(57)【要約】【課題】スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を向上させることができ、安定してスパッタ成膜が可能なスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。【解決手段】スパッタリングターゲット材１１と、このスパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲット１０であって、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との界面において、スパッタリングターゲット材１１側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部１５が形成され、はんだ層１３に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層１７の厚さが４μｍ以下とされていることを特徴とする。【選択図】図２
2020033578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材とはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲットであって、
前記スパッタリングターゲット材と前記はんだ層との界面において、前記スパッタリングターゲット材側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部が形成され、前記はんだ層に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層の厚さが４μｍ以下とされていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記亜鉛拡散部の最大厚さが１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記スパッタリングターゲット材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
スパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材とはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲットの製造方法であって、
前記スパッタリングターゲット材の接合面に、亜鉛を含み、融点が１５７℃以上２３０℃以下の範囲内である亜鉛含有はんだ材を下塗りして第１はんだ下地層を形成する第１下塗り工程と、
前記第１下塗り工程後に、冷却工程を経ずに、インジウム系はんだ材を下塗りして第２はんだ下地層を形成する第２下塗り工程と、
前記第２下塗り工程後に、前記スパッタリングターゲット材と前記バッキング材とを、インジウム系はんだ材を用いてはんだ接合するはんだ接合工程と、
を備えていることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記スパッタリングターゲット材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材とはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲット、及び、このスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属膜や酸化物膜等の薄膜を成膜する手段として、スパッタリングターゲットを用いたスパッタ法が広く用いられている。
上述のスパッタリングターゲットとしては、例えば、ターゲットスパッタ面が円形または矩形状をなす平板型スパッタリングターゲット、及び、ターゲットスパッタ面が円筒面である円筒型スパッタリングターゲットが用いられている。
【０００３】
これらのスパッタリングターゲットにおいては、成膜する薄膜の組成に応じて形成されたスパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材にはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたものとされている。
平板型スパッタリングターゲットにおいては、円板形状又は矩形平板形状のスパッタリングターゲットの一方の面に、はんだ層を介して、バッキングプレートが接合された構造とされている。
また、円筒型スパッタリングターゲットにおいては、円筒形状のスパッタリングターゲット材の内周面に、はんだ層を介して、バッキングチューブが接合された構造とされている。
上述のバッキング材（バッキングプレート及びバッキングチューブ）は、スパッタリングターゲット材を支持するとともに、スパッタリングターゲット材を冷却する作用を有する。
【０００４】
また、上述のはんだ層を構成するはんだ材としては、インジウム系はんだが広く使用されている。
ここで、スパッタリングターゲット材を構成する材料によっては、インジウム（Ｉｎ）との濡れ性や反応性が低く、スパッタリングターゲット材とはんだ層との間で十分な接合強度が得られないことがあった。
