(57)【要約】【課題】ターゲット材料にバッキングプレートを接合する上でのコストおよびターゲット材料とバッキングプレートの密着性の問題を解決し、また特殊なろう材を使用することなく、安価で安定したターゲット材料とバッキングプレートの接合方法を実現するスパッタリング用ターゲット材を提供する。【解決手段】無機質材からなるターゲット材料とバッキングプレートとがろう材を介して接合されなるターゲット材において、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側に半金属または金属元素系オキサイドのカップリングを存在させるターゲットである。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質材からなるターゲット材料とバッキングプレートとがろう材を介して接合されてなるターゲット材において、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側に半金属または金属元素系オキサイドのカップリングを存在させることを特徴とするターゲット材。
【請求項２】
カップリングは、元素周期律表のＩＶａ族元素系オキサイドのカップリングであることを特徴とする請求項１に記載のターゲット材。
【請求項３】
カップリングは、シランカップリングであることを特徴とする請求項１に記載のターゲット材。
【請求項４】
無機質材からなるターゲット材料とバッキングプレートとがろう材を介して接合されてなるターゲット材の製造方法において、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側の接合面となる面に、半金属または金属元素系オキサイドのカップリング剤を塗布した後、前記ターゲット材料と前記バッキングプレートの接合面となる面の少なくとも一方に、溶融したろう材を配置し、次いで接合することを特徴とするターゲット材の製造方法。
【請求項５】
カップリングは、元素周期律表のＩＶａ族元素系オキサイドのカップリングであることを特徴とする請求項４に記載のターゲット材の製造方法。
【請求項６】
カップリングは、シランカップリングであることを特徴とする請求項４に記載のターゲット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばスパッタリング等の蒸着源として用いられるバッキングプレートを使用するターゲット材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパッタリング等に用いられるターゲット材は、冷却効果を得るためおよび装置取り付けのために、ターゲット材料に銅などで作製されたバッキングプレートをろう付けして使用されることが多い。また、そのろう材としては低融点のインジウムの使用が一般的である。
【０００３】
ターゲット材料の材質としては様々なものが使用されているが、多くの場合、ターゲット材料に直接ろう材を濡れさせることが困難である。その為、従来はターゲット材料のろう付け表面に銅、ニッケルなどの金属材質の膜をメッキ、真空蒸着などにより膜付けするメタライズを行い、ろう材との濡れ性を確保し、ろう付けを行う方法がとられていた。
また、ろう材との濡れ性を確保する為にインジウムに金を含有させたろう材を使用することでターゲット材料への濡れ性を確保することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６９７０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したメタライズによりろう材との濡れ性を確保して、ろう付けを行ったターゲット材料は、濡れ性は確保できるもののメタライズ層とターゲット材料との密着性が十分でない場合があり、メタライズにコストがかかるなどの問題があった。
また、インジウムに金を含有させたろう材を使用することで濡れ性を確保する方法はろう材が高価となるためコスト上の問題があった。
これらターゲット材料にバッキングプレートを接合する上でのコストおよびターゲット材料とバッキングプレートの密着性などの問題は、スパッタリング用ターゲット材の製造上、非常に大きな問題である。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、安価で安定したターゲット材料とバッキングプレートの接合方法を実現するスパッタリング用ターゲット材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ターゲット材料とバッキングプレートの接合性を改善する研究を行い、ターゲット材あるいはバッキングプレートの接合面に溶融したろう材を配置する前に、半金属または金属元素系オキサイドのカップリング剤を配置しておくことで、著しく高い接合強度を有する新規なターゲット材となることを見いだし、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、無機質材からなるターゲット材料とバッキングプレートとがろう材を介して接合されてなるターゲット材において、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側に半金属または金属元素系オキサイドのカップリングを存在させるターゲット材である。
【０００８】
上述した本発明のターゲットは、例えば、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側の接合面となる面に、半金属または金属元素系オキサイドのカップリング剤を塗布した後、前記ターゲット材料の接合面となる面と、前記バッキングプレートの接合面となる面の少なくとも一方に、溶融したろう材を配置し、次いで接合する本発明の製造方法により、得ることができる。
【０００９】
本発明に使用するカップリングを形成するカップリング剤としては、入手の容易な市販剤が好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ等の元素周期律表のＩＶａ族元素系オキサイドのカップリング剤あるいはシランカップリング剤が適する。特に扱い安さや価格の面からシランカップリング剤が有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の重要な特徴は、半金属または金属元素系オキサイドのカップリングを形成させたことである。半金属または金属元素系オキサイドのカップリング剤としては、元素周期律表のＩＶａ族元素系、典型的にはＴｉ、ＺｒのオキサイドのカップリングやＡｌ、Ｓｉ等の半金属系カップリング、特にシランカップリング剤が知られている。もっとも汎用されているシランカップリング剤は、シリコンが酸素で架橋構造を形成し縮合するものである。通常、オキサイドのカップリング剤はシリコン等の金属もしくは半金属に加水分解基と有機官能基とを有し、金属と有機物の結合に用いられる。
