(57)【要約】【課題】ブラスト処理により、使用済みのターゲット材から接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物を簡便且つ十分に除去することができるターゲット材の洗浄方法、該洗浄方法で処理するターゲット材の製造方法、及び該方法により得られるターゲット材を原料とするリサイクル鋳塊の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ターゲット材の洗浄方法は、ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、前記ターゲット材における、前記ターゲット材と前記支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、
前記ターゲット材における、前記ターゲット材と前記支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含む、
ターゲット材の洗浄方法。
【請求項２】
前記研磨材の新モース硬度と前記研磨材の粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値は、１１００以上６５００以下である、請求項１に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項３】
前記研磨材の嵩比重が、０．５ｇ／ｃｍ３以上１．７ｇ／ｃｍ３以下である、請求項１又は２に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項４】
前記研磨材の新モース硬度が１２以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項５】
前記研磨材は有機物である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項６】
前記研磨材は、前記第１面に対して、３０°以上６０°以下の角度をなすように噴射される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項７】
前記ターゲット材のビッカース硬度が１００以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項８】
前記ターゲット材の主成分は、アルミニウムである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項９】
前記接合材は、スズ、亜鉛、インジウム、鉛又はそれらの金属の合金を含むはんだである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によりターゲット材を処理することを含む、ターゲット材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０の製造方法により得られる前記ターゲット材を原料として鋳造してリサイクル鋳塊を製造することを含む、リサイクル鋳塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲット材の洗浄方法、該洗浄方法で処理するターゲット材の製造方法及び該製造方法により得られる該ターゲット材を原料とする鋳塊（以下、リサイクル鋳塊とも言う）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲットは、一般に酸化物等のセラミックス、金属、又は合金から構成されるターゲット材と、金属及び合金等で構成されるバッキングプレートやバッキングチューブ等の支持部材とがはんだ等の接合材で接合（ボンディング）されてなるものである。このようなスパッタリングターゲットをスパッタリングに付すことによって、基板上に金属又は酸化物等の薄膜を形成することができる。ターゲット材は、その種類によらず、スパッタリングによって完全に消費されるものではなく、その使用後において回収される。例えば、アルミニウム及び銅等の金属は溶解して鋳造することにより鋳塊（スラブ、インゴット）として再使用することができる。
【０００３】
スパッタリングターゲットのリサイクルに関して、例えば、特許文献１には、酸処理等の薬剤処理や該薬剤処理に更にブラスト処理を組み合わせた処理によるスパッタリングターゲットの接合材としてのはんだを含む表面付着物を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薬剤処理は、酸や塩基等で使用済みのターゲット材を洗浄する処理である。このような処理は、例えば使用済みのターゲット材を酸や塩基等の溶液中に浸漬等する必要があるため、手間と時間がかかる。その上、使用済みのターゲット材に残存する接合材の厚さは一様でない場合が主であり、また、バッキングプレートやバッキングチューブ等の支持部材に含まれる金属元素が、拡散によりターゲット材に混入している場合もある。残存する接合材や支持部材に由来する不純物を十分に除去するためには、手間と時間がかかり、特にサイズの大きなフラットパネルディスプレイ用のターゲット材においては顕著である。
【０００６】
