WO2020162313A1 - スパッタリングターゲット、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法およびスパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

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WO2020162313A1
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昌宏 藤田
宏司 西岡
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住友化学株式会社
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/3491—Manufacturing of targets

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering target, a method of joining a target material and a backing plate, and a method of manufacturing a sputtering target.
  • Patent Document 1 As a conventional sputtering target joining method, there is a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-114549 (Patent Document 1).
  • a molten brazing filler metal coating is formed on each of the target material and the backing plate, and the target material and the backing plate are slid relative to each other and relatively moved to be superposed on each other.
  • the oxide is squeezed out and the brazing filler metal coating is united in a state where the oxide and air bubbles are not caught, and then the brazing filler metal is cooled and solidified to perform brazing.
  • the conventional sputtering target bonding method described above does not sufficiently bond the target material and the backing plate, and the target material may peel off during sputtering.
  • the present inventor has found that in the conventional method, the ratio of the actually bonded area (bonding area) to the area of the target material and the backing plate (bonding area) (bonding area) ) Is small, and the area of the maximum area (maximum defect area) of the areas between the target material and the backing plate where there is no bonding material (unbonded areas) is large.
  • the bonding rate and the maximum defect area and the peeling of the target material there is a relationship between the bonding rate and the maximum defect area and the peeling of the target material.
  • the subject of this invention is providing the sputtering target which can implement
  • an embodiment of a sputtering target is Backing plate, A target material bonded to a bonding region of the backing plate (a region of the backing plate where the target material is to be bonded) via a bonding material, The joint area of the joint portion (joint portion) between the target material and the backing plate is 97% or more with respect to the area of the joint region, The maximum defect area at the unbonded portion between the target material and the backing plate is 0.6% or less of the area of the bonded region.
  • the length of the target material is 1000 mm or more and 4000 mm or less.
  • one embodiment of the method of joining the target material and the backing plate A method of joining a target material and a backing plate with a joining material, Applying a bonding material to a region (bonding region) on the main surface of the backing plate where the target material is to be bonded, An end edge (first end edge) of the target material that faces the first end edge in the joining area of the backing plate in a first direction from a first edge side of the joining area of the backing plate. Sliding the target material along the main surface of the backing plate in the first direction so as to move to a position beyond the edge, and Sliding the target material along the main surface of the backing plate in a second direction opposite to the first direction to move the target material to match the bonding region of the backing plate.
  • sliding and moving the target material in the first direction is also referred to as “sliding”
  • sliding and moving the target material in the second direction is also referred to as “reverse”.
  • the target material is made to coincide with the joining region of the backing plate by sliding the target material in the first direction with respect to the backing plate and then reversing it in the second direction.
  • the target material and the backing plate are formed in a long shape, The edge of the target material is formed along the longitudinal direction of the target material, The first end edge and the second end edge of the joining region of the backing plate are formed along the longitudinal direction of the backing plate and face each other in the lateral direction of the backing plate, The target material is slid and moved with respect to the backing plate in the lateral direction of the backing plate.
  • the moving distance of the target material with respect to the backing plate can be reduced, and the working time can be shortened.
  • a step of disposing a plurality of wires on the main surface of the backing plate is provided, In the movement of the target material in the first direction and the second direction, the target material slides on the wire and moves.
  • the surface of the target material to be bonded (bonding surface) and the surface of the backing plate to be bonded (bonding surface) are kept substantially parallel to each other. Since it can be easily moved, the bonding rate can be improved. Further, since the wire functions as a spacer, the thickness of the bonding layer formed by the bonding material between the target material and the backing plate can be made constant.
  • the diameter of the wire is 0.05 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the joining of the backing plate is performed between a step of moving the target material in the first direction and a step of moving the target material in the second direction.
  • a step of replenishing the bonding material on the side of the first edge of the region is provided.
  • the bonding material since the bonding material is replenished to the first edge side of the bonding area of the backing plate, the bonding material can be replenished to the first edge side of the bonding area where the bonding material tends to be insufficient, and the bonding rate is further improved. It can be improved and the maximum defect area can be further reduced.
  • the end edge (first end edge) of the target material is set to the backing plate of the backing plate.
  • the first direction from the second edge of the bonding area of the backing plate to the edge (first edge) of the target material when moving to a position beyond the second edge of the bonding area.
  • the end edge (first end edge) of the target material is set to the backing plate of the backing plate.
  • the distance in the first direction from the first edge of the joining area of the backing plate to the edge (first edge) of the target material is B.
  • W is the width of the bonding region in the first direction, 0 ⁇ B/W ⁇ 2.0.
  • the moving distance of the target material with respect to the backing plate can be reduced, or the target material can be slid after being placed on the backing plate, so that the bonding rate can be improved and the size of the maximum defect area can be increased. Can be reduced.
  • the sputtering method is used to bond the target material and the backing plate to manufacture a sputtering target.
  • the joining of the target material and the backing plate it is possible to improve the joining rate and reduce the size of the maximum defect area where the area is the largest among the unjoined portions. Therefore, it is possible to manufacture a sputtering target in which the target material is not easily peeled off.
  • the method of joining the target material and the backing plate, and the method of manufacturing the sputtering target of the present invention it is possible to manufacture the sputtering target in which the target material is not easily peeled off.
