JP6769041B2 - スパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
本発明は、ターゲット材とバッキング材とがはんだ層を介して接合されて構成されたスパッタリングターゲットの超音波検査方法、及びスパッタリングターゲットに関するものである。
金属膜や酸化物膜等の薄膜を成膜する手段として、スパッタリングターゲットを用いたスパッタ法が広く用いられている。
一般に、スパッタリングターゲットは、成膜する薄膜の組成に応じて形成されたターゲット材と、このターゲット材を保持するバッキング材とが、はんだ層を介して接合された構造とされている。
一般に、スパッタリングターゲットは、成膜する薄膜の組成に応じて形成されたターゲット材と、このターゲット材を保持するバッキング材とが、はんだ層を介して接合された構造とされている。
上述のスパッタリングターゲットとしては、例えば、平板型スパッタリングターゲット、及び、円筒型スパッタリングターゲットが提案されている。
平板型スパッタリングターゲットにおいては、平板状のターゲット材と平板状のバッキング材（バッキングプレート）が積層された構造とされる。
また、円筒型スパッタリングターゲットにおいては、円筒状のターゲット材の内周側に円筒状のバッキング材（バッキングチューブ）が挿入された構造とされる。なお、円筒型ターゲットの軸線方向長さは、例えば１ｍ以上と比較的長く設定されたものが提案されている。
平板型スパッタリングターゲットにおいては、平板状のターゲット材と平板状のバッキング材（バッキングプレート）が積層された構造とされる。
また、円筒型スパッタリングターゲットにおいては、円筒状のターゲット材の内周側に円筒状のバッキング材（バッキングチューブ）が挿入された構造とされる。なお、円筒型ターゲットの軸線方向長さは、例えば１ｍ以上と比較的長く設定されたものが提案されている。
円筒型スパッタリングターゲットは、その外周面がスパッタ面とされており、ターゲットを回転しながらスパッタを実施することから、平板型スパッタリングターゲットを用いた場合に比べて連続成膜に適しており、かつ、スパッタリングターゲットの使用効率に優れるといった利点を有している。
ここで、バッキング材は、ターゲット材の保持、ターゲット材への電力供給、及び、ターゲット材の冷却のために配設されたものであり、上述のスパッタリングターゲットにおいては、ターゲット材とバッキング材とが良好に接合されている必要がある。
ターゲット材とバッキング材との接合状態を検査する手段として、例えば特許文献１には、Ｘ線の透過画像を用いて気泡（ボイド）などの接合欠陥の有無を判定する方法が提案されている。
また、特許文献２には、水中において超音波検査を行い、接合界面における超音波の反射波のピーク強度から気泡（ボイド）などの接合欠陥の有無を判定する方法が提案されている。
ターゲット材とバッキング材との接合状態を検査する手段として、例えば特許文献１には、Ｘ線の透過画像を用いて気泡（ボイド）などの接合欠陥の有無を判定する方法が提案されている。
また、特許文献２には、水中において超音波検査を行い、接合界面における超音波の反射波のピーク強度から気泡（ボイド）などの接合欠陥の有無を判定する方法が提案されている。
ところで、特許文献１に記載されたようにＸ線の透過画像を用いた検査方法によって上述のスパッタリングターゲットを検査した場合においては、ターゲット材、はんだ層及びバッキング材の積層方向における欠陥の位置を特定することはできなかった。
一方、特許文献２に記載されたように水中での超音波検査によって上述のスパッタリングターゲットを検査した場合においては、発振された超音波は、水／ターゲット材界面、ターゲット材／はんだ層界面、はんだ層／バッキング材界面、バッキング材／水界面、の４つの界面で主に反射される。ここで、空隙等の欠陥においては、音響インピーダンスがほぼ０であるため、界面における反射波に比べてピーク強度が非常に大きくなり、欠陥を検出することが可能となる。
従来、スパッタリングターゲットの接合状態を検査する場合には、一つのゲート時間によって反射波のピーク強度を測定して欠陥の有無を判定しており、スパッタリングターゲットには、接合状態を保証するための検査証として一つのゲート時間における反射波形や超音波画像を添付していた。
ところで、例えば上述の円筒型スパッタリングターゲットにおいては、円筒状のターゲット材の内周側に円筒状のバッキング材（バッキングチューブ）を挿入する構成とされ、その軸線方向長さが１ｍ以上と比較的長く設定される場合もあることから、組み付け時の寸法精度の観点から、はんだ層の厚さが例えば０．７５ｍｍ以上と厚く形成される傾向にある。このため、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が大きくなり、一つのゲート時間によって反射波のピーク強度を測定して欠陥の有無を判定した場合には、ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無とはんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無の両者を精度良く判断することができないおそれがあった。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ターゲット材／はんだ層界面における反射波と、はんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が比較的大きくなっても、ターゲット材／はんだ層界面およびはんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を的確に判定することが可能なスパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、上述のスパッタリングターゲットの超音波検査方法によって検査され、接合信頼性に優れた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。
