JP6220091B1 - スパッタリングターゲット及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸線方向に湾曲変形したバッキングチューブであっても、ターゲット材との間の所要の接合材厚みを確保できるスパッタリングターゲットの提供。【解決手段】セラミックス材料からなり、軸線方向に０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの間隔を介して並べて配置した複数個の円筒状のターゲットセグメント２ａを有するターゲット材２と、前記ターゲット材２の内周側に配置した円筒状のバッキングチューブ３と、ターゲット材２とバッキングチューブ３との間に介在してそれらのターゲット材２とバッキングチューブ３とを接合する接合材とを備え、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下であるスパッタリングターゲット１。【選択図】図１

Description

この発明は、軸線方向に並べて配置した複数個の円筒状のターゲットセグメントを有するターゲット材と、ターゲット材の内周側に配置した円筒状の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でそれらを接合する接合材とを備えるスパッタリングターゲット及び、その製造方法に関するものであり、特に、繰り返しの使用等により軸線方向で湾曲変形したバッキングチューブを用いてなお、所要の接合材厚みを確保し、スパッタリングターゲットの品質の向上に寄与することのできる技術を提案するものである。

たとえば、有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネルその他の表示デバイスの製造に際し、ＩＴＯやＩＺＯ等からなる透明導電薄膜を形成するためのスパッタリングでは、平板状のバッキングプレート上にターゲット材を接合してなる平型スパッタリングターゲットを用いたマグネトロンスパッタリングが主流であるが、その他に、円筒状のバッキングチューブの外周面にターゲット材を接合した円筒状のスパッタリングターゲットを軸線の周りで回転させてスパッタリングするロータリースパッタリングが実用化されるに至っている。

そして近年は、ディスプレイ等の大型化に伴い、これに対して薄膜をスパッタリングするための円筒状スパッタリングターゲットもまた、軸線方向の長さが長い大型のものが希求されている状況にある。

このような大型の円筒状スパッタリングターゲットは、そのターゲット材が長尺であることの故に成形時に割れや変形が生じ易く、ターゲット材を一体物として製造することが難しい。
そこで、たとえば特許文献１、２に記載されているように、ターゲット材を軸線方向に複数個に分割した複数個のターゲットセグメントを成形し、かかる複数個のターゲットセグメントを、バッキングチューブの外周側に軸線方向に並べて配置するとともに、それらを接合材により接合することにより、当該スパッタリングターゲットを製造することが一般に行われている。

特開２０１０−１００９３０号公報 国際公開２０１６／０６７７１７号

ところで、上述した円筒状のスパッタリングターゲットでは、ロータリースパッタリングに使用された後、スパッタリングにより削られたターゲット材のみを新しいものに交換し、バッキングチューブは繰り返し使用することがある。このようなバッキングチューブは、繰り返しの使用により、軸線方向の少なくとも一部で反って湾曲変形している場合がある。

ここで、繰り返しの使用により湾曲変形したバッキングチューブの外周面にターゲット材を配置し、それらを間に供給した接合材によりボンディングすると、湾曲変形に起因してバッキングチューブとターゲット材との間の間隙の大きさが部分的に変化し、それにより、接合材厚みが軸線方向ないし周方向で変化することになる。
しかるに、かかる接合材厚みの変化は、スパッタリング時のクラックの発生原因となる等といった問題を招くことから望ましくない。また、不均一な接合材厚みにより、インジウム製等の接合材にボイドが発生したり、インジウム酸化物が残留する傾向が高くなったりするので、ボンディングの品質を不安定化させる要因にもなる。

なお、特許文献２には、基材とターゲット材との偏心に着目し、これを抑制するため、円筒形ターゲットを製造するに先立って円筒形基材の反りを確認し、反りが大きい場合は、プレス機等を用いて円筒形基材の反りを矯正することが記載されている。
しかしながら、このように円筒形基材の反りを強制的に矯正した場合、円筒形基材の形状が当初の真円の円筒状ではなくなっていることに起因して、確実に反りを無くそうとすれば矯正時に大きな応力が発生して割れることがあった。