  • FIG. 7 is a simplified cross-sectional view showing a state in which no bonding material is present in the bonding layer existing between the target material and the backing plate.
  • FIG. 7 is a simplified cross-sectional view showing a state in which no bonding material is present in the bonding layer existing between the target material and the backing plate. It is a simplified diagram showing a state of a bonding material between a target material and a backing plate of a sputtering target of the present invention. It is a simplified diagram showing a state of a bonding material between a target material and a backing plate of a sputtering target of a comparative example.
  • FIGS. 1A to 1E are explanatory views showing an embodiment of a method for bonding a target material and a backing plate (hereinafter, referred to as “bonding method”) of the present invention. As shown in FIGS. 1A to 1E, this method is a method of joining the target material 2 and the backing plate 3 with the joining material 4.
  • the target material 2 is formed in a long plate shape.
  • the length of the target material 2 in the long side direction is, for example, 1000 mm or more, preferably 1500 mm or more, more preferably 2000 mm or more, further preferably 2200 mm or more, and 4000 mm or less, preferably 3500 mm or less, more preferably 3200 mm or less, More preferably, it is 3000 mm or less.
  • the length of the target material 2 in the short side direction is, for example, 100 mm or more, preferably 120 mm or more, more preferably 130 mm or more, further preferably 150 mm or more, 2000 mm or less, preferably 1000 mm or less, more preferably 500 mm or less, More preferably, it is 300 mm or less.
  • the length in the long side direction and the length in the short side direction may be the same or different.
  • the thickness of the target material 2 is, for example, 5 mm or more and 40 mm or less, preferably 10 mm or more and 30 mm or less, and more preferably 12 mm or more and 25 mm or less. According to the present invention, even when a target material for a large flat panel display is used, it is possible to improve the bonding rate and reduce the maximum defect area of the entire bonding region.
  • the aspect ratio of the length of the sputtering target in the long side direction and the length in the short side direction is 1 or more and 30 or less, preferably 5 or more and 25 or less. It is more preferably 6 or more and 20 or less, still more preferably 7 or more and 18 or less, and particularly preferably 8 or more and 15 or less. According to this, although the sputtering target has an elongated shape, the effect of the reverse process is easily exhibited, and the sputtering target having a high bonding rate and a small maximum defect area can be manufactured.
  • the target material 2 has a sputter surface 2a on the upper surface.
  • the target material 2 has a first edge 21 and a second edge 22 corresponding to the long sides when viewed from the top surface.
  • the first edge 21 and the second edge 22 are formed along the longitudinal direction of the target material 2, and the first edge 21 and the second edge 22 face each other in the lateral direction of the target material 2. Will be placed.
  • the target material 2 has a surface (bonding surface) to be bonded to the backing plate on the back side of the sputtering surface 2a which is the upper surface.
  • the size of the joint surface is usually substantially the same as the size of the target material 2. However, by removing burrs generated on the joint surface during machining and removing corners that cause abnormal discharge, It may be smaller than the area (length in the long side direction ⁇ length in the short side direction, area having a R portion in a plan view).
  • the area of the joint surface may be 95% or more, preferably 98% or more, more preferably 99% or more of the area of the target material 2.
  • the sputtering surface 2a is hit by the inert gas ionized by the sputtering.
  • the target atoms contained in the target material 2 are knocked out from the sputtering surface 2a which is collided with the ionized inert gas.
  • the knocked-out atoms are deposited on a substrate arranged facing the sputtering surface 2a, and a thin film is formed on this substrate.
  • the material from which the target material 2 is made is not particularly limited as long as it is a material composed of ceramics or sintered bodies such as metals, alloys, oxides, nitrides, etc. that can be usually used for film formation by the sputtering method.
  • the target material may be appropriately selected according to the use and purpose. For example, a material selected from the group consisting of metals such as aluminum, copper, chromium, iron, tantalum, titanium, zirconium, tungsten, molybdenum, niobium, indium, silver, cobalt, ruthenium, platinum, palladium, nickel and alloys thereof.
  • tin-doped indium oxide ITO
  • aluminum-doped zinc oxide AZO
  • gallium-doped zinc oxide GZO
  • In—Ga—Zn-based composite oxide IGZO
  • the material forming the target material 2 is not limited to these.
  • Al and Al alloys are preferable, for example, Al having a purity of 99.99% or higher, more preferably 99.999% or higher, and Al having these as a base material. It is particularly preferred to use alloys (Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si).
  • high-purity Al has a relatively large coefficient of linear thermal expansion, it tends to warp due to the heat received during sputtering and easily peels off from the backing plate.
  • the bonding rate is improved and the maximum defect area is reduced. It is possible to prevent peeling from the backing plate.
  • the backing plate 3 is formed in a long plate shape.
  • the length of the backing plate 3 in the long side direction is, for example, 1000 mm or more and 4500 mm or less, preferably 1500 mm or more and 4000 mm or less, more preferably 2000 mm or more and 3500 mm or less, and further preferably 2500 mm or more and 3200 mm or less.
  • the length of the backing plate 3 in the short side direction is, for example, 100 mm or more and 2000 mm or less, preferably 150 mm or more and 1200 mm or less, more preferably 180 mm or more and 750 mm or less, and further preferably 200 mm or more and 350 mm or less.