ブラスト処理は、研磨材（投射材、メディア、研削材等とも呼ばれる）を使用済みのターゲット材に噴射する（噴射して打ち付ける）処理である。例えば、専用のブラスト装置等を用いて機械的に行うことができるため、簡易な処理でもある。研磨材としては、一般的に金属又はセラミックスからなるものが利用される。しかしながら、ブラスト処理は、洗浄されるターゲット材が研磨材により汚染されることを考慮して慎重に行わなければならない。そのため、ブラスト処理における研磨材の噴射は、ターゲット材表面上の接合材及び支持部材由来の不純物を十分に除去し得る条件で行うことは困難である。その結果、ブラスト処理ではターゲット材表面に接合材（例えばはんだ等）及び支持部材由来の不純物が残ってしまい、回収した材料から元のターゲット材と同等の品質の鋳塊を得ることはできず、元のターゲット材と同等の品質のターゲット材を再生することは困難となる。
【０００７】
このような事情から、ブラスト処理は、例えば特許文献１に記載されているように、薬剤処理と組み合わせた補助的処理又は仕上げにおける処理として使用済みのターゲット材の洗浄において利用される。しかし、前述した薬剤処理にブラスト処理をも組み合わせると、使用済みのターゲット材の洗浄に、より手間と時間がかかり、煩雑で且つコストが嵩む処理となってしまう。また、研磨材の残存により、薬剤処理後のターゲット材の状態からさらにターゲット材を汚染させてしまうリスクも存在する。
【０００８】
そこで、本発明は、ブラスト処理により、使用済みのターゲット材から接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物を簡便且つ十分に除去することができるターゲット材の洗浄方法、該洗浄方法によりターゲット材を洗浄することを含む製造方法、及び該製造方法により得られるターゲット材を原料とするリサイクル鋳塊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】
【０００９】
本発明の第１の要旨によれば、ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、
前記ターゲット材における、前記ターゲット材と前記支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含む、
ターゲット材の洗浄方法が提供される。
【００１０】
本発明の１つの態様において、前記研磨材の新モース硬度と前記研磨材の粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値は、１１００以上６５００以下であり得る。
【００１１】
本発明の１つの態様において、前記研磨材の嵩比重が、０．５ｇ／ｃｍ３以上１．７ｇ／ｃｍ３以下であり得る。
【００１２】
本発明の１つの態様において、前記研磨材の新モース硬度が１２以下であり得る。
【００１３】
本発明の１つの態様において、前記研磨材は有機物であり得る。
【００１４】
本発明の１つの態様において、前記研磨材は、前記第１面に対して、３０°以上６０°以下の角度をなすように噴射され得る。
【００１５】
本発明の１つの態様において、前記ターゲット材のビッカース硬度が１００以下であり得る。
【００１６】
本発明の１つの態様において、前記ターゲット材の主成分は、アルミニウムであり得る。
【００１７】
本発明の１つの態様において、前記接合材は、スズ、亜鉛、インジウム、鉛又はそれらの金属の合金を含むはんだであり得る。
【００１８】
本発明の第２の要旨によれば、本発明の第１の要旨の方法によりターゲット材を処理することを含む、ターゲット材（又は使用済みターゲット材）の製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の第３の要旨によれば、本発明の第２の要旨の製造方法により得られる前記ターゲット材を原料として鋳造してリサイクル鋳塊を製造することを含む、リサイクル鋳塊の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のターゲット材の洗浄方法は、ブラスト処理により、使用済みのターゲット材から接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物を簡便且つ十分に除去することができ、該洗浄方法で処理するターゲット材の製造方法、及び該方法により得られるターゲット材を原料とするリサイクル鋳塊の製造方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】スパッタリングターゲットを作製するための製造工程の概略図である。
【図２】本発明に係るスパッタリングターゲットの構成の１つの例を示す断面図である。
【図３】本発明に係るスパッタリングターゲットの構成のもう１つの例を示す断面図である。
【図４】ターゲット材が平板型の場合の１つの実施形態におけるターゲット材をスパッタリングターゲットから分離した接合面の断面図である。
【図５】１つの実施形態におけるターゲット材と支持部材とが接合していた第１面に対して研磨材が噴射される角度を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面等を参照しながら詳述するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。
【００２３】
スパッタリングターゲットを作製するための製造工程について簡単に説明する。図１の概略図にて示す通り、まず、一般に金属を溶解し、鋳造して得られる鋳塊を加工（例えば、得られた鋳塊に圧延、押出等の塑性加工を施した後の切削、研磨等の機械加工）して、平板型や円筒型等の形状を有するターゲット材を作製する。次いで、このターゲット材と、別途に作製した支持部材であるバッキングプレートやバッキングチューブ等とを接合材を用いて接合することによりスパッタリングターゲットを作製することができる。スパッタリングターゲットは、以下にて詳しく説明する通り、スパッタリングにて使用された後、ターゲット材と支持部材とに分離される。その後、使用済みターゲット材は、ブラスト処理による洗浄により接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物（以下、接合材等とも言う）が除去され、溶解して鋳造されることによってリサイクル鋳塊とすることができる。このリサイクル鋳塊を加工することにより再びターゲット材を製造することができる。