上記の課題を解決するために、本発明のスパッタリングターゲットの超音波検査方法は、円筒状をなすターゲット材と円筒状をなすバッキング材との間にはんだ層を有するスパッタリングターゲットの超音波検査方法であって、前記はんだ層の材質及び厚さは、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されており、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間を設定し、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振し、前記第１のゲート時間における反射波のピーク強度から前記ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無を判断し、前記第２のゲート時間における反射波のピーク強度から前記はんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を判断し、前記はんだ層内部からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間及び前記第２のゲート時間とは異なる第３のゲート時間を設定し、前記第３のゲート時間における反射波のピーク強度から前記はんだ層内部における欠陥の有無を判断することを特徴としている。
このような構成とされた本発明のスパッタリングターゲットの超音波検査方法によれば、前記はんだ層の材質及び厚さが、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されているので、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波反射波の時間差が比較的大きくなっている。
そして、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間を設定しているので、ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無、及び、はんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を的確に判断することが可能となる。また、第１のゲート時間と第２のゲート時間が設定されているので、それぞれ欠陥の有無を判定するピーク強度の閾値を独立に設定することができ、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
そして、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間を設定しているので、ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無、及び、はんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を的確に判断することが可能となる。また、第１のゲート時間と第２のゲート時間が設定されているので、それぞれ欠陥の有無を判定するピーク強度の閾値を独立に設定することができ、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
また、前記はんだ層内部からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間及び前記第２のゲート時間とは異なる第３のゲート時間を設定しているので、はんだ層内部における欠陥の有無を精度良く判定することができる。特に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が非常に大きい場合には、ターゲット材／はんだ層界面及びはんだ層／バッキング材界面以外の欠陥も的確に検出することができる。
本発明のスパッタリングターゲットは、円筒状をなすターゲット材と円筒状をなすバッキング材との間にはんだ層を有するスパッタリングターゲットであって、前記はんだ層の材質及び厚さは、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されており、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間と、前記はんだ層内部からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間及び前記第２のゲート時間とは異なる第３のゲート時間を設定して超音波検査を行い、検査証として、第１のゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、第２ゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、第３ゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、が添付されていることを特徴としている。
このような構成とされた本発明のスパッタリングターゲットによれば、前記はんだ層の材質及び厚さは、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面とはんだ層／バッキング材界面での反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されているが、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波を含む第１のゲート時間を設定して超音波探傷した検査結果と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２ゲート時間を設定して超音波探傷した検査結果と、を備えているので、ターゲット材とバッキング材との接合状態が的確に検査できており、信頼性に特に優れている。
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記はんだ層の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記はんだ層の厚さのばらつきが抑えられているので、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波、及び、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間が安定しており、上述の第１のゲート時間と第２のゲート時間によって、前記ターゲット材／はんだ層界面、及び、前記はんだ層／バッキング材界面の欠陥の有無を的確に判断することができる。
この場合、前記はんだ層の厚さのばらつきが抑えられているので、前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波、及び、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間が安定しており、上述の第１のゲート時間と第２のゲート時間によって、前記ターゲット材／はんだ層界面、及び、前記はんだ層／バッキング材界面の欠陥の有無を的確に判断することができる。