  • one direction in the lateral direction of the backing plate 3 is defined as a first direction D1
  • the other direction in the lateral direction of the backing plate 3 that is opposite to the first direction D1 is defined as a second direction D2.
  • the backing plate 3 has a bonding area 30 (shown by hatching) on the main surface 3a of the upper surface.
  • the joining region 30 is a region where the target material 2 is to be joined.
  • the shape of the bonding region 30 corresponds to the shape of the target material 2. That is, the size of the bonding region 30 is substantially the same as the size of the bonding surface of the target material 2, preferably the size of the target material 2.
  • the joining region 30 has a first edge 31 and a second edge 32 corresponding to the long sides when viewed from the top surface.
  • the first edge 31 and the second edge 32 are formed along the longitudinal direction of the backing plate 3, and the first edge 31 and the second edge 32 face each other in the lateral direction of the backing plate 3. Will be placed.
  • the second edge 32 is located in the first direction D1 of the first edge 31.
  • the backing plate 3 is made of a conductive material and is made of metal or its alloy.
  • the metal include copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, titanium, SUS and the like.
  • the bonding surface of the target material 2 and the bonding region 30 of the backing plate 3 are preferably flat, and have a flatness of 1 from the viewpoint of easily sliding the target material 2 when it is slid or reversed and reducing the maximum defect area. It is not more than 0.0 mm, preferably not more than 0.5 mm, more preferably not more than 0.3 mm.
  • the flatness is a numerical value indicating the smoothness (uniformity) of the plane, and is the magnitude of deviation from the geometrically correct plane of the plane feature.
  • the backing plate 3 may have the upper main surface 3a and its back surface substantially parallel, preferably parallel.
  • the target material 2 may have the sputtering surface 2a on the upper surface and the bonding surface, which is the back surface thereof, substantially parallel, preferably parallel. ..
  • the joining process is performed in a state where the target material 2, the backing plate 3, and the joining material 4 are heated.
  • the bonding material 4 is applied to the entire bonding region 30 of the backing plate 3.
  • the amount of the bonding material 4 to be applied is 1.5 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more, preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more, more preferably 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2. 2 or more, more preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more, and even more preferably 14 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of workability in the joining process, it is preferably 50 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or less, more preferably 35 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or less, and further preferably 25 ⁇ 10 6. -6 kg/mm 2 or less.
  • the bonding material 4 is made of, for example, a metal having a low melting point (for example, 723 K or less) such as solder or brazing material, and the material of the solder is, for example, indium, tin, zinc, lead, silver, copper, bismuth, cadmium, antimony, or the like.
  • Metal or an alloy thereof such as In material, In—Sn material, Sn—Zn material, Sn—Zn—In material, In—Ag material, Sn—Pb—Ag material, Sn—Bi material, Sn— Ag-Cu material, Pb-Sn material, Pb-Ag material, Zn-Cd material, Pb-Sn-Sb material, Pb-Sn-Cd material, Pb-Sn-In material, Bi-Sn-Sb material, Generally, it is preferable to use a solder material having a low melting point, such as In, In alloy, Sn, or Sn alloy. The joining is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the bonding material 4, preferably 140° C.
  • the bonding rate is It is possible to improve and also reduce the maximum defect area.
  • Pretreatment for improvement can be performed.
  • rough surface processing such as polishing and grinding, hairline processing, grain processing and metallization processing can be performed, and the bonding surface of each of the target material 2 and the backing plate 3 can be aligned with the polishing surface or the grinding surface.
  • An uneven surface such as a surface or a textured surface or a metallized layer can be provided.
  • the polishing process can be performed manually by using an abrasive material obtained by applying abrasive grains to a paper or fiber base material, or by using an abrasive machine having an abrasive material attached.
  • the metallizing process can be carried out by a method such as applying a metallizing material to the joint surface and performing ultrasonic irradiation.
  • the metallization material can be selected from the same materials as the bonding material 4, and for example, an In material or a Sn—Zn material can be used.
  • the thickness of the metallized layer is 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. Within this range, the wettability with the bonding material 4 is easily secured and the bonding rate is easily improved. It should be noted that the target material 2 and the backing plate 3 may be masked in advance with a heat-resistant tape at a location where they are not joined, so that the attachment of the joining material 4 and the formation of a metallized layer can be prevented.
  • the first edge 21 of the target material 2 is installed on the first edge 31 side of the bonding area 30 of the backing plate 3. At this time, preferably, the first edge 21 of the target material 2 is arranged so as to overlap the bonding region 30.
  • the first edge 21 of the target material 2 moves from the first edge 31 side of the bonding area 30 of the backing plate 3 to the second edge 32 of the bonding area 30 of the backing plate 3.
  • the target material 2 is slidably moved in the first direction D1 along the main surface 3a of the backing plate 3 so as to move to a position exceeding the position.
  • the target material 2 is slid and moved in the second direction D2 along the main surface 3a of the backing plate 3 to match the target material 2 with the bonding area 30 of the backing plate 3.
  • the target material 2 and the backing plate 3 are precisely aligned with each other, and a weight is placed, or a vise, a vise, and a clamp are sandwiched between the target material 2 and the backing plate 3 to cool the bonded body of the target material 2 and the backing plate 3.
  • the bonding material 4 is solidified.
  • the target material 2 and the backing plate 3 are joined by the joining material 4 to manufacture the sputtering target 1.
