WO2014013925A1 - 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

円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法 Download PDF

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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435—Target holders (includes backing plates and endblocks)

Definitions

  • the present invention relates to a cylindrical sputtering target used in a magnetron sputtering apparatus and a method for manufacturing the same.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-159966 filed in Japan on July 18, 2012 and Japanese Patent Application No. 2013-122295 filed in Japan on June 11, 2013. The contents are incorporated here.
  • a magnetron sputtering apparatus As a magnetron sputtering apparatus, there is a magnetron sputtering apparatus provided with a cylindrical sputtering target that performs sputtering while rotating the target.
  • a magnet is disposed inside a cylindrical target, and sputtering is performed while rotating the target while cooling the target by flowing cooling water inside the target.
  • a sputtering apparatus using such a cylindrical sputtering target is suitable for film formation over a large area and has a feature that the use efficiency of the target is very high. Since the cylindrical target can circulate cooling water inside, the cooling efficiency is high. Therefore, high power can be applied to the target, and film formation can be performed at high speed.
  • a flat plate target has a usage efficiency of about a dozen to 30%, whereas a cylindrical target has a very high usage efficiency of about 80% because the entire surface of the target material is an erosion region.
  • cylindrical targets are mainly used in film forming apparatuses for surface coating of building glass, and are rarely applied to the manufacture of electronic components that require strict control of the film forming atmosphere.
  • rotating cathode type sputtering devices have been developed for the manufacture of large electronic components such as solar cells and flat panel displays. For this reason, it is required to manufacture a high-quality cylindrical target at a low cost.
  • a bonding material (solder material) is densely formed using a pressure difference in a space formed between a cylindrical target material and a cylindrical base material (backing tube) arranged concentrically. It is described that filling prevents the bonding material from taking in air.
  • Patent Document 2 describes that the bonding material is prevented from taking in air by using an adapter when the bonding material is injected between the cylindrical target material and the cylindrical backing tube.
  • Patent Document 3 the lower end portion of the cylindrical target material is closed by inserting a backing tube whose upper end portion is closed at the lower end portion of the cylindrical target material arranged along the vertical direction. It is described that the molten bonding agent is stored in the inside and the bonding agent is filled between the cylindrical target material and the backing tube by pushing the backing tube toward the upper end of the cylindrical target material in this state. Has been.
  • Patent Document 4 a joining material in a molten state is put into a cylindrical target material whose bottom end is closed, and a cylindrical base body whose bottom end is closed is pushed into the cylindrical target material. It is described that the bonding material is filled.
  • JP 2010-70842 A JP 2011-84795 A JP 2011-127138 A JP-A-8-60351
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and easily and reliably joins a cylindrical target material and a cylindrical backing tube to form a target that can be reliably held during use. It aims at preventing the damage of the cylindrical sputtering target at the time of use, and improving the use efficiency in a cylindrical sputtering target.
  • the present invention is a method of manufacturing a cylindrical sputtering target by bonding an outer peripheral surface of a cylindrical backing tube and an inner peripheral surface of a cylindrical target material with a bonding material, and one end of the cylindrical backing tube Is sealed with a dummy stopper to form a sealed end, and a molten bonding material is placed in a concave bonding material holding portion having a substantially circular cross section that can be inserted into the cylindrical backing tube provided in the bonding material filling jig.
  • the cylindrical backing tube with the sealed end facing downward is inserted into the cylindrical target material placed on the bonding material filling jig with a gap between the cylindrical target and the cylindrical target.
  • the bonding material holding portion By inserting the bonding material holding portion through the material, the molten bonding material is pushed out from the bonding material holding portion, and the inner peripheral surface of the cylindrical target material and the cylindrical shape Tsu solidified after filling into the gap between the outer peripheral surface of the king tube, removed from the bonding material filling jig is a method for manufacturing a cylindrical sputtering target to remove the dummy plug.
