JP6755422B2 - スパッタリングターゲット - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリングターゲットに関する。

従来のスパッタリングターゲットの接合方法として、特開平６−１１４５４９号公報（特許文献１）に記載されたものがあげられる。このスパッタリングターゲットの接合方法では、ターゲット材とバッキングプレートにそれぞれ溶融ろう材被覆を形成し、ターゲット材とバッキングプレートを摺り合わせながら相対的に移動させて重ね合せ、これにより、被覆表面に生じている酸化物をしごき出し、酸化物や気泡が噛み込まない状態でろう材被覆を合体させ、その後、ろう材を冷却、凝固させてろう接を行っている。

特開平６−１１４５４９号公報

ところで、前記従来のようなスパッタリングターゲットの接合方法では、ターゲット材とバッキングプレートとの接合が十分でなく、スパッタリング中にターゲット材の剥がれが発生するおそれがあることがわかった。本発明者は、鋭意検討の結果、従来の方法では、ターゲット材とバッキングプレートとを接合すべき領域（接合領域）の面積に対して実際に接合された面積（接合面積）の割合（接合率）が小さく、かつ、ターゲット材とバッキングプレートとの間に位置する、接合材が存在しない箇所（未接合箇所）のうち、面積が最大となる箇所の面積（最大欠陥面積）が大きいことに着目し、接合率および最大欠陥面積とターゲット材の剥がれとの間に関係があることを見出した。

そこで、本発明の課題は、スパッタリング中にターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを実現できるスパッタリングターゲットを提供することにある。

前記課題を解決するため、スパッタリングターゲットの一実施形態は、
バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの接合領域（バッキングプレートにおけるターゲット材を接合すべき領域）に接合材を介して接合されたターゲット材と
を備え、
前記ターゲット材と前記バッキングプレートの間の接合箇所（接合された箇所）の接合面積は、前記接合領域の面積に対して、９７％以上であり、
前記ターゲット材と前記バッキングプレートの間の未接合箇所の最大欠陥面積は、前記接合領域の面積に対して、０．６％以下である。

前記実施形態によれば、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できて、ターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを製造することができる。

また、スパッタリングターゲットの一実施形態では、前記ターゲット材の長さは、１０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下である。

前記実施形態によれば、長尺のスパッタリングターゲットにおいてもターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを製造することができる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態は、
ターゲット材とバッキングプレートを接合材によって接合する方法であって、
前記バッキングプレートの主面における前記ターゲット材を接合すべき領域（接合領域）に接合材を塗布する工程と、
前記ターゲット材の端縁（第一端縁）が、前記バッキングプレートの前記接合領域の第１端縁側から、前記バッキングプレートの前記接合領域における前記第１端縁と第１方向に対向する第２端縁を超える位置まで移動するように、前記ターゲット材を前記バッキングプレートの前記主面に沿って前記第１方向に滑らせて移動する工程と、
前記ターゲット材を前記バッキングプレートの前記主面に沿って前記第１方向と反対方向の第２方向に滑らせて移動して、前記ターゲット材を前記バッキングプレートの前記接合領域に一致させる工程と
を備える。
以下、ターゲット材を第１方向に滑らせて移動することを「スライド」ともいい、ターゲット材を第２方向に滑らせて移動することを「リバース」ともいう。

前記実施形態によれば、ターゲット材をバッキングプレートに対して第１方向にスライドさせてから第２方向にリバースすることで、ターゲット材をバッキングプレートの接合領域に一致させている。これにより、ターゲット材とバッキングプレートの接合において、接合率を向上でき、かつ、未接合箇所の中で面積が最大となる最大欠陥面積のサイズを低減できる。したがって、ターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを製造することができる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、
前記ターゲット材および前記バッキングプレートは、長尺に形成され、
前記ターゲット材の前記端縁は、前記ターゲット材の長手方向に沿って形成され、
前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第１端縁および前記第２端縁は、前記バッキングプレートの長手方向に沿って形成され、前記バッキングプレートの短手方向に対向し、
前記ターゲット材を前記バッキングプレートに対して前記バッキングプレートの短手方向に滑らせて移動する。

前記実施形態によれば、長尺のターゲット材およびバッキングプレートにおいて、ターゲット材のバッキングプレートに対する移動距離を小さくでき、作業時間を短くできる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、
前記接合材の塗布工程の前に、前記バッキングプレートの前記主面上に複数のワイヤを配置する工程を備え、
前記ターゲット材の前記第１方向および前記第２方向の移動において、前記ターゲット材を前記ワイヤ上を滑らせて移動する。

前記実施形態によれば、ターゲット材はワイヤ上を滑らせるので、ターゲット材の接合すべき面（接合面）とバッキングプレートの接合すべき面（接合面）とを略平行に保ったままターゲット材を容易に移動できるので、接合率を向上できる。また、ワイヤがスペーサとして機能するので、接合材によって形成されるターゲット材とバッキングプレート間の接合層の厚みを一定にすることができる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、前記ワイヤの直径は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

前記実施形態によれば、ワイヤ切れを防止でき、接合材によって形成される接合層の厚みの不均一化を防止できる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、前記ターゲット材の前記第１方向の移動工程と前記ターゲット材の前記第２方向の移動工程の間に、前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第１端縁側に接合材を補充する工程を備える。