以上のように、本発明によれば、ターゲット材／はんだ層界面における反射波と、はんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が比較的大きくなっても、ターゲット材／はんだ層界面およびはんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を的確に判定することが可能なスパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、上述のスパッタリングターゲットの超音波検査方法によって検査され、接合信頼性に優れたスパッタリングターゲットを提供することが可能となる。
以下に、本発明の実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、スパッタリングターゲットについて添付した図面を参照して説明する。
本実施形態に係るスパッタリングターゲット１０は、図１に示すように、軸線Ｏに沿って延在する円筒形状をなすターゲット材１１と、このターゲット材１１の内周側に挿入された円筒形状のバッキング材（バッキングチューブ）１２とを備えている。
そして、ターゲット材１１とバッキング材１２は、はんだ層１３を介して接合されている。
そして、ターゲット材１１とバッキング材１２は、はんだ層１３を介して接合されている。
ターゲット材１１は、成膜する薄膜の組成に応じた組成とされており、各種金属及び酸化物等で構成されている。本実施形態では、例えばＣｕ−Ｇａ合金等の銅合金で構成されたものとされている。
また、このターゲット材１１のサイズは、例えば外径Ｄ１が１００ｍｍ≦Ｄ１≦３００ｍｍの範囲内、内径ｄ１が５０ｍｍ≦ｄ１≦２００ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬ１が５０ｍｍ≦Ｌ１≦３０００ｍｍの範囲内とされている。
また、このターゲット材１１のサイズは、例えば外径Ｄ１が１００ｍｍ≦Ｄ１≦３００ｍｍの範囲内、内径ｄ１が５０ｍｍ≦ｄ１≦２００ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬ１が５０ｍｍ≦Ｌ１≦３０００ｍｍの範囲内とされている。
バッキング材１２は、ターゲット材１１を保持して機械的強度を確保するために設けられたものであり、さらにはターゲット材１１への電力供給、及び、ターゲット材１１の冷却といった作用を有するものである。このため、バッキング材１２としては、機械的強度、電気伝導性及び熱伝導性に優れていることが求められており、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、銅又は銅合金、チタン等で構成されている。
また、このバッキング材１２のサイズは、例えば外径Ｄ２が３０ｍｍ≦Ｄ２≦２００ｍｍの範囲内、内径ｄ２が２０ｍｍ≦ｄ２≦１９５ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬ２が５０ｍｍ≦Ｌ２≦３０００ｍｍの範囲内とされている。
また、このバッキング材１２のサイズは、例えば外径Ｄ２が３０ｍｍ≦Ｄ２≦２００ｍｍの範囲内、内径ｄ２が２０ｍｍ≦ｄ２≦１９５ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬ２が５０ｍｍ≦Ｌ２≦３０００ｍｍの範囲内とされている。
ターゲット材１１とバッキング材１２との間に介在するはんだ層１３は、はんだ材を用いてターゲット材１１とバッキング材１２とを接合した際に形成されるものである。
本実施形態では、はんだ層１３の材質及び厚さは、ターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されている。
本実施形態では、はんだ層１３の材質及び厚さは、ターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されている。
はんだ層１３の材質としては、例えばＩｎ、Ｉｎ合金（Ｉｎ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｐｂ）等を挙げることができる。
本実施形態では、はんだ層１３はＩｎで構成されたものとされている。なお、Ｉｎの音速は１２１５ｍ／ｓｅｃ．とされる。
本実施形態では、はんだ層１３はＩｎで構成されたものとされている。なお、Ｉｎの音速は１２１５ｍ／ｓｅｃ．とされる。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、円筒形状をなすターゲット材１１の内周側にバッキング材１２を挿入する構成とされており、さらにターゲット材１１の軸線Ｏ方向長さＬ１及びにバッキング材１２の軸線Ｏ方向長さＬ２が比較的長く設定されているため、組み付け時の寸法精度の観点から、はんだ層１３は比較的厚く形成されている。
具体的には、はんだ層１３の厚さｔは、１．０ｍｍ≦ｔ≦３．５ｍｍの範囲内とされている。
具体的には、はんだ層１３の厚さｔは、１．０ｍｍ≦ｔ≦３．５ｍｍの範囲内とされている。
上述のように、はんだ層１３がＩｎで構成され、且つ、はんだ層１３の厚さｔが１．０ｍｍ≦ｔ≦３．５ｍｍの範囲内とされていることから、Ｉｎにおける音速１２１５ｍ／ｓｅｃ．を考慮すると、ターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となる。
また、本実施形態では、はんだ層１３の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされている。
具体的には、円筒状のスパッタリングターゲット１０を軸線Ｏ方向に直交する一の断面においてはんだ層１３の厚さを５箇所測定し、さらに、スパッタリングターゲット１０を軸線Ｏ方向に直交する他の断面においてはんだ層１３の厚さを５箇所測定する。そして、これら１０箇所の測定値から算出されるはんだ層１３の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされているのである。