  • the joining end of the cylindrical target material is inserted into the joining target holding portion filled with the molten joining material by inserting the sealing end of the cylindrical backing tube sealed with the dummy plug. It is extruded and filled in the gap between the peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical backing tube. Then, after the bonding material is solidified, it is removed from the bonding material filling jig, and the cylindrical target material and the cylindrical backing tube are bonded to each other simply by removing unnecessary parts such as dummy plugs and protrusions of the bonding material. The target can be easily obtained.
  • the bonding material is filled so as to rise from below into the gap between the cylindrical target material and the cylindrical backing tube, the generation of voids due to remaining bubbles is prevented, and the cylindrical target material and the cylindrical backing tube are prevented. Can be firmly joined to each other, and the heat transfer performance can be improved to improve the cooling performance.
  • the cylindrical backing tube to be inserted into the bonding material holding portion is protruded from one end of the cylindrical target material, so that the cylindrical material backing from both ends of the cylindrical target material.
  • a cylindrical sputtering target with a protruding tube can be easily manufactured.
  • the cylindrical target material can be concentrically arranged with respect to the cylindrical backing tube to obtain a cylindrical sputtering target without eccentricity.
  • the gap between the cylindrical backing tube and the cylindrical target material is made uniform over the entire circumference by the spacer, so that the heat transfer is uniform, preventing damage to the cylindrical sputtering target due to thermal expansion during manufacturing and use. can do.
  • the spacer is preferably made of copper or SUS. Since copper has high thermal conductivity, heat transfer between the cylindrical backing tube and the cylindrical target material is improved. On the other hand, since SUS is excellent in strength, it is unlikely to be bent and the like, and improves workability when a cylindrical backing tube is inserted into a cylindrical target material. Moreover, heat transferability is not impaired.
  • the bonding material is a metal system
  • the outer peripheral surface of the cylindrical backing tube and the inner peripheral surface of the cylindrical target material are previously metallized.
  • the bonding material is a metal material such as an In-based low-melting-point solder material
  • the outer peripheral surface of the cylindrical backing tube and the inner peripheral surface of the cylindrical target material are preliminarily metallized so that the bonding material is provided on each peripheral surface. Since it flows smoothly and becomes easy to adhere, a cylindrical sputtering target capable of uniform heat transfer can be manufactured without forming bubbles or the like between the cylindrical backing tube and the cylindrical target material.
  • the present invention also provides a cylindrical target material, a cylindrical backing tube that protrudes from both ends of the cylindrical target material and is joined to the inner peripheral surface of the cylindrical target material by a joining material, and the cylindrical target material.
  • It is a cylindrical sputtering target provided with the spacer arrange
  • the backing tube protrudes from both ends of the target material, it is easily held reliably in the sputtering apparatus, and the entire surface of the target material can be used efficiently. Further, since the bonding material is filled between the cylindrical target material and the cylindrical backing tube without a gap by the spacer and the heat transfer property is improved, damage due to thermal contraction is unlikely to occur.
  • the cylindrical target material and the cylindrical backing tube are easily and surely joined to form a target that can be securely held during use.
  • the cylindrical sputtering target can be prevented from being damaged at the same time, and the use efficiency of the cylindrical sputtering target can be improved.
  • the cylindrical sputtering target 10 has a cylindrical target material (hereinafter referred to as “target material”) 20 and a cylindrical shape that protrudes from both ends of the target material 20 and is bonded to the inner peripheral surface 21 of the target material 20 by a bonding material 30.
  • target material cylindrical target material
  • FIG. 1 to 3 show respective steps of manufacturing the cylindrical sputtering target 10 by bonding the outer peripheral surface 41 of the backing tube 40 and the inner peripheral surface 21 of the target material 20 with the bonding material 30.
  • one end portion of the backing tube 40 is closed with a dummy plug 60 to form a sealed end portion 42, and the target material 20 is formed on at least a part of the outer peripheral surface 41 of the backing tube 40.
  • the spacer 50 which forms the fixed space
  • the spacer 50 is preferably made of copper or SUS, and preferably has a shape of a wire having a diameter of 0.8 mm, for example.
  • the spacer 50 can be installed by sticking to the backing tube 40 with a heat-resistant tape.