前記実施形態によれば、バッキングプレートの接合領域の第１端縁側に接合材を補充するので、接合材が不足し易くなる接合領域の第１端縁側に接合材を補充でき、接合率を一層向上でき、かつ、最大欠陥面積を一層低減できる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、前記ターゲット材の前記第１方向の移動工程において、前記ターゲット材の前記端縁（第一端縁）を、前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第２端縁を超える位置に移動したとき、前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第２端縁から前記ターゲット材の前記端縁（第一端縁）までの前記第１方向の距離をＡとし、前記接合領域の前記第１方向の幅をＷとすると、０．０３≦Ａ／Ｗ＜１．０である。

前記実施形態によれば、ターゲット材のバッキングプレートに対する移動距離を小さくしつつ、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できる。

また、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態では、前記ターゲット材の前記第１方向の移動工程において、前記ターゲット材の前記端縁（第一端縁）を、前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第１端縁側に配置したとき、前記バッキングプレートの前記接合領域の前記第１端縁から前記ターゲット材の前記端縁（第一端縁）までの前記第１方向の距離をＢとし、前記接合領域の前記第１方向の幅をＷとすると、０≦Ｂ／Ｗ＜２．０である。

前記実施形態によれば、ターゲット材のバッキングプレートに対する移動距離を小さくしたり、ターゲット材をバッキングプレート上に置いてからスライドさせることができるので、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積のサイズを低減できる。

また、スパッタリングターゲットの製造方法の一実施形態では、前記接合方法を用いて、前記ターゲット材と前記バッキングプレートを接合して、スパッタリングターゲットを製造する。

前記実施形態によれば、ターゲット材とバッキングプレートの接合において、接合率を向上でき、かつ、未接合箇所の中で面積が最大となる最大欠陥面積のサイズを低減できる。したがって、ターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを製造することができる。

本発明のスパッタリングターゲットによれば、ターゲット材が剥がれにくいスパッタリングターゲットを製造することができる。

本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態を示す説明図である。 本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態を示す説明図である。 本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態を示す説明図である。 本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態を示す説明図である。 本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法の一実施形態を示す説明図である。 ターゲット材とバッキングプレートの間に存在する接合層において、接合材が存在しない状態を示す簡略断面図である。 ターゲット材とバッキングプレートの間に存在する接合層において、接合材が存在しない状態を示す簡略断面図である。 本発明のスパッタリングターゲットのターゲット材とバッキングプレートの間の接合材の状態を示す簡略図である。 比較例のスパッタリングターゲットのターゲット材とバッキングプレートの間の接合材の状態を示す簡略図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（実施形態）
図１Ａから図１Ｅは、本発明のターゲット材とバッキングプレートを接合する方法（以下、「接合方法」という。）の一実施形態を示す説明図である。図１Ａから図１Ｅに示すように、この方法は、ターゲット材２とバッキングプレート３を接合材４によって接合する方法である。

図１Ａに示すように、ターゲット材２とバッキングプレート３を準備する。ターゲット材２は、長尺の板状に形成されている。ターゲット材２の長辺方向の長さは、例えば、１０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、好ましくは１５００ｍｍ以上３５００ｍｍ以下、より好ましくは２０００ｍｍ以上３２００ｍｍ以下、さらに好ましくは２２００ｍｍ〜３０００ｍｍ以下である。ターゲット材２の短辺方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、好ましくは１２０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、より好ましくは１３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下、さらに好ましくは１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。なお、長辺方向の長さと、短辺方向の長さとは、同一であっても、異なっていてもよい。また、ターゲット材２の厚みは、例えば、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは１２ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。本発明では、大型のフラットパネルディスプレイ用のターゲット材を用いた場合であっても、接合率の向上や最大欠陥面積の低減を実現することができる。

また、スパッタリングターゲットの長辺方向の長さと短辺方向の長さのアスペクト比（長辺方向の長さ／短辺方向の長さ）は、１以上３０以下であり、好ましくは５以上２５以下、より好ましくは６以上２０以下、さらに好ましくは７以上１８以下、特に好ましくは８以上１５以下である。これによれば、スパッタリングターゲットは細長い形状となるが、リバース工程の効果を奏しやすく、接合率が高く、最大欠陥面積の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。

ターゲット材２は、上面にスパッタ面２ａを有する。ターゲット材２は、上面からみて、長辺に対応する第１端縁２１および第２端縁２２を有する。第１端縁２１および第２端縁２２は、ターゲット材２の長手方向に沿って形成され、第１端縁２１と第２端縁２２は、ターゲット材２の短手方向に、互いに向かい合って配置される。

ターゲット材２は、上面となるスパッタ面２ａの裏側にバッキングプレートと接合すべき面（接合面）を有する。接合面の大きさは通常ターゲット材２の大きさと実質的に同等であるが、機械加工時に接合面で発生するバリの除去や、異常放電の発生原因となる角の除去により、ターゲット材２の面積（長辺方向の長さ×短辺方向の長さ、Ｒ部を有するときは平面図における面積）より小さくてもよい。接合面の面積は、ターゲット材２の面積の通常９５％以上、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上のサイズであってもよい。

ターゲット材２のスパッタリング時において、スパッタ面２ａに、スパッタリングによりイオン化した不活性ガスが衝突する。イオン化した不活性ガスが衝突されたスパッタ面２ａから、ターゲット材２中に含まれるターゲット原子が叩き出される。その叩き出された原子は、スパッタ面２ａに対向して配置される基板上に堆積され、この基板上に薄膜が形成される。