【００２４】
＜ターゲット材の洗浄方法＞
本発明の１つの実施形態のターゲット材の洗浄方法は、ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、ターゲット材におけるターゲット材と支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含む。なお、本明細書において、スパッタリングターゲットから分離されたターゲット材に研磨材を噴射して処理することを洗浄と称することもある。
【００２５】
最初に、本発明に係るスパッタリングターゲットの構成例について説明する。
【００２６】
本発明において、「スパッタリングターゲット」とは、ターゲット材と、支持部材とが接合材で接合されてなるものであり、スパッタリングに使用され得るものであれば、ターゲット材や支持部材等の形状及び材料等は、特に限定されない。スパッタリングターゲットが平板型の場合、支持部材として、平板型のバッキングプレートが用いられ得る。また、スパッタリングターゲットが円筒型の場合、支持部材として、円筒型のバッキングチューブが用いられ得る。ここで、円筒型ターゲット材の内部には、円筒型のバッキングチューブを挿入することができ、円筒型ターゲット材の内周部とバッキングチューブの外周部とが接合材にて接合され得る。
【００２７】
図２は、本発明に係るスパッタリングターゲットの構成の１つの例を示す断面図である。図２に示す通り、スパッタリングターゲット１０は、主として金属から構成されるターゲット材１と、支持部材２と、接合材からなる接合層３から構成される。
【００２８】
ターゲット材１は、主として、金属から構成され得るものである。例えば、ターゲット材１は、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、銀、コバルト、ルテニウム、白金、パラジウム、金、ロジウム、イリジウム及びニッケルからなる群から選択される金属を含むものであり、又は前記群から選択される金属を少なくとも１種含む合金であってもよい。
【００２９】
ターゲット材１のビッカース硬度は、好ましくは１００以下、より好ましくは１０以上５０以下、更に好ましくは１１以上４０以下、更により好ましくは１２以上３０以下、特に好ましくは１３以上２０以下である。このようなビッカース硬度の範囲のターゲット材１に本実施形態の洗浄方法を適用すると、後述する研磨材との相性が良いため、より好適に接合材等を除去することができる。ビッカース硬度は、ビッカース硬さ試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００３）により確認することができる。
【００３０】
ターゲット材１の主成分は、好ましくは、アルミニウム（純度９９．９９％（４Ｎ）以上、好ましくは純度９９．９９９％（５Ｎ）以上）又は銅（純度９９．９９％（４Ｎ）以上）である。特に、ターゲット材１の主成分がアルミニウムであると、より好適に接合材等を除去することができる。ターゲット材１の寸法、形状及び構造に特に制限はない。ターゲット材１は、平板型や円筒型が用いられ得る。
【００３１】
ターゲット材１が平板型である場合、ターゲット材１の長手方向の寸法は、例えば５００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下、好ましくは１０００ｍｍ以上３２００ｍｍ以下、より好ましくは１２００ｍｍ以上２７００ｍｍ以下である。幅方向（長手方向に対して垂直な方向）の寸法は、例えば５０ｍｍ以上１２００ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下、より好ましくは１７０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。厚みは、例えば５ｍｍ以上３５ｍｍ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。
【００３２】
ターゲット材１が円筒型である場合、ターゲット材１の長手方向の寸法は、例えば１０００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下、好ましくは１５００ｍｍ以上４５００ｍｍ以下、より好ましくは２０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下、更に好ましくは２２００ｍｍ以上３５００ｍｍ以下、更により好ましくは２５００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下である。ターゲット材１の外径寸法は、７５ｍｍ以上４００ｍｍ以下、好ましくは１００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下、より好ましくは１２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、更に好ましくは１４０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下、更により好ましくは１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。