また、特許文献２では、上記の矯正工程により、円筒形基材の反りを０．６ｍｍ以下に低減させることが記載されているが、たとえ反りを０．６ｍｍ以下に低減したとしても、円筒形基材に反りが存在する以上、円筒形基材とその外周側に配置したターゲット材との間の間隙の大きさが周方向ないし軸線方向で変化することは避けられず、その結果として、それらの間に介在する接合材の厚みもまた、局所的に薄い箇所が生じる等というように部分的に変化することになる。
それ故に、特許文献２に記載された反りの矯正技術によっては、バッキングチューブの湾曲変形によりもたらされる接合材厚みの変化が招く問題に十分に対処できるとは言い難い。

一方、所要の接合材厚みが確保されるように、ボンディング前に、バッキングチューブの外周側に各ターゲットセグメントを配置すると、軸線方向に隣接するターゲットセグメントの間で大きな段差が生じることがあり、この場合は、スパッタリング時に、ターゲットセグメント間の段差の大きい箇所でアーキングが発生し、それによりチッピングや割れが生じて、スパッタリングターゲットを継続して使用することができなくなる。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、軸線方向で湾曲変形したバッキングチューブであっても、ターゲット材のターゲットセグメントとの間の所要の接合材厚みを確保して、品質を向上させることのできるスパッタリングターゲット及び、その製造方法を提供することにある。

この発明のスパッタリングターゲットは、セラミックス材料からなり、軸線方向に０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの間隔を介して並べて配置した複数個の円筒状のターゲットセグメントを有するターゲット材と、前記ターゲット材の内周側に配置した円筒状の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に介在してそれらのターゲット材とバッキングチューブとを接合する接合材とを備えるものであって、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下であり、少なくとも一個のターゲットセグメント内の軸線方向の少なくとも一部で軸線方向に接合材の厚みが変化し、少なくとも一個のターゲットセグメントの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下であり、少なくとも一個のターゲットセグメント内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍ以下であるものである。

この発明のスパッタリングターゲットでは、少なくとも一個のターゲットセグメントにおける接合材の最小厚みが０．７ｍｍ以上であることが好ましい。
そしてまた、この発明のスパッタリングターゲットでは、バッキングチューブを横向きで定盤上に載置したときに、該定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離が最大０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

なお、この発明のスパッタリングターゲットは、長手方向におけるバッキングチューブの長さに対するターゲットセグメントの長さの比が、０．３以下であるものとすることができる。

この発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、円筒状のバッキングチューブの周囲に、セラミックス材料からなる複数個の円筒状のターゲットセグメントを、軸線方向に並べて配置するセグメント配置工程と、前記バッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間に、溶融状態の接合材を充填する接合材充填工程と、前記接合材を冷却し、該接合材によりバッキングチューブの周囲に各ターゲットセグメントを接合してターゲット材を形成する冷却工程とを有し、軸線方向の少なくとも一部で湾曲変形したバッキングチューブを使用し、セグメント配置工程に先立ち、前記バッキングチューブの変形量を測定する変形量測定工程をさらに有し、前記セグメント配置工程で、前記バッキングチューブの変形量に応じて、バッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを調整することにより、バッキングチューブと少なくとも一個のターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを、径方向に沿って測って０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下とし、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下となるように、各ターゲットセグメントを配置し、少なくとも一個のターゲットセグメント内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍ以下であるスパッタリングターゲットを製造することにある。

この発明のスパッタリングターゲットの製造方法では、少なくとも一個のターゲットセグメントの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上であるスパッタリングターゲットを製造することが好ましい。
前記セグメント配置工程では、バッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを、径方向に沿って測って０．７ｍｍ以上とすることが好ましい。