そこで、例えば、特許文献１−３においては、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を向上させる手段が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、カルコゲナイト化合物からなるスパッタリングターゲット材とバッキング材とを接合する際に、スパッタリングターゲット材の接合面に、亜鉛（Ｚｎ）又はスズ（Ｓｎ）を蒸着しておき、スパッタリングターゲット材とバッキング材とをＩｎ系はんだを用いて接合することが提案されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、８〜９ｍａｓｓ％の亜鉛と８２〜９１．５ｍａｓｓ％のスズと０．５〜１０ｍａｓｓ％のインジウムを含有し、かつ、スズとインジウムの合計含有量が９１ｍａｓｓ％以下とされたはんだ材を用いて、スパッタリングターゲット材とバッキング材とを接合することが提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献３においては、３０〜６０ｍａｓｓ％のＩｎと、３０〜６０ｍａｓｓ％のＳｎと、０．１〜１０ｍａｓｓ％のＺｎを含有するはんだ材を用いて、スパッタリングターゲット材とバッキング材とを接合することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−２９０２７３号公報
【特許文献２】特開２０１７−０６０９９０号公報
【特許文献３】特開平０７−２２７６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年では、生産効率の向上の観点から、スパッタ成膜時のパワー密度をさらに上げて成膜のスループットをさらに向上させることが求められている。
ここで、上述のスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲット材とバッキング材との接合強度が不十分となった場合には、スパッタリングターゲット材の熱をバッキング材側に効率良く伝達することができなくなる。すると、スパッタ成膜時のパワー密度をさらに上昇させてスパッタリングしてスパッタリングターゲット材の表面温度が上昇した場合に、冷却が不十分となり、Ｉｎ等の低融点金属で構成されたはんだ層が溶け出したり、スパッタリングターゲット材が割れてしまったりするおそれがあった。
そこで、従来に増して、はんだ層とスパッタリングターゲット材との接合強度の向上が求められている。
【００１０】
ここで、特許文献１−３においては、上述のように、ＺｎやＳｎをスパッタリングターゲット材側に拡散させることにより、はんだ層とスパッタリングターゲット材との接合強度の向上を図っている。
しかしながら、Ｚｎは、Ｉｎよりも酸化物の標準生成エネルギーが低いため、はんだ層とスパッタリングターゲット材との接合界面に酸化物が多く存在し、かえって接合強度が低下してしまうおそれがあった。
また、Ｓｎ単体では、はんだ接合時にＳｎがスパッタリングターゲット材側に十分に拡散せず、接合強度を向上させることができないおそれがあった。
以上のように、従来の接合方法によっては、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を十分に向上させることができなかった。
【００１１】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を確実に向上させることができ、安定してスパッタ成膜が可能なスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材とはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲットであって、前記はんだ層は、インジウム系はんだ材で構成されており、 前記スパッタリングターゲット材と前記はんだ層との界面において、前記スパッタリングターゲット材側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部が形成され、前記はんだ層に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層の厚さが４μｍ以下とされていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成とされた本発明のスパッタリングターゲットによれば、前記スパッタリングターゲット材と前記はんだ層との界面において、前記スパッタリングターゲット材側に亜鉛（Ｚｎ）が拡散した亜鉛拡散部が形成されているので、スパッタリングターゲット材の接合面に亜鉛が存在しており、インジウム系はんだ材との濡れ性が向上するとともに化学的に反応することになり、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を大幅に向上させることができる。
また、はんだ層に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層の厚さが４μｍ以下に制限されているので、スパッタリングターゲット材とはんだ層の界面に酸化物が多く存在しておらず、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度の低下を抑制することができる。
【００１４】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記亜鉛拡散部の最大厚さが１μｍ以上であることが好ましい。
この場合、前記亜鉛拡散部の最大厚さが１μｍ以上とされているので、スパッタリングターゲット材側に十分に亜鉛が拡散しており、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を確実に向上させることができる。
【００１５】
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記スパッタリングターゲット材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていてもよい。