ターゲット材１の内径寸法は、５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下、好ましくは７０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、より好ましくは８０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下、更に好ましくは１００ｍｍ以上１６０ｍｍ以下、更により好ましくは１１０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。本発明では、例えば、大型のフラットパネルディスプレイ用のターゲット材１であっても簡便に処理することができる。
【００３３】
支持部材２がバッキングプレートの場合は、銅、クロム、アルミニウム、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、鉄、コバルト及びニッケルからなる群から選択される金属を含むものであり、又は前記群から選択される金属を少なくとも１種含む合金であってもよい。好ましくは、銅（無酸素銅）、クロム銅合金又はアルミニウム合金である。バッキングプレートの寸法、形状及び構造は、ターゲット材１を配置することができる板状のものであれば、特に限定されない。一方、支持部材２がバッキングチューブの場合も、構成する金属は、支持部材２がバッキングプレートの場合と同様の金属を含むが、なかでも、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン、チタン合金等であることが好ましい。バッキングチューブの寸法は、円筒型ターゲット材の内部に挿入して接合するため、円筒型ターゲット材よりも通常長く、バッキングチューブの外径は、円筒型ターゲット材の内径よりも僅かに小さいことが好ましい。
【００３４】
接合層３を構成する接合材は、ターゲット材１と支持部材２とを接合するために用いられ、スパッタリングターゲット１０を形成するために使用され得るものであれば限定されない。接合材は、例えば、はんだ、ろう材等を含む。
【００３５】
はんだは、低融点（例えば７２３Ｋ以下）の金属又は合金を含有する材料であり、例えば、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）及びアンチモン（Ｓｂ）からなる群から選択される金属、又は前記群から選ばれる金属を少なくとも１種含む合金を含有する材料が挙げられる。接合材は、これらのうち、好ましくは、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ又は、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＰｂからなる群より選ばれる金属を少なくとも１種含む合金を含むはんだであり、より具体的には、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ａｇ、Ｚｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｓｂ等が挙げられる。
【００３６】
ろう材は、ターゲット材１と支持部材２とを接合することができ、ターゲット材１及び支持部材２よりも融点の低い金属又は合金であれば、特に限定されることなく使用することができる。
【００３７】
接合材は、一般的に低融点であるＩｎやＩｎ合金、ＳｎやＳｎ合金等のはんだを使用することが好ましい。前述したようなはんだが接合材として用いられている場合に本実施形態の洗浄方法を適用すると、後述する研磨材との相性が良いため、より好適に接合材等を除去することができる。
【００３８】
はんだは、加熱によって、ターゲット材１との接合面において、ターゲット材１に含まれる金属と拡散層（合金層）を形成し、それによりターゲット材１とはんだとを接合することができる。或いは、はんだは、支持部材２との接合面においても、同様に支持部材２に含まれる金属と拡散層（合金層）を形成し、それにより支持部材２とはんだとを接合することができる。従って、このようなはんだを使用することによって接合層３としてはんだ層を形成し、ターゲット材１と支持部材２とを接合することができる。
【００３９】
一般に、ターゲット材１や支持部材２に前述のはんだを乗せて溶融させるだけでは、ターゲット材１や支持部材２の表面に存在し得る酸化膜が影響して、十分な接合強度が得られないことがある。図３は、本発明に係るスパッタリングターゲットの構成のもう１つの例を示す断面図である。図３に示すように、もう１つのスパッタリングターゲット１０では、ターゲット材１及び支持部材２の表面に対して、はんだの濡れ性を向上させて十分な接合強度を得るために、接合層３は、はんだ層３ａとメタライズ層３ｂ及び３ｂ’とを備える。
【００４０】
「メタライズ」とは、一般に非金属の表面を金属膜化するために使用され得る処理方法である。メタライズ層３ｂ及び３ｂ’は、例えば、メタライズ用のはんだを用いてターゲット材１又は支持部材２に形成され得る。メタライズ層３ｂ及び３ｂ’は、例えば、超音波はんだごてを使用して、超音波の振動エネルギー（キャビテーション効果）によってターゲット材１又は支持部材２の酸化膜を、破壊しながら加熱することによって形成され得る。具体的には、酸化膜中の酸素原子と共に、メタライズ用のはんだに含まれる金属原子と、ターゲット材１又は支持部材２に含まれる金属原子とを化学的に結合させることによって形成され得る。
