溅射靶.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910134430.1

申请日:

2009.04.10

公开号:

CN101555585A

公开日:

2009.10.14

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C23C14/34

主分类号:

C23C14/34

申请人:

三井金属矿业株式会社

发明人:

松前和男

地址:

日本东京

优先权:

2008.4.10 JP 2008-102350

专利代理机构:

北京金信立方知识产权代理有限公司

代理人:

黄 威;张 彬

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内容摘要

本发明的目的在于提供一种溅射靶,其在使用冷却水冷却靶材的同时进行溅射等情况下,在背板上发生翘曲时也不产生靶材的裂纹或脱落等。本发明的溅射靶的特征在于,包括:靶材;背板;至少一个缓冲板,其被设置在所述靶材和所述背板之间;接合材料,将所述靶材、背板以及缓冲板接合成一体。

权利要求书

1、  一种溅射靶,其特征在于,包括:靶材;背板;至少一个缓冲板,其被设置在所述靶材和所述背板之间;接合材料,用于将所述靶材、背板以及缓冲板接合成一体。

2、
  如权利要求1所述的溅射靶,所述靶材由多个分割靶材构成,在至少一个该分割靶材的下方,层压有至少一个具有与该分割靶材大致相同的平面形状的所述缓冲板。

3、
  如权利要求2所述的溅射靶,所述多个分割靶材被配置成,使所述溅射靶的表面大致处于一个平面。

4、
  如权利要求1至3中的任意一项所述的溅射靶,所述缓冲板的材料与所述背板的材料相同。

5、
  如权利要求1至4中的任意一项所述的溅射靶,所述缓冲板的厚度为0.5~10mm。

6、
  如权利要求1至5中的任意一项所述的溅射靶,其中,
当缓冲板为一个时,介于所述靶材和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,以及介于所述背板和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度之总和为0.25~4.5mm;
当缓冲板为两个以上时,介于所述靶材和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,和介于所述背板和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,以及介于所述缓冲板和缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度之总和为0.25~4.5mm。

