JP6052137B2 - 円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材、ならびに、円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マグネトロン型回転カソードスパッタリング装置によるスパッタリングに使用される円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法、並びに、この円筒スパッタリングターゲットに使用される円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材に関する。

従来、スパッタリングターゲットとしては、平板状のターゲット材をバッキングプレートに接合した平板形スパッタリングターゲットが一般的に利用されているが、この平板形スパッタリングターゲットを使用して、マグネトロンスパッタリング法によりスパッタリングを行った場合、その使用効率は２０％〜３０％にとどまっている。これは、マグネトロンスパッタリング法では、磁場によってプラズマをターゲット材の特定箇所に集中して衝突させるため、ターゲット材表面の特定箇所にエロージョンが進行する現象が起こり、その最深部がバッキングプレートまで達したところで、ターゲット材の寿命となってしまうためである。

この問題に対して、スパッタリングターゲットを円筒形とすることで、ターゲット材の使用効率を上げることが提案されている。このスパッタリング法は、円筒形のバッキングチューブとその外周部に形成された円筒形のターゲット材からなる円筒形スパッタリングターゲットを用い、バッキングチューブの内側に磁場発生設備と冷却設備を設置して、円筒形スパッタリングターゲットを回転させながら、スパッタリングを行うものである。このような円筒形スパッタリングターゲットの使用により、ターゲット材の使用効率を６０％〜７０％にまで高めることができるとされている。

このような円筒形のターゲット材の材料としては、円筒形状への加工が容易で機械的強度の高い金属材料が広く使用されているものの、セラミックス材料については、機械的強度が低く、脆いという特性から、いまだ普及するに至っていない。

現在、円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材を用いた円筒形スパッタリングターゲットの製造手段は、円筒形のバッキングチューブの外周にセラミックス粉末を溶射して付着させる溶射や、円筒形のバッキングチューブの外周にセラミックス粉末を充填し、高温高圧の不活性雰囲気下でセラミックス粉末を焼成する、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）などに限られている。しかしながら、溶射には、高密度のターゲット材が得られにくいという問題がある。一方、ＨＩＰには、高密度のターゲット材が得られるものの、ターゲット材とバッキングチューブの線膨張率の差が大きいため、これらを接合した後の冷却過程において、ターゲット材が剥離し、軸方向または周方向の位置ずれが生じるという問題がある。このような位置ずれを防止する手段として、特開平７−１７３６２２号公報には、バーキングチューブとターゲット材との境界部に、凹部または凸部からなる位置ずれ防止部を設ける方法が開示されている。しかしながら、この方法では、軸方向の位置ずれを防止することはできても、周方向の位置ずれを防止することはできない。また、ＨＩＰは、本来的にイニシャルコストが高く、また、ターゲット材およびバッキングチューブを再利用することができないため、ランニングコストを抑えることも難しく、現実的に工業規模の生産に適用することはきわめて困難である。

このような事情から、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により円筒形セラミックス成形体を成形し、これを焼成することで円筒形セラミックス焼結体を得て、これをバッキングチューブとボンディング（接合）することにより、円筒形スパッタリングターゲットを形成する技術の確立が要望されている。

円筒形スパッタリングターゲットでは、通常、オーステナイト系ステンレス、銅、チタンなどの金属製のバッキングチューブが使用される。このため、ターゲット材とバッキングチューブとを組み合わせた状態で加熱し、これらの間隙に、溶融させた低融点半田などの接合材を流し込み、接合層を形成することにより、ターゲット材をバッキングチューブに接合固定することが必要となる。

しかしながら、本来的に、セラミックスと金属との接合性は低いため、溶融した接合材をターゲット材に接触させた状態で冷却固化し、接合層を形成するだけでは、ターゲット材と接合層との接合強度を十分なものとすることができない。また、接合材のセラミックスへの濡れ性が低いことに加えて、ターゲット材とバッキングチューブを組み合わせた状態では、これらの間の間隙は１ｍｍ程度と狭く、接合材を流し込む際に空気が取り込まれて巣（す）が発生したり、あるいは、十分な量の接合材を流し込むことができず、ひけ（凹み）が発生したりするため、均一な接合層を得ることは困難である。さらに、ＨＩＰの場合と同様に、ターゲット材とバッキングチューブの線膨張率の差が大きいことに起因して、冷却過程におけるバッキングチューブの収縮量がターゲット材の収縮量よりもはるかに大きくなるため、ターゲット材がバッキングチューブから剥離し、ターゲット材が軸方向または周方向に位置ずれしてしまう、著しい場合には、ターゲット材がバッキングチューブから脱落してしまうといった問題がある。

セラミックス焼結体からなるターゲット材と接合材との接合強度を改善する方法として、たとえば、特開２００２−３０４３１号公報および特開２００９−２４２９１５号公報には、平板状のターゲット材の接合面をブラスト加工することにより粗面化し、接合材を介して、バッキングプレートに接合する方法が開示されている。この方法では、ターゲット材の接合面に作用するアンカー効果により、ターゲット材の接合強度を向上させることができると考えられる。しかしながら、この技術は平板形スパッタリングターゲットには適用可能であるが、円筒形スパッタリングターゲットの場合には、セラミックス製のターゲット材と金属製のバッキングチューブとの間における冷却収縮量の差が大きすぎるため、接合面を粗面化し、接合材を介して接合させるのみでは、バッキングチューブとともに収縮した接合層からのターゲット材の剥離を十分に防止することができない。

このため、円筒形スパッタリングターゲットでは、ターゲット材の接合面に、めっき処理などによりニッケルや銅からなる下地層を形成したり、超音波はんだごてを用いて、接合材を接合面になじませる濡らし作業を行ったりといった前処理が必須とされており、その生産コストを十分に低減することが困難となっている。さらに、円筒形スパッタリングターゲットでは、その接合面がターゲット材の内周面となるため、めっき処理や濡らし作業に相当の手間と時間がかかり、その生産コストの低減化が一層困難なものとなっている。