【００４１】
メタライズに使用することのできるはんだは、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｃｄ及びＳｂからなる群から選択される金属、又は前記群から選択される金属を少なくとも１種含む合金を含む材料などであり、より具体的には、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ａｇ、Ｚｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｓｂなどが挙げられる。ターゲット材１又は支持部材２と親和性の高い材料を適宜選択すればよい。
【００４２】
メタライズ層３ｂ及び３ｂ’は、はんだ層３ａとも結合することができ、各々、ターゲット材１とはんだ層３ａとの間又は支持部材２とはんだ層３ａとの間に位置して、ターゲット材１と接合層３及び支持部材２と接合層３を強固に結合する役割を果たすことができる。
【００４３】
本明細書において、接合層３とは、図２に示すようなはんだ、ろう材等の接合材から構成される層だけでなく、図３に示すようなメタライズ層３ｂ及び３ｂ’の少なくとも一方を含む層も包含する。
【００４４】
はんだ層３ａの厚みは、支持部材２が平板型の場合は例えば５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であり得、支持部材２が円筒型の場合は例えば２５０μｍ以上１５００μｍ以下の範囲内であり得る。メタライズ層３ｂ及び３ｂ’の厚みは、支持部材２が平板型及び円筒型の両方の場合において、例えば１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であり得る。
【００４５】
スパッタリングターゲット１０をスパッタリングにて使用した後、図１の概略図にて示す通り、ターゲット材１はスパッタリングターゲット１０から分離（又は剥離）される。ターゲット材１をスパッタリングターゲット１０から分離する方法については、特に限定されない。例えば、接合層３に熱（例えば１８０℃以上３００℃以下）を加えて、接合層３を軟化又は溶融しながら、必要に応じて物理的に接合層３を破壊してターゲット材１をスパッタリングターゲット１０から分離することができる。
【００４６】
図４は、ターゲット材が平板型の場合の１つの実施形態におけるターゲット材を、スパッタリングターゲットから分離した接合面の断面図である。図４に示すように、分離した後のターゲット材１における、バッキングプレートと接合していた面（即ち、第１面１００又は「接合面」と称する場合もある）には、前述したメタライズ層３ｂ及び３ｂ’を含め、接合層３の少なくとも一部が付着して残存している。場合によっては、接合層３だけでなく、バッキングプレート由来の不純物も、接合層３やターゲット材１の接合面側の表面に拡散して残存している場合もある。
【００４７】
好ましくは、ターゲット材１の洗浄において研磨材を噴射する前に、分離後の第１面１００に付着している接合層３を、例えばヘラ（例えばシリコーン製のヘラ）等を用いて予めできる限り掻き落としておく。なお、ヘラ等による事前の掻き落としでは、分離後の第１面１００に付着した接合材を完全に除去することは困難であり、特にターゲット材１と強固に結合したメタライズ層３ｂの除去はできない。また、ターゲット材１のスパッタリング面や側面においても接合材が付着して残存する場合がある。その原因としては、例えば、ターゲット材１の分離の際に溶融した接合材がスパッタリング面や側面に付着することや、分離した使用済みのターゲット材１を互いに積み重ねて保管したために、接合面とスパッタリング面や側面とが接触し、接合面の接合材がスパッタリング面や側面に付着すること等が挙げられる。従って、スパッタリング面や側面においても本発明の洗浄方法を適用してもよい。
【００４８】
ターゲット材が円筒型の場合、円筒型のターゲット材が円筒型のバッキングチューブの外周部に接合材を用いて接合され得る。そのため、前述の平板型のターゲット材の場合と同様に、分離後のターゲット材の接合面（内周部）には接合材が付着し、その接合材の除去は平板型のターゲットよりも困難である。また、平板型のターゲット材の場合と同様に、円筒型のターゲット材のスパッタリング面においても接合材が付着して残存する場合がある。更には、バッキングチューブに由来する成分も不純物として混入し得る場合もある。従って、円筒型のターゲット材においても、分離後のターゲット材の接合面である内周部やスパッタリング面である外周部に対して当該洗浄方法を適用することができる。なお、ターゲット材の接合面である内周部の処理を行う場合には、例えば、ターゲット材の円筒における円周を２等分するように（即ち、円筒の長手方向に平行に円筒型のターゲット材を２等分するように）切断し、接合面である内周部が露出するように加工してから当該洗浄方法を適用することが好ましい。
【００４９】