アルミニウム又はアルミニウム合金は、インジウムと化学的に反応せず、かつ、濡れ性が悪いことから、単に、インジウム系はんだ材を用いて接合した際に、接合強度を十分に確保することができないおそれがある。ここで、本発明においては、前記スパッタリングターゲット材側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部が形成されているので、スパッタリングターゲット材の接合面に亜鉛が存在しており、インジウム系はんだ材との濡れ性が向上するとともに化学的に反応することになり、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を大幅に向上させることができる。
【００１６】
本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、スパッタリングターゲット材と、このスパッタリングターゲット材とはんだ層を介して接合されたバッキング材と、を備えたスパッタリングターゲットの製造方法であって、前記スパッタリングターゲット材の接合面に、亜鉛を含み、融点が１５７℃以上２３０℃以下の範囲内である亜鉛含有はんだ材を下塗りして第１はんだ下地層を形成する第１下塗り工程と、前記第１下塗り工程後に、冷却工程を経ずに、インジウム系はんだ材を下塗りして第２はんだ下地層を形成する第２下塗り工程と、前記第２下塗り工程後に、前記スパッタリングターゲット材と前記バッキング材とを、インジウム系はんだ材を用いてはんだ接合するはんだ接合工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１７】
この構成のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、前記スパッタリングターゲット材の接合面に、亜鉛を含む亜鉛含有はんだ材を下塗りして第１はんだ下地層を形成する第１下塗り工程を備えているので、亜鉛をスパッタリングターゲット材側へ拡散させて亜鉛拡散部を形成することができる。
【００１８】
また、亜鉛含有はんだ材の融点が１５７℃以上とされているので、第１下塗り工程における温度条件が比較的高くなり、亜鉛（Ｚｎ）をスパッタリングターゲット材側へ十分に拡散させることができ、亜鉛拡散部の厚さ（亜鉛の拡散深さ）を確保することができる。
一方、亜鉛含有はんだ材の融点が２３０℃以下とされているので、第１下塗り工程における温度条件が必要以上に高くなることを抑制でき、第１はんだ下地層において亜鉛の酸化を抑制することができる。
【００１９】
さらに、前記第１下塗り工程後に、冷却工程を経ずに、インジウム系はんだ材を下塗りして第２はんだ下地層を形成する第２下塗り工程を備えているので、第１下塗り工程で形成された第１はんだ下地層（亜鉛含有はんだ材）に含まれる亜鉛の酸化を抑制することができる。よって、前記はんだ層に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層の厚さを４μｍ以下に抑制することができる。
【００２０】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法においては、前記スパッタリングターゲット材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていてもよい。
この場合、インジウムと化学的に反応せず、かつ、濡れ性が悪いアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスパッタリングターゲット材であっても、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を確実に向上させることができ、安定してスパッタ成膜が可能なスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットの概略説明図である。（ａ）が軸線Ｏ方向に直交する断面図、（ｂ）が軸線Ｏに沿った断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲット材とはんだ層との界面の拡大説明図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。
【図４】実施例において本発明１のスパッタリングターゲット材とはんだ層との接合界面の観察結果の一例である。
【図５】スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を測定する引張試験片の採取方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施形態であるスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態に係るスパッタリングターゲット１０は、図１に示すように、円筒形状をなす円筒型スパッタリングターゲットとされている。
このスパッタリングターゲットは、軸線Ｏに沿って延在する円筒形状をなすスパッタリングターゲット材１１と、このスパッタリングターゲット材１１の内周側に挿入された円筒形状のバッキングチューブ１２とを備えている。
そして、円筒形状のスパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２は、はんだ層１３を介して接合されている。
【００２５】