一方、接合層の巣やひけを防止する方法としては、特開２０１０−１８８８３号公報に、円筒形のターゲット材とバッキングチューブとにより形成されたキャビティ（間隙）に、溶融状態にある接合材を充填し、軸方向の一端から他端に向かって順次冷却を行うとともに、さらに接合材を供給する方法が開示されている。また、特開２０１０−１５０６１０号公報には、円筒形のターゲット材の少なくとも一方の端面の内周面の少なくとも一部を、端面から円筒形のターゲット材の内側に向かって、テーパ状および／または段状とし、この端面から接合材を供給する方法が開示されている。これらの方法では、巣やひけの発生が防止され、均一な接合層が得られるとされており、ターゲット材と接合層との接触面積のロスの低減が図られ、ある程度の接合強度の改善は期待される。しかしながら、ターゲット材と接合層との接合形態自体は従来と変わらないため、ターゲット材の接合強度を十分に向上させ、ターゲット材の剥離を防止するための前処理が不要となるわけではない。

特開平７−１７３６２２号公報 特開２００２−０３０４３１号公報 特開２００９−２４２９１５号公報 特開２０１０−１５０６１０号公報

本発明は、円筒形スパッタリングターゲットの形成に際して、その冷却後においても、接合層から剥離することのないターゲット材、および、このターゲット材を用いた円筒形スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。また、本発明は、このような円筒形スパッタリングターゲットを、金属層の形成や濡らし作業などの前処理を行わずとも、容易に量産可能な製造方法を提供することを目的とする。

本発明の円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材は、内周面と、該内周面から径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面を有する少なくとも１つの段差部とを備えた、円筒形スパッタリングターゲット用の円筒形のターゲット材であって、前記段差部の高さは、０．５ｍｍ以上、かつ、前記ターゲット材の内周面と、該ターゲット材が外嵌かつ接合されるバッキングチューブの外周面との間のクリアランスの９５％以下であり、前記段差部の内周面の軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある該段差部全体で、前記ターゲット材の全長の５％〜９５％であり、かつ、前記段差部の周方向の長さは、同一円周上にある段差部全体で、前記ターゲット材の内周の長さの１０％〜１００％であることを特徴とする。

前記１対の段差面のそれぞれは、軸方向に勾配する傾斜面により構成され、かつ、互いに異なった向きに傾斜していてもよい。

前記段差部は、前記ターゲット材の周方向に複数配置されていることが好ましい。

前記段差部は、前記ターゲット材の軸方向の両端に備えられていてもよく、また、軸方向の両端以外に備えられていてもよい。

本発明の円筒形スパッタリングターゲットは、少なくとも１つの前記ターゲット材と、該ターゲット材の中空部に同軸に配置された、前記円筒形のバッキングチューブと、該ターゲット材と該バッキングチューブとの間隙に形成される接合層とからなることを特徴とする。

前記円筒形スパッタリングターゲットは、前記バッキングチューブの軸方向にわたり、前記ターゲット材が複数連結されていてもよい。

前記ターゲット材が、単一のターゲット材によって構成されている場合には、前記段差部は、該ターゲット材の非エロ―ジョン部のみに備えられていることが好ましい。

前記接合層の接合率は９０％以上であって、かつ、接合強度は１．０ＭＰａ以上であることが好ましい。

本発明の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法は、円筒形セラミックス焼結体の内周面を研削加工することで、該円筒形セラミックス焼結体の内周面に、該内周面から径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に段差面を有する少なくとも１つの段差部を形成し、円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材を得る研削工程と、前記ターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置し、該ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち一端側を封止した後、該ターゲット材とバッキングチューブを、これらの間の間隙に流し込まれる接合材の融点以上に加熱し、該ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち、封止されていない他端側であって、前記段差部が存在しない位置から溶融状態にある接合材を流し込み、冷却固化する接合工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、セラミックス製で円筒形のターゲット材と金属製で円筒形のバッキングチューブとが接合層を介して接合された円筒形スパッタリングターゲットにおいて、冷却後においても、接合層から剥離することのないターゲット材が提供される。さらに、本発明によれば、このようなターゲット材を用いることにより、円筒形スパッタリングターゲットを、金属層の形成や濡らし作業などの前処理を行わずとも、容易に量産することが可能となるため、本発明の工業的意義はきわめて大きい。

図１は、本発明の円筒形スパッタリングターゲットの実施形態の第１例を示す、（ａ）側面断面図と、（ｂ）正面図、および、（ｃ）Ａ部分の拡大図である。 図２は、本発明の円筒形スパッタリングターゲットの実施形態の第２例を示す、側面断面図である。 図３は、本発明の円筒形スパッタリングターゲットの実施形態の第３例を示す、側面断面図である。 図４は、本発明の円筒形スパッタリングの実施形態の第４例を示す側面断面図である。

本発明者らは、上述した問題に鑑み、円筒形スパッタリングターゲットを構成する円筒形のターゲット材（以下、「ターゲット材」という）の内周面に金属層を形成したり、濡らし作業をしたりすることなく、ターゲット材を円筒形のバッキングチューブに接合させる接合層から冷却後においても剥離させることなく、ターゲット材とバッキングチューブとを高い接合強度をもって接合させる手段について、鋭意研究を重ねた。

その結果、ターゲット材の内周面に、この内周面から径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面を有する少なくとも１つの段差部を形成し、かつ、この段差部の高さ、軸方向の長さおよび周方向の長さを所定範囲に制御することにより、上記問題のすべてを解決することができるとの知見を得た。本発明は、この知見に基づき完成されたものである。

以下、本発明を、「１．円筒形スパッタリングターゲット」と、「２．円筒形スパッタリングターゲットの製造方法」に分けて、それぞれについて詳細に説明する。なお、本発明のターゲット材は、その大きさによって限定されることはないが、以下では、外径が１００ｍｍ〜２００ｍｍ、内径が８０ｍｍ〜１８０ｍｍ、全長が５０ｍｍ〜２００ｍｍの円筒形セラミックス焼結体を用いて、本発明のターゲット材および円筒形スパッタリングターゲットを製造する場合を例に挙げて説明する。

１．円筒形スパッタリングターゲット
本発明の円筒形スパッタリングターゲットは、従来技術と同様に、ターゲット材と、ターゲット材の中空部に同軸に配置される円筒形バッキングチューブと、ターゲット材とバッキングチューブとの間隙に形成される接合層とから構成される。