7、
  如权利要求1至6中的任意一项所述的溅射靶,所述靶材的材料是通过粉末治金制造的材料。

8、
  如权利要求1至6中的任意一项所述的溅射靶,所述靶材的材料为陶瓷。

9、
  如权利要求1至8中的任意一项所述的溅射靶,所述背板具备冷却水流通道,用于流通对所述靶材进行冷却的冷却水。

说明书

溅射靶
技术领域
本发明涉及溅射靶,尤其涉及一种用大量的冷却水冷却靶材的同时进行溅射,靶材也不易产生裂纹的溅射靶。
背景技术
一直以来,作为例如半导体等的电子/电器部件用材料的成膜法,广泛使用能够容易控制膜厚度和成分的溅射法。
在此类溅射法中使用的溅射靶,一般通过接合材料对靶材和背板进行接合而构成,该靶材由需要形成的薄膜相同的材料组成,该背板由具有优良的导电性以及导热性的材料组成。在需要使用大面积的靶材时,采用一种使用多个分割靶材,施加磁场的同时进行溅射的方法。
若使用此类溅射靶进行溅射,靶材发热会降低溅射的效率。因此,在进行溅射的过程中需要对靶材进行冷却。
作为对靶材进行冷却的方法,通常采用在背板上设置用于流通冷却水的冷却水流通道,在该冷却水流通道中流通冷却水,通过冷却背板,而从靶材中吸收热量的方法。在该方法中,一般冷却水流通道是从设置在背板一端部的底面上的流通道入口垂直向上方延伸,到达靶材的正下方后,横穿背板的中央部并延伸至另一端部,再到达设在背板底面的出口。当如上所述施加磁场的同时进行溅射时,通常由于靶材的端部承受巨大的力,所以尤其在该部分上的发热量较多。因此,若如上所述在靶材端部的下方周边部设置流通道入口,从此处通过冷却水流通道向靶材端部的正下部流通冷却水,则能有效地进行靶材的冷却。另外,为了能够更有效地对靶材端部进行冷却,而将靶材端部的正下方周边部中的冷却水流通道加宽,或者使背板较薄。
但是,若使用冷却水对靶材进行冷却,则容易在靶材上产生裂纹。具有冷却水量越多越该靶材的裂纹多的倾向。并且,所述靶材的裂纹多出现在冷却水流通道入口的上方部,尤其在上述的冷却水流通道入口的上方部会承受巨大的力,当发热量多时将会明显地产生裂纹。所述靶材的裂纹的原因之一,是由于冷却水的水压等而在背板上发生翘曲。
近几年,通过溅射而在大型基板上成膜的需要日益增多,随之靶材也在大型化,在这种状况下,需要提高溅射的成膜速度,所以必须投入很大的电力,生成的热量自然也将增多。在这种状况下要有效地冷却靶材,则需要在上述发热量较多的部分上直接使冷却水流通,并需要增加冷却水量。但是,这样则如上所述将会大量产生靶材的裂纹。现状处于这种矛盾的状况。
并且,由于在真空中进行溅射,所以背板在靶材被设置的方向上将承受强力,有时会在背板上产生翘曲。由于该背板的翘曲,在被背板粘接的靶材上有时会产生裂纹。
作为使用冷却水冷却靶材的同时而进行溅射时所发生的靶材翘曲、裂纹以及脱落的防止方法,已在特开平6-65728号公报中公开了一种方法,是将背板与靶材的接合区域限制在靶材构件的外周部分以外的范围的方法。
但是,该方法的对象并不是向溅射靶施加磁场而进行的溅射,将该方法应用于具有上述的靶材端部承受巨大力而在该部分上尤其容易产生裂纹情况的溅射中,无法获得充分的效果。
专利文献1:日本专利特开平6-65728号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种溅射靶,其在使用冷却水冷却靶材的同时进行溅射等引起背板发生翘曲时,不产生靶材的裂纹或脱落等。
为了实现上述目的,本发明的溅射靶的特征在于,包括:靶材;背板;至少一个缓冲板,其被设置在所述靶材和所述背板之间;接合材料,将所述靶材、背板以及缓冲板接合成一体。
所述溅射靶的优选方式为,所述靶材由多个分割靶材所构成,在至少一个该分割靶材的下方,层压有至少一个具有与该分割靶材大致相同的平面形状的所述缓冲板,
将所述多个分割靶材配置成,使所述溅射靶的表面大致处于同一平面,
所述缓冲板的材料与所述背板的材料相同,
所述缓冲板的厚度为0.5~10mm,
当缓冲板为1个时,介于所述靶材和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,以及介于所述背板和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度之和为0.25~4.5mm;当缓冲板为两个以上时,介于所述靶材和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,和介于所述背板和所述缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度,以及介于所述缓冲板和缓冲板之间的由所述接合材料所形成的接合层的厚度之总和为0.25~4.5mm,