ターゲット材２が作製される材料は、スパッタリング法による成膜に通常用いられ得るような金属や合金、酸化物、窒化物などのセラミックス又は焼結体から構成された材料であれば特に限定されず、用途や目的に応じて適宜、ターゲット材料を選択すればよい。例えば、アルミニウム、銅、クロム、鉄、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、インジウム、銀、コバルト、ルテニウム、白金、パラジウム、ニッケル等の金属およびそれらの合金からなる群から選択される材料や、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物（ＩＧＺＯ）から作製することができる。ターゲット材２を構成する材料は、これらに限定されるものではない。例えば、電極や配線材料用のターゲット材２における材料としては、ＡｌやＡｌ合金が好ましく、例えば純度が９９．９９％以上、より好ましくは９９．９９９％以上のＡｌ、それらを母材としたＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ）を使用することが特に好ましい。高純度のＡｌは線熱膨張係数が比較的大きいため、スパッタリング時に受ける熱によって反りやすく、バッキングプレートからの剥がれが生じやすいが、本発明によれば接合率を向上させ、最大欠陥面積を小さくすることができ、バッキングプレートからの剥がれを防止できる。

バッキングプレート３は、長尺の板状に形成されている。バッキングプレート３の長辺方向の長さは、例えば、１０００ｍｍ以上４５００ｍｍ以下であり、好ましくは１５００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下、より好ましくは２０００ｍｍ以上３５００ｍｍ以下、さらに好ましくは２５００ｍｍ以上３２００ｍｍ以下である。バッキングプレート３の短辺方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以上１２００ｍｍ以下、より好ましくは１８０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下、さらに好ましくは２００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下である。ここで、バッキングプレート３の短手方向の一方向を第１方向Ｄ１とし、バッキングプレート３の短手方向の他方向で第１方向Ｄ１と反対方向を第２方向Ｄ２とする。

バッキングプレート３は、上面の主面３ａに接合領域３０（ハッチングで示す）を有する。接合領域３０は、ターゲット材２を接合すべき領域である。接合領域３０の形状は、ターゲット材２の形状に対応している。つまり、接合領域３０の大きさは、ターゲット材２の接合面の大きさ、好ましくはターゲット材２の大きさと実質的に同じである。

接合領域３０は、上面からみて、長辺に対応する第１端縁３１および第２端縁３２を有する。第１端縁３１および第２端縁３２は、バッキングプレート３の長手方向に沿って形成され、第１端縁３１と第２端縁３２は、バッキングプレート３の短手方向に、互いに向かい合って配置される。第２端縁３２は、第１端縁３１の第１方向Ｄ１に位置する。

バッキングプレート３は、導電性の材料から構成され、金属またはその合金などからなる。金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、ＳＵＳ等が挙げられる。

ターゲット材２の接合面およびバッキングプレート３の接合領域３０は、平坦であることが好ましく、ターゲット材２をスライドやリバースさせる際の滑りや、最大欠陥面積を低減させやすい観点から、平面度が１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下である。平面度とは、平面の滑らかさ（均一性）を示す数値であり、平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさをいう。また、接合時にバッキングプレート３の接合領域３０上での接合材の流動を防ぐ観点から、バッキングプレート３は上面の主面３ａとその裏面が略平行、好ましくは平行であればよい。ターゲット材２をスライドやリバースさせる際にターゲット材２に力を一定にかけやすくする観点から、ターゲット材２は上面のスパッタ面２ａとその裏面である接合面が略平行、好ましくは平行であればよい。

接合工程は、ターゲット材２、バッキングプレート３、および接合材４を加熱した状態で行なわれる。図１Ｂに示すように、バッキングプレート３の接合領域３０全面に接合材４を塗布する。塗布する接合材４の量は、１．５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、好ましくは２．５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、より好ましくは４．５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは１０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、さらにより好ましくは１４×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上である。上限は特に制限はないが、接合工程の作業性の観点から、好ましくは５０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下、より好ましくは３５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下、さらに好ましくは２５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下である。接合材４は、例えば、ハンダやろう材などの低融点（例えば７２３Ｋ以下）の金属からなり、ハンダの材料は、例えば、インジウム、スズ、亜鉛、鉛、銀、銅、ビスマス、カドミウム、アンチモンなどの金属またはその合金などであり、例えば、Ｉｎ材、Ｉｎ−Ｓｎ材、Ｓｎ−Ｚｎ材、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎ材、Ｉｎ−Ａｇ材、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ材、Ｓｎ−Ｂｉ材、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ材、Ｐｂ−Ｓｎ材、Ｐｂ−Ａｇ材、Ｚｎ−Ｃｄ材、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ材、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ材、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ材、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｓｂ材であり、一般に低融点であるＩｎやＩｎ合金、ＳｎやＳｎ合金などのハンダ材を使用することが好ましい。接合は、接合材４が溶融する融点以上の温度、好ましくは１４０℃以上、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で行われ、溶融した接合材４の粘度が、０．５ｍＰa・ｓ以上、好ましくは１．０ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１．５ｍＰａ・ｓ以上であり、５ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは３ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２．５ｍＰａ・ｓ以下であると、接合率を向上させ、また最大欠陥面積も小さくすることできる。また、ターゲット材２とバッキングプレート３とを接合させる前に、ターゲット材２のバッキングプレート３との接合面や、バッキングプレート３のターゲット材２との接合面を、接合材４との濡れ性を向上させるための前処理（メタライズ処理）を行なうことができる。前処理については、研磨や研削などによる粗面加工やヘアライン加工、シボ加工およびメタライズ加工を行なうことができ、ターゲット材２とバッキングプレート３のそれぞれの接合面に、研磨面や研削面、へアライン面、シボ面などの凹凸面やメタライズ層を設けることができる。例えば研磨加工は、紙や繊維基材に砥粒を塗布した研磨材を使用して、手作業や研磨材を取り付けた研磨機を用いて行なうことができる。メタライズ加工は、メタライズ材を接合面に塗布し、超音波照射を行なうなどの方法で実施することができる。メタライズ材としては、接合材４と同様の材料から選択することができ、例えば、Ｉｎ材、Ｓｎ−Ｚｎ材を使用することができる。メタライズ層の厚みは、１μｍ以上１００μｍ以下であり、この範囲内であると、接合材４との濡れ性を確保しやすく、接合率を向上させやすい。なお、ターゲット材２とバッキングプレート３の接合しない箇所は、予め、耐熱テープでマスキングを行なってもよく、接合材４の付着やメタライズ層の形成を防止できる。