スパッタリングターゲット材１１は、成膜する薄膜の組成に応じた組成とされ、各種金属及び酸化物等で構成されている。各種金属の例としては、アルミニウム、アルミニウム合金、クロム、クロム合金、鉄合金、ステンレス鋼等がある。各種酸化物の例としては、ＡＺＯ、ＩＴＯ、酸化鉄等がある。本実施形態では、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。なお、スパッタリングターゲット材１１を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金は、アルミニウムを５０ｍａｓｓ％以上含有するものとされている。
また、この円筒形状のスパッタリングターゲット材１１のサイズは、例えば外径ＤＴが１５０ｍｍ≦ＤＴ≦１７０ｍｍの範囲内、内径ｄＴが１２０ｍｍ≦ｄＴ≦１４０ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬＴが５００ｍｍ≦ＬＴ≦３０００ｍｍの範囲内とされている。
【００２６】
バッキングチューブ１２は、円筒形状のスパッタリングターゲット材１１を保持して機械的強度を確保するために設けられたものであり、さらには円筒形状のスパッタリングターゲット材１１への電力供給、及び、円筒形状のスパッタリングターゲット材１１の冷却といった機能を有するものである。
このため、バッキングチューブ１２としては、機械的強度、電気伝導性及び熱伝導性に優れていることが求められており、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、チタン、銅合金等で構成されている。
ここで、このバッキングチューブ１２のサイズは、例えば外径ＤＢが１１９ｍｍ≦ＤＢ≦１３９ｍｍの範囲内、内径ｄＢが１１０ｍｍ≦ｄＢ≦１３０ｍｍの範囲内、軸線Ｏ方向長さＬＢが５１０ｍｍ≦ＬＢ≦３１００ｍｍの範囲内とされている。
【００２７】
円筒形状のスパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２との間に介在するはんだ層１３は、はんだ材を用いて円筒形状のスパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２とを接合した際に形成されるものである。
本実施形態に係るスパッタリングターゲット１０においては、はんだ層１３は、Ｉｎの含有量が９５ｍａｓｓ％以上のインジウム系はんだ材によって構成されている。
なお、はんだ層１３の厚さｔは、０．５ｍｍ≦ｔ≦４ｍｍの範囲内とされている。
【００２８】
そして、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、図２に示すように、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との界面において、スパッタリングターゲット材１１側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部１５が形成されている。
この亜鉛拡散部１５は、はんだ層１３からスパッタリングターゲット材１１の内部に向けて亜鉛が拡散することで形成されたものであり、本実施形態においては、亜鉛拡散部１５の最大厚さｈＺ（すなわち、亜鉛の拡散深さの最大値）が１μｍ以上とされていることが好ましい。
なお、亜鉛拡散部１５の最大厚さｈＺは、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがさらに好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましい。
【００２９】
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０においては、図２に示すように、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との界面において、はんだ層１３に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層１７が形成されており、このはんだ酸化物層１７の厚さｈＯが４μｍ以下に制限されている。
このはんだ酸化物層１７は、上述のように、はんだ層１３に含まれる金属の酸化物とされており、本実施形態では、亜鉛、スズ、インジウムのいずれか１種又は２種以上を含む酸化物とされている。なお、これらの元素の中において酸化物標準生成エネルギーが最も低い元素は亜鉛であるため、はんだ酸化物層１７は、実質的に、亜鉛の酸化物となる。
ここで、はんだ酸化物層１７の厚さｈＯは、３μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３０】
以下に、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０の製造方法について、図３を用いて説明する。
【００３１】
（第１下塗り工程Ｓ０１）
まず、スパッタリングターゲット材１１の内周面に、亜鉛を含み、融点が１５７℃以上２３０℃以下である亜鉛含有はんだ材を下塗りして第１はんだ下地層を形成する。本実施形態では、亜鉛（Ｚｎ）を１ｍａｓｓ％以上１２ｍａｓｓ％以下の範囲で含み、残部がスズ（Ｓｎ）及び不可避不純物とされた組成の亜鉛含有はんだ材を用いている。
このように、スパッタリングターゲット材１１の内周面に亜鉛含有はんだ材からなる第１はんだ下地層を形成することにより、スパッタリングターゲット材１１の内周面に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部１５が形成されることになる。
【００３２】