所述靶材的材料是通过粉末治金制造的材料,
所述靶材的材料为陶瓷,
所述背板具备冷却水流通道,用于流通对所述靶材进行冷却的冷却水。
根据本发明的溅射靶,即使用冷却水冷却靶材的同时而进行溅射,也能防止产生靶材的翘曲、裂纹或脱落等。若使用该溅射靶,即使在冷却水量较多的情况或冷却水流通道入口的上方部承受巨大力的情况下,也能抑制靶材裂纹等的产生。
因此,若使用本发明的溅射靶,即使使用大型的靶材并提高成膜速度,也能使用冷却水对靶材进行冷却的同时高效地进行溅射。
附图说明
图1为本发明溅射靶1的俯视图。
图2为本发明溅射靶1的剖面图。
图3为不具备缓冲板的现有溅射靶21的剖面图。
图4为在实施例1~16中制作的溅射靶的剖面图。
图5为表示耐压试验状态的示意图。
图6为在实施例17中制作的溅射靶的剖面图。
图7为在比较例4中制作的溅射靶的剖面图。
图8为表示翘曲试验状态的示意图。
【符号说明】
1  溅射靶
2  背板
3a、3b  缓冲板
4  靶材
4a、4b  端部分割靶材
4c  中央部分割靶材
5  接合材料
6  冷却水流通道
7  冷却水流通道入口
8  冷却水流通道出口
21  溅射靶
22  背板
24  靶材
24a、24b  端部分割靶材
24c 中央部分割靶材
25  接合材料
26  冷却水流通道
27  冷却水流通道入口
28  冷却水流通道出口
32  背板
33  缓冲板
34  靶材
35  接合材料
41、41A、41B  溅射靶
42  背板
43  缓冲板
44  分割靶材
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式(实施例)进行详细的说明。
图1和图2表示本发明溅射靶的一具体例的溅射靶1,图1为其俯视图,图2为在图1的V-V线的剖面图。
溅射靶1具有背板2、缓冲板3a以及缓冲板3b、靶材4、接合材料5。
背板2由厚壁形的中央部2c、薄壁形的端部2a以及端部2b所形成,其具有在中央部2c和端部2a以及端部2b之间具备段部的剖面呈凸状的形状。
在背板2上设置有冷却水流通道6。在溅射过程中,冷却水在冷却水流通道6中流通,由该冷却水对被配置在背板2上的靶材4进行冷却。冷却水流通道6是由以下部分所构成:流通道入口6a,其从被设置在背板2的端部2a底面上的冷却水流通道入口7向上方延伸,到达端部2a上表面的正下部;流通道中央部6c,其从端部2a上表面的上述正下部横穿中央部2c,到达端部2b上表面的正下部;流通道出口部6b,其从端部2b上表面的上述正下部向下方延伸,到达被设置在端部2b的底面上的冷却水流通道出口8。
对于背板2的材料没有特别限定,例如可以使用具有优良导电性和导热性的铜、磷酸铜、钛、铝和不锈钢等。
缓冲板3a被配置在背板2的端部2a上,缓冲板3b被配置在背板2的端部2b上。缓冲板3a和缓冲板3b,是用于缓冲当冷却水在冷却水流通道6中流动时所产生的水压等以及当溅射靶1置于真空时被施加到背板上的力,从而抑制背板2向上方翘曲的构件。
缓冲板3a通过接合材料5,使其底面接合在端部2a的上表面,从而被固定在背板2上。缓冲板3b同样也通过接合材料5,使其底面接合在端部2b的上表面,从而被固定在背板2上。缓冲板3a位于冷却水流通道6的流通道入口部6a从冷却水流通道入口7向上方延伸的方向上,而缓冲板3b位于冷却水流通道6的流通道出口部6c从冷却水流通道出口8向上方延伸的方向上。
缓冲板3a和缓冲板3b的材料只要具有上述的缓冲作用则无特别限制,但从确保导电性以及导热性的观点看,优选铜、磷酸铜、钛、铝和不锈钢等与上述背板2相同的材料。
关于缓冲板3a和缓冲板3b的厚度,只要能够确保上述的缓冲作用则无特别限制,在一般的溅射操作条件中,通常为0.3~10mm,优选为0.5~8mm,更优选为1~6mm,特优选为2~5mm。当缓冲板3a和缓冲板3b的厚度小于0.3mm,则上述缓冲作用变得不充分的情况较多,当大于10mm时难以将其安装到溅射靶上,并且靶材和基材之间的距离将脱离优选范围,具有放电不稳定的情况。并且,如以下所述,优选为,以溅射靶1的表面大致成为一个平面的程度来决定缓冲板3a和缓冲板3b的厚度。
靶材4由三个分割靶材,即被配置于两端的端部分割靶材4a和端部分割靶材4b、以及被配置于中央的中央部分割靶材4c所构成。
端部分割靶材4a是长方形板状,具有与缓冲板3a大致相同的平面形状。端部分割靶材4a的厚度与端部分割靶材4b的厚度相同,端部分割靶材4a具有比中央部分割靶材4c更大的厚度。端部分割靶材4a以其四个侧面各与缓冲板3a的四个侧面分别大致处于一个平面的方式,被层压在缓冲板3a上,并通过接合材料5被接合于缓冲板3a上。