  • the target material 20 can be arranged concentrically with respect to the backing tube 40, and the molten state bonding to be filled later. It is desirable to provide so as not to obstruct the flow of the material 30. That is, it is preferable to provide a plurality of portions in the circumferential direction so as to extend in the length direction at least near both ends of the backing tube 40.
  • the materials and dimensions of the target material 20 and the backing tube 40 are not particularly limited.
  • the target material 20 is a cylindrical member having a diameter of 135 mm and a length of 1 to 3 m, made of a metal such as Cu, Ag, Ti, or ceramics, and a backing tube.
  • a cylindrical member made of Ti or SUS having an outer diameter of 133 mm and a length of 1 to 3 m can be used.
  • the bonding material 30 is not particularly limited, and a metal material such as an In-based low melting point solder material can be used.
  • the gap g is 1 mm in radius, but the target material 20 having an inner diameter of 134 mm to 137 mm can be applied.
  • the gap g is preferably 0.5 mm to 2 mm. If the gap g is less than 0.5 mm, there is a possibility that the bonding material 30 is small and the cushioning property is lost, which may weaken the impact. If it exceeds 2 mm, it is difficult to obtain a cooling effect during use. The material 30 is wasted.
  • the inner peripheral surface 21 of the target material 20 and the outer peripheral surface 41 of the backing tube 40 are metallized in advance.
  • the metallization is performed, for example, by placing a molten bonding material 30 on each heated surface and applying the bonding material 30 while applying ultrasonic vibration with an ultrasonic iron or the like equipped with a heater.
  • ultrasonic vibration with an ultrasonic iron or the like equipped with a heater.
  • the bonding material filling jig 70 has a target material holding portion 71 that is arranged in close contact with the lower end surface of the target material 20 and a backing tube 40 that is formed inside the target material holding portion 71 and can be inserted. And a concave bonding material holding portion 72 having a substantially circular cross section.
  • the inner diameter of the bonding material holding portion 72 is larger than the outer diameter of the backing tube 40 and is set to be substantially the same as the inner diameter of the target material 20.
  • the target material holding portion 71 is provided with a ring plate-like packing P that closes the lower end surface of the target material 20 and the bonding material filling jig 70 and prevents leakage of the molten bonding material 30.
  • the bonding material 30 in the molten state is stored in the bonding material holding portion 72 of the bonding material filling jig 70, and the target material 20 is held in the target material holding portion 71, along the vertical direction. Arrange. Then, the backing tube 40 provided with the spacer 50 on the outer peripheral surface 41 is inserted into the target material 20 with the sealed end portion 42 sealed by the dummy plug 60 facing downward, and bonded through the target material 20. Insert into the material holder 72.
  • the entire volume of the bonding material holding portion 72 is such that the lower end portion of the backing tube 40 is inserted and the lower end surface of the dummy plug 60 reaches the bottom surface of the bonding material holding portion 72 and the outer peripheral surface of the backing tube 40.
  • the bonding material 30 is formed at the upper end of the target material 20 as shown in FIG. It should be slightly overhanging.
  • the cylindrical target material 20 and the inner peripheral surface of the cylindrical target material 20 project from both ends of the cylindrical target material 20.
  • the cylindrical backing tube 40 joined to the joint 21 by the joining material 30, and the metallic backing disposed at least at both ends between the inner peripheral surface 21 of the cylindrical target material 20 and the outer peripheral surface 41 of the cylindrical backing tube 40.
  • a cylindrical sputtering target 10 according to the present invention including the spacer 50 is obtained.
  • the depth of the bonding material holding portion 72 and the length of the dummy plug 60 are adjusted to bond the target material 20 and the backing tube 40 having an arbitrary length.
  • the length of the backing tube 40 protruding from the end of the target material 20 can be adjusted. Therefore, by projecting the both ends of the backing tube 40 from the both ends of the target material 20 with an arbitrary length, the cylindrical sputtering target 10 having a portion that can be reliably held during use can be easily manufactured.