具体的には、円筒状のスパッタリングターゲット１０を軸線Ｏ方向に直交する一の断面においてはんだ層１３の厚さを５箇所測定し、さらに、スパッタリングターゲット１０を軸線Ｏ方向に直交する他の断面においてはんだ層１３の厚さを５箇所測定する。そして、これら１０箇所の測定値から算出されるはんだ層１３の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされているのである。
次に、本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法について、図２を参照して説明する。
本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法は、上述したスパッタリングターゲット１０においてターゲット材１１とバッキング材１２との接合状態を検査するものである。
本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法は、上述したスパッタリングターゲット１０においてターゲット材１１とバッキング材１２との接合状態を検査するものである。
本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法においては、スパッタリングターゲット１０を水中に配置し、ターゲット材１１の表面からターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に向けて超音波を発振し、その反射波のピーク強度によって欠陥の有無を検査するものである。
ターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に向けて発振された超音波は、水／ターゲット材界面、ターゲット材／はんだ層界面、はんだ層／バッキング材界面、バッキング材／水界面、の４つの界面で主に反射されることになる。
ターゲット材１１、はんだ層１３及びバッキング材１２の積層方向に向けて発振された超音波は、水／ターゲット材界面、ターゲット材／はんだ層界面、はんだ層／バッキング材界面、バッキング材／水界面、の４つの界面で主に反射されることになる。
ここで、本実施形態では、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内とされ、時間差が大きいことから、図２に示すように、反射波のピーク強度を評価する際に、ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間２１と、はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに第１のゲート時間２１とは異なる第２のゲート時間２２と、を設定している。
さらに、本実施形態では、図２に示すように、はんだ層１３内部からの反射波の発生時間を含むとともに、第１のゲート時間２１及び第２のゲート時間２２とは異なる第３のゲート時間２３を設定している。
なお、本実施形態では、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３は、重複する時間帯はなく、それぞれ独立して設定されている。
なお、本実施形態では、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３は、重複する時間帯はなく、それぞれ独立して設定されている。
ここで、図２に示すように、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３では、欠陥有りと判定するためのピーク強度の閾値についてそれぞれ独立に規定されている。
以下に、図２を参照して、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３における反射波のピーク強度から欠陥の発生状況を判断する方法について説明する。
以下に、図２を参照して、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３における反射波のピーク強度から欠陥の発生状況を判断する方法について説明する。
＜正常な場合＞
ターゲット材１１とバッキング材１２との接合状態が正常で欠陥がない場合には、図２（ａ）に示すように、第１のゲート時間２１及び第２のゲート時間２２において、それぞれの閾値未満の反射波のピークＰ１、Ｐ２が認められる。これらの反射波は、正常なターゲット材／はんだ層界面及びはんだ層／バッキング材界面において生じるものである。
ターゲット材１１とバッキング材１２との接合状態が正常で欠陥がない場合には、図２（ａ）に示すように、第１のゲート時間２１及び第２のゲート時間２２において、それぞれの閾値未満の反射波のピークＰ１、Ｐ２が認められる。これらの反射波は、正常なターゲット材／はんだ層界面及びはんだ層／バッキング材界面において生じるものである。
＜欠陥１＞
ターゲット材／はんだ層界面に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｂ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値以上の反射波のピークＰ１が認められる。なお、欠陥３０以降には超音波は伝播しないことから、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３においては反射波のピークが存在しない。
ターゲット材／はんだ層界面に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｂ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値以上の反射波のピークＰ１が認められる。なお、欠陥３０以降には超音波は伝播しないことから、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３においては反射波のピークが存在しない。
＜欠陥２＞
はんだ層１３の内部に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｃ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値未満の反射波のピークＰ１が認められるとともに、第３のゲート時間２３において閾値以上の反射波のピークＰ３が認められる。なお、欠陥３０以降には超音波は伝播しないことから、第２のゲート時間２２においては反射波のピークが存在しない。
