バッキングプレート付きターゲットの製造方法
【課題】ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットにバッキングプレートを接合してなるバッキングプレート付きターゲットの製造方法を提供する。
【解決手段】片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を挿入して積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することにより全周電子ビーム溶接積層体１３を作製し、この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより拡散接合積層体１４を作製し、ついで、この拡散接合積層体１４の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去する。
【解決手段】片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を挿入して積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することにより全周電子ビーム溶接積層体１３を作製し、この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより拡散接合積層体１４を作製し、ついで、この拡散接合積層体１４の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットにバッキングプレートを接合してなるバッキングプレート付きターゲットの製造方法に関するものであり、この方法で得られたバッキングプレート付きターゲットは半導体装置のＣｕ合金シード層をスパッタリングにより形成するために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の銅配線をめっき法により形成するにはめっき前に導通をとるためにめっきの下地となるＣｕシード層を形成し、このＣｕシード層の上に銅配線をめっき法により形成する。前記めっきの下地となるＣｕシード層はスパッタリング法により形成される。
また、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ等を含む銅合金をスパッタすることにより形成されたＣｕ合金シード層はバリア自己形成プロセスを施すことによりバリア膜とシード層の両方の機能を同時に発揮するＣｕ合金シード層となることも知られており、このＭｎ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ等を含むＣｕ合金シード層もスパッタリングにより形成されることが知られている(特許文献１参照)。
【０００３】
前述のように、前記ＣｕあるいはＣｕ合金シード層の形成にはスパッタ法が用いられるが、シード層を効率よく形成するために成膜速度を上げることが求められており、この要求に対応すべくスパッタパワーはますます増大する傾向にある。このようにスパッタパワーが増大した条件でスパッタリングを行うと、従来のようなＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートとをはんだ付けしたバッキングプレート付きターゲットは接合強度に不安が生じる。そこで、近年、ターゲットとバッキングプレートとの接合にはターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはＭ字型突起および逆Ｍ字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝を嵌合させる同時に拡散接合することにより強固に接合する方法が提案されている（特許文献２、３または４参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７７３９０号公報
【特許文献２】特表２００３−５０４５１３号公報
【特許文献３】特表２００３−５０４５１４号公報
【特許文献４】特開平８−１８８８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートとを拡散接合するには７５０℃以上の高温で行わなければならず、高温で拡散接合すると、ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が成長して粗大化し、この粗大化した結晶粒を有するＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートを拡散接合したバッキングプレート付きターゲットを用いてスパッタリングを行うと、スパッタリング時にパーティクルの発生が多くなるという欠点があった。
さらに、前記ターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはＭ字型突起および逆Ｍ字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝を嵌合させると同時に拡散接合する従来の方法は、凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝が完全に嵌合して拡散接合すれば問題はないが、凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝が不完全な嵌合が行われて拡散接合がなされると、ターゲット素材とバッキングプレート素材の接合面に微細な空孔が生じ、超音波探傷検査により不合格となるとともに空孔が生じているバッキングプレート付きターゲットを用いてハイパワーのスパッタを行うと、スパッタ中に十分な冷却が行われずにターゲットが過熱され、その結果、成膜速度が不安定となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、かかる課題を解決すべく研究を行った。その結果、
（イ）ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートと間にＡｌまたはＡｌ合金製インサートを挟んで拡散接合すると、５７０℃以下の低温で拡散接合することができ、拡散接合に際してＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が大きく成長することはない、
（ロ）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、
ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、または、
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、を作製し、
これら積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製すると、拡散接合部分に空孔が生じることがない、
（ハ）前記全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挟まれた部分は拡散接合するが、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分は前記条件の熱間静水圧プレスでは十分な強度を持った拡散接合となることはない、などの研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
（２）ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
（３）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
【０００７】
さらに、片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート付きターゲットを製造することができる。
【０００８】
したがって、この発明は、（４）片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
【０００９】
前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの寸法よりも大きな平面寸法を有することが好ましい。ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材の厚さは０．５ｍｍ未満ではインサート素材として十分な効果が得られず、一方、２ｍｍを越えるようになると、拡散接合層の中間にＡｌまたはＡｌ合金部分が過度に残存することにより冷却効果が低下するので好ましくない。したがって、この発明は、
（５）前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有する前記（１）、（２）、（３）または（４）記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が微細なターゲットをバッキングプレートに接合したバッキングプレート付きターゲットを作製することができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
実施例１
図１は、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。図１において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２には窪み６が形成されている。図１（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が前記窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製する。この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図１（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、図１（ｃ）に示されるＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する拡散接合積層体１４が得られる。この拡散接合積層体１４を図１（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１３】