【００１１】
本発明は、無機材料同士の結合になっているが、カップリング剤により強固な結合を可能としたのは、加水分解基による濡れ性の悪い無機材料に対する強い接合力にあると推測される。
この点において、カップリング剤として金属もしくは半金属に加水分解基を有するものであれば、接合力向上が期待できる。
また、本発明においては、溶融状態のろう材と塗布したカップリング剤が接触することになるが、この様な特別の形態を経る接合体において、良好な接合強度が得られたことは、本発明の大きな特徴の一つである。
【００１２】
本発明においては、典型的にはカップリング剤を濡れ性の悪いターゲット材料の接合面に塗布して、ろう材との接合力を確保する。もちろん、バッキングプレートがろう材に対して濡れにくい材質であれば、バッキングプレート側にカップリング剤を塗布しても良いし、ターゲット材料とバッキングプレートの両方に塗布しても良い。つまり、ターゲット材料とバッキングプレートの性質に合わせて、少なくとも一方側の接合面となる面に、半金属または金属元素系オキサイドのカップリング剤を塗布することになる。
このとき、カップリング剤は、ターゲット材料あるいはバッキングプレートのボンディング面の全体に均一に塗布することが好ましい。
【００１３】
カップリング剤を塗布した後、前記ターゲット材料と前記バッキングプレートの接合面となる面の少なくとも一方に、溶融したろう材を配置し、次いで接合する。この時、ろう材をなじませるためには、ターゲット材料とバッキングプレートの両方に溶融したろう材を配置し良くなじませてから、接合することが好ましい。
これによって、ターゲット材料とバッキングプレートの少なくとも一方側に半金属または金属元素系オキサイドのカップリングを形成した本発明のターゲットとなる。
【００１４】
本発明においては、上記カップリング剤の使用により、ターゲット材料とバッキングプレートの接合において、メタライズ層を形成してろう材との濡れ性を確保する必要がなくなるとともに、真空蒸着等を利用するメタライズ工程を省略することもできるものとなる。
【００１５】
なお、本発明において使用するターゲット材料とバッキングプレートを接合するろう材の具体的な例としては、融点が低く柔軟性が良好なインジウム、インジウム合金、スズまたはスズ合金が好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の具体的な実施例を示し、本発明を更に詳細に説明する。なお、下記実施例は、本願発明を制限するものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更実施することは本発明の技術範囲に含まれる。
【００１７】
表１に記載する種々の組成および寸法のターゲット材料、銅製バッキングプレート、カップリング剤を準備した。まず、本発明例である表１の試料Ｎｏ．１〜７は、まず、ターゲット材料の接合面に日本ユニカー製のシランカップリング剤（ＡＰＺ−６６３３）を塗布し、更にその上に溶融したろう材を配置して１６０℃以上に加熱してろう材を濡れさせたものである。そして、バッキングプレートの接合面にも、溶融したろう材を配置して１６０℃以上に加熱してろう材を濡れさせ、次いで、接合面同士を接合したサンプルである。上記の方法によりターゲット材料１とバッキングプレート４の接合面５同士をカップリング剤２を介してろう剤３で接合する手順を図示したものを図２に示す。また、当該接合方法により接合されたターゲット材の断面の概略を示した模式図が図１である。
【００１８】
また、試料Ｎｏ．８、９は、ターゲット材料の接合面にオルガノチックス製のチタネートカップリング剤（ＴＡ−２５）およびジルコニウムカップリング剤（ＺＡ−６０）を塗布し、更にその上にろう材を配置して１６０℃以上に加熱してろう材を濡れさせたものである。そして、バッキングプレートの接合面にも、溶融したろう材を配置して１６０℃以上に加熱してろう材を濡れさせ、次いで、接合面同士を接合したサンプルである。
【００１９】
また、比較例である表１の試料Ｎｏ．１０は、純Ｍｏターゲット材料の接合面に銅のメタライズ層をメッキによって形成した後、その上にろう材を配置して１６０℃以上に加熱してろう材を濡れさせた後、同様にろう材を配置したバッキングプレートとの接合を行ったサンプルである。
試料Ｎｏ．１１は、純Ｍｏのターゲット材料の接合面にメタライズ層の形成等の接合表面処理を何ら実施せずに、ろう材を塗布して１６０℃上で加熱したが、濡れ性を確保することが出来ず、バッキングプレートとの接合できなかったサンプルである。
【００２０】
次に、試料Ｎｏ．１〜１０の接合を実施したターゲット材を冷却して後、日立建機製の超音波探傷機を使用して、その接合面積率を測定した。更にターゲット材料とバッキングプレートの接合強度を測定するために、各試料から試験片を作製し、引張試験機によって厚み方向に上下に引張試験を実施し引張強度を測定した。各試料の接合強度としての引張強度および接合面積率を表１に示す。なお、試料Ｎｏ．１１は、ターゲット材料とバッキングプレートとを接合できなかったために接合強度および接合面積率を測定できなかった。
【００２１】
【表１】
2004107790.tif 000003
【００２２】
本発明例の試料Ｎｏ．１〜９のスパッタリング用ターゲット材は、表１からも分かる通り、メタライズ層を形成しない場合でもシランカップリング剤の塗布によって、接合強度が１１．２Ｎ／ｃｍ２以上、接合面積率が９８．８％以上と、メタライズ層を形成した試料Ｎｏ．１０と同等以上の接合強度が実現できることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によればターゲット材料、バッキングプレートのろう材との濡れ性を飛躍的に改善することができ、容易にターゲット材料とバッキングプレートの接合強度を確保することができる。よって、バッキングプレートを使用するターゲット材にとって欠くことのできない技術となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施例である試料Ｎｏ．１のターゲット材の断面の概略を示した模式図である。
【図２】本発明のターゲット材の接合方法の手順の一例を示す図である。
【符号の説明】
１．ターゲット材料、２．カップリング剤、３．ろう材、４．バッキングプレート、５．接合面
【図１】
2004107790.tif 000004
【図２】
2004107790.tif 000005