（１）ターゲット材
（１−ａ）材質
本発明のターゲット材として使用することができる円筒形セラミックス焼結体は、特に限定されることはない。たとえば、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）タンタル（Ｔａ）またはチタン（Ｔｉ）の少なくとも１種を主成分とする酸化物などから構成される円筒形セラミックス焼結体を使用することができる。

なお、本発明は、ターゲット材の内周面の段差部と接合層とが係合することにより、めっき処理や濡らし作業などの前処理を行わずとも、ターゲット材と接合層とが高い接合強度をもって、接合することを可能とするものであるが、より高い接合強度を得る観点から、接合材となじみやすいセラミックスを使用してもよい。このようなセラミックスとしては、酸化インジウムを主成分とするセラミックス、具体的には、スズを含有する酸化インジウム（ＩＴＯ）、セリウム（Ｃｅ）を含有する酸化インジウム（ＩＣＯ）、ガリウムを含有する酸化インジウム（ＩＧＯ）、ガリウムおよび亜鉛を含有する酸化インジウム（ＩＧＺＯ）などを挙げることができる。また、ターゲット材として酸化亜鉛系または酸化チタン系などの円筒形セラミックス焼結体を使用する場合には、その内周面にニッケル（Ｎｉ）や銅（Ｃｕ）などの金属層を形成してもよい。

ターゲット材としては、１つの円筒形セラミックス焼結体から構成されるものだけではなく、複数の円筒形セラミックス焼結体を連結したものも使用することができる。この際の円筒形セラミックス焼結体の連結方法は、特に限定されることはなく、公知の方法を用いることができる。

（１−ｂ）段差部
以下、図１〜４を用いて、本発明の特徴的部分である段差部について説明するが、本発明は、これらの実施形態に限定されることはなく、これに種々の変更を加えて実施することも可能である。なお、図１〜４では、説明のため、実際の円筒形スパッタリングターゲットよりも、段差部の高さおよびターゲット材の間隙を強調して表している。

［実施形態の第１例］
ａ）段差部の配置
図１（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態の第１例では、ターゲット材２ａは、内周面３ａから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ａを有する段差部５ａを、ターゲット材２ａの軸方向の両端に備えている。このようなターゲット材２ａを用いた円筒形スパッタリングターゲット１ａでは、ターゲット材２ａの段差部５ａが、接合層６ａと強固に係合することができるため、ターゲット材２ａが接合層６ａから剥離し、その軸方向または径方向に位置ずれしたり、ターゲット材２ａがバッキングチューブ７から脱落することを効果的に防止することができる。

段差部５ａを形成する位置は、特に限定されることはなく、ターゲット材２ａの軸方向の両端に形成してもよく、両端以外の部分に形成してもよい。さらには、軸方向の両端に加えて、軸方向の両端以外の部分に形成してもよい。

また、図１の例では、段差部５ａは、ターゲット材２ａの両端において周方向に４つずつ配置されているが、周方向の設置数は特に限定されることはない。ただし、段差部５ａの周方向の設置数を１つとする場合には、ターゲット材２ａの中空部にバッキングチューブ７を安定的に配置する観点から、段差部５ａの形状を円輪状またはＣ字状とすることが好ましい。これに対して、複数の段差部５ａを間欠的に形成する場合には、周方向の設置数は、好ましくは３つ以上、より好ましくは６つ〜８つとする。段差部５ａの周方向の設置数を９つ以上としても、それ以上の効果を得ることができないばかりか、ターゲット材２ａの加工工数が増加し、生産性が悪化してしまう。なお、この場合、段差部５ａは、周方向に等間隔で形成されることが好ましい。これにより、ターゲット材２ａとバッキングチューブ７とを同軸に配置する作業を容易なものとすることができる。

ｂ）段差部の形状
段差部５ａの形状は、接合層６ａと係合することができる限り、特に限定されることはなく、種々の形状を採用することができるが、図１に示すように、段差部５ａ径方向の断面が矩形で、かつ、軸方向の断面が円弧状（アーチ状）となるように形成することが好ましい。このような形状であれば、円筒形セラミックス焼結体の内周面を研削加工する際に、段差部５ａとなるべき部分を残しつつ、研削加工すればよいので、段差部５ａを形成することによる生産性の悪化を最小限に抑えることができる。

ｃ）段差部の寸法
本実施形態では、段差部５ａの高さｈは０．５ｍｍ以上、かつ、ターゲット材２ａの内周面３ａと、ターゲット材２ａが外嵌かつ接合されるバッキングチューブ７の外周面８ａとの間のクリアランスｄの９５％以下とする。ここで、クリアランスｄとは、ターゲット材２ａおよびバッキングチューブ７の冷却時、すなわち、ターゲット材２ａおよびバッキングチューブ７の温度が室温程度である場合における、両者の間のクリアランスを意味する。

段差部５ａの高さｈが０．５ｍｍ未満では、ターゲット材２ａと接合層６ａとを十分に係合させることができないため、冷却過程においてターゲット材２ａが接合層６ａから剥離してしまうおそれがある。一方、クリアランスｄの９５％を超えると、接合工程における熱膨張により、段差部５ａとバッキングチューブ７とが干渉し、ターゲット材２ａに割れが生じるおそれがある。なお、段差部５ａの高さｈは、より高い接合強度を得る観点から、０．６ｍｍ以上、かつ、クリアランスｄの９５％以下とすることが好ましく、０．７ｍｍ以上、かつ、クリアランスｄの９５％以下とすることがより好ましい。

段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの全長の５％〜９５％、好ましくは１０％〜９０％、より好ましくは２０％〜８０％とする。ここで、段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さとは、段差面４ａと内周面３ａの接する部分の軸方向の長さを意味する。段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さが、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの全長の５％未満では、段差部５ａの強度が著しく低いものとなる。一方、９５％を超えると、段差部５ａに係合する接合層６ａの強度が著しく低いものとなる。このため、いずれの場合であっても、ターゲット材２ａが接合層６ａから剥離することを防止することが困難となる。