図１Ｃに示すように、その後、ターゲット材２の第１端縁２１を、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１側に設置する。このとき、好ましくはターゲット材２の第１端縁２１を、接合領域３０に重なるように配置する。

図１Ｄに示すように、その後、ターゲット材２の第１端縁２１が、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１側から、バッキングプレート３の接合領域３０の第２端縁３２を超える位置まで移動するように、ターゲット材２をバッキングプレート３の主面３ａに沿って第１方向Ｄ１に滑らせて移動する。

図１Ｅに示すように、その後、ターゲット材２をバッキングプレート３の主面３ａに沿って第２方向Ｄ２に滑らせて移動して、ターゲット材２をバッキングプレート３の接合領域３０に一致させる。その後、ターゲット材２とバッキングプレート３の位置を精密に合わせ、錘を置いたり、万力やバイス、クランプで挟むことにより両者を固定した状態でターゲット材２とバッキングプレート３との接合体を冷却し、接合材４を凝固させる。これにより、ターゲット材２とバッキングプレート３とを接合材４によって接合して、スパッタリングターゲット１を製造する。

前記接合方法によれば、ターゲット材２をバッキングプレート３に対して第１方向Ｄ１にスライドさせてから第２方向Ｄ２にリバースすることで、ターゲット材２をバッキングプレート３の接合領域３０に一致させている。このように、ターゲット材２をスライドのみでなくリバースすることで、ターゲット材２のリバースとともに接合材４を表面張力により第２方向Ｄ２に引き戻すことができ、ターゲット材２とバッキングプレート３の間の接合材４の存在しない空間を低減でき、未接合箇所を小さくすることがきる。

したがって、ターゲット材２とバッキングプレート３との接合において、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できる。
接合率とは、ターゲット材２とバッキングプレート３の間の接合箇所の接合面積の、接合領域３０の面積に対する割合をいう。
接合面積とは、具体的には、ターゲット材２とバッキングプレート３の間の接合層の厚み方向から見て、接合材が存在しない領域が検出されない箇所の全面積をいう。
最大欠陥面積とは、ターゲット材２とバッキングプレート３との間に位置し、接合材４が存在しない箇所のうち、面積が最大となる箇所の面積をいう。ここで、接合材４が存在しない箇所（未接合箇所）とは、接合層の厚み方向において、接合材が存在しない領域、つまりは空間、もしくは接合材の酸化物等の接合材以外の異物が検出される箇所を意味し、接合層の厚み方向全体だけではなく、一部分に接合材がない場合も含みうる。例えば、図２Ａに示すように、ターゲット材２とバッキングプレート３の間に存在する接合層６には、接合層６の厚み方向（図中、上下方向）の一部分に、接合材４が存在しない空間Ｓが存在してもよく、または、図２Ｂに示すように、ターゲット材２とバッキングプレート３の間に存在する接合層６には、接合層６の厚み方向（図中、上下方向）の全体に、接合材４が存在しない空間Ｓが存在してもよい。接合材が存在しない領域は、後述する測定方法にて検出することができる。例えば超音波探傷測定を用いた場合、接合層に接合材が存在しない空間があると、入射した超音波が界面で反射されるため、欠陥部を認識することができる。

したがって、本発明によれば、ターゲット材２とバッキングプレート３との接合率を高くでき、かつ最大欠陥面積を小さくすることができるため、接合強度の低い部分が形成されにくく、ターゲット材２が剥がれにくいスパッタリングターゲット１を製造することができる。

このように、本発明では、接合率と最大欠陥面積との両方に着目することで、スパッタリング中にターゲット材２が剥がれ難くなることを見出した。具体的に述べると、接合率に関して、接合率が大きくなると、接合材４が存在しない領域を減らすことができ、ターゲット材２が剥がれ難くなる。

一方、最大欠陥面積に関しては、最大欠陥面積が大きくなると、局所的に大きな欠陥が発生することになって、その部分の電気・熱伝導が悪くなり、その部分に熱の集中が発生し、接合材４の溶融が生じることでターゲット材２が剥がれ易くなる。このため、最大欠陥面積が小さくなると、局所的に大きな欠陥が発生せず、ターゲット材２が剥がれ難くなる。

また、前記接合方法によれば、ターゲット材２をバッキングプレート３に対してバッキングプレート３の短手方向に滑らせて移動する。これによれば、長尺のターゲット材２およびバッキングプレート３において、ターゲット材２のバッキングプレート３に対する移動距離を小さくでき、作業時間を短くできる。

