连接磁性靶和背衬板的方法以及磁性靶技术

本发明专利技术提供一种将板厚度变化较小的磁性物质靶连接到背衬板的方法，其特征在于具有以下步骤：事先连接磁性物质靶和铝板，并保持平坦性，将连接到铝板的磁性物质靶连接到背衬板上，并保持平坦性，研磨除去铝板，从而可以保持磁性物质靶的平坦性，直到磁性物质靶通过一个相对简单的操作连接到背衬板上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将板厚度变化较小的磁性物质靶连接到背衬板的方法，以及磁性物质靶本身。
技术介绍
通常，当在铁磁物质靶(比如铁、钴、镍、铂或它们的合金)的后面放置磁铁，进行磁控溅射时，靶内部的磁场会受阻，在这些靶表面上产生磁场是困难的。换句话说，作为铁磁体(比如铁、钴、镍、铂等)磁场效应特征的结果，等离子体的密度不增加，氩的离子化效率恶化，结果，溅射效率变差。因此，当使用铁磁物质靶(比如铁、钴、镍、铂或它们的合金)时，已经采用简单地将靶厚度变薄的方法来产生磁泄漏。一般地，对于磁性物质靶和背衬板的传统连接方法，常采用低熔点粘合材料，比如铟等。然而，近来，由于最近采用的高功率溅射产生的热量的影响，这类粘接强度弱的粘合材料(比如铟)常常会剥落。因此，提出了不采用这种粘合材料的扩散焊接，现今，这种扩散焊接已成为主流。根据上述，这对于靶(比如铁、钴、镍、铂和它们的合金)也不例外，扩散焊接也可相似地在这些靶上进行。同时，虽然，一般地将铝或铝合金用作背衬板，但是，当使用这些铝或铝合金时，铁、钴、镍、铂或它们的合金与铝或铝合金在热膨胀系数上的差异会变得显著，结果，就会存在由于扩散后冷却工艺中翘曲量的增加而使接合表面剥落的情况。近年来，对溅射粒子采用更高的功率溅射进行离子化，以便在为衬底提供高动能的同时进行均匀淀积。结果，由于溅射期间热量的影响和冷却介质的水压力，与背衬板连接的靶会严重变形成凸形，就会有水泄漏的情况发生。近来，靶本身已经依照晶片钻孔直径的增加进行了扩大，而接合表面的剥落和背衬板的变形变成了主要问题。考虑到上述，具有更高强度的铜和铜合金已经被用作背衬板。顺便提及，对于上述由铁、钴、镍、铂或它们的合金制成的铁磁物质靶，为了提供磁的各向异性，不能对它们进行完全退火，而且有必要使加工应力不变。虽然，具有这样的残余应力是铁磁物质靶的特征之一，其主要问题是，残余应力可能会在与背衬板的焊接处理中，引起铁磁物质靶材料(比如铁、钴、镍、铂或它们合金)的翘曲。例如，虽然，在焊接处理中会采用大约200～250℃的热度，但是，即使使用如此低温度的热度，也会发生翘曲。为了提高上述磁控溅射靶的溅射效率，形成了具有厚度最大为10mm，一般最大为5mm的靶材料，但是这些薄靶翘曲较明显，而且，存在很难复原的问题。一般地，由铁、钴、镍、铂或它们的合金形成的磁性物质靶最终保留在一个真空吸盘中，并进行研磨。即使它们的平坦性在此吸盘保留期间被保持，即使翘曲只发生一次，在吸盘解除后，再翘曲现象仍有可能发生。如上所述，由于靶材料较薄，因此翘曲问题严重，而且存在的问题是，这些靶材料不能在保持它们平坦性的同时容易地连接到背衬板上。
技术实现思路
根据上述，本专利技术的一个目的是提供一种连接背衬板和磁性物质靶的方法，其中磁性物质靶的平坦性可以保持，直到磁性物质靶通过相对简单的操作连接到背衬板上，同时磁性物质靶具有较小的板厚度变化和漏磁通。作为充分研究的结果，本专利技术发现，一种可用固位板可以用来防止翘曲。基于前述发现，本专利技术提供1.一种连接板厚度变化较小的磁性物质靶和背衬板的方法，包括步骤预先将磁性物质靶连接到铝板上，同时保持平坦性；将与铝板连接的磁性物质靶连接到背衬板上，同时保持平坦性；在磁性物质靶连接到背衬板后，将铝板研磨除去；2.根据上述段落1的连接磁性物质靶和背衬板的方法，其中磁性物质靶是铁、钴、镍、铂或它们的合金；3.根据上述段落1或段落2的连接磁性物质靶和背衬板的方法，其中背衬板为铜或铜合金，或者铝或铝合金；4.根据上述段落1-3任一段的连接磁性物质靶和背衬板的方法，其中磁性物质材料和背衬板通过焊接或扩散焊接连接；5.