段差部５ａの周方向の長さは、同一円周上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの内周の長さの１０％〜１００％とする。段差部５ａの周方向の長さが、同一円周上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの内周の長さの１０％未満では、段差部５ａの強度を確保することができず、冷却過程において圧縮応力が作用した場合に、段差部５ａが破壊されてしまうおそれがある。

なお、本発明では、段差部５ａの周方向の長さを、同一円周上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの内周の１００％とした場合、すなわち、段差部５ａを円輪状に形成した場合には、ターゲット材２ａとバッキングチューブ７との組み合わせによっては、軸方向の位置ずれを防止することができても、周方向の位置ずれを防止することができない場合がある。このような場合には、複数の段差部５ａを周方向にわたって間欠的に形成する必要があるが、その場合、段差部５ａの周方向の長さを、同一円周上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの内周の長さの２０％〜８０％とすることが好ましい。段差部５ａの周方向の長さが、同一円周上にある段差部５ａ全体で、ターゲット材２ａの内周の長さの２０％未満では、接合材の充填状態によっては軸方向の位置ずれが生じたり、ターゲット材２ａがバッキングチューブ７から脱落しやすくなる場合がある。一方、８０％を超えると、バッキングチューブ７と組み合わせた状態で開口部の面積が狭くなり、後述する接合材を流し込む作業が困難となる。

［実施形態の第２例］
図２（ａ）に示す実施形態の第２例では、ターゲット材２ｂは、内周面３ｂから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ｂを有する段差部５ｂを、ターゲット材２ｂの軸方向の中央に備えている。このようなターゲット材２ｂを用いた円筒形スパッタリングターゲット１ｂでは、ターゲット材２ｂの段差部５ｂが、接合層６ｂと強固に係合することができるため、ターゲット材２ｂが接合層６ｂから剥離し、その軸方向または径方向に位置ずれしたり、ターゲット材２ｂがバッキングチューブ７から脱落することを効果的に防止することができる。また、本実施形態では、ターゲット材２ｂの開口部に段差部５ｂが存在しないため、後述する接合工程において、ターゲット材２ｂとバッキングチューブ７との間の間隙に接合材を流し込む作業を容易に行うことができる。

本実施形態では、段差部５ｂの内周面３ｂの軸方向の長さを、軸方向の同一直線上にある段差部５ｂ全体で、ターゲット材２ｂの全長の１０％〜９０％とすることが好ましく、２０％〜８０％とすることがより好ましい。段差部５ｂの内周面３ｂの軸方向の長さが、軸方向の同一直線上にある段差部５ｂ全体で、ターゲット材２ｂの全長の１０％未満では、段差部５ｂの強度が著しく低いものとなる。一方、９０％を超えると、段差部５ｂに係合する接合層６ｂの強度が著しく低いものとなる。このため、いずれの場合であっても、ターゲット材２ｂが接合層６ｂから剥離することを防止することが困難となる。

また、本実施形態においては、段差部５ｂの代わりに、段差面のそれぞれが軸方向に勾配する傾斜面４ｃにより構成される段差部５ｃを好適に適用することができる（図２（ｂ）参照）。ただし、このような傾斜面４ｃは、互いに異なった向きに傾斜していることが必要となる。このような段差部５ｃを適用することにより、後述する接合工程において、接合材を円滑に流し込むことが可能となる。なお、内周面３ｃに対する傾斜面４ｃの傾斜角は、好ましくは１５°〜６０°、より好ましくは３０°〜４５°とする。傾斜角が１５°未満では、段差部５ｃが接合層６ｃと強固に係合することができなくなるため、接合強度が低下してしまう。一方、６０°を超えると、上記効果を得ることができなくなる。

本実施形態は、ターゲット材が、単一のターゲット材２ｂによって構成されている場合に好適に適用することができる。すなわち、本実施形態によれば、円筒形セラミックス焼結体よりターゲット材２ｂを形成する際に、ターゲット材２ｂの非エロージョン部９ｂとなる部分の裏面のみが研削加工され、エロージョン部１０ｂの裏面はほとんど研削加工されないため、本発明の実施により、材料となる円筒形セラミックス焼結体の使用効率が低下することはなく、上記効果を得ることができる。

その他、段差部５ｂ、５ｃの周方向の配置や形状などについては、実施形態の第１例と同様であるため、ここでの説明は省略する。

［実施形態の第３例］
図３に示す実施形態の第３例では、ターゲット材２ｄは、内周面３ｄから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ｄを有する段差部５ｄを、ターゲット材２ｄの軸方向の両端および中央に備えている。このようなターゲット材２ｄを用いた円筒形スパッタリングターゲット１ｄでは、軸方向の両端と中央の段差部５ｄが接合層６ｄと係合するため、他の実施形態のよりも、その接合強度を大きなものとすることができる。

段差部５ｄの内周面３ｄの軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部５ｄ全体で、ターゲット材２ｄの全長の、好ましくは１０％〜９０％、より好ましくは２０％〜８０％とする。段差部５ｄ内周面３ｄの軸方向の長さが、軸方向の同一直線上にある段差部５ｄ全体で、ターゲット材２ｄの全長の１０％未満では、段差部５ｄの強度が著しく低いものとなる。一方、９０％を超えると、段差部５ｄに係合する接合層６ｄの強度が著しく低いものとなる。このため、いずれの場合であっても、ターゲット材２ｄが接合層６ｄから剥離することを防止することが困難となる。

その他、段差部５ｄの周方向の配置や形状などについては、実施形態の第１例と同様であるため、ここでの説明は省略する。

［実施形態の第４例］
図４（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態の第４例のターゲット材は、バッキングチューブ７ａの軸方向にわたり、５つのターゲット材２ａ〜ｄが連結した分割ターゲット材１１ａ〜ｄにより形成されている。本実施形態では、分割ターゲット材１１ａ〜ｄを構成するターゲット材として、両端部のみならず、これを構成するターゲット材のすべてをターゲット材２ａ〜ｄにより構成している。このため、分割ターゲット材１１ａ〜ｄを構成するターゲット材２ａ〜ｄのすべてが接合層６ａ〜ｄと係合することができ、その軸方向または周方向の位置ずれが効果的に防止されることとなる。