好ましくは、接合材４の塗布工程（図１Ｂ参照）の前に、図１Ａに示すように、バッキングプレート３の主面３ａ上に複数のワイヤ５を配置する。ワイヤ５の材料は、例えば、ステンレスや銅などである。具体的に述べると、ワイヤ５を第１方向Ｄ１に延在するように接合領域３０に配置し、複数のワイヤ５を第１方向Ｄ１に直交する方向に間隔をあけて配列する。そして、ターゲット材２の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の移動において、ターゲット材２をワイヤ５上を滑らせて移動する。これによれば、ターゲット材２をワイヤ５上を滑らせるので、ターゲット材２を容易に移動できる。さらに、ワイヤ５をスペーサとすることで、接合材４によって形成される接合層の厚みを一定にすることができる。接合層の厚みは通常０．０３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．０８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。

好ましくは、ワイヤ５の直径は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。これによれば、ワイヤ５の切れが発生しにくく、接合層の厚みのばらつきを低減できる。

好ましくは、ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動工程（図１Ｄ参照）とターゲット材２の第２方向Ｄ２の移動工程（図１Ｅ参照）の間に、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１側に接合材４を補充する。具体的に述べると、図１Ｄに示す状態で、接合領域３０のターゲット材２に覆われていない部分に、接合材４を追加する。これによれば、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１側に接合材４を補充するので、ターゲット材２の移動に伴い、接合材４が不足し易くなる接合領域３０の第１端縁３１側に接合材４を補充でき、接合率を一層向上でき、かつ、最大欠陥面積を一層低減できる。補充する接合材４の量は、好ましくは０．５×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、より好ましくは０．８×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは１．０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以上である。上限は特に制限はないが、接合工程の作業性の観点から、好ましくは２０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下、より好ましくは１０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下、さらに好ましくは７．０×１０^−６ｋｇ／ｍｍ^２以下である。

好ましくは、ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動工程において、図１Ｄに示すように、ターゲット材２の第１端縁２１を、バッキングプレート３の接合領域３０の第２端縁３２を超える位置に移動したとき、バッキングプレート３の接合領域３０の第２端縁３２からターゲット材２の第１端縁２１までの第１方向Ｄ１の距離をＡとし、接合領域３０の第１方向Ｄ１の幅をＷとすると、０．０３≦Ａ／Ｗ＜１．０、好ましくは０．０５≦Ａ／Ｗ≦０．８、より好ましくは０．０６≦Ａ／Ｗ≦０．６である。具体的に述べると、１０ｍｍ≦Ａ≦１５０ｍｍ、好ましくは１２ｍｍ≦Ａ≦１２０ｍｍであり、好ましくは１５０ｍｍ≦Ｗ≦３００ｍｍである。これによれば、ターゲット材２のバッキングプレート３に対する移動距離を小さくしつつ、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できる。

好ましくは、ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動工程において、図１Ｃに示すように、ターゲット材２の第１端縁２１を、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１側に配置したとき、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１からターゲット材２の第１端縁２１までの第１方向Ｄ１の距離をＢとし、接合領域３０の第１方向Ｄ１の幅をＷとすると、０≦Ｂ／Ｗ＜２．０、好ましくは０≦Ｂ／Ｗ≦１．５、より好ましくは０．０３≦Ｂ／Ｗ≦１．２、さらに好ましくは０．１０≦Ｂ／Ｗ≦１．０である。具体的に述べると、０ｍｍ≦Ｂ≦３００ｍｍ、好ましくは５ｍｍ≦Ｂ／Ｗ≦２００ｍｍであり、好ましくは１５０ｍｍ≦Ｗ≦３００ｍｍである。これによれば、ターゲット材２のバッキングプレート３に対する移動距離を小さくしつつ、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できる。

ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動（スライド）や第２方向Ｄ２の移動（リバース）の速度は、接合領域に置かれた接合材の余分な移動、逃げを防ぐ観点から、１００ｍｍ／秒以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｍｍ／秒以下、さらに好ましくは３０ｍｍ／秒以下である。下限値は特に制限されないが、生産性の観点から、１ｍｍ／秒以上、好ましくは５ｍｍ／秒以上である。

ターゲット材２の端縁を、バッキングプレートの接合領域の第１端縁側に配置した段階、及び／または、前記ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動（スライド）が終わった段階で、ターゲット材２の上面から振動を与え、接合層に存在し得る空気の除去を行う工程を設けることが好ましい。振動を与える手段としては、前記ターゲット材の前記上面を軽く叩く手法や、前記ターゲット材２の前記上面と平行な方向に振動を加える方法を行なうことができる。振動を加える範囲は、前記ターゲット材２の端縁を、前記バッキングプレートの接合領域の第１端縁側に配置した段階では、前記ターゲット材と前記バッキングプレート間の接合層の全体（ターゲット材が乗っている接合領域）を、前記ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動（スライド）が終わった段階では、第２方向Ｄ２の移動（リバース）動作の先頭部について行うことが好ましい。振動を加える向きは、前記ターゲット材と前記バッキングプレート間の接合層（ターゲット材が乗っている接合領域）の中心から外周に向かって行うことが好ましい。これにより、接合層に存在する空気を抜くことができるため、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できる。特に前記ターゲット材２の端縁を、前記バッキングプレートの接合領域の第１端縁側に配置した段階においては、前記ターゲット材と前記バッキングプレート間の接合層（ターゲット材が乗っている接合領域）に空気だまりが存在する可能性が高いため、空気の除去工程を設けることで、接合率の向上と最大欠陥面積の低減の効果をより一層奏することができる。

次に、スパッタリングターゲット１の製造方法について説明する。前述したように、前記接合方法を用いて前記ターゲット材と前記バッキングプレートを接合して、スパッタリングターゲットを製造する。