はんだ層１３の内部に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｃ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値未満の反射波のピークＰ１が認められるとともに、第３のゲート時間２３において閾値以上の反射波のピークＰ３が認められる。なお、欠陥３０以降には超音波は伝播しないことから、第２のゲート時間２２においては反射波のピークが存在しない。
＜欠陥３＞
はんだ層／バッキング材界面に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｄ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値未満の反射波のピークＰ１が認められるとともに、第２のゲート時間２２において閾値以上の反射波のピークＰ２が認められる。
はんだ層／バッキング材界面に空隙等の欠陥３０が生じている場合には、図２（ｄ）に示すように、第１のゲート時間２１において閾値未満の反射波のピークＰ１が認められるとともに、第２のゲート時間２２において閾値以上の反射波のピークＰ２が認められる。
以上のように、第１のゲート時間２１、第２のゲート時間２２及び第３のゲート時間２３における反射波のピーク強度を評価することにより、ターゲット材１１とはんだ層１３とバッキング材１２との積層方向において、欠陥の発生位置を検出することができ、欠陥の有無を精度良く判定することが可能となる。
そして、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、上述した本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法において、第１のゲート時間２１で評価されたターゲット材／はんだ層界面における超音波探傷結果（図３の超音波画像）と、第２のゲート時間２２で評価されたはんだ層／バッキング材界面における超音波探傷結果（図４の超音波画像）が添付されている。すなわち、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０は、上述した本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法において、接合状態を検査したものである。
なお、従来のように、一つのゲート時間のみでターゲット材とバッキング材の界面を超音波検査した場合の超音波画像を図５に示す。この図５に示す超音波画像においては、図４に示す第２のゲート時間２２で評価されたはんだ層／バッキング材界面における超音波探傷結果で確認される欠陥が検出されていないことが分かる。
なお、従来のように、一つのゲート時間のみでターゲット材とバッキング材の界面を超音波検査した場合の超音波画像を図５に示す。この図５に示す超音波画像においては、図４に示す第２のゲート時間２２で評価されたはんだ層／バッキング材界面における超音波探傷結果で確認される欠陥が検出されていないことが分かる。
以上のような構成とされた本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法によれば、ターゲット材１１の表面からターゲット材１１とバッキング材１２の積層方向に向けて超音波を発振してその反射波で欠陥の有無を判断する際に、ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間２１と、はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、第１のゲート時間２１とは異なる第２のゲート時間２２を設定しているので、ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無、及び、はんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を的確に判断することが可能となる。また、第１のゲート時間２１と第２のゲート時間２２が設定されているので、欠陥の有無を判定するピーク強度の閾値をそれぞれ独立に設定することができ、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
さらに、本実施形態においては、はんだ層１３の内部からの反射波の発生時間を含むとともに、第１のゲート時間２１及び第２のゲート時間２２とは異なる第３のゲート時間２３を設定しているので、はんだ層１３の内部における欠陥の有無を精度良く判定することができる。特に、ターゲット材／はんだ層界面とはんだ層／バッキング材界面での反射波の時間差が非常に大きい場合には、界面以外の欠陥も的確に検出することができる。また、欠陥の有無を判定するピーク強度の閾値を第１のゲート時間２１と第２のゲート時間２２と独立して設定することができ、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
本実施形態であるスパッタリングターゲット１０によれば、上述した本実施形態であるスパッタリングターゲットの超音波検査方法において、第１のゲート時間２１で評価されたターゲット材／はんだ層界面における超音波探傷結果（図３の超音波画像）と、第２のゲート時間２２で評価されたはんだ層／バッキング材界面における超音波探傷結果（図４の超音波画像）が添付されているので、ターゲット材１１とバッキング材１２との接合状態が的確に検査できており、信頼性に特に優れている。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、ターゲット材１１及びバッキング材１２が円筒状をなしているので、はんだ層１３の厚さが比較的厚くなるが、上述のように、第１のゲート時間２１で評価されたターゲット材／はんだ層界面における超音波探傷結果（図３の超音波画像）と、第２のゲート時間２２で評価されたはんだ層／バッキング材界面における超音波探傷結果（図４の超音波画像）と、を備えることで、確実にターゲット材とバッキング材との接合状態を適切に評価することができる。
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、はんだ層１３の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされているので、はんだ層１３の厚さのばらつきが抑えられており、ターゲット材／はんだ層界面からの反射波、及び、はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間が安定しており、上述の第１のゲート時間２１と第２のゲート時間２２によって、ターゲット材／はんだ層界面、及び、はんだ層／バッキング材界面の欠陥の有無を的確に判断することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、円筒状のスパッタリングターゲットを例に挙げて説明したが、その他の形状のスパッタリングターゲットであってもよい。また、はんだ層をＩｎで構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、はんだ層の材質に特に限定はない。さらに、はんだ層の具体的な厚さについても実施形態に限定されることはない。