実施例２
図２は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図２において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１には窪み６が形成されている。図２（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図２（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する図２（ｃ）に示されるような拡散接合積層体１４ができる。この拡散接合積層体１４を図２（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図２（ｄ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１４】
実施例３
図３は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図３において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１およびＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２の双方に窪み６が形成されている。図３（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製すし、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図３（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
さらに、この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより図３（ｃ）に示されるようにＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する拡散接合積層体１４を作製する。この拡散接合積層体１４の図３（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図３（ｄ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１５】
実施例１〜３で使用したＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
実施例４
さらに、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法は、図４の断面説明図に示される方法で実施することができる。図４において、１１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット、１０は厚さの厚いＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、８は蓋であり、この蓋８はＣｕまたはＣｕ合金で作られている。３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材である。ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０にはＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１およびＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を装入することができ、さらに蓋８を装入して嵌め込むことができる大きな窪み９が形成されている。この大きな窪み９の底部７はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート１２と同等以上の厚さの平板を形成している。図４（ａ）に示されるように、大きな窪み９が形成されているＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０の大きな窪み９の中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を装入し、さらにＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３の上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１を装入し、このＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１の上に蓋８を装入し、ついで、図４（ｂ）に示されるように、蓋８とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０を電子ビーム溶接することにより密封して電子ビーム溶接密封体１６を作製し、この電子ビーム溶接密封体１６を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより拡散接合積層体（図示せず）を作製し、この拡散接合積層体から切り出して図４（ｃ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１８】
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法において電子ビーム溶接密封体の熱間静水圧プレスは、温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて行うと、温度及び圧力が低いのでＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材に接触しているＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分に拡散接合層が形成されるが、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が直接接触している部分は十分な強度を有する拡散接合はなされない。また、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材は温度：４００〜５７０℃に加熱しても結晶粒の成長は少なく、したがって、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材の結晶粒が粗大化することは少ない。
また、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット素材およびＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材に形成されている窪みの底面を平均粗さ：２０μｍ以下となるように切削加工することにより一層強固な拡散接合層が得られる。しかし、窪みの底面を平均粗さが２０μｍを越えるようになると、ＡｌまたはＡｌ合金製インサート材が十分に浸透しないことがあり、拡散接合部に空孔が生じる恐れがあるようになるので好ましくない。
【００１９】
実施例４で使用したＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製の蓋、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
表１〜２から明らかなように、ターゲットは高価な６Ｎの高純度銅または特殊な成分組成を有する銅合金で構成されるが、バッキングプレートは価格の安い純銅または銅合金で構成されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図２】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図３】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図４】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２：ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３：ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、４：電子ビーム溶接部分、５：拡散接合層、６：窪み、７：底部、８：蓋、９：大きな窪み、１０：ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、１１：ターゲット、１２：バッキングプレート、１３：全周電子ビーム溶接積層体、１４：拡散接合積層体、１５：バッキングプレート付きターゲット、１６：電子ビーム溶接密封体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットにバッキングプレートを接合してなるバッキングプレート付きターゲットの製造方法に関するものであり、この方法で得られたバッキングプレート付きターゲットは半導体装置のＣｕ合金シード層をスパッタリングにより形成するために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の銅配線をめっき法により形成するにはめっき前に導通をとるためにめっきの下地となるＣｕシード層を形成し、このＣｕシード層の上に銅配線をめっき法により形成する。前記めっきの下地となるＣｕシード層はスパッタリング法により形成される。
また、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ等を含む銅合金をスパッタすることにより形成されたＣｕ合金シード層はバリア自己形成プロセスを施すことによりバリア膜とシード層の両方の機能を同時に発揮するＣｕ合金シード層となることも知られており、このＭｎ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ等を含むＣｕ合金シード層もスパッタリングにより形成されることが知られている(特許文献１参照)。