本発明の製造方法において、ターゲット材は略板状に加工され得るが、板状に加工する方法は特に限定されない。金属材料から作製されるターゲット材は、例えば溶解、鋳造によって得られた直方体や円筒状、円柱状のターゲット材を、圧延加工や押出加工、鍛造加工などの塑性加工に供した後、切削や研削、研磨などの機械加工（切断加工やフライス加工、エンドミル加工など）を施して、所望のサイズや表面状態のターゲット材を製造することができる。圧延加工は、例えば、特開２０１０−１３２９４２号公報や国際公開第２０１１／０３４１２７号に記載される。押出加工は、例えば、特開２００８−１５６６９４号公報に記載される。鍛造加工は、例えば、特開２０１７−１５００１５号公報、特開２００１−２４０９４９号公報または、アルミニウム技術便覧（軽金属協会アルミニウム技術便覧編集委員会 編、カロス出版、新版、１９９６年１１月１８日発行）に記載される。本願発明の接合方法を用いて、機械加工された板状のターゲット材をバッキングプレートに接合して、スパッタリングターゲットを製造する。また、ターゲット材としては、所定の寸法に機械加工されたターゲット材を購入したものを用いてもよいし、スパッタリングターゲット１の製造工程において、バッキングプレートとの接合に異常が生じ、製品スペックから外れたスパッタリングターゲットからバッキングプレートを取り外し、さらに接合材を除去したものをターゲット材としてもよい。なお、必要に応じて、接合後のスパッタリングターゲットの表面を切削加工や研磨加工による仕上げ加工を施しても良い。

本発明のスパッタリングターゲットの製造方法では、本発明の接合方法を用いているので、品質の向上したスパッタリングターゲットを得ることができる。

次に、前記接合方法により接合されたスパッタリングターゲット１について説明する。

図１Ｅに示すように、スパッタリングターゲット１は、バッキングプレート３と、バッキングプレート３の接合領域３０に接合材４を介して接合されたターゲット材２とを有する。

図３Ａは、スパッタリングターゲット１のターゲット材２とバッキングプレート３の間の接合材４の状態を示す簡略図である。図３Ａでは、接合領域３０において接合材４が存在しない欠陥箇所（未接合箇所）１０をハッチングで示している。欠陥箇所１０の測定は、例えば、超音波探傷測定や透過型Ｘ線観察を用いて測定することができるが、接合領域の面積が大きい場合には、超音波探傷測定を用いることが好ましい。超音波探傷装置としては、株式会社日立パワーソリューションズ製のＦＳ ＬＩＮＥやＦＳ ＬＩＮＥ Ｈｙｂｒｉｄ、株式会社ＫＪＴＤ製のフェイズドアレイ超音波探傷映像化装置ＰＤＳや超音波探傷映像化装置ＡＤＳ７１０００などを用いることができる。また、超音波探傷測定により、接合率や最大欠陥面積を求める場合、所定のサイズの平底穴を設けた疑似欠陥サンプルを用い、欠陥部からの反射波を認識するための超音波探傷測定条件の調整が必要となる。超音波の伝播速度が素材ごとに異なるので、疑似欠陥サンプルは測定感度、条件面を揃える上で、スパッタリングターゲット１の超音波入射側の素材と同素材で作製されることが好ましい。また、疑似欠陥サンプルにおける超音波入射面と前記平底穴の底面までの距離が、スパッタリングターゲット１の超音波入射面と接合層までの距離と同等であることが好ましい。

図３Ａに示すように、ターゲット材２とバッキングプレート３の間の欠陥箇所１０が検出されない部分の面積は、接合領域３０の面積に対して、９７％以上である。つまり、接合率は、９７％以上であり、好ましくは９８％以上、より好ましくは９８．５％以上である。また、ターゲット材２とバッキングプレート３の間の接合層中の欠陥箇所１０の最大欠陥面積は、接合領域３０の面積に対して、２％以下であり、好ましくは１％以下、より好ましくは０．６％以下、さらに好ましくは０．３％以下、よりさらに好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０５％未満である。例えば、接合領域３０の面積が、２００ｍｍ×２３００ｍｍであるとき、最大欠陥面積は、２０００ｍｍ^２以下である。

本発明によれば、接合率を向上でき、かつ、最大欠陥面積を低減できて、ターゲット材２が剥がれにくいスパッタリングターゲット１を製造することができる。好ましくは、ターゲット材２の長さは、１０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、長尺のスパッタリングターゲット１においてもターゲット材２が剥がれにくいスパッタリングターゲット１を製造することができる。

接合率の上限値は１００％が最大であるが、接合時に異常が生じて規格外となったスパッタリングターゲットや、スパッタリングで使用済みのスパッタリングターゲットからバッキングプレートを取り外すときにターゲット材を剥がしやすいという観点から、接合率は、好ましくは９９．９９％以下、より好ましくは９９．９５％以下、さらに好ましくは９９．９０％以下である。なお、接合に用いた接合材の融点以上の温度となるようスパッタリングターゲットに熱を加えて、接合層を軟化または溶融しながら、必要に応じて物理的に接合層を破壊することで、スパッタリングターゲットからターゲット材を剥がすことができる。
接合領域３０の面積に対する最大欠陥面積の割合の下限値は、特に限定されないが、スパッタリング中に発生する熱によるスパッタリングターゲットの反りをより抑える観点から、０．００１％以上、好ましくは０．００３％以上、より好ましくは０．００５％以上、更に好ましくは０．００８％以上である。最大欠陥面積の割合の下限値が上記以上であると、スパッタリング中の熱によって生じるターゲット材の変形が局所的な欠陥部によって緩和され、スパッタリングターゲットの反りが低減される。