端部分割靶材4b同样也是长方形板状,具有与缓冲板3b大致相同的平面形状。端部分割靶材4b以其四个侧面各与缓冲板3b的四个侧面分别大致处于一个平面的方式,被层压在缓冲板3b上,并通过接合材料5被接合于缓冲板3b上。
中央部分割靶材4c是长方形板状,被配置于背板2的中央部2c之上,通过接合材料5与背板2接合。
如图2所示,端部分割靶材4a、端部分割靶材4b以及中央部分割靶材4c被配置成,使靶材4的表面,即溅射靶1的表面大致呈一个平面。总之,以溅射靶1的表面大致呈一个表面的程度,来决定背板2的端部2a与2b和中央部2c、缓冲板3a与3b、端部分割靶材4a与4b和中央部分割靶材4c、以及在它们之间所形成的接合材料5的厚度。若溅射靶1的表面大致为一个平面,则在分割部中难以积累灰尘,不产生颗粒,也不产生电弧,所以优选。
端部分割靶材4a与端部分割靶材4b之间,以及端部分割靶材4b与中央部分割靶材4c之间形成有间隙部9。该间隙部9发挥防止在溅射过程中因靶材的发热膨胀而产生的靶材裂纹、颗粒、电弧等现象的作用。
将端部分割靶材4a、端部分割靶材4b以及中央部分割靶材4c配置成隔着2个间隙部9,其平面形状大致呈长方形。对靶材4的材料没有特别限制,可例举的有使用了铬和钼等金属通过粉末治金制造的材料,以及由ITO(Indium-Tin-Oxide)、SnO2系、ZnO系、玻璃和Al2O3等构成的陶瓷等。
接合材料5将靶材4、背板2、缓冲板3a以及3b接合成一体。接合材料5在背板2的端部2a和缓冲板3a之间形成接合层5a1,在端部分割靶材4a和缓冲板3a之间形成接合层5a2,而在背板2的端部2b和缓冲板3b之间形成接合层5b1,而在端部分割靶材4b和缓冲板3b之间形成接合层5b2,并且在背板2的中央部2c和中央部分割靶材4c之间形成接合层5c。
关于接合材料5的材料,只要对靶材4、缓冲板3a以及3b、背板2进行接合并能承受溅射操作则无特别限制,可依据这些材料进行适当决定,例如可以使用In系、Sn系、Zn系等焊接合金,蜡材料以及树脂等。
只要能对背板2、缓冲板3a、缓冲板3b以及靶材4进行接合并承受溅射操作,则对接合层5a1、接合层5a2、接合层5b1以及接合层5b2的厚度没有特别限制。但是接合层5a1的厚度与接合层5a2的厚度之和,以及接合层5b1的厚度与接合层5b2的厚度之和优选为0.25~4.5mm,更优选为0.5~2.5mm。考虑到接合层5a1和接合层5a2具有与缓冲板3a相同的上述缓冲作用,因此若其厚度在上述范围内,则能期待具有充分的接合作用的同时也能发挥很好的缓冲作用。并且,当使用接合材料进行接合,将接合材料融解后夹入靶材和缓冲板之间或者背板和缓冲板之间时,由于接合材料难以从它们之间流出,所以能够增加接合材料的厚度,能将接合层的厚度增加到比不使用缓冲板时更大,从而能增强通过接合层的上述缓冲作用。
只要能对背板2和靶材4进行接合并承受溅射操作,则对接合层5c的厚度也没有特别限制。
溅射靶1将以如下机理发挥作用。
在使用溅射靶1进行溅射时,从冷却水流通道入口7向冷却水流通道6流入冷却水,并从冷却水流通道出口8排出。以能够有效地冷却靶材4来决定冷却水的流量。
在通常的溅射条件下进行溅射操作。进行溅射时,由于Ar离子撞击靶材4而使靶材4发热。此时,由于冷却水在冷却水流通道6中流动,所以背板2被该冷却水冷却,而被冷却的背板2通过缓冲板3a、缓冲板3b和接合材料5,从发热的靶材4中吸收热量,从而冷却靶材4。
在该过程中,在靶材与背板之间没有设置缓冲板的现有溅射靶,通常在靶材上产生裂纹。图3中表示没有设置缓冲板的现有溅射靶21的剖面图。溅射靶21除了没有设置缓冲板之外,具有与溅射靶1相同的构造,其是由以下的部分所构成:靶材24,由端部分割靶材24a、端部分割靶材24b以及中央部分割靶材24c所构成;背板22,由端部22a、端部22b以及中央部22c所构成;以及接合材料25。在背板22上设置具有冷却水流通道入口27和冷却水流通道出口28的冷却水流通道26。而且,以溅射靶21的表面大致成为一个平面的程度,来决定各构件的厚度。
当使用该溅射靶21进行与上述相同的操作时,尤其大多在处于冷却水流通道入口27的垂直方向的端部分割靶材24a上产生裂纹。例如,若将冷却水流通道入口设置在中央部的底面上,通常在处于该冷却水流通道入口27的垂直方向的中央部分割靶材上产生裂纹。另外,通常在溅射中承受巨大力的靶材的部位上产生裂纹,尤其如溅射靶21,在端部分割靶材24a以及24b将承受巨大的力,且该受力部位位于冷却水流通道入口27的垂直方向上时,在该部位上容易产生裂纹。因此,在溅射靶21中,尤其容易在端部分割靶材24a上产生裂纹。这种在处于冷却水流通道入口27垂直方向的靶材上容易产生裂纹的原因,被认为是由于从冷却水流通道入口27向冷却水流通道26内流入的冷却水的水压等,从而使端部22a的上表面向上方向翘曲。