前記変形量測定工程では、バッキングチューブを横向きで定盤上に載置して、該定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離を測定し、前記定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離が最大０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

この発明のスパッタリングターゲットによれば、少なくとも一個のターゲットセグメント内の軸線方向の少なくとも一部で軸線方向に接合材の厚みが変化するような、軸線方向の少なくとも一部で湾曲変形したバッキングチューブであっても、少なくとも一個のターゲットセグメントの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下であることにより、ターゲットセグメントとバッキングチューブとの間の所要の接合材厚みが確保されて、スパッタリングターゲットの品質を向上させることができる。
また、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントの外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下であることにより、当該段差に起因するスパッタリング時のアーキングの発生確率を有効に低減することができる。

この発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、セグメント配置工程に先立つ変形量測定工程でバッキングチューブの変形量を測定し、セグメント配置工程で、その測定したバッキングチューブの変形量に応じて、バッキングチューブの外周側でのターゲットセグメントの位置の調節によってバッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを調整して、当該隙間の大きさを０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下とするとともに、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントの外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下となるように、各ターゲットセグメントを配置することにより、少なくとも一個のターゲットセグメントの所要の接合材厚みが確保され、かつ段差が小さいスパッタリングターゲットを製造することができる。

この発明の一の実施形態のスパッタリングターゲットを概念的に示す斜視図である。 図１のスパッタリングターゲットの部分拡大斜視図である。 比較例のスパッタリングターゲットを概念的に示す斜視図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に例示する実施形態のスパッタリングターゲット１は、セラミックス材料からなり、軸線方向に０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの間隔を介して並べて配置した複数個の円筒状のターゲットセグメント２ａを有するターゲット材２と、ターゲット材２の内周側に配置した円筒状のバッキングチューブ３と、ターゲット材２とバッキングチューブ３との間に介在してそれらのターゲット材２とバッキングチューブ３とを接合する、図示しない接合材とを備えるものである。

そしてこのスパッタリングターゲット１は、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａ内の軸線方向の少なくとも一部で軸線方向に接合材の厚みが変化し、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下である。つまり、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａにて、そのターゲットセグメント２ａとバッキングチューブ３との間に充填されて介在する接合材の厚みが、周方向及び軸線方向のいずれの位置においても、径方向に沿って測ると０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下となる。
また、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメント２ａの外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下である。

（バッキングチューブ）
この発明の実施形態のスパッタリングターゲット１では、バッキングチューブ３が、図１に誇張して示すように、軸線方向の少なくとも一部で湾曲変形していることにより、図２に拡大して示すところから解かるように、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａ内の軸線方向の少なくとも一部で、中心軸線が湾曲するバッキングチューブ３の外周面と、中心軸線が直線状のターゲットセグメント２ａとの間の間隙の大きさが軸線方向で変化し、それにより、当該間隙に充填されてバッキングチューブ３とターゲット材２との間に介在する接合材の厚みが軸線方向で変化している。

バッキングチューブ３は、その外周面の一部を定盤に接触させて横向きで定盤上に載置したときに、定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離が、定盤に立てた垂線に沿って測って最大０．５ｍｍ以下となる量で湾曲したものとすることが好ましい。定盤の平滑面から最も離れた箇所におけるこの距離の最大値が０．５ｍｍを超える場合、バッキングチューブの変形量が大きすぎることにより、ターゲットセグメント２ａとバッキングチューブ３との間で、接合材が部分的に薄すぎる箇所と厚すぎる箇所が生じることになり、このことが、スパッタリング時のクラック発生、ボンディング時の接着不良を招くおそれがある。したがって、定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離は最大で、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。