【０００３】
前述のように、前記ＣｕあるいはＣｕ合金シード層の形成にはスパッタ法が用いられるが、シード層を効率よく形成するために成膜速度を上げることが求められており、この要求に対応すべくスパッタパワーはますます増大する傾向にある。このようにスパッタパワーが増大した条件でスパッタリングを行うと、従来のようなＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートとをはんだ付けしたバッキングプレート付きターゲットは接合強度に不安が生じる。そこで、近年、ターゲットとバッキングプレートとの接合にはターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはＭ字型突起および逆Ｍ字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝を嵌合させる同時に拡散接合することにより強固に接合する方法が提案されている（特許文献２、３または４参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７７３９０号公報
【特許文献２】特表２００３−５０４５１３号公報
【特許文献３】特表２００３−５０４５１４号公報
【特許文献４】特開平８−１８８８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートとを拡散接合するには７５０℃以上の高温で行わなければならず、高温で拡散接合すると、ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が成長して粗大化し、この粗大化した結晶粒を有するＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートを拡散接合したバッキングプレート付きターゲットを用いてスパッタリングを行うと、スパッタリング時にパーティクルの発生が多くなるという欠点があった。
さらに、前記ターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはＭ字型突起および逆Ｍ字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝を嵌合させると同時に拡散接合する従来の方法は、凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝が完全に嵌合して拡散接合すれば問題はないが、凹と凸またはＭ字型突起と逆Ｍ字型溝が不完全な嵌合が行われて拡散接合がなされると、ターゲット素材とバッキングプレート素材の接合面に微細な空孔が生じ、超音波探傷検査により不合格となるとともに空孔が生じているバッキングプレート付きターゲットを用いてハイパワーのスパッタを行うと、スパッタ中に十分な冷却が行われずにターゲットが過熱され、その結果、成膜速度が不安定となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、かかる課題を解決すべく研究を行った。その結果、
（イ）ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットとＣｕあるいはＣｕ合金製バッキングプレートと間にＡｌまたはＡｌ合金製インサートを挟んで拡散接合すると、５７０℃以下の低温で拡散接合することができ、拡散接合に際してＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が大きく成長することはない、
（ロ）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、
ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、または、
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挿入された積層体、を作製し、
これら積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製すると、拡散接合部分に空孔が生じることがない、
（ハ）前記全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材が挟まれた部分は拡散接合するが、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分は前記条件の熱間静水圧プレスでは十分な強度を持った拡散接合となることはない、などの研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
（２）ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
（３）片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
【０００７】
さらに、片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート付きターゲットを製造することができる。
【０００８】
したがって、この発明は、（４）片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
【０００９】
前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの寸法よりも大きな平面寸法を有することが好ましい。ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材の厚さは０．５ｍｍ未満ではインサート素材として十分な効果が得られず、一方、２ｍｍを越えるようになると、拡散接合層の中間にＡｌまたはＡｌ合金部分が過度に残存することにより冷却効果が低下するので好ましくない。したがって、この発明は、
（５）前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有する前記（１）、（２）、（３）または（４）記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、ＣｕあるいはＣｕ合金製ターゲットの結晶粒が微細なターゲットをバッキングプレートに接合したバッキングプレート付きターゲットを作製することができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
実施例１
図１は、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。図１において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２には窪み６が形成されている。図１（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が前記窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製する。この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図１（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、図１（ｃ）に示されるＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する拡散接合積層体１４が得られる。この拡散接合積層体１４を図１（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１３】
実施例２
図２は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図２において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１には窪み６が形成されている。図２（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図２（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすると、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する図２（ｃ）に示されるような拡散接合積層体１４ができる。この拡散接合積層体１４を図２（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図２（ｄ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１４】
実施例３
図３は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図３において、１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材であり、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１およびＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２の双方に窪み６が形成されている。図３（ａ）に示されるように、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２をＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３が窪み６に嵌合するように重ね合せて積層体を作製すし、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材１とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材２を接合して図３（ｂ）に示される全周電子ビーム溶接積層体１３を作製する。