本実施形態では、ターゲット材２ａ〜ｄ同士の間隙は、好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとする。ターゲット材２ａ〜ｄ同士の間隙が０．２ｍｍ未満では、スパッタリング時の熱膨張により、隣り合うターゲット材２ａ〜ｄの端面同士が接触し、割れや欠けが生じるおそれがある。一方、１．０ｍｍを超えると、分割部を起点として、アーキングやノジュールが発生するおそれがある。

また、バッキングチューブ７ａの中心軸に対する、ターゲット材２ａ〜ｄの中心軸のずれを１．０ｍｍ未満とすることが好ましく、０．５ｍｍ未満とすることがより好ましい。さらに、ターゲット材２ａ〜ｄ同士の中心軸のずれも１．０ｍｍ未満とすることが好ましく、０．５ｍｍ未満とすることがより好ましい。バッキングチューブ７ａの中心軸に対するターゲット材２ａ〜ｄの中心軸のずれ、および、ターゲット材２ａ〜ｄ同士の中心軸のずれを、このような範囲に制御することにより、得られる円筒形スパッタリングターゲット１２ａ〜ｄにおいて、一定条件下でスパッタリングを行うことが可能となる。

なお、図４の例では、５つのターゲット材は同一種類のものとなっているが、ターゲット材２ａ〜ｄから選択される２種以上を組み合わせて、分割ターゲット材を構成してもよい。

（２）バッキングチューブ
本発明の円筒形スパッタリングターゲット１ａ〜ｄおよび１２ａ〜ｄを構成する円筒形のバッキングチューブ７、７ａとしては、一般的なオーステナイト系ステンレス製、特に、ＳＵＳ３０４製のものに加えて、銅または銅合金、チタンまたはチタン合金、モリブデンまたはモリブデン合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの各種バッキングチューブを使用することができる。ただし、これらの中には、その外周面８ａ〜ｄに不動態皮膜や酸化皮膜が存在し、接合材との接合性に劣ったものもある。このようなものをバッキングチューブ７、７ａとして使用する場合には、その外周面８ａ〜ｄに銅および／またはニッケルなどの金属層を形成することが好ましい。あるいは、バッキングチューブ７、７ａ側にも、接合層６ａ〜ｄと係合可能な凹部を形成してもよい。

バッキングチューブ７、７ａの外径は、バッキングチューブ７、７ａとターゲット材２ａ〜ｄの線膨張率の差を考慮して設定することが好ましい。たとえば、ターゲット材２ａ〜ｄとして、２０℃における線膨張率が７．２×１０^-6／℃のＩＴＯを使用し、バッキングチューブ７、７ａとして、２０℃における線膨張率が１７．３×１０^-6／℃のＳＵＳ３０４を使用する場合には、ターゲット材２ａ〜ｄの内周面３ａ〜ｄに形成された段差部５ａ〜ｄの先端とバッキングチューブ７、７ａの外周面８ａ〜ｄの間隙が、好ましくは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように、バッキングチューブ７、７ａの外径を設定する。間隙が０．３ｍｍ未満では、接合工程における接合材の流し込みが困難となる。一方、３．０ｍｍを超えると、冷却過程において発生する応力によりターゲット材２ａ〜ｄが割れてしまうおそれがある。また、冷却過程において割れが発生しない場合でも、スパッタリング中に応力が解放されると、接合層６ａ〜ｄ中に空隙が発生し、冷却不十分となる領域が形成されてしまうおそれがある。

（３）接合層
接合層６ａ〜ｄは、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａの間の間隙に、溶融状態にある接合材を注入し、冷却固化することにより形成される。この過程において、接合材は収縮することとなるが、これにより発生した圧縮応力により、ターゲット材２ａ〜ｄの内周面３ａ〜ｄに形成された段差部５ａ〜ｄが接合層６ａ〜ｄと強固に係合するため、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａとを、高い接合強度をもって接合することが可能となる。

この際、使用することができる接合材としては、インジウムやスズなどを主成分とする公知の低融点はんだを挙げることができるが、インジウムを主成分とする低融点はんだを使用することが好ましい。これは、インジウムを主成分とする低融点はんだは、冷却固化後の硬度が、スズを主成分とする低融点はんだよりも低く、冷却過程において、ターゲット材２ａ〜ｄに割れが生じることを効果的に防止することができるからである。特に、インジウムを８０質量％以上、好ましくは９０質量％〜１００質量％含有する低融点はんだを用いることが好ましい。このような低融点はんだであれば、冷却固化後の硬度が適切な範囲にあるばかりでなく、溶融時の流動性が高いため、巣やひけがきわめて少ない、均一な接合層６ａ〜ｄを容易に得ることができる。

（４）特性
本発明のターゲット材２ａ〜ｄを用いた場合、接合材の冷却過程において生じる圧縮応力により、段差部５ａ〜ｄと接合層６ａ〜ｄとを強固に係合させることができる。しかも、段差部５ａ〜ｄが形成されている部分を除き、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａとの間の間隙の幅を広くすることができるため、この間隙に高い充填性をもって接合材を流し込むことができ、巣やひけがきわめて少ない、均一な接合層６ａ〜ｄを形成することができる。この結果、本発明の円筒形スパッタリングターゲット１ａ〜ｄおよび１２ａ〜ｄは、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａとの接合率および接合強度を大幅に向上させることができる。具体的には、接合率を９０．０％以上、好ましくは９５．０％以上とし、かつ、接合強度を１．０ＭＰａ以上、好ましくは５．０ＭＰａ以上とすることができる。このため、冷却後においても、ターゲット材２ａ〜ｄが接合層６ａ〜ｄから剥離することはなく、ターゲット材２ａ〜ｄの軸方向または周方向の位置ずれが生じたり、ターゲット材２ａ〜ｄがバッキングチューブ７、７ａから脱落するといったことを効果的に防止することができる。なお、本発明において接合率とは、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａとの間の間隙の体積に対する、この間隙に流し込まれた接合材の体積（充填量）をいう。間隙に流し込まれた接合材の充填量は、超音波探傷装置によって測定することができる。一方、接合強度とは、金属材料引張試験方法（ＪＩＳ Ｚ２２４１）に基づき、引張試験機によって求められる降伏点をいう。