但し、バッキングチューブ３はターゲット２材の内側に配置されていることから、バッキングチューブ３の湾曲変形は、その外周側にターゲット材２が接合されたスパッタリングターゲット１の状態では、目視の確認やノギス、デプスゲージなどの計測機器での測定が困難である。それ故に、バッキングチューブ３の外周側にターゲット材２が接合されたスパッタリングターゲット１の状態では、バッキングチューブ３に湾曲変形が生じていることを、ターゲットセグメント２ａ内でバッキングチューブ３との間に介在する接合材の厚みが軸線方向に変化していることにより確認する。
接合材の厚みが軸線方向で変化していることは、超音波探傷で得られる波形図における、ターゲットセグメント２ａの裏面波とバッキングチューブ３の表面波のピーク間隔を参照することで確認することができる。

バッキングチューブ３が湾曲変形していることは、バッキングチューブ３の外周面に対する円形の横断面の中心点の集合であるバッキングチューブ３の中心軸線が、その長手方向で湾曲していることを意味する。このような中心軸線の湾曲には、図示のようにほぼ円弧状に反っているものに限らず、この他にも、複数のほぼ円弧状の反りが組み合わさったもの、局所的に折れ曲っているもの、又は、折れ曲がっている箇所が複数存在するもの等といった様々な態様が含まれる。バッキングチューブ３は、当該中心軸線の一部に直線状の部分が存在してもよいが、その少なくとも一部が湾曲したものである。この発明は、このような湾曲変形したバッキングチューブ３を有するスパッタリングターゲット１を対象とする。

一方、各ターゲットセグメント２ａは、バッキングチューブ３の外径よりも大きな内径を有するとともに、ターゲットセグメント２ａの内周面に対する円形の横断面の中心点の集合としての中心軸線が実質的に直線状である。したがって、このようなターゲットセグメント２ａを上記のバッキングチューブ３の外周側に配置した場合、図２に示すように、湾曲変形したバッキングチューブ３の外周面と、直線状の中心軸線に平行なターゲットセグメント２ａの内周面との間の間隙の大きさ及び、その間隙に隙間なく充填される接合材の厚みが軸線方向で変化することになる。

なお、バッキングチューブ３は上述したように湾曲変形したものであれば、その材質は特に限定されないが、たとえば、Ｔｉ、ＳＵＳ又はＣｕ等を挙げることができる。

（ターゲット材）
ターゲット材２は、複数個の円筒状のターゲットセグメント２ａを有するものであってこれらのターゲットセグメント２ａを、バッキングチューブ３の外周側で軸線方向に並べて構成される。言い換えれば、ターゲット材２は、バッキングチューブ３の軸線方向で複数個の円筒状のターゲットセグメント２ａに分割されている。

複数個のターゲットセグメント２ａはそれぞれ、バッキングチューブ３の外周側の各配置箇所で、その箇所でのバッキングチューブ３の湾曲変形に合わせて、たとえば中心軸線を傾斜させたり、周方向のいずれかの位置で径方向に片寄せたりすること等により配置されている。それにより、後述するように、ターゲットセグメント２ａの内周面とバッキングチューブ３の外周面との間の所要の接合材厚みを確保することができる。

ターゲットセグメント２ａは、スパッタリングターゲット１の長手方向で、ターゲットセグメント２ａの一個当たりの中心軸線に沿う長さＬｔが、バッキングチューブ３の長さＬｂに対する比で表して、０．３以下であるものとすることができる。
これはすなわち、バッキングチューブ３の長さＬｂに対するターゲットセグメント２ａの長さＬｔの比が大きすぎると、ターゲットセグメント２ａが長いことにより、ターゲットセグメント２ａの位置の調整によっては、バッキングチューブ３の湾曲変形を吸収しきれず、所要の接合材厚みを確保できないことが懸念されるからである。なお、バッキングチューブ３の長さＬｂは、図１に示すように、バッキングチューブ３の一端と他端における横断面の中心点Ｃ１、Ｃ２間の直線距離を意味する。

各ターゲットセグメント２ａは、上述したように配置箇所が調整されたことにより、軸線方向に隣接する一対のターゲットセグメント２ａのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁Ｅ１、Ｅ２間に、それらのターゲットセグメント２ａが径方向に相互にずれていることに起因する径方向の段差を生じることがある。