この第１下塗り工程Ｓ０１においては、スパッタリングターゲット材１１を加熱しておき、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、溶融した亜鉛含有はんだ材を塗布することにより、第１はんだ下地層を形成する。なお、この第１下塗り工程Ｓ０１における加熱温度は１７０℃以上２５０℃以下の範囲内とされている。なお、第１下塗り工程Ｓ０１においては、特開２０１４−０３７６１９号公報に記載された方法で、亜鉛含有はんだ材を下塗りすることが好ましい。
そして、第１はんだ下地層を形成した後には、余剰の亜鉛含有はんだ材を掻き取って除去しておく。
【００３３】
（第２下塗り工程Ｓ０２）
次に、第１はんだ下地層を形成したスパッタリングターゲット材１１を冷却することなく、スパッタリングターゲット材１１の内周面（第１はんだ下地層の表面）に、インジウム系はんだ材を下塗りする。本実施形態では、インジウム（Ｉｎ）を９５ｍａｓｓ％以上含み、残部が不可避不純物とされたインジウム系はんだ材を用いている。なお、第１はんだ下地層を形成したスパッタリングターゲット材１１においては、１７０℃以上に保持した状態で、第２下塗り工程Ｓ０２を実施することが好ましい。
このように、亜鉛含有はんだ材からなる第１はんだ下地層を形成した状態で冷却せずに、インジウム系はんだ材の下塗りを行って第２はんだ下地層を形成することにより、第１はんだ下地層において亜鉛の酸化が抑制されることになる。
【００３４】
この第２下塗り工程Ｓ０２においては、スパッタリングターゲット材１１を加熱しておき、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、溶融したインジウム系はんだ材を塗布することにより、第２はんだ下地層を形成する。なお、この第２下塗り工程Ｓ０２における加熱温度は１７０℃以上２５０℃以下の範囲内とされている。なお、第２下塗り工程Ｓ０２においては、特開２０１４−０３７６１９号公報に記載された方法で、インジウム系はんだ材を下塗りすることが好ましい。
そして、第２はんだ下地層を形成した後には、余剰のインジウム系はんだ材を掻き取って除去しておく。
【００３５】
（冷却工程Ｓ０３）
次に、第１はんだ下地層及び第２はんだ下地層を形成した状態で、スパッタリングターゲット材１１及びバッキングチューブ１２を組み立てるために、一旦、室温にまで冷却する。
【００３６】
（組み立て工程Ｓ０４）
次に、第１はんだ下地層及び第２はんだ下地層を形成したスパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２とを位置合わせして組み立てる。このとき、スペーサ等を用いて、スパッタリングターゲット材１１の内周面とバッキングチューブ１２の外周面との間に所定の寸法の間隙を形成しておく。なお、この組み立て工程Ｓ０４においては、特開２０１４−０３７６１９号公報に記載された方法で、スパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２とを組み立てることが好ましい。
【００３７】
（はんだ接合工程Ｓ０５）
次に、組み立てたスパッタリングターゲット材１１の内周面とバッキングチューブ１２の外周面との間隙に、溶融したインジウム系はんだ材を流し込み、スパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２とをはんだ接合する。
このはんだ接合工程Ｓ０５おいては、大気雰囲気、還元性雰囲気あるいはＮ２ガスやＡｒガスなどの不活性ガス雰囲気などの非酸化雰囲気で実施する。
【００３８】
また、このはんだ接合工程Ｓ０５における加熱条件は、加熱温度が１７０℃以上２５０℃以下の範囲内とされ、この加熱温度での保持時間が１０分以上１２０分以下の範囲内とされている。
なお、このはんだ接合工程Ｓ０５においては、特開２０１４−０３７６１９号公報に記載された方法で、スパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２との間隙にインジウム系はんだ材を流し込むことが好ましい。
【００３９】
上述のような工程により、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０が製造されることになる。なお、上述のように、第１はんだ下地層を形成した後には、余剰の亜鉛含有はんだ材を掻き取って除去しており、その後、インジウム系はんだ材で第２はんだ下地層を形成するとともに、インジウム系はんだ材でスパッタリングターゲット材１１とバッキングチューブ１２とを接合しているので、接合後のはんだ層１３においては、第１はんだ下地層を構成するＳｎ−Ｚｎ合金層等は観察されない。
【００４０】
以上のような構成とされた本実施形態であるスパッタリングターゲット１０によれば、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との界面において、スパッタリングターゲット材１１側に亜鉛（Ｚｎ）が拡散した亜鉛拡散部１５が形成されているので、スパッタリングターゲット材１１の内周面に亜鉛が存在しており、インジウム系はんだ材との濡れ性が向上するとともに化学的に反応することになり、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との接合強度を大幅に向上させることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲット１０によれば、はんだ層１３に含まれる金属（本実施形態では亜鉛）の酸化物からなるはんだ酸化物層１７の厚さｈＯが４μｍ以下に制限されているので、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３の界面に酸化物が多く存在せず、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との接合強度の低下を抑制できる。