  • the bonding material 30 is filled while rising from the lower end into the gap g between the target material 20 and the backing tube 40, so that generation of voids due to remaining bubbles is prevented and there is no gap. Filled. Accordingly, the target material 20 and the backing tube 40 are firmly joined together, and the heat transfer between them can be improved so that the target material 20 can be efficiently cooled. At the time of use, a high voltage can be applied to the cylindrical sputtering target 10, and high-speed film formation is possible. Moreover, since the backing tube 40 protruding from the target material 20 can be held, the entire target material 20 can be used, and the use efficiency can be improved.
  • this invention is not limited to the thing of the structure of the said embodiment, In a detailed structure, it is possible to add a various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
  • the gap g between the inner peripheral surface of the target material and the outer peripheral surface of the backing tube is formed over the entire circumference, but if an amount of the bonding material capable of joining the target material and the backing tube can be filled, Even if the gap is not necessarily formed on the entire circumference, it does not prevent the gap from being partially formed, such as a groove or a spiral gap along the length direction of the target material.

Abstract

　円筒形のターゲット材とバッキングチューブとを容易かつ確実に接合し、円筒形スパッタリングターゲットの破損を防止するとともに、使用効率を向上させる。　バッキングチューブ４０の一方の端部をダミー栓６０により閉塞して封止端部４２としておき、接合材充填治具７０に設けられたバッキングチューブを挿入可能な横断面略円形の凹状の接合材保持部７２に溶融状態の接合材３０を貯留させておき、封止端部４２を下方に向けたバッキングチューブ４０を、接合材充填治具７２にのせたターゲット材２０の内部に隙間ｇをあけて挿入し、該ターゲット材２０を通して接合材保持部７２に挿入することにより、溶融状態の接合材３０を接合材保持部７２から押し出してターゲット材２０の内周面とバッキングチューブ４０の外周面との隙間ｇに充填した後に固化させ、接合材充填治具７０から取り外し、ダミー栓６０を除去する。

Description

円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法
　本発明は、マグネトロンスパッタリング装置に用いら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に関する。
　本願は、２０１２年７月１８日に、日本に出願された特願２０１２－１５９９６６号及び２０１３年６月１１日に、日本に出願された特願２０１３－１２２２９５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　マグネトロンスパッタリング装置として、ターゲットを回転させながらスパッタを行う円筒形スパッタリングターゲットを備えたマグネトロンスパッタリング装置がある。このマグネトロンスパッタリング装置においては、円筒形ターゲットの内側に磁石を配置するとともに、ターゲットの内側に冷却水を流すことによりターゲットを冷却しつつ、ターゲットを回転させながらスパッタを行う。
