 10 and Si as shown in FIG. The bonding surface (In wetting surface) of the plate 1 is opposed and brought into close contact with each other to form a structure in which the backing plate 10 and the Si plate 1 are overlapped, and a weight 40 of 400 to 2000 g is placed thereon. At this time, the weight 40 that has been heated to 100 to 200 ° C. in advance is used. After placing the weight 40, the hot plate 30 is turned off and gradually cooled on the hot plate (slowly cooled by natural cooling). Thereby, the sputtering target in which the Si plate 1 as the target material and the backing plate 10 are joined and integrated with the In brazing material 20 as shown in FIG. 1D is completed. After bonding, since the Ag film 4 is a thin film, it dissolves in the In brazing material 20 and does not remain as a film, but Ag is contained in the joint between the Cu film 3 and the brazing material 20. Thus, it can be confirmed that the Ag film 4 was present before bonding.
[0026]
FIG. 2 shows the linear expansion coefficients of Si, Cr, Cu, Ag, and In. The linear expansion coefficient gradually increases from Si to In as Si <Cr <Cu <Ag <In, and the target material Si is assumed to be interposed by the presence of Cr, Cu, and Ag metal layers. The difference in coefficient of linear expansion from the material In can be relaxed. This also shows that the three-layer structure of Cr, Cu, and Ag is suitable as an intermediate material between Si and In.
[0027]
Table 1 below shows the bonding experiment results of the three-layer film formation and the Cu-Ag two-layer film formation.
[0028]
[Table 1]
Figure 0004367677
Here, an ultrasonic flaw detector was used for the measurement. Experiment No. Reference numerals 1 and 2 are cases in which the Cr film 2 of the base metal layer is omitted, and the ultrasonic flaw detection results are 90% and 87%, indicating that there is a part of insufficient bonding. Experiment No. 2 was the number of samples n = 2 and the average value was shown. Experiment No. 3 to 7 are all cases of the three-layer film formation according to the embodiment, and the ultrasonic flaw detection result is 100%, indicating that there is no scratch. Experiment No. 7 is the number of samples n = 6 and the average value is shown. It can be seen that by providing three metal layers (Cr, Cu, Ag) as in this embodiment, it is possible to obtain extremely good joining by brazing.
[0029]
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
[0030]
(1) Since the backing plate 10 is made of Cu or a Cu alloy material, the main film forming material on the bonding surface of the Si plate 1 as the target material is made of Cu. By using Cu vs. Cu, bonding is easy and strong bonding strength can be obtained.
[0031]
(2) The Cr film 2 is formed on the base of the Cu film 3 on the assumption of Cu bite. Cr is difficult to form an alloy with In as the brazing material 20, and even in a thin Cr film, Si is not in direct contact with In and prevents Si from being in direct contact with In and causing a significant decrease in bonding strength. it can.
[0032]
(3) Cu is easy to oxidize and makes copper oxide. By forming the Ag film 4 on the Cu film 3, the Cu film 3 can be prevented from being oxidized, and bonding by brazing is facilitated. Can do. Since Ag easily forms an alloy with In, the presence of the Ag film 4 can make brazing with In easier and more reliable.
[0033]
(4) As shown in FIG. 2, the linear expansion coefficient gradually increases from Si to In as Si <Cr <Cu <Ag <In, and Cr, Cu, Ag between Si and In By interposing, the difference in linear expansion coefficient between Si and In can be relaxed. This also shows that the three-layer structure of Cr, Cu, and Ag is suitable as an intermediate material between Si and In.
[0034]
(5) When performing a wetting operation for bonding using In as the brazing material 20, that is, an operation for attaching the brazing material 20 to the bonding surface of the Si plate 1 and the bonding surface of the backing plate 10, the solder built in the ultrasonic vibrator By performing the ultrasonic vibration while applying the ultrasonic vibration to the brazing material 20 with the rod 35, it is possible to prevent the flux from being used. As a result, it is possible to avoid inconvenience associated with the use of the flux, for example, the flux remaining and evaporating during use as a target.
[0035]
(6) Cooling of the target material and the backing plate 10 by using a weight 40 that has been heated to 100 to 200 ° C. in advance as the weight 40 that pressurizes the structure in which the backing plate 10 and the Si plate 1 are superposed at the time of brazing. The reliability of joining by brazing can be further improved by reducing the speed. In addition, when the weight 40 is normal temperature, it will be rapidly cooled, and there is a risk that the brazing material may be damaged during joining.
[0036]
In the above-described embodiment, Si is exemplified as the non-metallic target material, but the present invention can also be applied to ceramic materials other than Si. In addition, although the brazing material is In, an In alloy mainly containing In may be used. Furthermore, although the Cr film, the Cu film, and the Ag film are provided by sputtering, it is also possible to form the film by a thin film technique in a vacuum or gas phase such as vapor deposition other than sputtering, ion plating, or plasma CVD.