この場合、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁Ｅ１、Ｅ２間の段差量は、その周方向のいずれの位置でも、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下とする。外端縁Ｅ１、Ｅ２間の段差量の最大値が０．５０ｍｍを超える場合は、スパッタリング時に段差部でアーキングが発生し、それに伴うチッピングや割れの発生により継続使用が不能になる。それ故に、外端縁Ｅ１、Ｅ２間の段差量は、０．５０ｍｍ以下であることが好適であり、０．３ｍｍ以下であることがさらに好適である。外端縁Ｅ１、Ｅ２間の段差量の最大値が小さい分には特に不都合はないが、０．１０ｍｍ以上となることがある。
段差量は、デプスゲージを使用して測定する。

軸線方向に隣接するターゲットセグメント２ａの相互間の軸線方向の間隔Ｃｔは、０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍとする。これは、間隔Ｃｔが０．１５ｍｍ未満である場合、スパッタリング時の熱膨張から端部同士が接触して、チッピング、割れを生じることがあり、０．５０ｍｍより大きい場合、これがスパッタリング時の基板パーティクル増加の原因になる可能性があるからである。間隔Ｃｔは、好ましくは０．２０ｍｍ〜０．３０ｍｍとする。
軸線方向の間隔Ｃｔは、フィラーゲージが使用して測定する。

ターゲット材２、すなわち各ターゲットセグメント２ａは、セラミックス材料からなるものとし、このセラミックス材料の具体例としては、たとえば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＺＯ等を挙げることができる。

（接合材）
図示は省略するが、バッキングチューブ３とターゲット材２の各ターゲットセグメント２ａとの間には接合材が介在し、それにより、バッキングチューブ３と各ターゲットセグメント２ａとがボンディングされている。
この接合材は、後述するように、スパッタリングターゲット１の製造時に、バッキングチューブ３と、その外周側の所定箇所に配置された各ターゲットセグメント２ａとの間の間隙に溶融状態で供給されて、当該間隙に充填された後に硬化して、バッキングチューブ３と各ターゲットセグメント２ａとを接合するものである。したがって、接合材の厚みは、バッキングチューブ３とターゲットセグメント２ａとの間の間隙の大きさに対応する。

そして、この発明では、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａで、バッキングチューブ３との間に介在する接合材の最小厚みを、径方向に沿って測って０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下とする。それにより、当該ターゲットセグメント２ａの周方向及び軸線方向の全体にわたって、所要の接合材厚みが確保されるので、接合材厚みが局所的に薄い部分が存在することに起因するスパッタリング時のクラックの発生を有効に防止することができる他、接合材へのボイドの発生やインジウム酸化物の残留等によるボンディング品質の低下もまた防止することができる。

所要の接合材厚みをより十分に確保するとの観点から、ターゲットセグメント２ａにおける接合材の最小厚みは、０．７ｍｍ以上とすることが好ましく、さらに０．８ｍｍ以上とすることがより一層好ましい。この一方で、接合材の最小厚みが厚すぎても特に不都合はないが、ターゲットセグメント２ａにおける接合材の最小厚みは、１．４ｍｍ以下とすることができる。
なお好ましくは、ターゲット材２の全てのターゲットセグメント２ａで、バッキングチューブ３との間に介在する接合材の最小厚みを、０．６ｍｍ以上とする。