  • the target material 2 is slid in the first direction D1 with respect to the backing plate 3 and then reversed in the second direction D2 so that the target material 2 is aligned with the joining region 30 of the backing plate 3. ing.
  • the bonding material 4 can be pulled back in the second direction D2 by the surface tension together with the reverse of the target material 2, and the space between the target material 2 and the backing plate 3 can be reduced.
  • the space where the bonding material 4 does not exist can be reduced, and the unbonded portion can be reduced.
  • the bonding rate refers to the ratio of the bonding area of the bonding portion between the target material 2 and the backing plate 3 to the area of the bonding region 30.
  • the bonding area refers to the entire area of a region where no bonding material is present is detected when viewed from the thickness direction of the bonding layer between the target material 2 and the backing plate 3.
  • the maximum defect area refers to the area of the area where the area is maximum among the areas that are located between the target material 2 and the backing plate 3 and have no bonding material 4.
  • the part where the bonding material 4 does not exist means a region where the bonding material does not exist in the thickness direction of the bonding layer, that is, a space or a foreign substance other than the bonding material such as an oxide of the bonding material.
  • the bonding material 4 does not exist in a part of the bonding layer 6 in the thickness direction (vertical direction in the drawing).
  • the space S may exist, or, as shown in FIG.
  • the bonding layer 6 existing between the target material 2 and the backing plate 3 has a thickness direction (vertical direction in the drawing) of the bonding layer 6.
  • the region where the bonding material does not exist can be detected by the measuring method described later. For example, when ultrasonic flaw detection is used, if there is a space where no bonding material exists in the bonding layer, the incident ultrasonic waves are reflected at the interface, so that the defective portion can be recognized.
  • the bonding rate between the target material 2 and the backing plate 3 can be increased and the maximum defect area can be reduced, a portion with low bonding strength is difficult to form and the target material 2 is peeled off. It is possible to manufacture a difficult sputtering target 1.
  • the target material 2 is less likely to peel off during sputtering by focusing on both the bonding rate and the maximum defect area. Specifically, with respect to the bonding rate, when the bonding rate is high, the region where the bonding material 4 does not exist can be reduced, and the target material 2 is less likely to peel off.
  • the maximum defect area if the maximum defect area becomes large, a large defect will be locally generated, and the electrical/heat conduction at that portion will deteriorate, and heat concentration will occur at that portion.
  • the melting of the material 4 causes the target material 2 to be easily peeled off. For this reason, when the maximum defect area becomes small, a large defect is not locally generated, and the target material 2 becomes difficult to peel off.
  • the target material 2 is slidably moved with respect to the backing plate 3 in the lateral direction of the backing plate 3. According to this, in the long target material 2 and the backing plate 3, the moving distance of the target material 2 with respect to the backing plate 3 can be shortened, and the working time can be shortened.
  • a plurality of wires 5 are arranged on the main surface 3a of the backing plate 3 as shown in FIG. 1A before the step of applying the bonding material 4 (see FIG. 1B).
  • the material of the wire 5 is, for example, stainless steel or copper.
  • the wires 5 are arranged in the bonding region 30 so as to extend in the first direction D1, and the plurality of wires 5 are arranged at intervals in the direction orthogonal to the first direction D1. Then, in the movement of the target material 2 in the first direction D1 and the second direction D2, the target material 2 slides on the wire 5 and moves. According to this, since the target material 2 is slid on the wire 5, the target material 2 can be easily moved.
  • the number of wires 5 to be arranged is not particularly limited as long as the target material 2 can be moved in parallel, but is preferably 5 or more, more preferably 7 or more, and further preferably 9 or more. Furthermore, by using the wire 5 as a spacer, the thickness of the bonding layer formed by the bonding material 4 can be made constant.
  • the thickness of the bonding layer is usually 0.03 mm or more and 1.5 mm or less, preferably 0.05 mm or more and 1 mm or less, more preferably 0.08 mm or more and 0.5 mm or less, and further preferably 0.1 mm or more and 0.35 mm or less.
  • the variation in the thickness of the bonding layer is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.4 mm or less, further preferably 0.3 mm or less, and particularly preferably 0. It is 25 mm or less.
  • the variation in the thickness of the bonding layer can be calculated by measuring the thickness of the bonding layer at a plurality of arbitrary points (preferably 4 points or more) around the bonding layer of the sputtering target 1. The thickness of the bonding layer is obtained by measuring the bonding layer from the side with a ruler, a caliper, a depth gauge, or the like.
  • the variation in the thickness of the bonding layer shows a numerical value almost equal to the variation in the height from the reference surface (for example, the bonding surface of the backing plate) of the target material 2 in the sputtering target 1, and thus the target material in the sputtering target 1 It is also possible to obtain the heights at two or more arbitrary points by measuring the height with a height gauge or the like.
  • the bonding rate of the sputtering target 1 is improved and the size of the maximum defect area in which the area is the largest in the unbonded portion is reduced, and the variation in the thickness of the bonding layer is further reduced, the target material is further improved. It can be used as a sputtering target that does not easily peel off.
  • the diameter of the wire 5 is preferably 0.05 mm or more and 0.5 mm or less, more preferably 0.1 mm or more and 0.3 mm or less. According to this, breakage of the wire 5 is unlikely to occur, and variations in the thickness of the bonding layer can be reduced.