[0037]
Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the bonding strength of brazing between the target material and the backing plate by devising the structure of the metal layer formed on the bonding surface of the nonmetallic target material. Is possible.
[0039]
Also, in the manufacturing process, if the process of attaching the brazing material to the target material side and the backing plate side is performed while applying ultrasonic vibration to the brazing material with a soldering iron with a built-in ultrasonic vibrator, brazing without using flux. It is possible to remove the inconvenience associated with the use of flux.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a sputtering target and a method for producing the same according to the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a linear expansion coefficient of a target material, a brazing material, and a metal layer interposed therebetween.
[Explanation of symbols]
1 Si plate 2 Cr film 3 Cu film 4 Ag film 10 Backing plate 20 Brazing material 30 Hot plate 35 Solder rod 40 with built-in ultrasonic vibrator Weight

Claims (6)

非金属のターゲット材をIn又はIn合金のろう材でCu又はCu合金製のバッキングプレートに接合してなるスパッタリング用ターゲットにおいて、
前記ターゲット材の接合面に下地金属層としてCr膜、該下地金属層に積層された上層金属層としてCu膜がそれぞれ成膜され、該Cu膜と前記バッキングプレート間に前記ろう材が介在して接合されており、前記Cu膜と前記ろう材との接合部にAgが含有されていることを特徴とするスパッタリング用ターゲット。
In a sputtering target formed by joining a nonmetallic target material to a backing plate made of Cu or Cu alloy with a brazing material of In or In alloy,
A Cr film is formed as a base metal layer on the bonding surface of the target material, and a Cu film is formed as an upper metal layer laminated on the base metal layer, and the brazing material is interposed between the Cu film and the backing plate. A sputtering target characterized in that Ag is contained in a bonded portion between the Cu film and the brazing material .
非金属のターゲット材をIn又はIn合金のろう材を用いてCu又はCu合金製のバッキングプレートにろう付けで接合するスパッタリング用ターゲットの製造方法において、
前記ターゲット材の接合面に下地金属層としてCr膜、該下地金属層に積層された上層金属層としてCu膜、さらに該Cu膜を覆う酸化防止膜としてAg膜を順次成膜した後、前記Ag膜上及び前記バッキングプレート上に前記ろう材を付着させて加熱状態で前記ターゲット材と前記バッキングプレートとを重ね合わせて接合することを特徴とするスパッタリング用ターゲットの製造方法。
In a method for producing a sputtering target in which a nonmetallic target material is joined to a Cu or Cu alloy backing plate by brazing using a brazing material of In or In alloy,
After sequentially forming a Cr film as a base metal layer on the bonding surface of the target material, a Cu film as an upper metal layer laminated on the base metal layer, and an Ag film as an antioxidant film covering the Cu film, the Ag film is formed. A method for producing a sputtering target, comprising: attaching the brazing material on a film and the backing plate, and superposing and bonding the target material and the backing plate in a heated state.
前記Cr膜、Cu膜及びAg膜を蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマCVD等の真空乃至気相中での薄膜技術で順次成膜する請求項記載のスパッタリング用ターゲットの製造方法。3. The method for producing a sputtering target according to claim 2 , wherein the Cr film, the Cu film, and the Ag film are sequentially formed by a thin film technique in a vacuum or gas phase such as vapor deposition, sputtering, ion plating, and plasma CVD. 前記Cu膜の膜厚は1〜5μmであり、前記Cr膜及び前記Ag膜は前記Cu膜以下の膜厚である請求項2又は3記載のスパッタリング用ターゲットの製造方法。4. The method for manufacturing a sputtering target according to claim 2, wherein the Cu film has a thickness of 1 to 5 μm, and the Cr film and the Ag film have a thickness equal to or less than the Cu film. 前記Ag膜上及び前記バッキングプレート上に前記ろう材を付着させる工程は、超音波振動子内蔵はんだ鏝で超音波振動をろう材に加えながらフラックスを用いないで実行する請求項2,3又は4記載のスパッタリング用ターゲットの製造方法。Depositing the brazing material to the Ag film and the backing plate is claimed in claim 2, 3 or 4, executed without using a flux while applying ultrasonic vibration to the brazing material in the ultrasonic transducer built soldering iron The manufacturing method of the sputtering target of description. 前記ターゲット材と前記バッキングプレートとを重ね合わせて接合する工程は、昇温したホットプレート上にて行い、接合後予め昇温した重りを載せて加圧しながら徐冷する請求項2,3,4又は5記載のスパッタリング用ターゲットの製造方法。Wherein the step of the target material by superposing the backing plate bonded to the claim performed at warmed on a hot plate, gradually cooling under pressure put a previously heated the weight after bonding 2,3,4 Or the manufacturing method of the sputtering target of 5 .
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