并且,认为由于在真空中进行溅射,所以在溅射中背板22向上方向翘曲,因此在靶材24上产生裂纹。总之,在溅射中产生的靶材24裂纹的主要原因,是由于背板22向上方向翘曲。
与此相对,本发明的溅射靶1由于在端部分割靶材4a和背板2之间具备缓冲板3a,所以即使从冷却水流通道入口27向冷却水流通道26内流入的冷却水的水压等导致端部22a的上表面向上方向翘曲,缓冲板3a也可发挥缓冲作用,能够防止端部分割靶材4a出现裂纹。并且,由于插入了缓冲板3a,在端部分割靶材4a和背板2之间形成两层的接合层,比没有缓冲板的情况要多一层接合层,所以因该接合层的缓冲作用也能防止端部分割靶材4a的裂纹。因此,即使如溅射靶1,承受巨大力的端部分割靶材4a位于冷却水流通道入口7的垂直方向上,尤其在端部分割靶材4a容易产生裂纹的情况下,也能防止端部分割靶材4a出现裂纹。
由于在端部分割靶材4b和背板2之间插入的缓冲板3b的作用,与端部分割靶材4a的情况相同,也能够防止裂纹的产生。
并且,即使溅射靶1被放在真空中,缓冲板3a和3b也能抑制背板2的翘曲,而且即使发生翘曲也由于能抑制其作用传递到靶材4,从而能防止靶材4出现裂纹。
如上所述,本发明的溅射靶是通过设置在背板和靶材之间的缓冲板的作用,防止由于在背板上产生翘曲而引起的靶材裂纹。所以,只要上述缓冲板能够发挥作用,则本发明的溅射靶并不局限于溅射靶1,可以采取各种形态。
对于防止因冷却水的影响而引起的靶材裂纹,最有效的方法是在冷却水流通道入口的上方部设置缓冲板,所以可按照冷却水流通道入口的设置位置来决定缓冲板的设置位置。例如,当冷却水流通道入口在背板的中央部时,优选将缓冲板设置在其中央部的上方。
缓冲板可以接合在靶材底面的整个面上。例如,当靶材为分割靶材时,可以在各分割靶材的底面上分别接合一个缓冲板,也可以在多个分割靶材的底面上接合一个缓冲板。当靶材由一个板材构成时,可在该靶材的整个底面上接合一个缓冲板,也可以接合多个缓冲板。若在靶材的整个底面上接合缓冲板,则能有效防止由于溅射靶被置于真空中时所发生的背板翘曲引起的靶材裂纹。
本发明的溅射靶可以将两个以上的缓冲板层压设置。若增加层压的缓冲板的数量,则由于在各缓冲板之间也形成接合层,因此在靶材和背板之间所形成的接合层的数量也增多。如上所述,由于接合层也具有与缓冲板相同的缓冲作用,所以若增加层压的缓冲板数量,则因该接合层产生的缓冲作用也变大,可与缓冲板共同起到防止靶材裂纹的作用。在使用两个以上的缓冲板时,各缓冲板的厚度之和通常为0.3~10mm,优选为0.5~8mm,更优选为1~6mm,特优选为2~5mm。在靶材和背板之间所形成的接合层的厚度之和优选为0.25~4.5mm,更优选为0.5~2.5mm。
并且,在缓冲板为两个以上时,介于靶材和缓冲板之间的由接合材料所形成的接合层的厚度,和介于背板和缓冲板之间的由接合材料所形成的接合层的厚度以及介于缓冲板和缓冲板之间的由接合材料所形成的接合层的厚度(当缓冲板为三个以上时,在缓冲板和缓冲板之间所形成的两层以上的接合层的厚度之和)之和,优选为0.25~4.5mm,更优选为0.5~2.5mm。
另外,在溅射靶1中的中央部分割靶材4c为一个板材,但本发明的溅射靶中的中央部分割靶材,也可以被分割成两个以上。
【实施例】
[实施例1]
如图4所示,对具有127mm×381mm×4.8mm尺寸的ITO制的靶材(T)、具有150mm×440mm×7mm尺寸的Cu制背板(BP)和具有127mm×381mm×0.3mm尺寸的Cu制缓冲板进行层压,并用铟系接合材料进行接合,制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层(BN)的厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层(BN)的厚度为0.01mm。
[比较例1]
除了未使用缓冲板之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例2]
除了将缓冲板的厚度制成0.5mm之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例3]
除了将缓冲板的厚度制成1mm之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例4]
除了将缓冲板的厚度制成2mm之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例5]
除了将缓冲板的厚度制成4mm之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例6]