  • the first bonding area 30 of the backing plate 3 is formed between the moving step of the target material 2 in the first direction D1 (see FIG. 1D) and the moving step of the target material 2 in the second direction D2 (see FIG. 1E).
  • the joining material 4 is replenished on the end edge 31 side.
  • the bonding material 4 is added to the portion of the bonding region 30 which is not covered with the target material 2. According to this, since the bonding material 4 is replenished to the first edge 31 side of the bonding area 30 of the backing plate 3, the first bonding area 30 in which the bonding material 4 tends to run short as the target material 2 moves.
  • the bonding material 4 can be replenished to the end edge 31 side, the bonding rate can be further improved, and the maximum defect area can be further reduced.
  • the amount of the joining material 4 to be replenished is preferably 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more, more preferably 0.8 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or more, and further preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6. It is at least kg/mm 2 .
  • the upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of workability in the joining process, it is preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or less, more preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or less, and further preferably 7.0. ⁇ 10 ⁇ 6 kg/mm 2 or less.
  • the width in the first direction D1 of the bonding area 30 from the second edge 32 of the bonding area 30 of the backing plate 3 to the first edge 21 of the target material 2 is A.
  • the first end edge 21 of the target material 2 is arranged on the first end edge 31 side of the bonding region 30 of the backing plate 3.
  • the distance in the first direction D1 from the first edge 31 of the bonding area 30 of the backing plate 3 to the first edge 21 of the target material 2 is B
  • the width of the bonding area 30 in the first direction D1 is W.
  • the lower limit of B/W is 0 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.10 or more, still more preferably 0.20 or more
  • the upper limit of B/W is less than 2.0.
  • It is preferably 1.5 or less, more preferably 1.2 or less, still more preferably 1.0 or less, and particularly preferably 0.8 or less.
  • the moving speed (sliding) of the target material 2 in the first direction D1 and the moving speed (reverse) of the second direction D2 are 100 mm/sec or less from the viewpoint of preventing excessive movement and escape of the bonding material placed in the bonding area. Is preferably 50 mm/sec or less, more preferably 30 mm/sec or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, it is 1 mm/sec or more, preferably 5 mm/sec or more.
  • a step of applying vibration from the upper surface of the substrate to remove air that may be present in the bonding layer.
  • a means for applying vibration a method of tapping the upper surface of the target material or a method of applying vibration in a direction parallel to the upper surface of the target material 2 can be used.
  • the range to which vibration is applied is such that at the stage where the edge of the target material 2 is arranged on the first edge side of the bonding area of the backing plate, the entire bonding layer between the target material and the backing plate (where the target material is mounted) is applied. It is preferable to perform the joining region) in the first part of the movement (reverse) operation in the second direction D2 at the stage where the movement (sliding) of the target material 2 in the first direction D1 is completed.
  • the direction of applying vibration is preferably from the center of the bonding layer between the target material and the backing plate (bonding region where the target material is on) to the outer periphery.
  • the air existing in the bonding layer can be removed, so that the bonding rate can be improved and the maximum defect area can be reduced.
  • the bonding layer between the target material and the backing plate (bonding area on which the target material is mounted) is formed. Since there is a high possibility that air pockets exist, the effect of improving the bonding rate and reducing the maximum defect area can be further achieved by providing the air removal step.
  • the sputtering method is performed by joining the target material and the backing plate using the joining method.
  • the target material can be processed into a substantially plate shape, but the method of processing into a plate shape is not particularly limited.
  • Target materials made from metallic materials are, for example, rectangular parallelepiped, cylindrical, or cylindrical target materials obtained by melting or casting, and subjected to plastic working such as rolling, extrusion, or forging, and then cutting or grinding.
  • a target material having a desired size and surface state can be manufactured by performing mechanical processing (cutting processing, milling processing, end mill processing, etc.) such as polishing.
  • the rolling process is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-132942 and International Publication No. 2011/034127.
  • Extrusion processing is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-156694.
  • a sputtering target is manufactured by bonding a machined plate-shaped target material to a backing plate using the bonding method of the present invention.
  • a target material that has been machined to a predetermined size may be purchased, or in the manufacturing process of the sputtering target 1, an abnormality may occur in the bonding with the backing plate, which is outside the product specifications.
  • the target material may be a sputtering target from which the backing plate is removed and the bonding material is removed. If necessary, the surface of the sputtering target after bonding may be finished by cutting or polishing.
  • the sputtering target manufacturing method of the present invention uses the bonding method of the present invention, it is possible to obtain a sputtering target with improved quality.
  • the sputtering target 1 has a backing plate 3 and a target material 2 bonded to a bonding region 30 of the backing plate 3 via a bonding material 4.
  • FIG. 3A is a simplified diagram showing a state of the bonding material 4 between the target material 2 of the sputtering target 1 and the backing plate 3.
  • a defective portion (unjoined portion) 10 in which the joining material 4 does not exist in the joining region 30 is shown by hatching.
  • the defect location 10 can be measured using, for example, ultrasonic flaw detection or transmission X-ray observation. However, when the area of the bonding region is large, it is preferable to use ultrasonic flaw measurement.