　このような円筒形スパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置は、大面積の成膜に適しており、ターゲットの使用効率が非常に高いという特徴がある。円筒形ターゲットは内部に冷却水を流通させることができるので冷却効率が高く、したがってターゲットに高い電力を印加でき、高速で成膜することが可能である。また、一般に平板ターゲットは十数％～３０％程度の使用効率であるのに対し、円筒形ターゲットではターゲット材の全面がエロージョン領域となるため、約８０％の非常に高い使用効率が得られる。
　このような円筒形ターゲットは、従来では主に建材ガラスの表面コーティング用成膜装置に使用されており、厳密な成膜雰囲気の管理が要求される電子部品の製造に適用されることはほとんどなかったが、近年、太陽電池やフラットパネルディスプレイなど、大型の電子部品の製造に向けた回転カソード型のスパッタリング装置が開発されている。このため、高品質の円筒形ターゲットを低コストで製造することが求められている。
　特許文献１には、同心状に配置した円筒形ターゲット材と円筒形基材（バッキングチューブ）との間に形成される空間内に、圧力差を利用して接合材（はんだ材）を密に充填することにより、接合材が空気を取り込むのを防止することが記載されている。
　特許文献２には、円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとの間に接合材を注入する際にアダプタを用いることにより、接合材が空気を取り込むのを防止することが記載されている。
　特許文献３には、上下方向に沿って配置した円筒形ターゲット材の下端部に上端部を閉塞させたバッキングチューブを挿入することにより円筒形ターゲット材の下端部を閉塞し、この円筒形ターゲット材の中に溶融状態の接合剤を貯留させ、この状態でバッキングチューブを円筒形ターゲット材の上端部に向けて押し込むことにより円筒形ターゲット材とバッキングチューブとの間に接合剤を充填することが記載されている。
　特許文献４には、下端部を閉鎖した円筒形ターゲット材に溶融状態の接合材を入れ、そこに下端部を閉鎖した円筒形基体を押し込むことにより円筒形ターゲット材と円筒形基体との間に接合材を充満させることが記載されている。
特開２０１０－７０８４２号公報 特開２０１１－８４７９５号公報 特開２０１１－１２７１３８号公報 特開平８－６０３５１号公報
　溶融状態の接合材を円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとの間に注入する場合、溶融状態の接合材が気泡を取り込んでしまうと、気泡部分で熱伝達が不均一になり、冷却効率が低下したり、接合後のスパッタリングターゲットに割れや剥離等の破損が生じたりするおそれがある。このような事態を防止するために、接合材を圧力で押し込んだり、振動を加えて気泡を追い出したりするなどの方法が提案されている。一方、回転状態で使用される円筒形スパッタリングターゲットを確実に保持することが可能な構造が求められているが、製造方法によってはそのような構造が得られない場合がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとを容易かつ確実に接合し、使用時に確実な保持が可能なターゲットを形成し、製造時および使用時における円筒形スパッタリングターゲットの破損を防止するとともに、円筒形スパッタリングターゲットにおける使用効率を向上させることを目的とする。
　本発明は、円筒形バッキングチューブの外周面と円筒形ターゲット材の内周面とを接合材により接合して円筒形スパッタリングターゲットを製造する方法であって、前記円筒形バッキングチューブの一方の端部をダミー栓により閉塞して封止端部としておき、接合材充填治具に設けられた前記円筒形バッキングチューブを挿入可能な横断面略円形の凹状の接合材保持部に溶融状態の接合材を貯留させておき、前記封止端部を下方に向けた前記円筒形バッキングチューブを、前記接合材充填治具にのせた前記円筒形ターゲット材の内部に隙間をあけて挿入し、該円筒形ターゲット材を通して前記接合材保持部に挿入することにより、溶融状態の前記接合材を前記接合材保持部から押し出して前記円筒形ターゲット材の前記内周面と前記円筒形バッキングチューブの前記外周面との前記隙間に充填した後に固化させ、前記接合材充填治具から取り外し、前記ダミー栓を除去する円筒形スパッタリングターゲットの製造方法である。