接合材の最小厚みは、超音波探傷で得られる波形図の、ターゲットセグメント２ａの裏面波とバッキングチューブ３の表面波のピーク間隔から測定する。
より詳細には、超音波探傷装置を用いて、スパッタリングターゲット１の外周面をなすターゲット材２の外周面から、ターゲット材２と接合材との界面に到達して反射するＡ波（ターゲットセグメント２ａの裏面波）および、接合材とバッキングチューブとの界面まで到達して反射するＢ波（バッキングチューブ３の表面波）を発信させて、半径方向に伝播させる。そして、それらのＡ波及びＢ波のそれぞれの反射後の検出時間の差Ｄｔと、接合材の組成に基く接合材中の音速Ｖｓより、接合材の厚みＴｂは、式：Ｔｂ＝１／２×Ｖｓ×Ｄｔより算出することができる。なお、接合材がＩｎメタルからなる場合、接合材中の音速Ｖｓは２７００ｍｍ／ｓｅｃである。
接合材の厚みの測定点は、一個のターゲットセグメント２ａにつき、軸線方向で、ターゲットセグメント２ａの両端のそれぞれから内側に１０ｍｍ離れた２点と、それらの２点間を四等分する３点との計５点とし、軸線方向の当該測定点のそれぞれにおいて、周方向で３０°おきの１２箇所（０°、３０°、６０°、・・・及び３３０°の各位置）の測定を行う。これにより得られる測定値のうち、最も小さい値を接合材の最小厚みとする。なお、バッキングチューブ３のいずれかの部分に、番号等についての刻印その他の印が設けられていることがあり、この場合、その印を基準として（つまりその印のある位置を０°として）、周方向に３０°刻みの各位置での測定を行う。

また、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａ内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍ以下であることが好適である。これを言い換えれば、ターゲットセグメント２ａ内の軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍを超える場合、接合材が部分的に薄すぎる箇所と厚すぎる箇所ができることによる先述の不都合が懸念される。

ターゲットセグメント２ａ内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきは、超音波探傷により算出する。
なお好ましくは、ターゲット材２の全てのターゲットセグメント２ａで、ターゲットセグメント２ａ内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきを、上述した範囲とする。

このような接合材の最小厚み、厚みのばらつきは、後述するように、スパッタリングターゲット１の製造時の、バッキングチューブ３に対する各ターゲットセグメント２ａの位置の調整、それによるバッキングチューブ３と各ターゲットセグメント２ａとの間の間隔の調整により実現することができる。

接合材の材質は、この種のターゲット材２とバッキングチューブ３との接合に用いられ得るものであれば特に限定されないが、たとえば、Ｉｎメタル、Ｉｎ−Ｓｎメタルまたは、Ｉｎに微量金属成分を添加したＩｎ合金メタル等を挙げることができる。

（製造方法）
以上に述べたようなスパッタリングターゲット１は、たとえば次のようにして製造することができる。
はじめに、セラミックス材料からなる複数個の円筒状のターゲットセグメント２ａと、軸線方向の少なくとも一部で湾曲変形したバッキングチューブ３を準備する。これらのターゲットセグメント２ａ及びバッキングチューブ３の作製方法については広く知られており、公知の方法を採用することができる。

次いで、上記のバッキングチューブ３の変形量を測定する変形量測定工程を行う。ここでは、バッキングチューブ３を横向きで定盤上に載置して、その定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離を、定盤に立てた垂線に沿って測定することができる。この際に測定される定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離は、先述したように最大値が０．５ｍｍ以下であることが好適である。
なおここで、定盤の平坦面との間の距離の最大値が０．５ｍｍを超える場合、バッキングチューブ３に矯正処理を施して、当該最大値が０．５ｍｍ以下となるように矯正することができる。この矯正処理は、たとえば、機械的なプレス矯正、場合によってはそれに更に熱処理（焼きなまし）を施すことにより行うことができる。

しかる後は、各ターゲットセグメント２ａがバッキングチューブ３の周囲を取り囲むように、バッキングチューブ３の外周側に、各ターゲットセグメント２ａを軸線方向に並べて配置するセグメント配置工程を行う。