  • ultrasonic flaw detection equipment As the ultrasonic flaw detection equipment, FS LINE or FS LINE Hybrid manufactured by Hitachi Power Solutions Co., Ltd., phased array ultrasonic flaw detection imaging equipment PDS or ultrasonic flaw detection imaging equipment ADS71000 manufactured by KJTD can be used. Further, when obtaining the bonding rate and the maximum defect area by ultrasonic flaw detection, a pseudo-defect sample provided with a flat bottom hole of a predetermined size is used, and the ultrasonic flaw measurement conditions for recognizing the reflected wave from the defect portion Adjustment is required.
  • the pseudo-defect sample is preferably made of the same material as the material on the ultrasonic wave incident side of the sputtering target 1 in order to make the measurement sensitivity and the condition surface uniform. Further, it is preferable that the distance between the ultrasonic wave incident surface of the pseudo defect sample and the bottom surface of the flat bottom hole is equal to the distance between the ultrasonic wave incident surface of the sputtering target 1 and the bonding layer.
  • the area of the portion between the target material 2 and the backing plate 3 where the defect portion 10 is not detected is 97% or more of the area of the bonding region 30. That is, the bonding rate is 97% or more, preferably 98% or more, and more preferably 98.5% or more.
  • the maximum defect area of the defect portion 10 in the bonding layer between the target material 2 and the backing plate 3 is 2% or less, preferably 1% or less, more preferably 0, with respect to the area of the bonding region 30. It is not more than 0.6%, more preferably not more than 0.3%, even more preferably not more than 0.1%, particularly preferably less than 0.05%. For example, when the area of the bonding region 30 is 200 mm ⁇ 2300 mm, the maximum defect area is 2000 mm 2 or less.
  • the present invention it is possible to manufacture the sputtering target 1 in which the bonding rate can be improved, the maximum defect area can be reduced, and the target material 2 is less likely to peel off.
  • the length of the target material 2 is 1000 mm or more and 4000 mm or less, and it is possible to manufacture the sputtering target 1 in which the target material 2 does not easily peel off even in the long sputtering target 1.
  • the bonding rate is preferably 99.99% or less, more preferably 99.95% or less, still more preferably 99.90% or less. Note that by heating the sputtering target to a temperature equal to or higher than the melting point of the bonding material used for bonding, softening or melting the bonding layer, and physically destroying the bonding layer as needed, the sputtering target The target material can be peeled off.
  • the lower limit of the ratio of the maximum defect area to the area of the bonding region 30 is not particularly limited, but from the viewpoint of further suppressing the warpage of the sputtering target due to the heat generated during sputtering, 0.001% or more, preferably 0.003% The above is more preferably 0.005% or more, and further preferably 0.008% or more.
  • the lower limit value of the ratio of the maximum defect area is not less than the above, the deformation of the target material caused by heat during sputtering is mitigated by the local defect portion, and the warpage of the sputtering target is reduced.
  • FIG. 3B shows a sputtering target 100 of a comparative example in which the target material and the backing plate are joined only by sliding the target material in the first direction D1.
  • the state of the bonding material is shown.
  • the proportion of defective portions 10 is large and the bonding rate is small, and the maximum defect area of defective portions 10 is large.
  • the target material is easily peeled off.
  • the sputtering target has a long target material or a large bonding area, the target material is easily peeled off.
  • a wire may be provided between the target material and the backing plate, that is, in the bonding layer. It is preferable that a plurality of wires be arranged at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the target material 2, and it is more preferable that the wires be arranged at equal intervals.
  • the ratio of the number of wires provided in the bonding layer to the length of the target material 2 is 0.002 or more and 0.008 or less, preferably 0. It is 0.003 or more and 0.007 or less, more preferably 0.003 or more and 0.006 or less.
  • the thickness of the bonding layer can be easily secured and the thickness of the bonding layer can be made more constant, so that the bonding rate of the sputtering target 1 is large and the maximum defect area is small. It is possible to manufacture the sputtering target 1 in which the target material 2 is hard to peel off.
  • Example 1 A high-purity aluminum rolled plate with a purity of 99.999% is prepared, and a target material of 200 mm ⁇ 2300 mm ⁇ t16 mm is prepared by cutting with a gate machining center (the area of the bonding region is 4.5 ⁇ 10 5 mm 2 ). And a backing plate made of oxygen-free copper having a purity of 99.99% was prepared.
  • the width W of the bonding region in the first direction D1 in the target material moving step (so-called target material width) W was 200 mm.
  • the target material and backing plate were heated on a hot plate to a temperature above the melting point of the bonding material.
  • the Sn-Zn-In alloy material was melted on the joint surface of the target material, the In material was melted on the joint surface of the backing plate, and the joint surface of both materials was metalized using an ultrasonic soldering iron. After the metallizing treatment, the Sn-Zn-In alloy material, the oxide of the In material, extra Sn-Zn-In alloy material, and the In material on the bonding surface of the target material and the bonding surface of the backing plate were removed with a spatula. ..
  • ten SUS wires with a diameter of 0.2 mm are arranged at substantially equal intervals in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the In material for bonding is further applied from above the SUS wire.
  • the amount of the In material for bonding applied onto the bonding surface from above the SUS wire was 7.80 kg.
  • the target material is slid so that the ratio A/W of the distance (overrun amount) A overrun from the predetermined joining position to the width W of the target material is 0.1625, and the target material is moved in the second direction D2 ( The top of the (reverse) direction was tapped lightly from above to blow out the air.