　この製造方法によれば、溶融状態の接合材で満たした接合材保持部にダミー栓で封止した円筒形バッキングチューブの封止端部が挿入することにより、接合材が円筒形ターゲット材の内周面と円筒形バッキングチューブの外周面との隙間に押し出されて充填される。そして、接合材が固化した後に接合材充填治具から取り出してダミー栓や接合材のはみ出し等の不要部分を取り除くだけで、円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとが接合されてなる円筒形スパッタリングターゲットを容易に得ることができる。この場合、接合材は円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとの隙間に下方から上昇するように充填されるので、気泡の残存による空隙の発生を防止し、円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとを強固に接合するとともに、これらの熱伝達性を向上して冷却性を良くすることができる。
　また、接合材充填治具において接合材を充填する際に、接合材保持部に挿入する円筒形バッキングチューブを円筒形ターゲット材の一端部から突出させるので、円筒形ターゲット材の両端から円筒材バッキングチューブが突出した円筒形スパッタリングターゲットを容易に製造することができる。このとき、接合材保持部の容量、ダミー栓の大きさ等を適宜調整することにより、各部材間に押し出されて充填される接合材の量を調整することができる。
　この製造方法において、前記円筒形バッキングチューブの前記外周面の少なくとも一部に、前記円筒形ターゲット材の前記内周面に対する一定の間隔を形成するスペーサを設けておくことが好ましい。この場合、円筒形バッキングチューブに対して円筒形ターゲット材を同心状に配置し、偏心のない円筒形スパッタリングターゲットを得ることができる。また、円筒形バッキングチューブと円筒形ターゲット材との隙間がスペーサによって全周にわたって均一になることにより、熱伝達が均一になり、製造時および使用時における熱膨張による円筒形スパッタリングターゲットの破損を防止することができる。
　また、この製造方法において、前記スペーサは銅製又はＳＵＳ製であることが好ましい。銅は、熱伝導性が高いので、円筒形バッキングチューブと円筒形ターゲット材との熱伝達性が向上する。一方、ＳＵＳは、強度に優れるので折れ曲がり等が生じにくく、円筒形ターゲット材に円筒形バッキングチューブを挿入する際の作業性を向上させる。また、熱伝達性を損なうこともない。
　さらに、この製造方法において、前記接合材は金属系であり、前記円筒形バッキングチューブの前記外周面および前記円筒形ターゲット材の前記内周面を予めメタライズしておくことが好ましい。接合材としてＩｎ系低融点はんだ材等の金属材を用いる場合、予め円筒形バッキングチューブの外周面と円筒形ターゲット材の内周面とをメタライズしておくことにより、各周面に接合材が円滑に流れて付着しやすくなるので、円筒形バッキングチューブと円筒形ターゲット材との間に気泡などを形成せず、均一な熱伝達が可能な円筒形スパッタリングターゲットを製造することができる。
　また本発明は、円筒形ターゲット材と、この円筒形ターゲット材の両端から突出して、前記円筒形ターゲット材の内周面に接合材により接合された円筒形バッキングチューブと、前記円筒形ターゲット材の内周面と前記円筒形バッキングチューブの前記外周面との間の少なくとも両端部に配置されたスペーサとを備える円筒形スパッタリングターゲットである。
　この円筒形スパッタリングターゲットによれば、バッキングチューブがターゲット材の両端から突出しているので、スパッタリング装置において確実に保持されやすく、ターゲット材の全面を効率よく使用することができる。また、スペーサにより円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとの間に接合材が隙間なく充填され、熱伝達性が良好になるので、熱収縮による破損が生じにくい。
　本発明の円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法によれば、円筒形ターゲット材と円筒形バッキングチューブとを容易かつ確実に接合し、使用時に確実な保持が可能なターゲットを形成し、製造時および使用時における円筒形スパッタリングターゲットの破損を防止するとともに、円筒形スパッタリングターゲットにおける使用効率を向上させることができる。
本発明に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法における一工程を示す断面図である。 本発明に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法において、図１に示す工程に続く工程を示す断面図である。 本発明に係る円筒形スパッタリングターゲットを示す断面図である。
１０　円筒形スパッタリングターゲット
２０　円筒形ターゲット材
２１　内周面
３０　接合材
４０　円筒形バッキングチューブ
４１　外周面
４２　封止端部
５０　スペーサ
６０　ダミー栓
７０　接合材充填治具
７１　ターゲット材保持部
７２　接合材保持部
Ｐ　パッキン
ｇ　隙間