また、本発明の円筒形スパッタリングターゲット１ａ〜ｄおよび１２ａ〜ｄは、スパッタリング後に、接合材の融点以上に加熱することで、ターゲット材２ａ〜ｄとバッキングチューブ７、７ａとを容易に分離することができる。このため、本発明の円筒形スパッタリングターゲット１ａ〜ｄおよび１２ａ〜ｄは、ターゲット材２ａ〜ｄやバッキングチューブ７、７ａをリサイクルすることができ、生産コストの低減や省資源の観点からも優れたものであるといえる。

２．円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
本発明の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法は、円筒形セラミックス焼結体の内周面を研削加工することで、円筒形セラミックス焼結体の内周面に、この内周面から、径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に段差面を有する少なくとも１つの段差部を形成し、円筒形スパッタリングターゲット用ターゲット材を得る研削工程と、得られたターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置し、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち一端側を封止した後、ターゲット材とバッキングチューブを、これらの間の間隙に流し込まれる接合材の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち、封止されていない他端側であって、段差部が存在しない位置から溶融状態にある接合材を流し込み、冷却固化する接合工程とを備えることを特徴とする。

以下、本発明の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法について説明するが、研削工程および接合工程以外の工程、具体的には、ＣＩＰにより円筒形セラミックス成形体を成形する工程や、円筒形セラミックス成形体を焼成する工程などは、従来技術と同様であるため、その説明は省略する。

（１）研削工程
研削工程は、円筒形セラミックス焼結体の内周面を研削加工することで、たとえば、実施形態の第１例〜第３例に表されるターゲット材を得る工程である。

従来技術においても、ターゲット材をバッキングチューブに接合する際に、ターゲット材の偏心を防止する観点から、ターゲット材となる円筒形セラミックス焼結体の内周面または外周面を研削加工することが必要とされていた。このため、研削加工において、段差部となる部分を残すように、円筒形セラミックス焼結体の内周面を加工すれば、段差部を形成するために別途工程を設ける必要はなく、段差部を形成することによる生産性の悪化を最小限に抑えることができる。

研削方法としては、上述した段差部を形成することができる限り特に限定されることはなく、たとえば、マシニングセンタ、ＮＣ旋盤、立形研削盤などを用いて加工することができる。これらの中でも、加工工数が少なく、効率的な加工が可能なマシニングセンタを用いて加工することが好ましい。

（２）接合工程
接合工程は、研削工程で得られたターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置した後、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部の一端側を、耐熱性のＯリングなどの封止手段を用いて封止した後、ターゲット材とバッキンチューブを、これらの間に流し込まれる接合材の融点以上に加熱し、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち、封止されていない他端側であって、段差部が存在しない位置から溶融状態にある接合材を流し込み、冷却固化する工程である。

従来、ターゲット材とバッキングチューブの間の間隙は１ｍｍ程度ときわめて狭いことに起因して、接合材を流し込む前に、ターゲット材の内周面に対して、金属層の形成や濡らし作業などの前処理を行うことが必須とされていた。これに対して、本発明のターゲット材を用いた場合、段差部が形成されている部分を除き、段差部の高さの分だけ、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙を広くすることができる。このため、前述した前処理を行わずとも、間隙に十分な量の接合材を流し込むことができ、巣やひけのきわめて少ない、均一な接合層を形成することができる。

ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙に接合材を流し込む際、ターゲット材の軸方向の両端に段差部が形成されている場合はもちろんのこと、軸方向の両端以外の部分に段差が形成されている場合であっても、段差部が形成されていない周方向位置から接合材を流し込むことが必要となる。これは、溶融状態にある接合材と段差部との衝突により、空気が巻き込まれたり、あるいは、接合材の流れが乱れ、十分な量の接合材を流し込むことができなくなり、巣やひけなどの内部欠陥が発生することを防止するためである。

また、ターゲット材およびバッキングチューブは、予め、その表面温度が接合材の融点以上、好ましくは融点より１０℃〜３０℃高い温度となるように加熱しておくことが必要である。ターゲット材およびバッキングチューブの表面温度が接合材の融点以下では、接合材がターゲット材またはバッキングチューブに接触すると同時に硬化し、十分な量の接合材を流し込むことが困難となる。

接合工程では、接合材は、加熱溶融した上で、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙に流し込まれることが一般的である。しかしながら、本発明では、上述したように、段差部が存在している部分を除き、ターゲット材とバッキングチューブとの間の間隙を広く形成することができるため、この部分に薄板状の接合材をあらかじめ配置し、ターゲット材とバッキングチューブを加熱することにより、これを溶融し、不足分を間隙に流し込んでよい。このような方法であれば、空気の巻き込みなどを一層低減することができるため、より均一な接合層を形成することができる。

なお、長尺の円筒形スパッタリングターゲットを得る手段としては、特に限定されることはなく、公知の手段を用いることができる。たとえば、予め、複数のターゲット材を一定間隔で固定することで分割ターゲット材を構成し、この中空部にバッキングチューブを挿入することで、長尺の円筒形スパッタリングターゲットを得てもよい。また、初めに、長尺のバッキングチューブに第１のターゲット材を挿入して接合させた後、環状テフロンシートなどのスペンサとともに第２のターゲット材を挿入して接合させ、以後、同様の作業を繰り返すことで、長尺の円筒形スパッタリングターゲットを得てもよい。

以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例および比較例に限定されるものではない。

なお、以下の実施例および比較例では、得られた円筒形スパッタリングターゲットに対して、超音波探傷装置（株式会社ＫＪＴＤ製、ＳＤＳ−ＷＩＮ）を用いて、接合材の充填量を測定し、この測定値より、ターゲット材とバッキングチューブの接合率を評価した。具体的には、接合率が９５．０％以上のものを「優（○）」、９０．０％以上９５．０％未満のものを「良（△）」、９０．０％未満のもの、または、ターゲット材がバッキングチューブから脱落し、接合率を評価できなかったものを「不良（×）」として評価した。

また、ターゲット材と接合層との接合強度は、金属材料引張試験方法（ＪＩＳ Ｚ２２４１）に基づき、引張試験機（株式会社島津製作所製、オートグラフ）を用いて、接合強度を測定することにより評価した。具体的には、接合強度が５．０ＭＰａ以上のものを「優（○）」、１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ未満のものを「良（△）」、１．０ＭＰａ未満のもの、または、ターゲット材がバッキングチューブから脱落し、接合強度を評価できなかったものを「不良（×）」として評価した。