  • the target material was slid to the specified joining position.
  • the target material position was finely adjusted so that the target material was at a predetermined bonding position, a weight was placed on the target material to fix the target material and the backing plate, and then the bonded body was cooled to prepare a sputtering target.
  • calipers were used to measure the thicknesses of the bonding layers at a total of 6 positions at both ends on the long side and the central part, and the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the bonding layer was calculated. It was 0.2 mm.
  • the warpage caused by the difference in linear expansion coefficient between the target material and the backing plate was corrected to obtain the target.
  • the bonding rate and the maximum defect area were measured with an ultrasonic flaw detector FS-LINE manufactured by Hitachi Power Solutions Co., Ltd.
  • the bonding rate and maximum defect area were measured by the following procedure. First, a rolled plate made of high-purity Al having a purity of 99.999% is used, both sides of the rolled plate are chamfered to form parallel planes, and then a flat bottom hole having a circle equivalent diameter (diameter) ⁇ of 2 mm from one side surface. , A pseudo defect sample having a counterbore hole of ⁇ 6 mm was prepared. At this time, the distance from the sample surface without holes to the flat bottom hole was set to be the same as the target material thickness.
  • an ultrasonic flaw detector "I3-1006-T S-80mm" (frequency 10 MHz, focal length 80 mm) was attached to the measuring device.
  • the pseudo-defect sample was installed in the measuring device, the spot was counter-focused, and the measurement was started. First, the counterbore hole was confirmed, and then the flat bottom hole was confirmed while focusing on the counterbore hole. Then the focus was on the flat bottom hole. In that state, ultrasonic flaw detection (C scan) was performed, and the sensitivity was adjusted so that the detected flat-bottom hole diameter matched the flat-bottom hole diameter of the pseudo-defect sample. ) was 12 dB, the measurement pitch was 2 mm pitch, and the defect level was 38. Thereby, the sensitivity of the program was adjusted so that the intensity of the reflected echo of 38 or more was detected as a defect.
  • C scan ultrasonic flaw detection
  • the pseudo-defect sample was taken out of the measuring device, and the bonded sputtering target was placed in the measuring device so that the target material side faced up.
  • Set the ultrasonic probe height so that the focus position height of the program created with the pseudo-defect sample is the bonding layer of the sputtering target, and set the ultrasonic probe scanning range so that the measurement field of view is the entire bonding surface.
  • Ultrasonic flaw detection measurement C scan
  • the ultrasonic wave was incident from the target material side.
  • the obtained data was analyzed to obtain the bonding rate and maximum defect area information. Then, the surface was finished by polishing or blasting.
  • Table 1 shows the result of the sputtering target bonded as in Example 1.
  • Example 2 to 12 The bonding material amount, the wire diameter, the bonding material type, the target material installation position B, and the overrun amount A shown in Table 1 are used, and after the target material is installed on the bonding surface of the backing plate, the bonding layer between the target material and the backing plate ( Examples 2 to 12 were carried out in the same manner as Example 1 except that the air in the bonding layer was removed by tapping almost the entire surface of the contact portion and the bonding region on which the target material was placed) from above. In Examples 2 to 12, the target material was slid in the first direction and then reversed in the second direction in the same manner as in Example 1.
  • Example 13 the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the bonding layer of the sputtering target was determined, and it was 0.2 to 0.4 mm.
  • Example 13 In Example 13, except that the bonding surface of the backing plate was metallized with a Sn—Zn material, Sn—Zn (containing 9% Zn) was used as the bonding material, and the air in the bonding layer was not blown out. A sputtering target was produced in the same manner as in Example 2, and the bonding rate and the maximum defect area were obtained.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the target material was simply slid in the first direction, not reversed in the second direction, and other than that, the same procedure as in Examples 2 to 12 was performed.
  • Comparative example 2 In Comparative Example 2, a sputtering target was produced under the conditions shown in Table 1 without sliding or reversing the target material or ejecting air, nor sliding or reversing the target material.
  • the “mounting bonding material amount” means the amount of the bonding material applied to the bonding region 30 of the backing plate 3 in FIG. 1B.
  • the “replenishing bonding material amount” means the amount of the bonding material replenished in the bonding region 30 of the backing plate 3 through which the target material passes in FIG. 1D.
  • the “wire type” refers to the type of the wire 5 installed in the joining region 30 of the backing plate 3 in FIG. 1A, and stainless steel is used.
  • the “wire diameter” means the diameter of the wire 5.
  • the “bonding material type” refers to the material of the bonding material, and solder of In or Sn-Zn is used.
  • the “target material installation position” refers to the position where the target material 2 is installed in FIG.
  • Air blow-out means a stage in which the end edge of the target material 2 is arranged on the first end edge side of the bonding area of the backing plate in FIG. 1C, and the movement of the target material 2 in the first direction D1 in FIG. 1D ( It means that the air between the target material 2 and the backing plate 3 is released by striking the upper surface of the target material 2 at the stage where the slide) is completed.
  • target material overrun amount refers to the amount of the target material 2 protruding from the joining region 30, and in FIG.
  • the bonding rate was 97% or more and the maximum defect area was 2000 mm 2 or less (that is, the ratio of the maximum defect area to the area of the bonding region was 0. 6% or less).