これに対して、図３Ｂは、ターゲット材を第１方向Ｄ１へスライドさせたのみでターゲット材とバッキングプレートを接合させたときの比較例のスパッタリングターゲット１００を示し、ターゲット材とバッキングプレートの間の接合材の状態を示す。図３Ｂに示すように、図３Ａと比べて、欠陥箇所１０の割合が多くて接合率は小さくなり、かつ、欠陥箇所１０の最大欠陥面積は大きくなっている。このように、ターゲット材のスライドのみでは、ターゲット材とバッキングプレートの接合状態は悪くなり、この結果、ターゲット材が剥がれやすくなる。特に、ターゲット材が長かったり、接合領域が大きいスパッタリングターゲットであると、ターゲット材の剥がれ易さは顕著となる。

本発明のスパッタリングターゲットの好適な実施形態においては、ターゲット材とバッキングプレートの間、つまりは接合層中にワイヤを有していてもよい。ワイヤを接合層に有することにより、接合層の厚みを確保しやすく、また接合層の厚みをより一定にしやすいため、スパッタリングターゲット１の接合率を大きく、かつ、最大欠陥面積を小さくでき、ターゲット材２が剥がれにくいスパッタリングターゲット１を製造することができる。

（実施例１）
純度９９．９９９％の高純度Ａｌ製の圧延板を準備し、門型マシニングセンタで切削加工を行なうことで２００ｍｍ×２３００ｍｍ×ｔ１６ｍｍのターゲット材（接合領域の面積は４．５×１０^５ｍｍ^２）を作製し、純度９９．９９％の無酸素銅から構成されるバッキングプレートを準備した。ターゲット材の移動工程における前記接合領域の第１方向Ｄ１の幅（いわゆるターゲット材の幅）Ｗは、２００ｍｍであった。

ターゲット材とバッキングプレートとを、ホットプレート上で接合材の融点以上の温度まで加熱した。

ターゲット材の接合面上でＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ合金材を、バッキングプレートの接合面上でＩｎ材を溶解し、超音波ハンダごてを用いて両材料の接合面にメタライズ処理を行なった。メタライズ処理の後、ターゲット材の接合面上、バッキングプレートの接合面上のＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ合金材、Ｉｎ材の酸化物や余分なＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ合金材、Ｉｎ材をヘラで取り除いた。

メタライズ処理を行ったバッキングプレートの接合面上に直径０．２ｍｍのＳＵＳワイヤ１０本を略等間隔にバッキングプレートの長手方向と垂直な方向に配置し、さらにＳＵＳワイヤの上から接合用のＩｎ材を接合面上に塗布した。上述のＳＵＳワイヤの上から接合面上に塗布した接合用のＩｎ材の量は、７．８０ｋｇであった。

バッキングプレートの接合面にターゲット材の接合面が平行に対向する向きにターゲット材の向きを変え、ターゲット材の長辺側の一辺をバッキングプレートの長辺側の一辺に重ね合せるようにワイヤ上に置き（ターゲット材設置位置Ｂ＝０）、所定の接合位置の方向へターゲット材をスライドさせた。ターゲット材の幅Ｗに対するターゲット材を所定の接合位置からオーバーランした距離（オーバーラン量）Ａの比Ａ／Ｗが０．１６２５となるようにスライドさせ、ターゲット材の第２方向Ｄ２の移動（リバース）方向の先頭部を上から軽く叩き、空気の叩出しを行った。

その後、ターゲット材を所定の接合位置までスライドさせた。ターゲット材を所定の接合位置となるようターゲット材位置の微調整を行ない、ターゲット材の上に錘を置いてターゲット材とバッキングプレートを固定した後、接合体を冷却し、スパッタリングターゲットを作製した。

Ｉｎ材が凝固した後、ターゲット材とバッキングプレートの線膨張係数の違いで発生する反りを矯正しターゲットを得た。株式会社日立パワーソリューションズ製の超音波探傷装置ＦＳ−ＬＩＮＥで接合率と最大欠陥面積を測定した。

接合率と最大欠陥面積の測定は、以下の手順で行なった。まず、純度９９．９９９％の高純度Ａｌ製の圧延板を使用し、圧延板の両面を面削し平行面を出した後、片側の面から円相当径（直径）φが２ｍｍの平底穴、φ６ｍｍの座繰穴を開けた疑似欠陥サンプルを準備した。このとき、穴の開いていないサンプル表面から平底穴までの距離は、ターゲット材厚さと同じとなるようにした。

測定前の準備として、超音波探傷子「Ｉ３−１００６−Ｔ Ｓ−８０ｍｍ」（周波数１０ＭＨｚ、焦点距離８０ｍｍ）を測定装置に取り付けた。

そして、疑似欠陥サンプルを測定装置に設置し、座繰穴に焦点を合わせ、測定を開始した。まず、座繰穴を確認し、その後、座繰穴に焦点を合わせた状態で平底穴を確認した。その後、平底穴に焦点を合わせた。その状態で超音波探傷（Ｃスキャン）を行ない、検出された平底穴径が疑似欠陥サンプルの平底穴径と一致するように感度調整を行なった結果、測定条件としては、ゲイン（音波の強さ）を１２ｄＢ、測定ピッチを２ｍｍピッチとし、欠陥レベルを３８とした。これにより、反射エコーの強さが３８以上を欠陥として検出するようにプログラムの感度調整を行なった。