（実施例１）
外径１００ｍｍ、内径８０ｍｍ、全長２００ｍｍのＩＴＯ製の円筒形セラミックス焼結体を５つ用意した。これらの円筒形セラミックス焼結体の内周面を、マシニングセンタ（ＤＭＧ森精機株式会社製、ＤＭＣ６３５Ｖ）を用いて研削し、内周面３ａから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ａを有する段差部５ａを、軸方向の両端に備えるターゲット材２ａを形成した。

ターゲット材２ａは、段差部５ａが形成されていない部分の内径が８２ｍｍであり、段差部５ａの高さｈが０．７ｍｍ（クリアランスｄの７０％）であった。また、ターゲット材２ａにおいて、段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、４０ｍｍ（ターゲット材２ａの全長の２０％）であり、周方向の長さは、同一円周上にある段差部５ａ全体で、５１．５ｍｍ（ターゲット材２ａの内周の長さの２０％）であった。なお、これらのターゲット材２ａの内周面３ａに対して、金属層の形成や濡らし作業などの前処理は行わなかった。

これらのターゲット材２ａに対して、接合面となる内周面３ａ以外の部分に余分な接合材が付着しないように、耐熱性のマスキングテープによりマスキングを行った。その後、５つのターゲット材２ａを、これらの間に厚さ０．５ｍｍのシリコンパッキンが挟み込まれるように配列し、外周面をテープで固定することにより、全長１００２ｍｍの分割ターゲット材１１ａを得た。

一方、バッキングチューブとして、外径８０ｍｍ、内径７０ｍｍ、全長１１００ｍｍのＳＵＳ３０４製の円筒形バッキングチューブ７ａを用意した。バッキングチューブ７ａに対して、接合面以外の部分に余分な接合材が付着しないように、耐熱性のマスキングテープでマスキングを行った。次に、電解めっきにより、バッキングチューブ７ａの表面に、厚さ１μｍの銅めっき層からなる下地層を形成した。

その後、Ｘ−Ｙステージを用いて、バッキングチューブ７ａを分割ターゲット材１１ａの中空部に同軸に配置するとともに、分割ターゲット材１１ａとバッキングチューブ７ａとの間に形成された間隙の両端開口部のうち、一端を耐熱Ｏリングによって封止し、この封止側が下方となるように、分割ターゲット材１１ａとバッキングチューブ７ａからなる組合せ体を直立させた。この状態で、分割ターゲット材１１ａを構成するすべてのターゲット材２ａの外周面に、出力１５０Ｗのバンドヒータ（坂口電熱株式会社製、）を取り付け、設定温度を１８０℃として加熱した。また、接合材として、インジウムを８０質量％、スズを１０質量％、アンチモンを５質量％、亜鉛を５質量含有するインジウム系低融点接合材（融点：１６０℃）を用意し、これをバンドヒータで１９０℃まで加熱することにより溶融させた。

ターゲット材２ａに取り付けたバンドヒータが、すべて設定温度に達したことを確認した後、上方の開口部のうち、段差部５ａが存在しない位置から溶融させた接合材を流し込んだ。この際、接合材が空気を巻き込まないように、酸化被膜を除去しながら作業した。所定量の接合材を流し込んだ後、下方に位置するバンドヒータから順次スイッチを切り、室温（２０℃）まで冷却した。この際、接合材の収縮量に応じて、溶融した接合材を適時流し込んだ。接合材が完全に固化したことを確認した後、マスキングテープ、耐熱Ｏリングおよびシリコンパッキンを取り除き、円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。

得られた円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、円筒形スパッタリングターゲット１２ａをマグネトロン型回転カソードスパッタリング装置に取り付け、３．０Ｐａのアルゴン雰囲気中、出力３００Ｗで放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１２ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例２)
５つの円筒形セラミックス焼結体の内周面を、マシニングセンタを用いて研削し、内周面３ｂから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ｂを有する段差部５ｂを、軸方向の中央に備えるターゲット材２ｂを形成した。

ターゲット材２ｂは、段差部５ｂが形成されていない部分の内径が８２ｍｍであり、段差部５ｂの高さｈが０．７ｍｍ（クリアランスｄの７０％）であった。また、ターゲット材２ｂにおいて、段差部５ｂの内周面３ｂの軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部５ｂ全体で、２０ｍｍ（ターゲット材２ｂの全長の１０％）であり、周方向の長さは、同一円周上にある段差部５ｂ全体で、５１．５ｍｍ（ターゲット材２ｂの内周の長さの２０％）であった。なお、これらのターゲット材１２ｂの内周面３ｂに対して、金属層の形成や濡らし作業などの前処理は行わなかった。

ターゲット材２ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ｂが連結した分割ターゲット材１１ｂを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ｂを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ｂの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ｂに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例３）
５つの円筒形セラミックス焼結体の内周面を、マシニングセンタを用いて研削し、内周面３ｄから径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面４ｄを有する段差部５ｄを、軸方向の両端および中央に備えるターゲット材２ｄを形成した。

ターゲット材２ｄは、段差部５ｄが形成されていない部分の内径が８２ｍｍであり、段差部５ｄの高さｈが０．７ｍｍ（クリアランスｄの７０％）であった。また、ターゲット材２ｄにおいて、段差部５ｄの内周面３ｄの軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部５ｄ全体で、４０ｍｍ（ターゲット材２ｄの全長の２０％）であり、周方向の長さは、同一円周上にある段差部５ｄ全体で、５１．５ｍｍ（ターゲット材２ｄの内周の長さの２０％）であった。なお、これらのターゲット材２ｄの内周面３ｄに対して、金属層の形成や濡らし作業などの前処理は行わなかった。