  • the target material was less likely to be peeled off, and no peeling of the target material was confirmed even after using the sputtering apparatus.
  • Comparative Example 1 the bonding rate was 90.70% and the maximum defect area was 11628 mm 2 , and in Comparative Example 2, the bonding rate was 96.27% and the maximum defect. The area is 1948 mm 2 . In Comparative Examples 1 and 2, the target material was easily peeled off.
  • the target material and the backing plate are formed to be long, but the target material and the backing plate may have the same short side and long side.

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Abstract

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提供することを課題とする。　本発明におけるスパッタリングターゲットは、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、前記接合領域の面積に対して、０．６％以下である。

Description

スパッタリングターゲット、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法およびスパッタリングターゲットの製造方法
　本発明は、スパッタリングターゲット、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法およびスパッタリングターゲットの製造方法に関する。
　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、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法およびスパッタリングターゲットの製造方法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、ターゲット材とバッキングプレートを接合する方法およびスパッタリングターゲットの製造方法によれば、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、好ましくは１５００ｍｍ以上、より好ましくは２０００ｍｍ以上、さらに好ましくは２２００ｍｍ以上であり、４０００ｍｍ以下、好ましくは３５００ｍｍ以下、より好ましくは３２００ｍｍ以下、さらに好ましくは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、好ましくは１２０ｍｍ以上、より好ましくは１３０ｍｍ以上、さらに好ましくは１５０ｍｍ以上であり、２０００ｍｍ以下、好ましくは１０００ｍｍ以下、より好ましくは５００ｍｍ以下、さらに好ましくは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、接合率の向上や接合領域全体の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／ｍｍ２以上、好ましくは２．５×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以上、より好ましくは４．５×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは１０×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以上、さらにより好ましくは１４×１０－６ｋｇ／ｍｍ２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／ｍｍ２以下、より好ましくは３５×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは２５×１０－６ｋｇ／ｍｍ２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。配列させるワイヤ５の数は、ターゲット材２を平行に移動できれば特に限定されないが、好ましくは５本以上、より好ましくは７本以上、さらに好ましくは９本以上である。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。接合層の厚みのばらつき、すなわち、接合層の最大厚みと最小厚みとの差は、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下、特に好ましくは０．２５ｍｍ以下である。接合層の厚みのばらつきは、スパッタリングターゲット１の接合層の周囲の複数の任意の点（好ましくは４点以上）における接合層の厚みを測定することで算出することができる。接合層の厚みは、例えば定規やノギス、デプスゲージ等で接合層を横から測定することで求められる。また、接合層の厚みのばらつきは、スパッタリングターゲット１におけるターゲット材２の基準面（例えば、バッキングプレートの接合面）からの高さのばらつきとほぼ同等の数値を示すため、スパッタリングターゲット１におけるターゲット材２の複数の任意の点における高さを、例えばハイトゲージなどにより測定することでも求めることができる。スパッタリングターゲット１の接合率を向上させ、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させた上で、さらに接合層の厚みのばらつきを低減すると、より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とすることができる。
　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／ｍｍ２以上、より好ましくは０．８×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは１．０×１０－６ｋｇ／ｍｍ２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／ｍｍ２以下、より好ましくは１０×１０－６ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは７．０×１０－６ｋｇ／ｍｍ２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、Ｂ／Ｗの下限値は０以上、好ましくは０．０３以上、より好ましくは０．１０以上、さらに好ましくは０．２０以上であり、Ｂ／Ｗの上限値は２．０未満、好ましくは１．５以下、より好ましくは１．２以下、さらに好ましくは１．０以下、特に好ましくは０．８以下である。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、２０００ｍｍ２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。ワイヤは、ターゲット材２の長手方向に直交する向きに間隔をあけて複数本配置されることが好ましく、各ワイヤが等間隔に配置されることがより好ましい。また、接合層中に設けるワイヤの本数とターゲット材２の長さの比（ワイヤ数（本）／ターゲット材２の長さ（ｍｍ））は、０．００２以上０．００８以下、好ましくは０．００３以上０．００７以下、より好ましくは０．００３以上０．００６以下である。上記のように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４．５×１０５ｍｍ２）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。スパッタリングターゲットの接合層について、長辺側の両端と中央部の計６か所の接合層の厚みをノギスで測定し、接合層の厚みの最大値と最小値との差を求めたところ、０．２ｍｍであった。
　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１と同様に、スパッタリングターゲットの接合層の厚みの最大値と最小値との差を求めたところ、０．２～０．４ｍｍであった。
　（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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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２０００ｍｍ２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１１６２８ｍｍ２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１９４８ｍｍ２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 (10)

  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. 　前記ターゲット材の長さは、１０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
  3. 　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、接合方法。
  4. 　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、請求項３に記載の接合方法。
  5. 　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、請求項３または４に記載の接合方法。
  6. 　前記ワイヤの直径は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である、請求項５に記載の接合方法。
  7. 　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、請求項３から６の何れか一つに記載の接合方法。
  8. 　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、請求項３から７の何れか一つに記載の接合方法。
  9. 　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、請求項３から７の何れか一つに記載の接合方法。
  10. 　請求項３から９の何れか一つに記載の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、スパッタリングターゲットの製造方法。
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