【００４２】
また、本実施形態において、亜鉛拡散部１５の最大厚さｈＺが１μｍ以上である場合には、スパッタリングターゲット材１１側に十分に亜鉛が拡散しており、スパッタリングターゲット材１１の内周面に亜鉛（Ｚｎ）が十分に存在し、インジウム系はんだ材との濡れ性を確実に向上させることができ、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との接合強度を確実に向上させることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態においては、スパッタリングターゲット材１１が、インジウムと化学的に反応せず、かつ、濡れ性が悪いアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているが、スパッタリングターゲット材１１の内周面に、上述の亜鉛拡散部が形成されているので、スパッタリングターゲット材１１の内周面に亜鉛が存在しており、インジウム系はんだ材との濡れ性が向上するとともに化学的に反応することになり、スパッタリングターゲット材１１とはんだ層１３との接合強度を大幅に向上させることができる。
【００４４】
本実施形態のスパッタリングターゲット１０の製造方法においては、スパッタリングターゲット材１１の内周面に、亜鉛を含み、融点が１５７℃以上２３０℃以下の範囲内である亜鉛含有はんだ材を下塗りして第１はんだ下地層を形成する第１下塗り工程Ｓ０１を備えているので、スパッタリングターゲット材１１の内周面において、亜鉛（Ｚｎ）をスパッタリングターゲット材１１側へ十分に拡散させることができ、上述の亜鉛拡散部１５を形成することができる。
【００４５】
また、第１下塗り工程Ｓ０１後に、第１はんだ下地層を形成したスパッタリングターゲット材１１を冷却することなく、スパッタリングターゲット材１１の内周面（第１はんだ下地層の表面）に、インジウム系はんだ材を下塗りして第２はんだ下地層を形成する第２下塗り工程Ｓ０２を備えているので、第１下塗り工程Ｓ０１で下塗りされた亜鉛含有はんだ材に含まれる亜鉛の酸化を抑制することができる。よって、はんだ酸化物層１７の厚さｈＯを４μｍ以下に抑制することができる。
【００４６】
さらに、亜鉛含有はんだ材の融点が１５７℃以上とされているので、第１下塗り工程Ｓ０１における温度条件が比較的高くなり、亜鉛（Ｚｎ）をスパッタリングターゲット材１１側へ十分に拡散させることができ、亜鉛拡散部１５の厚さ（亜鉛の拡散深さ）を確保することができる。一方、亜鉛含有はんだ材の融点が２３０℃以下とされているので、亜鉛の酸化を抑制することができる。
なお、亜鉛含有はんだ材の融点の下限は、１７０℃以上であることが好ましく、１９０℃以上であることがさらに好ましい。一方、亜鉛含有はんだ材の融点の上限は、２２０℃以下であることが好ましく、２１０℃以下であることがさらに好ましい。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、図１に示す円筒型スパッタリングターゲットを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、例えば、分割タイプ、あるいは、ドッグボーンタイプの円筒型スパッタリングターゲットであってもよい。
また、平板形状をなすスパッタリングターゲット材とバッキングプレートとがはんだ層介して接合された構造の平板型スパッタリングターゲットであってもよい。
【００４８】
また、本実施形態において、亜鉛含有はんだ材として、亜鉛（Ｚｎ）を１ｍａｓｓ％以上１２ｍａｓｓ％以下の範囲で含み、残部がスズ（Ｓｎ）及び不可避不純物とされた組成のものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、融点が１５７℃以上２３０℃以下の範囲内であれば、ビスマス（Ｂｉ）等の他の元素を含有するものであってもよい。なお、亜鉛含有はんだ材における亜鉛の含有量の下限は、４ｍａｓｓ％以上であることが好ましく、６ｍａｓｓ％以上であることがさらに好ましい。また、亜鉛含有はんだ材における亜鉛の含有量の上限は、１１ｍａｓｓ％以下であることが好ましく、１０ｍａｓｓ％以下であることがさらに好ましい。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、インジウム系はんだ材として、インジウム（Ｉｎ）を
９５ｍａｓｓ％以上含み、残部が不可避不純物とされた組成のものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、インジウム（Ｉｎ）の含有量が９５ｍａｓｓ％以上であれば、ガリウム（Ｇａ）等の他の元素を含有するものであってもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、スパッタリングターゲット材を、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、スパッタリングターゲット材の接合面に、亜鉛拡散部が形成されるものであればよく、例えばクロム又はクロム合金で構成されたものであってもよい。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明に係るスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法についての作用効果を確認すべく実施した確認試験の結果について説明する。
【００５２】
表１に示すスパッタリングターゲット材、バッキングチューブを準備した。
なお、スパッタリングターゲット材のサイズは、外径ＤＴを１６２ｍｍ、内径ｄＴを１３５ｍｍ、軸線方向長さＬＴを６００ｍｍとした。