ターゲット材２ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ｄが連結した分割ターゲット材１１ｄを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ｄを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ｄの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ｄに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例４）
段差部５ａの高さｈを０．５ｍｍ（クリアランスｄの５０％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例５）
段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さを、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、１２．５ｍｍ（ターゲット材２ａの全長の５％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例６）
段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さを全体で、軸方向の同一直線上にある段差部５ａで、１９０ｍｍ（ターゲット材２ａの全長の９５％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例７）
段差部５ａの周方向の長さを、同一円周上にある段差部５ａ全体で、２５．６ｍｍ（ターゲット材２ａの周方向の長さの１０％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（実施例８）
段差部５ａを円輪状に形成したこと、すなわち、段差部５ａの周方向の長さを全体で、２５７．５ｍｍ（ターゲット材２ａの周方向の長さの１００％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価した結果、いずれも優れたものであることが確認された。また、実施例１と同様にして放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、分割ターゲット材１１ａに割れや欠けなどが生じることはなかった。これらの結果を表１に示す。

（比較例１）
円筒形セラミックス焼結体の内周面に段差部を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材が連結した分割ターゲット材を構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲットを得た。この円筒形スパッタリングターゲットの接合率および接合強度を、上記方法により評価しようとしたところ、分割ターゲット材が接合層６ａから剥離し、バッキングチューブ７ａから脱落してしまった。このため、比較例１では、接合率および接合強度の評価および放電試験を実施することができなかった。

（比較例２）
段差部５ａの高さｈを０．４ｍｍ（クリアランスｄの４０％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価しようとしたところ、分割ターゲット材１１ａが接合層６ａから剥離し、バッキングチューブ７ａから脱落してしまった。このため、比較例２では、接合率および接合強度の評価および放電試験を実施することができなかった。

（比較例３）
段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さを、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、５ｍｍ（ターゲット材２ａの全長の２．５％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価しようとしたところ、分割ターゲット材１１ａの端部が欠け、バッキングチューブ７ａから脱落してしまった。このため、比較例３では、接合率および接合強度の評価および放電試験を実施することができなかった。

（比較例４）
段差部５ａの内周面３ａの軸方向の長さを、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、１９５ｍｍ（ターゲット材２ａの全長の９７．５％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価しようとしたところ、分割ターゲット材１１ａが接合層６ａから剥離し、バッキングチューブ７ａから脱落してしまった。このため、比較例４では、接合率および接合強度の評価および放電試験を実施することができなかった。

（比較例５）
段差部５ａの周方向の長さを、軸方向の同一直線上にある段差部５ａ全体で、１２．９ｍｍ（ターゲット材２ａの周方向の長さの５％）としたこと以外は実施例１と同様にして、５つのターゲット材２ａが連結した分割ターゲット材１１ａを構成し、これをバッキングチューブ７ａに接合することで円筒形スパッタリングターゲット１２ａを得た。円筒形スパッタリングターゲット１２ａの接合率および接合強度を、上記方法により評価しようとしたところ、分割ターゲット材１１ａが接合層６ａから剥離し、バッキングチューブ７ａから脱落してしまった。このため、比較例５では、接合率および接合強度の評価および放電試験を実施することができなかった。

１ａ〜ｄ 円筒形スパッタリングターゲット
２ａ〜ｄ ターゲット材
３ａ〜ｄ ターゲット材の内周面
４ａ、４ｂ、４ｄ 段差面
４ｃ 傾斜面
５ａ〜ｄ 段差部
６ａ〜ｄ 接合層
７、７ａ バッキングチューブ
８、８ａ バッキングチューブの外周面
９ａ〜ｄ エロ―ジョン部
１０ａ〜ｄ 非エロージョン部
１１ａ〜ｄ 分割ターゲット材
１２ａ〜ｄ 円筒形スパッタリングターゲット

Claims (8)

1. 内周面と、該内周面から径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に１対の段差面を有する複数の段差部とを備えた、少なくとも１つの円筒形のターゲット材と、該ターゲット材の中空部に同軸に配置された、円筒形のバッキングチューブと、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの間隙に形成される接合層とからなる、円筒形スパッタリングターゲットであって、
   前記段差部が、前記ターゲット材の軸方向の両端に備えられており、
   前記段差部の高さは、０．５ｍｍ以上、かつ、前記ターゲット材の内周面と、該ターゲット材が外嵌かつ接合される前記バッキングチューブの外周面との間のクリアランスの９５％以下であり、
   前記段差部の内周面の軸方向の長さは、軸方向の同一直線上にある段差部全体で、前記ターゲット材の全長の５％〜９５％であり、かつ、
   前記段差部の周方向の長さは、同一円周上にある段差部全体で、前記ターゲット材の内周の長さの１０％〜１００％である、
   円筒形スパッタリングターゲット。
2. 前記１対の段差面のそれぞれが、軸方向に勾配する傾斜面により構成され、かつ、互いに異なった向きに傾斜している、請求項１に記載の円筒形スパッタリングターゲット。
3. 前記段差部が、前記ターゲット材の周方向に複数配置されている、請求項１または２に記載の円筒形スパッタリングターゲット。
4. 前記段差部が、前記ターゲット材の軸方向の両端に加え、該両端以外の部分にも備えられている、請求項１〜３のいずれかに記載の円筒形スパッタリングターゲット。
5. 前記バッキングチューブの軸方向にわたり、前記ターゲット材が複数連結されている、請求項１〜４のいずれかに記載の円筒形スパッタリングターゲット。
6. 前記ターゲット材が、単一のターゲット材によって構成されており、前記段差部は、該ターゲット材の非エロ―ジョン部のみに備えられている、請求項１〜４のいずれかに記載の円筒形スパッタリングターゲット。
7. 前記接合層の接合率が９０％以上であって、かつ、接合強度が１．０ＭＰａ以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の円筒形スパッタリングターゲット。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、
   円筒形セラミックス焼結体の内周面を研削加工することで、該円筒形セラミックス焼結体の内周面に、該内周面から径方向中心に向かって突出し、軸方向の両側に前記１対の段差面を有する複数の前記段差部を形成し、前記ターゲット材を得る研削工程と、
   前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち一端側を封止した後、前記ターゲット材と前記バッキングチューブを、これらの間の間隙に流し込まれる接合材の融点以上に加熱し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの間の間隙の両端開口部のうち、封止されていない他端側であって、前記段差部が存在しない位置から溶融状態にある接合材を流し込み、冷却固化する接合工程と
   を備える、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。

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