分離後のターゲット材における接合材の存在は、例えば、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析（ＥＤＸＲＦ：Energy Dispersive X-ray Fluorescence Analysis）によって確認することができる。更に、支持部材２からターゲット材へと金属元素が拡散する場合も、該金属元素について、同様にＥＤＸＲＦによって確認することができる。他にも、波長分散型蛍光Ｘ線分析（ＷＤＸＲＦ：Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Analysis）、電子線プローブマイクロアナリシス（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro Analysis）、オージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）、Ｘ線光電分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ：Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)、レーザー照射型誘導結合プラズマ質量分析（ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ：Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry）、Ｘ線回折法（ＸＲＤ：X-ray Diffraction Analysis）等の分析方法でも、接合材、支持部材２に由来する不純物は確認可能であるが、分析の簡便さ、分析範囲の広さから、ＥＤＸＲＦ、ＷＤＸＲＦでの確認が好ましい。
【００５０】
後続のリサイクル処理において、接合材が付着した分離後のターゲット材をそのまま溶解及び鋳造することにより、鋳塊（以下、「スラブ」又は「インゴット」と称する場合もある）を製造し、この鋳塊から再びターゲット材を製造すると、付着した接合材の成分に由来する不純物がターゲット材中に混入してしまう。更に、支持部材からターゲット材へと金属元素が拡散して不純物として混入する場合も、該金属元素が不純物として鋳塊中に混入する場合がある。
【００５１】
ターゲット材の洗浄方法は、前述した通り、少なくとも、ターゲット材におけるターゲット材１と支持部材２とが接合していた第１面１００に対して研磨材を噴射する。
【００５２】
研磨材は、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下であるものであれば特に限定されない。好ましくは、研磨材は、第１面１００に対して噴射される際に、ターゲット材を汚染させるおそれがないものである。噴射時にターゲット材を汚染させると、研磨材に由来する成分が不純物として混入し、回収した材料から元のターゲット材と同等の品質のターゲット材を再生することは困難となる可能性があるためである。
【００５３】
新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下の研磨材としては、例えば、アルミニウム等の金属や、該金属を含む合金、アルミナ、酸化セリウム、ガラス、珪砂等のセラミックスや非金属、及び植物種や樹脂等の有機化合物等が挙げられる。本明細書において、「有機物」とは、有機化合物の意図も含み、炭素を含む化合物であり、他に酸素や窒素、水素等を含む構成で示される物質のことも意味する。
【００５４】
これらの研磨材として、具体例を挙げると、金属や合金としては、アルミニウム（例えば三昌研磨材株式会社製の純アルミカットワイヤー及び合金アルミカットワイヤー等）等が挙げられる。セラミックスや非金属としては、アルミナ（例えば（株）不二製作所製のフジランダムＡ及びフジランダムＷＡ、ＩＫＫショット（株）製のタイプＷＡ（白色溶融アルミナ）、新東工業（株）製の褐色溶融アルミナ質投射材（Ａ）及び白色溶融アルミナ質投射材（ＷＡ）等）、炭化ケイ素（例えば（株）不二製作所製のフジランダムＣ及びフジランダムＧＣ、ＩＫＫショット（株）製のタイプＣ（黒色炭化けい素）等）、ガラス（例えば（株）不二製作所製のフジガラスビーズ及びフジガラスパウダー、新東工業（株）製のガラスビーズ（ＧＢ）及びガラスパウダー（ＧＰ）等）、エメリー（例えば（株）不二製作所製のトサエメリーエキストラ等）、珪砂（例えば（株）ニッチューの珪砂等）、ガラス質溶融黒色砂（例えばケーエムマテリアル（株）製のブラックグリット等）等が挙げられる。樹脂としては、メラミン樹脂（例えば（株）不二製作所製のポリプラス（タイプＩＩＩ）及びシェーブメディアＭ、ＩＫＫショット（株）製のタイプＸＨ（メラミン樹脂ブラスト材）、新東工業（株）製のプラショットＰＳＭ、稗田化学工業（株）製のミラクルメディアＭＭ−Ｍ等）、ユリア樹脂（例えば（株）不二製作所製のシェーブメディアＹ及びポリプラス、ＩＫＫショット（株）製のタイプＨ（ユリア樹脂ブラスト材）、新東工業（株）製のプラショットＰＳＵ、稗田化学工業（株）製のミラクルメディアＭＭ−Ｕ等）、不飽和ポリエステル樹脂（例えば（株）不二製作所製のポリエクストラ、稗田化学工業（株）製のミラクルメディアＭＭ−ＰＥ等）、アクリル樹脂（例えば稗田化学工業（株）製のミラクルメディアＭＭ−Ａ等）等が挙げられる。植物種としては、ピーチの種（例えば（株）不二製作所製のピーチ、新東工業（株）製のピーチショットＰＳ等）、杏の種（例えば（株）不二製作所製のアプリコット、新東工業（株）製のアンズショットＡＰ等）、クルミ（例えば（株）不二製作所製のクルミ、新東工業（株）製のクルミショットＫＳ等）等が挙げられる。
【００５５】
これらの研磨材のうち、洗浄時にターゲット材１を汚染させ難いものとして、有機物（植物種、樹脂等）及びセラミックスとしてはアルミナが好ましい。更に、繰り返し使用される際に研磨材の耐久性を有するため、有機物がより好ましい。また、有機物からなる研磨材は、ターゲット材１の表面に残存したとしても、例えばターゲット材洗浄後の鋳造工程において除去されるという利点も有するので好ましい。
