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公開番号2024167796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023084131
出願日2023-05-22
発明の名称ターゲット組立体およびターゲット組立体の製造方法
出願人株式会社アルバック
代理人個人,個人
主分類C23C 14/34 20060101AFI20241127BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】アルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材と銅合金製バッキングプレートとの間やタングステンターゲットとインサート材との間の金属間化合物層の形成を抑制し、接合強度の低下を防止したターゲット組立体及びターゲット組立体の製造方法を提供する。
【解決手段】タングステン又はモリブデンからなるターゲットと銅又は銅合金製のバッキングプレートと間にアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を挟んで拡散接合に接合したターゲット組立体において、前記ターゲットと前記インサート材との間、および前記バッキングプレートと前記インサート材と間のそれぞれに、Ti、V、Cr、Nb、Pd、Ir、Ptおよびこれらの金属の少なくとも1種を含む合金からなり、0.1μmより大きく、3.0μm以下の厚さを有する金属薄膜層を介して拡散接合された、ターゲット組立体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
タングステン又はモリブデンからなるターゲットと銅又は銅合金製のバッキングプレートとの間にアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を挟んで拡散接合したターゲット組立体において、
前記ターゲットと前記インサート材との間、および前記バッキングプレートと前記インサート材と間のそれぞれに、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を介して拡散接合された、ターゲット組立体。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記ターゲットと前記インサート材との間の面内に亘った平均せん断強度、および前記インサート材と前記バッキングプレートとの間の面内に亘った平均せん断強度が、それぞれ４［ｋｇ／ｍｍ
2
］以上である、請求項１記載のターゲット組立体。
【請求項３】
前記面内に亘った平均せん断強度と、当該面内に亘ったせん断強度の標準偏差σとの比である変動係数が０．１５以下である、請求項１又は請求項２に記載のターゲット組立体。
【請求項４】
タングステン又はモリブデンからなるターゲットと銅又は銅合金製のバッキングプレートとの間にアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を挟んで拡散接合したターゲット組立体を製造するターゲット組立体の製造方法において、
前記ターゲットと前記インサート材との間と、前記バッキングプレートと前記インサート材との間の少なくとも一方に、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を設け、その後、拡散接合してターゲット組立体とする、ターゲット組立体の製造方法。
【請求項５】
前記ターゲットと前記インサート材との間と、前記バッキングプレートと前記インサート材との間の両方に、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を設け、その後、拡散接合する、請求項４記載のターゲット組立体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲット組立体およびターゲット組立体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ハイパワースパッタに耐えうるスパッタリングターゲットとバッキングプレートの接合方法として拡散接合は有効な方法であることが知られている。そして、近年ウエハーの大口径化に伴いスパッタリングターゲット自体も大型化しており、特にターゲット材とバッキングプレート材の熱膨張率の差が大きい場合は、拡散接合後の変形や剥れが大きな問題となってきた。
【０００３】
一方、近年、半導体装置の製造分野においては、配線材料あるいは電極材料として、耐熱性および低抵抗特性を有するタングステンが広く用いられているが、このようなタングステンなどのターゲットを用いる場合、拡散接合後の変形が大きな問題となることがわかった。
【０００４】
そこで、タンタル又はタングステンターゲットと銅合金製バッキングプレートが厚さ０．８ｍｍ以上のアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を介して拡散接合されており、それぞれの材料間で拡散接合界面を備えることを特徴とするタンタル又はタングステンターゲット－銅合金製バッキングプレート組立体が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許３９０５３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、反り対策としては有効であると考えられるが、アルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材と銅合金製バッキングプレートとの間に金属間化合物層の形成が確認され、この金属間化合物層が非常に脆く、金属間化合物層が厚いほど接合強度が低下することが確認された。これにより、低温での接合をしなければならないという課題がある。
一方、タングステンとインサート材との間は接合強度が十分でなく、接合強度のバラツキが大きいという問題があり、逆に高温接合をしなければならないという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、アルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材と銅合金製バッキングプレートとの間の金属間化合物層の形成を抑制して接合強度の低下を防止し、且つターゲットとインサート材との間の接合強度を十分な強度に向上させることができるターゲット組立体及びターゲット組立体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、タングステン又はモリブデンからなるターゲットと銅又は銅合金製のバッキングプレートとの間にアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を挟んで拡散接合したターゲット組立体において、前記ターゲットと前記インサート材との間、および前記バッキングプレートと前記インサート材との間のそれぞれに、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を介して拡散接合された、ターゲット組立体にある。
本発明の第２の態様は、前記ターゲットと前記インサート材との間の面内に亘った平均せん断強度、および前記インサート材と前記バッキングプレートとの間の面内に亘った平均せん断強度が、それぞれ４［ｋｇ／ｍｍ
2
］以上である、第１の態様のターゲット組立体にある。
本発明の第３の態様は、前記面内に亘った平均せん断強度と、当該面内に亘ったせん断強度の標準偏差σとの比である変動係数が０．１５以下である、第１又は第２の態様のターゲット組立体にある。
本発明の第４の態様は、タングステン又はモリブデンからなるターゲットと銅又は銅合金製のバッキングプレートとの間にアルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材を挟んで拡散接合したターゲット組立体を製造するターゲット組立体の製造方法において、前記ターゲットと前記インサート材との間と、前記バッキングプレートと前記インサート材との間の少なくとも一方に、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を設け、その後、拡散接合してターゲット組立体とする、ターゲット組立体の製造方法にある。
本発明の第５の態様は、前記ターゲットと前記インサート材との間と、前記バッキングプレートと前記インサート材との間との両方に、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を設け、その後、拡散接合する、第４の態様のターゲット組立体の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
かかる本発明では、ターゲットとインサート材との間、およびバッキングプレートとインサート材との間のそれぞれに、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくとも１種を含む合金からなり、０．１μｍより大きく、３．０μｍ以下の厚さを有する金属薄膜層を設けて拡散接合しているので、アルミニウム又はアルミニウム合金板のインサート材と銅合金製バッキングプレートとの間の金属間化合物層の形成を抑制して接合強度の低下を防止し、且つターゲットとインサート材との間の接合強度を十分な強度に向上させたターゲット組立体及びターゲット組立体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
Ａｌ－Ｔｉ、Ｃｕ－Ｔｉ、Ｔｉ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｖ、Ｃｕ－Ｖ、Ｖ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｃｒ、Ｃｒ－Ｃｕ、Ｃｒ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｆｅ、Ｃｕ－Ｆｅ、Ｆｅ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｃｏ、Ｃｏ－Ｃｕ、Ｃｏ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｎｉ、Ｃｕ－Ｎｉ、Ｎｉ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｎｂ、Ｃｕ－Ｎｂ、Ｎｂ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｐｄ、Ｃｕ－Ｐｄ、Ｐｄ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｉｒ、Ｃｕ－Ｉｒ、Ｉｒ－Ｗの二元状態図である。
Ａｌ－Ｐｔ、Ｃｕ－Ｐｔ、Ｐｔ－Ｗの二元状態図である。
実施例１－７，比較例１－８のせん断強度を示すグラフである。
実施例１１－１７，比較例１１－１８のせん断強度を示すグラフである。
実施例３のインサート材及びバッキングプレート界面の断面ＳＥＭ観察像である。
比較例２のインサート材及びバッキングプレート界面の断面ＳＥＭ観察像である。
比較例５のインサート材及びバッキングプレート界面の断面ＳＥＭ観察像である。
比較例７のターゲット及びインサート材界面の断面ＳＥＭ観察像である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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