すなわち、はんだ層の材質及び厚さが、ターゲット材、はんだ層及びバッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されていればよい。
本実施形態では、円筒状のスパッタリングターゲットを例に挙げて説明したが、その他の形状のスパッタリングターゲットであってもよい。また、はんだ層をＩｎで構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、はんだ層の材質に特に限定はない。さらに、はんだ層の具体的な厚さについても実施形態に限定されることはない。
すなわち、はんだ層の材質及び厚さが、ターゲット材、はんだ層及びバッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されていればよい。
１０ スパッタリングターゲット
１１ ターゲット材
１２ バッキング材
１３ はんだ層
２１ 第１のゲート時間
２２ 第２のゲート時間
２３ 第３のゲート時間
１１ ターゲット材
１２ バッキング材
１３ はんだ層
２１ 第１のゲート時間
２２ 第２のゲート時間
２３ 第３のゲート時間
Claims (3)
- 円筒状をなすターゲット材と円筒状をなすバッキング材との間にはんだ層を有するスパッタリングターゲットの超音波検査方法であって、
前記はんだ層の材質及び厚さは、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波との時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されており、
前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間を設定し、
前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振し、前記第１のゲート時間における反射波のピーク強度から前記ターゲット材／はんだ層界面における欠陥の有無を判断し、前記第２のゲート時間における反射波のピーク強度から前記はんだ層／バッキング材界面における欠陥の有無を判断し、
前記はんだ層内部からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間及び前記第２のゲート時間とは異なる第３のゲート時間を設定し、前記第３のゲート時間における反射波のピーク強度から前記はんだ層内部における欠陥の有無を判断することを特徴とするスパッタリングターゲットの超音波検査方法。 - 円筒状をなすターゲット材と円筒状をなすバッキング材との間にはんだ層を有するスパッタリングターゲットであって、
前記はんだ層の材質及び厚さは、前記ターゲット材、前記はんだ層及び前記バッキング材の積層方向に超音波を発振した際に、ターゲット材／はんだ層界面における反射波とはんだ層／バッキング材界面における反射波の時間差が１．０μｓｅｃ．以上３．５μｓｅｃ．以下の範囲内となるように規定されており、
前記ターゲット材／はんだ層界面からの反射波の発生時間を含む第１のゲート時間と、前記はんだ層／バッキング材界面からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間とは異なる第２のゲート時間と、前記はんだ層内部からの反射波の発生時間を含むとともに、前記第１のゲート時間及び前記第２のゲート時間とは異なる第３のゲート時間を設定して超音波検査を行い、
検査証として、第１のゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、第２ゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、第３ゲート時間を設定して超音波探傷して検査した超音波画像と、が添付されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。 - 前記はんだ層の平均厚さｔaveが０．７５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記はんだ層の１０箇所での測定値の標準偏差をσとするとき、３×σが０．２×ｔave以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項２に記載のスパッタリングターゲット。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016028680A JP6769041B2 (ja) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | スパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、スパッタリングターゲット |
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| JP2017146222A JP2017146222A (ja) | 2017-08-24 |
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| JP2016028680A Active JP6769041B2 (ja) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | スパッタリングターゲットの超音波検査方法、及び、スパッタリングターゲット |
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-
2016
- 2016-02-18 JP JP2016028680A patent/JP6769041B2/ja active Active
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