【００５６】
新モース硬度は、修正モース硬度と同意である。新モース硬度とは、１５種の基準となる鉱物と比較することによって、鉱物の硬度を求める硬さの尺度である。基準となる鉱物は、柔らかいもの（新モース硬度１）から硬いもの（新モース硬度１５）の順に、滑石、石膏、方解石、蛍石、燐灰石、正長石、溶融石英、水晶（石英）、黄玉（トパーズ）、柘榴石、溶融ジルコニア、溶融アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びダイヤモンドである。本明細書において、新モース硬度は、これらの基準の鉱物で硬度を測定したい試料物質（研磨材）をこすり、ひっかき傷の有無で硬度を測定される。例えば、方解石では傷が付かず、蛍石で傷が付く場合、その試料物質（研磨材）の新モース硬度は３．５（３と４の間の意味）となる。
【００５７】
新モース硬度が３以上の研磨材を使用すると、研磨材の硬さが十分であるため、噴射により接合層３を構成する接合材及び支持部材２由来の不純物を十分に除去することができる。好ましくは、研磨材の新モース硬度は、３以上１２以下である。新モース硬度が３以上１２以下である研磨材としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミナ、ジルコン、ガラス、樹脂や植物種等の有機物等が挙げられる。新モース硬度が１２以下の研磨材を使用すると、研磨材が適度な硬さを有するため、接合層３（又は存在する場合はメタライズ層３ｂ）を超えてターゲット材１を深く削ってしまうおそれや、ターゲット材１に突き刺さり、汚染させてしまうおそれを低減できる。繰り返し使用時の研磨材の耐久性の観点から、研磨材の新モース硬度は、好ましくは３以上１０以下、より好ましくは３以上８以上、さらに好ましくは３．５以上５以下である。
【００５８】
嵩比重が２ｇ／ｃｍ３より大きい研磨材を使用すると、研磨材の衝突の圧力によって接合材等がターゲット材中に押し込まれることにより、接合層３を構成する接合材及び支持部材２由来の不純物を十分に除去できなくなり、さらに研磨材がターゲット材中に突き刺さることによる汚染が発生し得る。研磨材の嵩比重（ｇ／ｃｍ３）は、好ましくは０．１ｇ／ｃｍ３以上２ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．３ｇ／ｃｍ３以上２．０ｇ／ｃｍ３以下、更に好ましくは０．５ｇ／ｃｍ３以上１．７ｇ／ｃｍ３以下、更により好ましくは０．６ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下、ことさら好ましくは０．６５ｇ／ｃｍ３以上１．２ｇ／ｃｍ３以下、特に好ましくは０．７０ｇ／ｃｍ３以上１．０ｇ／ｃｍ３以下である。本明細書において「嵩比重（ｇ／ｃｍ３）」とは、単位見かけ容積当たりの物質の質量のことをいい、容積がわかる容器に物質を自然落下により投入して質量を測定し、その質量を容積により割ることによって求めることができる。研磨材の嵩比重は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６５：１９９９やＪＩＳ  Ｒ  １６２８：１９９７、又はＪＩＳ  Ｚ  ２５０４：２０１２に準拠した方法により測定することができる。
【００５９】
嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材としては、例えば、炭化ケイ素、ガラス、珪砂、エメリー、アルミナ等のセラミックス、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の樹脂やピーチの種、杏の種、クルミ等の植物種等の有機物が挙げられる。前述したように、これらの研磨材のうち、洗浄時のターゲット材の研磨材による汚染の防止効果が高いという観点から、好ましくはアルミナ及び樹脂や植物種等の有機物であり、より好ましくは有機物である。
【００６０】
更に、本発明では、研磨材が前述の新モース硬度と嵩比重の条件を満たした上で、且つ研磨材の新モース硬度と研磨材の粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値が所定の範囲内にあると、本実施形態の洗浄方法を用いた場合、ターゲット材１から接合層３を構成する接合材及び支持部材２由来の不純物を除去する効果をより好適に発揮し得ることを見出した。かかる掛け合わせた数値の所定の範囲は、好ましくは１１００以上６５００以下、より好ましくは１２００以上５０００以下、更に好ましくは１５００以上４５００以下、更により好ましくは１８００以上４０００以下、特に好ましくは２０００以上３５００以下である。
【００６１】
本明細書において「（研磨材の）粒径（μｍ）」とは、研磨材の投影像を円形に近似した時の円の直径について、所定数の研磨材における平均値を求めたものである。直径を求める研磨材は無作為に選択し、好ましくは３０個以上、より好ましくは５０個以上、さらに好ましくは１００個以上の平均とすることが好ましい。投影像は、光学顕微鏡等により撮影でき、該直径は画像解析により求めることができる。
【００６２】
研磨材の噴射方法は、特に限定されない。具体的には、対象とする面、例えば図４に示すターゲット材１の第１面１００に対して、好ましくは一定の距離を保ちながら、前述したような研磨材を噴射する（噴射して打ち付ける）ことができる方法であれば当業者に公知であるどのような方法を用いても構わない。例えば、市販されているブラスト装置、特にエアーブラスト装置を利用することができる。更に、研磨材の噴射は、同一箇所において、複数回、好ましくは１回以上３回以下重ねて行ってもよい。或いは、１回の研磨材の噴射における処理幅が特定の面（ターゲット材１の第１面１００）より小さい場合等は、ライン状等で部分的にオーバーラップさせて研磨材を噴射してもよい。