また、バッキングチューブのサイズは、外径ＤＢを１３３ｍｍ、内径ｄＢを１２５ｍｍ、軸線方向長さＬＢを６２０ｍｍとした。
【００５３】
さらに、第１下塗り工程で用いる第１はんだ材、及び、第２下塗り工程で用いる第２はんだ材として、表１に示すものを準備した。
そして、表２に示す条件で、第１下塗り工程を実施して第１はんだ下地層を形成し、その後、第２下塗り工程を実施した第２はんだ下地層を形成した。
次に、室温まで冷却した後に、スパッタリングターゲット材とバッキングチューブを組み立て、２００℃で６０分加熱後、インジウム系はんだ材（Ｉｎの含有量が９５ｍａｓｓ％以上）を用いて、はんだ接合した。
【００５４】
上述のようにして得られたスパッタリングターゲットについて、スパッタリングターゲット材とはんだ層との界面を観察し、スパッタリングターゲット材側に亜鉛が拡散した亜鉛拡散部、及び、はんだ層に含まれる金属の酸化物からなるはんだ酸化物層について、以下のようにして観察した。また、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を、以下のようにして測定した。
【００５５】
（亜鉛拡散部及びはんだ酸化物層の観察）
スパッタリングターゲットの軸線を通る断面において、スパッタリングターゲット材とはんだ層の接合界面を観察し、ＥＰＭＡの元素マッピングにより、亜鉛拡散部及びはんだ酸化物層を特定した、元素マッピングは、倍率１０００倍で５か所を測定し、亜鉛拡散部の最大厚さ、及び、はんだ酸化物層の厚さを測定した。測定結果を表３に示す。また、本発明例１における亜鉛拡散部の観察結果の一例を図４に示す。
【００５６】
（スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度）
図５（ａ）に示すように、ワイヤーカットを用いて、得られたスパッタリングターゲットの側面から円柱状のサンプルを２０個切り出した。このサンプルの端面（外周面及び内周面）は図５（ｂ）に示すように切り落として平坦面とするとともに、サンプルの外周面を機械加工することによりφ２０ｍｍの引張試験片を得た。この引張試験片を、引張試験機ＩＮＳＴＯＲＯＮ５９８４（インストロンジャパン社製）に取り付けて引張強度を測定した。なお、最大荷重１５０ｋＮ、変位速度を０．１ｍｍ／ｍｉｎとした。測定された２０個のサンプルの引張強度の平均値を接合強度として表３に示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【００６０】
亜鉛含有はんだ材を用いて第１はんだ下地層を形成した後に第２はんだ下地層を形成せず、はんだ接合した比較例１においては、はんだ酸化物層の厚さが１０μｍと厚くなり、接合強度が４ＭＰａと低くなった。亜鉛含有はんだ材からなる第１はんだ下地層を形成した状態で室温まで冷却した際に、亜鉛含有はんだ材に含まれる亜鉛が酸化したためと推測される。
【００６１】
インジウム系はんだ材を用いて第１はんだ下地層を形成した後に第２はんだ下地層を形成せず、はんだ接合した比較例２においては、亜鉛拡散部が形成されず、接合強度が６ＭＰａと低くなった。アルミニウムからなるスパッタリングターゲット材とインジウム系はんだ材との濡れ性が悪く、かつ、化学的に反応しなかったためと推測される。
【００６２】
亜鉛含有はんだ材を用いて第１はんだ下地層を形成した後に、一旦、室温（２５℃）まで冷却し、その後、インジウム系はんだ材を用いて第２はんだ下地層を形成した比較例３においては、はんだ酸化物層の厚さが１０μｍと厚くなり、接合強度が５ＭＰａと低くなった。亜鉛含有はんだ材からなる第１はんだ下地層を形成した状態で室温まで冷却した際に、亜鉛含有はんだ材に含まれる亜鉛が酸化したためと推測される。
【００６３】
融点が２３０℃を超える亜鉛含有はんだ材からなる第１はんだ下地層を形成し、その後、インジウム系はんだ材を用いて第２はんだ下地層を形成した比較例４においては、はんだ酸化物層の厚さが１０μｍと厚くなり、接合強度が５ＭＰａと低くなった。第１はんだ下地層を形成する際の加熱温度が３００℃と高いため、亜鉛含有はんだ材に含まれる亜鉛が酸化したためと推測される。
【００６４】
これに対して、融点が１５７℃以上２３０℃以下の範囲内である亜鉛含有はんだ材を用いて第１はんだ下地層を形成した後に、冷却せずに、１７０℃以上に保持した状態で、インジウム系はんだ材を用いて第２はんだ下地層を形成した本発明例１−６においては、亜鉛拡散部が形成されるとともに、はんだ酸化物層の厚さが４μｍ以下に抑えられており、接合強度が１０ＭＰａ以上であった。
また、スパッタリングターゲット材がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成された本発明例１，２，５，６、及び、スパッタリングターゲット材がクロム又はクロム合金で構成された本発明例３，４においても、亜鉛拡散部が形成されることが確認された。
【００６５】
以上のことから、本発明例によれば、スパッタリングターゲット材とはんだ層との接合強度を向上させることができ、安定してスパッタ成膜が可能なスパッタリングターゲット、及び、スパッタリングターゲットの製造方法を提供できることが確認された。
【符号の説明】
【００６６】
１０  スパッタリングターゲット
１１  スパッタリングターゲット材
１２  バッキングチューブ
１３  はんだ層
１５  亜鉛拡散部
１７  はんだ酸化物層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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