次に、疑似欠陥サンプルを測定装置から取り出し、接合したスパッタリングターゲットをターゲット材側が上面となるように測定装置に設置した。疑似欠陥サンプルで作成したプログラムの焦点位置高さがスパッタリングターゲットの接合層となるよう超音波探傷子高さを、測定視野が接合面全体となるように超音波探傷子の走査範囲をそれぞれ設定し、接合したスパッタリングターゲットについて超音波探傷測定（Ｃスキャン）を行なった。超音波は、ターゲット材側から入射した。

超音波探傷装置に付属している解析プログラムにより、得られたデータを解析し、接合率、最大欠陥面積情報を得た。その後、研磨やブラスト処理により表面仕上げを行なった。

実施例１の様にして接合したスパッタリングターゲットの結果を表１に示す。

（実施例２〜１２）
表１に示す接合材量、ワイヤ径、接合材種、ターゲット材設置位置Ｂおよびオーバーラン量Ａとし、バッキングプレートの接合面上にターゲット材を設置した後にターゲット材とバッキングプレート間の接合層（接触部、ターゲット材が乗っている接合領域）の略全面を上から軽く叩いて、接合層中の空気の除去を実施した以外は実施例１と同様にして実施例２〜１２を実施した。実施例２〜１２では、実施例１と同様にして、ターゲット材を第１方向にスライドさせてから第２方向にリバースした。
（実施例１３）
実施例１３では、バッキングプレートの接合面をＳｎ−Ｚｎ材でメタライズ処理し、接合材にＳｎ−Ｚｎ（Ｚｎ９％含有）を用い、接合層中の空気の叩出しを実施しなかった以外は、実施例２と同様の方法でスパッタリングターゲットを作製し、接合率と最大欠陥面積を求めた。
（比較例１）
比較例１では、ターゲット材を第１方向にスライドさせるのみで、第２方向にリバースしておらず、それ以外は、実施例２〜１２と同様にして実施した。
（比較例２）
比較例２では、ターゲット材をスライドやリバースおよび空気の叩出しも実施せず、ターゲット材をスライドもリバースもしないで、表１記載の条件にてスパッタリングターゲットを作製した。

表１において、「設置接合材量」とは、図１Ｂにおいて、バッキングプレート３の接合領域３０に塗布した接合材の量をいう。「補充接合材量」とは、図１Ｄにおいて、ターゲット材が通過したバッキングプレート３の接合領域３０に補充した接合材の量をいう。「ワイヤ種」とは、図１Ａにおいて、バッキングプレート３の接合領域３０に設置されるワイヤ５の種類をいい、ステンレスを用いている。「ワイヤ径」とは、ワイヤ５の直径をいう。「接合材種」とは、接合材の材料をいい、ＩｎやＳｎ−Ｚｎからなるハンダを用いている。「ターゲット材設置位置」とは、図１Ｃにおいて、ターゲット材２を設置する位置をいい、バッキングプレート３の接合領域３０の第１端縁３１からターゲット材２の第１端縁２１までの第１方向Ｄ１の距離Ｂである。「空気叩出し」とは、図１Ｃにおいて、ターゲット材２の端縁をバッキングプレートの接合領域の第１端縁側に配置した段階、また図１Ｄにおいて、ターゲット材２の第１方向Ｄ１の移動（スライド）が終わった段階で、ターゲット材２の上面を叩いてターゲット材２とバッキングプレート３の間の空気を抜くことをいう。「ターゲット材オーバーラン量」とは、ターゲット材２が接合領域３０からはみ出た量をいい、図１Ｄにおいて、バッキングプレート３の接合領域３０の第２端縁３２からターゲット材２の第１端縁２１までの第１方向Ｄ１の距離Ａである。「接合材補充」とは、接合材を補充するか否かをいう。

表１から分かるように、実施例１から実施例１３では、接合率が９７％以上であり、かつ、最大欠陥面積が２０００ｍｍ^２以下（つまり、最大欠陥面積の接合領域の面積に対する割合は０．６％以下）である。実施例１から実施例１３では、ターゲット材が剥がれ難くなっており、スパッタリング装置にて使用後も、ターゲット材の剥がれは確認されなかった。

これに対して、比較例１では、接合率が９０．７０％であり、かつ、最大欠陥面積が１１６２８ｍｍ^２であり、比較例２では、接合率が９６．２７％であり、かつ、最大欠陥面積が１９４８ｍｍ^２である。比較例１，２では、ターゲット材が剥がれ易くなっていた。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。

前記実施形態では、ターゲット材およびバッキングプレートは、長尺に形成されているが、ターゲット材およびバッキングプレートは、短辺と長辺が同一の長さであってもよい。

１ スパッタリングターゲット
２ ターゲット材
２ａ スパッタ面
２１ 第１端縁
２２ 第２端縁
３ バッキングプレート
３ａ 主面
３０ 接合領域
３１ 第１端縁
３２ 第２端縁
４ 接合材
６ 接合層
５ ワイヤ
１０ 欠陥箇所
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向

Claims (2)

1. バッキングプレートと、
   前記バッキングプレートの接合領域に接合材を介して接合されたターゲット材と
   を備え、
   前記ターゲット材の長さは、１０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であり、
   前記ターゲット材と前記バッキングプレートの間の接合箇所の接合面積は、前記接合領域の面積に対して、９７％以上であり、
   前記接合領域の全体において、前記ターゲット材と前記バッキングプレートの間の接合材が存在しない箇所の最大欠陥面積は、前記接合領域全面の面積に対して、０．６％以下である、スパッタリングターゲット。
2. 前記ターゲット材と前記バッキングプレートの間に複数のワイヤを有する、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

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