除了将缓冲板的厚度制成6mm之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例7]
除了在靶材和缓冲板之间以及缓冲板和背板之间,作为隔离物夹设了Cu制的金属丝之外,其它与实施例3相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.10mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.15mm。
[实施例8]
除了在靶材和缓冲板之间以及缓冲板和背板之间,作为隔离物夹设了Cu制的金属丝之外,其它与实施例3相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.25mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.25mm。
[实施例9]
除了在靶材和缓冲板之间以及缓冲板和背板之间,作为隔离物夹设了Cu制的金属丝之外,其它与实施例3相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[实施例10]
除了在靶材和缓冲板之间以及缓冲板和背板之间,作为隔离物夹设了Cu制的带,用接合材料进行接合,然后去除了靶材和缓冲板之间的隔离物之外,其它与实施例3相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.80mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[实施例11]
除了在靶材和缓冲板之间作为隔离物夹设了Cu制的金属丝,在缓冲板和背板之间作为隔离物夹设了Cu制的带之外,其它与实施例3相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为1.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为1.00mm。
[比较例2]
除了未使用缓冲板,在靶材和背板之间作为隔离物夹设了不同直径的Cu制金属丝之外,其它与实施例8相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层的厚度为0.50mm。
[比较例3]
除了未使用缓冲板,在靶材和背板之间作为隔离物夹设了不同直径的Cu制金属丝之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为1.00mm。
[比较例4]
除了未使用缓冲板,在靶材和背板之间作为隔离物夹设了不同厚度的Cu制的带之外,其它与实施例10相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为2.00mm。
[实施例12]
除了将缓冲板的厚度设成2mm,并且在靶材和背板之间夹设两个缓冲板之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层的厚度为0.01mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.01mm,两个缓冲板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例13]
除了将缓冲板的厚度设成2mm,并且将在靶材和背板之间夹设的缓冲板设成三个,在靶材和缓冲板之间、缓冲板和背板之间以及各缓冲板之间作为隔离物夹设了Cu制的带之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层的厚度为1.00mm,缓冲板和背板之间的接合层的厚度为1.00mm,两个缓冲板之间的接合层厚度各为0.50mm。
[实施例14]
除了将缓冲板的厚度设成2mm,并且将在靶材和背板之间夹设的缓冲板设成三个,在靶材和缓冲板之间、缓冲板和背板之间以及各缓冲板之间作为隔离物夹设了Cu制的带之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为1.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为1.50mm,两个缓冲板之间的接合层厚度各为0.75mm。
[实施例15]
除了将缓冲板改由Al制造之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层的厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[实施例16]