さらに、この全周電子ビーム溶接積層体１３を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより図３（ｃ）に示されるようにＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層５を有する拡散接合積層体１４を作製する。この拡散接合積層体１４の図３（ｃ）に点線で示される電子ビーム溶接部分４を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図３（ｄ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１５】
実施例１〜３で使用したＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
実施例４
さらに、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法は、図４の断面説明図に示される方法で実施することができる。図４において、１１はＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット、１０は厚さの厚いＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、８は蓋であり、この蓋８はＣｕまたはＣｕ合金で作られている。３はＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材である。ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０にはＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１およびＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を装入することができ、さらに蓋８を装入して嵌め込むことができる大きな窪み９が形成されている。この大きな窪み９の底部７はＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート１２と同等以上の厚さの平板を形成している。図４（ａ）に示されるように、大きな窪み９が形成されているＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０の大きな窪み９の中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３を装入し、さらにＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材３の上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１を装入し、このＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット１１の上に蓋８を装入し、ついで、図４（ｂ）に示されるように、蓋８とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材１０を電子ビーム溶接することにより密封して電子ビーム溶接密封体１６を作製し、この電子ビーム溶接密封体１６を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることにより拡散接合積層体（図示せず）を作製し、この拡散接合積層体から切り出して図４（ｃ）に示されるこの発明のバッキングプレート１２にターゲット１１を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット１５を製造することができる。
【００１８】
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法において電子ビーム溶接密封体の熱間静水圧プレスは、温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて行うと、温度及び圧力が低いのでＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材に接触しているＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分に拡散接合層が形成されるが、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が直接接触している部分は十分な強度を有する拡散接合はなされない。また、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材は温度：４００〜５７０℃に加熱しても結晶粒の成長は少なく、したがって、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット素材の結晶粒が粗大化することは少ない。
また、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット素材およびＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材に形成されている窪みの底面を平均粗さ：２０μｍ以下となるように切削加工することにより一層強固な拡散接合層が得られる。しかし、窪みの底面を平均粗さが２０μｍを越えるようになると、ＡｌまたはＡｌ合金製インサート材が十分に浸透しないことがあり、拡散接合部に空孔が生じる恐れがあるようになるので好ましくない。
【００１９】
実施例４で使用したＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、ＣｕまたはＣｕ合金製の蓋、ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
表１〜２から明らかなように、ターゲットは高価な６Ｎの高純度銅または特殊な成分組成を有する銅合金で構成されるが、バッキングプレートは価格の安い純銅または銅合金で構成されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図２】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図３】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【図４】この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材、２：ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、３：ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材、４：電子ビーム溶接部分、５：拡散接合層、６：窪み、７：底部、８：蓋、９：大きな窪み、１０：ＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材、１１：ターゲット、１２：バッキングプレート、１３：全周電子ビーム溶接積層体、１４：拡散接合積層体、１５：バッキングプレート付きターゲット、１６：電子ビーム溶接密封体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項２】
ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項３】
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項４】
片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有することを特徴とする請求項１、２、３または４記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項１】
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項２】
ＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項３】
片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項４】
片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にＣｕまたはＣｕ合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材およびＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材をＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度：４００〜５７０℃、圧力：１００〜３５０ＭＰａの条件にて熱間静水圧プレスすることによりＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材を挟んでＣｕまたはＣｕ合金製ターゲット板状素材とＣｕまたはＣｕ合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記ＡｌまたはＡｌ合金製インサート板状素材は、厚さ：０．５〜２ｍｍを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有することを特徴とする請求項１、２、３または４記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２４５２１１（Ｐ２００７−２４５２１１Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７３８２４（Ｐ２００６−７３８２４）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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