根据上述段落4的连接磁性物质靶和背衬板的方法，其中扩散焊接通过嵌入材料，比如铝或铝合金板进行；6.根据上述段落1-5任一段的连接磁性物质靶和背衬板的方法，其中，在铝板研磨除去后，进一步研磨磁性物质表面；7.一种磁性物质靶，其中，相对于平均厚度的厚度变位最大为4％；8.一种磁性物质靶，其中，当靶的最大漏磁通为100％时，相对于最大漏磁通的平均漏磁通不低于80％；9.根据上述段落7的磁性物质靶，其中，当靶的最大漏磁通为100％时，相对于最大漏磁通的平均漏磁通不低于80％；10.一种磁性物质靶，其中，当靶的最大漏磁通为100％时，相对于最大漏磁通的最小漏磁通不低于70％；11.根据上述段落7-10任一段的磁性物质靶，当靶的最大漏磁通为100％时，相对于最大漏磁通的最小漏磁通不低于70％；12.根据上述段落7-11任一段的磁性物质靶，其中磁性物质是铁、钴、镍、铂或它们的合金。附图简述附图说明图1是表示高纯度钴靶放置在真空吸盘上，同时保持平整状态，并将铝板通过粘性材料连接到高纯度钴靶上的情况下的横截面说明图；图2是表示将铜合金背衬板连接到高纯度钴靶的情况下的横截面说明图，其中铝板通过粘合材料连接到高纯度钴靶上；图3是表示累积功率消耗和均匀性之间关系的图；图4是表示在采用铝板(增强板)的情况下，在自其中心每一个径向指定的角度(θ)的共25个点上，采用超音速厚度指示器测定镍靶厚度的结果图；图5是表示上述漏磁通的测定结果图；图6是表示在不采用铝板(增强板)的情况下，在自其中心每一个径向指定的角度(θ)的共25个点上，采用超音速厚度指示器测定镍靶厚度的结果图；图7是表示上述漏磁通的测定结果图。实施本专利技术的最佳方式磁性物质靶，比如铁、钴、镍、铂和它们的合金(Fe-Ni合金、Co-Ni合金、Mn-Pt合金等)通过爆炸焊接法、扩散焊接法、钎焊法或其它焊接方法连接到铝板上，同时与真空吸盘等一样事先保持他们的平坦性。作为与铝板连接的方法，只要满足在250℃的连接强度就足够了，重要的是不能对靶施以反作用。与这些方法一样，爆炸焊接法、扩散焊接法、钎焊法或其它焊接方法(粘合方法)可以使用。对这些焊接方法、粘合方法和粘合材料没有特殊限制。用于防止翘曲的加强板或防护板术语可以作为铝板的替代表达。此处采用的铝板包括铝合金板。也可以使用便宜材料，因为它在后面的处理中会被研磨除去。为了保持磁性物质靶的平坦性，铝板需要具有一定程度的强度和厚度。虽然，应当适当地使用厚度相同或大于磁性物质靶的铝板，但是因为该铝板的厚度会依赖磁性物质靶的翘曲量的强度而任意变化，因此对厚度没有特殊限制，可以适当选择。接着，将与铝板连接的磁性物质靶连接到背衬板上，同时保持它的平坦性。此处，可以采用传统的焊接连接或扩散焊接连接。例如，当用铟或铟合金粘接时，采用的温度为200～250℃，有必要确保前述的铝板或粘合材料在连接期间对此温度有抵抗性，且不会发生翘曲等。由于在扩散焊接期间温度相对较高，因此需要对高温的抵抗性。例如，在钴靶的情况下，由于必须保持低渗磁性，因此，限制扩散焊接必须在低温(450℃或更低)进行，但是仍有必要加热到几百度的温度。当进行扩散焊接时，使用铟或它的合金或者具有一定程度厚度的其它低熔点嵌入材料较有效。在一些情况下，也可以使用铝或铝合金。前述嵌入材料的作用是使扩散焊接能够在低温下进行，而且，嵌入材料减轻了扩散焊接之后一直到冷却至室温期间，由于热膨胀不同而在靶和背衬板之间产生的应力。优选使用具有更高强度的铜或铜合金或者铝或铝合金作为背衬板。例如，对于焊接期间较少翘曲和即使在高功率溅射期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接板厚度变化较小的磁性物质靶和背衬板的方法，包括步骤：在保持平坦性的同时预先将磁性物质靶连接到铝板上；在保持平坦性的同时将与铝板连接的磁性物质靶连接到背衬板上；在磁性物质靶连接到背衬板后，将铝板研磨除去。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山越康广，藻垣贤一，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]