除了将缓冲板改由SUS制造之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[实施例17]
除了将靶材改由玻璃制造之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[比较例5]
除了未使用缓冲板,将靶材改由玻璃制造之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例18]
除了将靶材改由Al2O3制造之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[比较例6]
除了未使用缓冲板,将靶材改由Al2O3制造之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例19]
除了将靶材改由SnO2-Sb2O3制造之外,其它与实施例9相同,从而制成了溅射靶。靶材和缓冲板之间的接合层的厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
[比较例7]
除了未使用缓冲板,将靶材改由SnO2-Sb2O3制造之外,其它与实施例1相同,从而制成了溅射靶。靶材和背板之间的接合层厚度为0.01mm。
[实施例20]
使用设有冷却水流通间隙的溅射装置(ULVAC制直列型溅射装置SDP系列用),如图6所示,将六个ITO制分割靶材44(两端的分割靶材:300mm×100mm×9mm,两端以外的分割靶材:300mm×470mm×7mm)排列在Cu制的背板42上,在两端的分割靶材的下方,作为隔离物夹住金属丝再层压Cu制的缓冲板43(300mm×100mm×3mm),用铟系接合材料进行接合,制成了表面大致成为一个平面的溅射靶(溅射靶41A)。靶材和缓冲板之间的接合层的厚度为0.50mm,缓冲板和背板之间的接合层厚度为0.05mm。
[比较例8]
如图7所示,除了未使用缓冲板之外,其它与实施例20相同,从而制成了溅射靶(溅射靶41B)。靶材和背板之间的接合层厚度为0.50mm。
(耐压性试验)
使用以下的方法,对实施例1~19和比较例1~7中制作的溅射靶进行了耐压性试验。如图5所示,将溅射靶的背板32用螺丝固定在夹具10上,并在背板的整个背面上施加等压。在空隙11中导入氮气,向背板32施加压力,测定了在靶材34上出现裂纹时的压力。在表1中表示了实施例1~11和比较例1~4的结果,表2中表示了实施例12~19和比较例5~7的结果。
从实施例1~6和比较例1的结果可发现,当溅射靶使用0.3mm的缓冲板时,能够承受4.0Kgf/cm2以上的压力,当使用1.0mm的缓冲板时,能够承受5.0Kgf/cm2以上的压力,当使用2.0mm的缓冲板时,能够承受5.5Kgf/cm2以上的压力。
从实施例3和7~11的结果可发现,即使溅射靶所使用的缓冲板的厚度相同,但如果接合层的厚度之和增大,则能够承受的压力也增大。
通过比较实施例8和比较例2,比较实施例9和比较例3,以及比较实施例10和比较例4可发现,在溅射靶中若接合层的厚度之和增大,则能够承受的压力也增大,而且,使用了缓冲板时要比未使用缓冲板时能够承受的压力更大。
从实施例12~14的结果可发现,通过将溅射靶所使用的缓冲板的个数设成两个以上,而能承受更大的压力。并且从实施例9和15~16的结果可发现,即使使用不同材料的缓冲板,也能获得同样的效果。
通过比较实施例17和比较例5,比较实施例18和比较例6,以及比较实施例19和比较例7可发现,即使使用不同材料的靶材,也能获得同样的缓冲板效果。
(翘曲试验)
使用以下的方法,对实施例20中制作的溅射靶(溅射靶41A)和比较例8中制作的溅射靶(溅射靶41B)进行了翘曲试验。如图8所示,在工作台50上放置枕木51,在枕木51上放置溅射靶41,使枕木51位于溅射靶41的中央部的下面,并在溅射靶41的两端均匀地拧紧螺丝52,将溅射靶41固定在工作台50上。通过进一步均匀地拧紧两个螺丝52,使溅射靶41翘曲5mm,并观察了此时是否产生了裂纹。其结果为,在溅射靶41A上未产生裂纹,而在溅射靶41B的端部分割靶材上产生了裂纹。
【表1】

【表2】

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本发明的目的在于提供一种溅射靶,其在使用冷却水冷却靶材的同时进行溅射等情况下,在背板上发生翘曲时也不产生靶材的裂纹或脱落等。本发明的溅射靶的特征在于,包括:靶材;背板;至少一个缓冲板,其被设置在所述靶材和所述背板之间;接合材料,将所述靶材、背板以及缓冲板接合成一体。 。

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