ここにおいて、このセグメント配置工程では、上記の変形量測定工程で測定したバッキングチューブ３の変形量に応じて、バッキングチューブ３と各ターゲットセグメント２ａとの間の隙間の大きさを調整することが肝要である。
より具体的には、バッキングチューブ３の外周面とターゲットセグメント２ａの内周面との径方向の距離が、当該ターゲットセグメント２ａの周方向及び軸線方向のいずれの箇所においても０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以上、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上となるように、ターゲットセグメント２ａの中心軸線を傾斜させたり、周方向のいずれかの位置で径方向に片寄せたりすること等により、当該隙間の大きさを調整する。それにより、製造されるスパッタリングターゲット１で接合材の最小厚みを０．６ｍｍ以上、好ましくは０．７ｍｍ以上とすることができる。また、少なくとも一個のターゲットセグメント２ａ内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが小さいスパッタリングターゲット１を得ることができる。

またここでは、上記の隙間の大きさの調整により、軸線方向に隣接する一対のターゲットセグメント２ａのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁間に、段差が生じることがある。この場合、その段差量は、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下とする。その理由は先述したとおりである。

なおその後、バッキングチューブ３とターゲットセグメント２ａとの間の隙間に、溶融状態の接合材を充填する接合材充填工程、並びに、接合材を冷却し、接合材によりバッキングチューブの周囲に各ターゲットセグメントを接合してターゲット材を形成する冷却工程を順次に行う。接合材充填工程では、たとえば溶融状態の接合材を、バッキングチューブ３とターゲットセグメント２ａとの間の隙間に流し込む。ここでは、バッキングチューブ３とターゲットセグメント２ａとの間の上述したように調整された隙間により、冷却工程を経て硬化した接合材の厚みが決まる。
これらの接合材充填工程及び冷却工程は、公知のものを含む様々な方法により実施することができる。

次に、この発明のスパッタリングターゲットを試作し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、それに限定されることを意図するものではない。

表１に示すように、長さが２９４０ｍｍもしくは１６２４ｍｍのバッキングチューブ（基材）に、φ１５３ｍｍ（１３５ｍｍ）、厚み９ｍｍで表１に示す長さを有する所定の個数のＩＴＯターゲットセグメントからなるターゲット材を組み合わせて、実施例１〜５及び比較例１〜５のスパッタリングターゲットを作製した。バッキングチューブは、事前に定盤上で変形量を測定したところ、その反りは表１に示すとおりであった。

（接合材厚み）
各実施例及び比較例のスパッタリングターゲットについて、超音波探傷で接着率を測定した際に、先に述べた方法にて各部の接合材の厚みを確認した。ここで用いた超音波探傷装置は、株式会社日立パワーソリューションズ製のＦＳＬＩＮＥ Ｈｙｂｒｉｄであり、そのプローブとして１０ＭＨｚのものを用いた。単一のターゲットセグメントにおけるその端部と中央部での厚みの差、最小厚み、最大厚み、ばらつきを表１に示す。

（スパッタリング評価）
上記の実施例１〜５及び比較例１〜５のスパッタリングターゲットを下記の条件でスパッタリングしたところ、実施例１〜５のスパッタリングターゲットでは、クラックの発生が確認されたターゲットセグメントの個数は０個であった。一方、比較例１〜５のスパッタリングターゲットを評価した後で外観を確認したところ、一個又は複数個のターゲットセグメントの特定の部分（接合材が極端に薄い部分）でクラック発生が確認された。
（スパッタリング条件）
スパッタリングガス：Ａｒ
スパッタリング圧力：０．６Ｐａ
スパッタリングガス流量：３００ｓｃｃｍ
スパッタリング電力：４．０Ｗ／ｃｍ^２

実施例１〜５では、ターゲットセグメント間の最大段差量が０．５０ｍｍ以下であり、接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下であったことにより、スパッタリング時にクラックが発生したターゲットセグメントはなかった。
一方、比較例１、２では、接合材の最小厚みが０．６ｍｍより薄かったことから、スパッタリング時に三個のターゲットセグメントでクラックが発生した。また比較例３〜５は、ターゲットセグメント間の最大段差量が０．５０ｍｍより大きかったことに起因して、スパッタリング時にいくつかのターゲットセグメントでクラックの発生が確認された。