　以下、本発明に係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の実施形態について説明する。円筒形スパッタリングターゲット１０は、円筒形ターゲット材（以下、「ターゲット材」）２０と、このターゲット材２０の両端から突出して、ターゲット材２０の内周面２１に接合材３０により接合された円筒形バッキングチューブ（以下、「バッキングチューブ」）４０と、ターゲット材２０の内周面２１とバッキングチューブ４０の外周面４１との間の少なくとも両端部に配置された金属製のスペーサ５０とを備える（図３）。
　図１～図３に、バッキングチューブ４０の外周面４１とターゲット材２０の内周面２１とを接合材３０により接合して円筒形スパッタリングターゲット１０を製造する各工程を示す。まず、これらの工程の前に、バッキングチューブ４０の一方の端部をダミー栓６０により閉塞して封止端部４２としておくとともに、バッキングチューブ４０の外周面４１の少なくとも一部に、ターゲット材２０の内周面２１に対する一定の間隔を形成するスペーサ５０を設けておく（図１）。
　スペーサ５０は、銅製又はＳＵＳ製が好適であり、例えば直径０．８ｍｍのワイヤーの形状とするのが好ましい。また、このスペーサ５０は、耐熱テープによりバッキングチューブ４０に貼り付けることにより設置できるが、バッキングチューブ４０に対してターゲット材２０を同心状に配置させることができるとともに、後に充填される溶融状態の接合材３０の流れを阻害しないように設けることが望ましい。すなわち、少なくともバッキングチューブ４０の両端部近傍に、周方向に複数箇所、長さ方向に延びるように設けることが好ましい。
　ターゲット材２０およびバッキングチューブ４０の材料や寸法は特に限定されないが、例えばターゲット材２０はＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ等の金属やセラミックスなどからなる内径１３５ｍｍ、長さ１～３ｍの筒状部材、バッキングチューブ４０はＴｉまたはＳＵＳ製の外径１３３ｍｍ、長さ１～３ｍの筒状部材を用いることができる。接合材３０は、特に限定されないが例えばＩｎ系低融点はんだ材のような金属系材料を用いることができる。ターゲット材２０が内径１３５ｍｍ、バッキングチューブ４０が外径１３３ｍｍの場合、これらの隙間ｇは半径で１ｍｍとなるが、ターゲット材２０の内径としては１３４ｍｍ～１３７ｍｍのものを適用することができ、その場合、隙間ｇは０．５ｍｍ～２ｍｍが好ましい。隙間ｇが０．５ｍｍ未満では、接合材３０が少なくクッション性がなくなることで衝撃に対して弱くなる可能性があり、２ｍｍを超える場合には、使用時の冷却効果が得られにくくなり、接合材３０が無駄となってしまう。
　さらに、これらターゲット材２０の内周面２１およびバッキングチューブ４０の外周面４１を、予めメタライズしておく。メタライズは、たとえば加熱状態の各表面に溶融状態の接合材３０を配置し、ヒータを搭載した超音波コテ等で超音波振動を加えながら接合材３０を塗り込むことにより行われる。メタライズにより、各表面における汚れの除去、酸化膜の還元、気泡の除去などが促進され、各表面に接合材３０をなじませることができる。
　そして、図１から図３に示すように、接合材充填治具７０を用いて、ターゲット材２０とバッキングチューブ４０とを接合する。接合材充填治具７０は、上下方向に沿って配置されたターゲット材２０の下端面が密接されるターゲット材保持部７１と、このターゲット材保持部７１の内側に形成されバッキングチューブ４０を挿入可能な横断面略円形の凹状の接合材保持部７２とを有する。この接合材保持部７２の内径は、バッキングチューブ４０の外径より大きく、ターゲット材２０の内径とほぼ同じに設定されている。ターゲット材保持部７１には、ターゲット材２０の下端面と接合材充填治具７０とを密接させ、溶融状態の接合材３０の漏出を防止するリング板状のパッキンＰが配置されている。
　まず、図１に示すように、接合材充填治具７０の接合材保持部７２に溶融状態の接合材３０を貯留させるとともに、ターゲット材保持部７１にターゲット材２０を保持させて上下方向に沿って配置する。そして、外周面４１にスペーサ５０を備えるバッキングチューブ４０を、ダミー栓６０によって封止された封止端部４２を下方に向けて、このターゲット材２０の内部に挿入し、このターゲット材２０を通して接合材保持部７２に挿入する。
　図２に示すように、ターゲット材２０の内周面とバッキングチューブ４０の外周面との間には隙間ｇが形成されているので、接合材保持部７２にバッキングチューブ４０が挿入されると、溶融状態の接合材３０が接合材保持部７２から押し出され、ターゲット材２０の内周面２１とバッキングチューブ４０の外周面４１との隙間ｇに充填される。この隙間ｇに充填された接合材３０が固化した後、図３に示すように、この接合材３０によって互いに接合されたバッキングチューブ４０とターゲット材２０とを接合材充填治具７０から取り外し、不要なダミー栓６０やはみ出した接合材３０等を除去することにより、円筒形スパッタリングターゲット１０が得られる。
