[發明專利]濺射靶

有效

• 申請號: 00801420.5
• 申請日: 2000-05-01
• 公開（公告）號: CN1318112A
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 熊原吉一;石塚慶一
• 申請（專利權）人: 株式會社日礦材料
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 魏金璽,鐘守期

技術領域

本發明涉及可有效地降低或防止將靶焊于墊板時或使用時靶發生翹曲及裂紋的濺射靶。

背景技術

近幾年來，在形成半導體裝置及各種電子儀器等的薄膜中使用濺射技術，為了提高生產率，以高速進行濺射。

眾所周知，上述濺射法是一種形成膜的方法，該法是把帶電粒子對著靶進行照射，通過這種粒子的沖擊力，從靶中逐出粒子，使其在與靶對置的例如晶片等基板上，形成以靶材料所構成的物質作為中心成分的薄膜。

因為在濺射中，靶經受大量帶電粒子的沖擊，所以，投入靶中的熱量逐漸增大和蓄積。因此，必須將靶加以冷卻，多數情況下，在靶的內表面上將純銅及銅合金等導熱性良好的材料(墊板)通過軟釬焊、擴散接合、壓涂、利用錨定效果的接合等手段進行接合，并且，將該墊板從外部通過冷卻手段進行冷卻，吸收靶的熱。

如上所述，在將靶接合到墊板上時，在必須加熱至各種接合方法中的適當溫度，接合后進行冷卻。由于在這種接合時的加熱冷卻過程中熱的影響，因靶和墊板的熱膨脹率之差，故產生翹曲及裂紋。

因一旦產生裂紋的靶即為廢品，需再次用未裂紋的靶替換。此時，在由幾片所組合的靶的場合，在未發生裂紋的片上發生新的裂紋的可能性也很大，因此，生產率顯著降低。

另外，即使在靶和墊板進行正常接合的場合，由于如上所述在濺射中也使其加熱，所以，由于在熱應力作用下，有時靶上產生裂紋。

在這種場合下，在靶裂紋的瞬間，產生大量的顆粒，從而可有如下嚴重的問題：使膜的質量變差；或使靶損壞而濺射不能繼續進行，同時，給濺射裝置造成很大損壞。

從靶材料的種類可見，陶瓷靶是脆性材料，熱膨脹率小，是與純銅及銅合金等墊板材料的熱膨脹率相差大的材料，因此，較Al及Ti等金屬靶易產生翹曲或裂紋。

為了解決此問題，有人提出使用低熔點軟釬料進行接合，使原來的靶和墊板不暴露在高溫熱下。然而，在這種情況下，接合力弱，又，在實施濺射時，在將靶加熱至高溫那樣的場合下，接合用的軟釬料被熔化，迄今這個問題沒有解決。

另外，為了緩和靶和墊板的熱膨脹，有人提出形成熱膨脹逐級差異的多個接合層(特開昭61-250167)。然而，這種辦法的操作工序復雜，使制造成本增大，因此，無法實際應用。

更且，有這樣的方案(特許第2573653)：在靶和墊板的接合工序中，把產生翹曲的靶機械地給予反方向的力進行矯正的方法；或者，在接合前，根據翹曲發生量的估計，預先使靶反方向翹曲后進行接合。

然而，特別是用陶瓷等脆性材料時，在采用機械矯正以及給予變形的過程中，由于要承受超過材料強度的機械應力，故有時反而產生裂紋，不能說這些也是有效的解決辦法。

發明的公開

本發明人發現，在靶，特別是在陶瓷靶的制造工序中，存在易發生裂紋的方向這樣的特有現象，我們的課題是得到這樣的濺射靶：在靶和墊板的接合工序中，可以有效地降低或防止由于靶本身翹曲所致的裂紋，即使在濺射中，也可以有效地降低或防止裂紋或翹曲。

也就是說，本發明著眼于通常的靶的磨削或研磨等加工工序，改善其操作，防止或降低靶的裂紋或翹曲，提供如下濺射靶：濺射靶(1)，其特征是，靶的表面或兩面的磨削方向或磨削的切線方向的一部分與焊到墊板后的靶的翹曲方向平行或處于與翹曲方向成±45°角度的范圍內；濺射靶(2)，其特征是，靶為矩形，靶的表面或兩面的磨削方向或磨削的切線方向的一部分處于焊到墊板后的靶的翹曲方向和靶的對角線的夾角范圍內；濺射靶(3)，其特征是，靶是矩形的，靶的表面或兩面的磨削方向或磨削的切線方向的一部分處于板的長度方向和對角線的夾角范圍內；(4)(1)～(3)中記載的濺射靶，其特征是，磨削后的最終表面是經過精細磨削或研磨，或酸洗，或熱處理等的改良表面；(5)(1)～(4)中各自記載的濺射靶，其特征是，表面光潔度Ra5μm以下；(6)(1)～(5)中各自記載的濺射靶，其特征是，表面光潔度Ra2μm以下；(7)(1)～(6)中各自記載的濺射靶，其特征是陶瓷靶。

附圖的簡單說明

圖1為顯示本發明翹曲方向和磨削方向關系的說明圖。

圖2為顯示矩形靶中的本發明板的長度方向和磨削方向關系的說明圖。

圖3為焊接于墊板上的靶的翹曲和磨削方向的說明圖。

圖4為實施例、比較例及參考例的試驗靶的示意說明圖。

本發明的實施方案

通常，陶瓷靶的熱膨脹率小，與銅制的墊板的熱膨脹率相差大。因此，已知：陶瓷靶與金屬靶相比，翹曲和裂紋發生多，特別是裂紋受表面缺陷的影響大。