以上より、この発明によれば、軸線方向で湾曲変形したバッキングチューブであっても、ターゲットセグメント間の比較的小さな段差で、ターゲット材との間の所要の接合材厚みを確保することができ、それにより、スパッタリングターゲットのボンディングの品質を向上できることが解かった。

１ スパッタリングターゲット
２ ターゲット材
２ａ ターゲットセグメント
３ バッキングチューブ
Ｅ１、Ｅ２ ターゲットセグメントの軸線方向の外端縁
Ｃｔ 隣接するターゲットセグメント２ａの軸線方向の間隔
Ｃ１，Ｃ２ バッキングチューブの一端と他端における横断面の中心点
Ｌｔ ターゲットセグメントの長さ
Ｌｂ バッキングチューブの長さ

Claims (8)

1. セラミックス材料からなり、軸線方向に０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの間隔を介して並べて配置した複数個の円筒状のターゲットセグメントを有するターゲット材と、前記ターゲット材の内周側に配置した円筒状の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に介在してそれらのターゲット材とバッキングチューブとを接合する接合材とを備えるスパッタリングターゲットであって、
   軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下であり、
   少なくとも一個のターゲットセグメント内の軸線方向の少なくとも一部で軸線方向に接合材の厚みが変化し、少なくとも一個のターゲットセグメントの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下であり、
   少なくとも一個のターゲットセグメント内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍ以下であるスパッタリングターゲット。
2. 少なくとも一個のターゲットセグメントにおける接合材の最小厚みが０．７ｍｍ以上である請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
3. バッキングチューブを横向きで定盤上に載置したときに、該定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離が最大０．５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
4. 長手方向におけるバッキングチューブの長さに対するターゲットセグメントの長さの比が、０．３以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
5. 円筒状のバッキングチューブの周囲に、セラミックス材料からなる複数個の円筒状のターゲットセグメントを、軸線方向に並べて配置するセグメント配置工程と、前記バッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間に、溶融状態の接合材を充填する接合材充填工程と、前記接合材を冷却し、該接合材によりバッキングチューブの周囲に各ターゲットセグメントを接合してターゲット材を形成する冷却工程とを有する、スパッタリングターゲットの製造方法であって、
   軸線方向の少なくとも一部で湾曲変形したバッキングチューブを使用し、
   セグメント配置工程に先立ち、前記バッキングチューブの変形量を測定する変形量測定工程をさらに有し、
   前記セグメント配置工程で、前記バッキングチューブの変形量に応じて、バッキングチューブとターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを調整することにより、バッキングチューブと少なくとも一個のターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを、径方向に沿って測って０．６ｍｍ以上かつ１．４ｍｍ以下とし、軸線方向に隣接する少なくとも一対のターゲットセグメントのそれぞれの外周面における互いに隣り合う軸線方向の外端縁間の段差量が、径方向に沿って測って０．５０ｍｍ以下となるように、各ターゲットセグメントを配置し、
   少なくとも一個のターゲットセグメント内における軸線方向の接合材の厚みのばらつきが０．８ｍｍ以下であるスパッタリングターゲットを製造する、スパッタリングターゲットの製造方法。
6. 少なくとも一個のターゲットセグメントの接合材の最小厚みが０．６ｍｍ以上であるスパッタリングターゲットを製造する、請求項５に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
7. 前記セグメント配置工程で、バッキングチューブと少なくとも一個のターゲットセグメントとの間の隙間の大きさを、径方向に沿って測って０．７ｍｍ以上とする、請求項５又は６に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
8. 前記変形量測定工程で、バッキングチューブを横向きで定盤上に載置して、該定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離を測定し、
   前記定盤の平滑面とバッキングチューブの外周面との距離が最大０．５ｍｍ以下である、請求項５〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

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