　なお、接合材保持部７２全体の容積は、バッキングチューブ４０の下端部が挿入され、ダミー栓６０のの下端面が接合材保持部７２の底面に達したときに、バッキングチューブ４０の外周面と、接合材保持部７２の内周面及びターゲット材２０の内周面との間に形成される隙間の全容積以上あればよく、図２に示すようにターゲット材２０の上端に接合材３０が若干はみ出す程度がよい。
　以上説明した本発明の一実施形態に係る製造方法により、図３に示すように、円筒形ターゲット材２０と、この円筒形ターゲット材２０の両端から突出して、円筒形ターゲット材２０の内周面２１に接合材３０により接合された円筒形バッキングチューブ４０と、円筒形ターゲット材２０の内周面２１と円筒形バッキングチューブ４０の外周面４１との間の少なくとも両端部に配置された金属製のスペーサ５０とを備える本発明に係る円筒形スパッタリングターゲット１０が得られる。
　以上説明したように本発明に係る製造方法によれば、接合材保持部７２の深さとダミー栓６０の長さを調整することにより、任意の長さのターゲット材２０とバッキングチューブ４０とを接合できるとともに、ターゲット材２０の端部から突出するバッキングチューブ４０の長さを調整できる。したがって、ターゲット材２０の両端からバッキングチューブ４０の両端部を任意の長さで突出させることにより、使用時に確実に保持可能な部分を有する円筒形スパッタリングターゲット１０を容易に製造することができる。
　また、この円筒形スパッタリングターゲット１０においては、接合材３０がターゲット材２０とバッキングチューブ４０との隙間ｇに下端から上昇しながら充填されるので、気泡の残存による空隙の発生が防止され、隙間なく充填される。したがって、ターゲット材２０とバッキングチューブ４０とを強固に接合するとともに、これらの間の熱伝達性を向上してターゲット材２０を効率よく冷却できるので、熱膨張による破損も生じにくく、スパッタリング装置での使用時には円筒形スパッタリングターゲット１０に高電圧を加えることができ、高速の成膜が可能となる。また、ターゲット材２０から突出するバッキングチューブ４０を保持できるので、ターゲット材２０全体を使用することができ、使用効率を向上させることができる。
　なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、実施形態では、ターゲット材の内周面とバッキングチューブの外周面との間の隙間ｇを全周にわたって形成したが、これらターゲット材とバッキングチューブとを接合できる量の接合材が充填できれば、必ずしも全周に隙間を形成しなくても、ターゲット材の長さ方向に沿う溝状やらせん状の隙間とするなど、隙間を部分的に形成することを妨げるものではない。

Claims (5)

  1. 　円筒形バッキングチューブの外周面と円筒形ターゲット材の内周面とを接合材により接合して円筒形スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
    　前記円筒形バッキングチューブの一方の端部をダミー栓により閉塞して封止端部としておき、
    　接合材充填治具に設けられた前記円筒形バッキングチューブを挿入可能な横断面略円形の凹状の接合材保持部に溶融状態の接合材を貯留させておき、
    　前記封止端部を下方に向けた前記円筒形バッキングチューブを、前記接合材充填治具にのせた前記円筒形ターゲット材の内部に隙間をあけて挿入し、該円筒形ターゲット材を通して前記接合材保持部に挿入することにより、溶融状態の前記接合材を前記接合材保持部から押し出して前記円筒形ターゲット材の前記内周面と前記円筒形バッキングチューブの前記外周面との間の前記隙間に充填した後に固化させ、前記接合材充填治具から取り外し、前記ダミー栓を除去することを特徴とする円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
  2. 　前記円筒形バッキングチューブの前記外周面の少なくとも一部に、前記円筒形ターゲット材の前記内周面に対する一定の間隔を形成するスペーサを設けておくことを特徴とする請求項１に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
  3. 　前記スペーサは銅製またはＳＵＳ製であることを特徴とする請求項２に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
  4. 　前記接合材は金属系であり、前記円筒形バッキングチューブの前記外周面および前記円筒形ターゲット材の前記内周面を予めメタライズしておくことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
  5. 　円筒形ターゲット材と、
    　この円筒形ターゲット材の両端から突出して、前記円筒形ターゲット材の内周面に接合材により接合された円筒形バッキングチューブと、
    　前記円筒形ターゲット材の内周面と前記円筒形バッキングチューブの外周面との間の少なくとも両端部に配置されたスペーサとを備えることを特徴とする円筒形スパッタリングターゲット。
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