【００６３】
エアーブラスト装置は、エアーコンプレッサー（空気圧縮機）で圧縮した空気（圧縮エアー）を利用して、特定の面に対して研磨材を噴射して打ち付ける装置である。例えば、市販のものでは（株）不二製作所製のニューマ・ブラスター（例えば、ＳＦＫ型、ＳＧＦ型、ＳＧＫ型、ＦＤＯ−Ｆ型、ＳＧＯ−Ｆ型、ＦＤ型、ＳＧ−ＢＬ型等）、新東工業（株）製のエアーブラスト装置（ＭＹシリーズ、エコブラスターシリーズ等）、又はショットブラスト装置等を利用することができる。ブラスト装置のノズルヘッドは、使用する研磨材、エアーコンプレッサー及び処理面積に合ったノズル径（例えばφ５ｍｍ、φ６ｍｍ、φ８ｍｍ等）及び形状を有するノズルヘッドを適宜選択して使用すればよい。また、圧縮エアーの代わりに、例えば窒素やアルゴン等の高圧ガスを使用してもよい。
【００６４】
ブラスト処理の条件は、例えばエアーブラスト装置を用いる場合、圧縮エアーの圧力は、０．２ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下、好ましくは０．３ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下、より好ましくは０．４ＭＰａ以上１．１ＭＰａ以下、更に好ましくは０．５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。このような圧縮エアーの圧力条件下において、処理速度は、例えばターゲット材がアルミニウムの場合、好ましくは１００ｍｍ２／分以上２０００ｍｍ２／分以下、より好ましくは２００ｍｍ２／分以上１５００ｍｍ２／分以下、さらに好ましくは２５０ｍｍ２／分以上１２００ｍｍ２／分以下、さらにより好ましくは３００ｍｍ２／分以上１０００ｍｍ２／分以下、特に好ましくは４００ｍｍ２／分以上８００ｍｍ２／分以下である。処理速度は圧縮エアーの圧力条件や処理するターゲット材１の硬度に応じて適宜選択すればよい。しかし、圧縮エアーの圧力が低すぎる又は処理速度が速すぎると、接合材からなる接合層３（存在する場合はメタライズ層３ｂ及び３ｂ’を含む）や支持部材２由来の不純物を除去するには効果が十分でない場合がある。逆に、圧縮エアーの圧力が高すぎる又は処理速度が遅すぎると、接合層３（存在する場合はメタライズ層３ｂを含む）を超えてターゲット材１自体を深く削ってしまい、歩留りが悪くなったり、又は接合材をターゲット材１中に深く押し込んでしまい、接合材の残存を招き得る。
【００６５】
本実施形態のターゲット材の洗浄方法において、研磨材が噴射される角度は、対象とする面、例えば図４に示すターゲット材１の第１面１００に対して研磨材が当たる角度であれば特に限定されない。図５は、１つの実施形態におけるターゲット材と支持部材とが接合していた第１面に対して研磨材が噴射される角度を示す断面図である。図５に示すように、研磨材は、ターゲット材１と支持部材２とが接合していた第１面１００に対して、ノズルヘッド４から、角度θをなすように噴射され得る。図５には１つのノズルヘッド４しか示されていないが、複数のノズルヘッドが使用されてもよい。角度θは、好ましくは１５°以上９０°以下、より好ましくは２０°以上７０°以下、更に好ましくは２５°以上６５°以下、更により好ましくは２５°以上５５°以下、特に好ましくは３５°以上５０°以下である。これは、ターゲット材１の第１面１００に対して斜めから研磨材を噴射した場合の方が、鉛直方向から研磨材を噴射した場合と比較して、処理領域が大きくなり、且つターゲット材１に当たった研磨材が第１面１００に留まらず外側に逃げ、接合材等を除去して洗浄する効果の向上が期待されるためである。また、上記角度での噴射は、特に接合材の組成が比較的柔らかいＩｎ、Ｓｎ等の金属、又はＩｎ合金、Ｓｎ合金等の合金であった場合に、顕著な効果が得られる。
【００６６】
ノズルヘッド４の先端とターゲット材１との間の鉛直方向の距離（又はノズル距離）は、例えば１０ｍｍ以上、好ましくは１２ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上７０ｍｍ以下、さらに好ましくは２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。該距離が近すぎると、ターゲット材１に当たって跳ね返った研磨材の影響を受け、十分な洗浄効果が得られない場合があり、該距離が遠すぎると、ターゲット材１に当たった際の衝撃が小さくなるため、十分な洗浄効果が得られない場合がある。
【００６７】
処理圧力、処理速度、噴射の角度θ及びノズル距離等の条件は、使用済みのターゲット材１から、接合層３を構成する接合材及び支持部材２由来の不純物を十分に除去することができるように、研磨材の種類や粒度及びブラスト処理の装置の種類等に合わせて適宜選択又は調整することができる。
【００６８】
ターゲット材の接合面から、洗浄により接合材やメタライズ層の除去が十分に行われると、その洗浄後の表面は粗面化される。粗面化された場合、洗浄後の表面の波長３００ｎｍ〜１５００ｎｍにおける正反射率は例えば１．０％以下である。接合材および支持部材に由来する不純物が十分に除去されたことを確認するには、正反射率は０．７％以下であることが好ましい。さらに、波長３００ｎｍ〜１５００ｎｍにおける各入射光の波長に対する正反射率の変化率（洗浄後の表面の正反射率／洗浄前の表面の正反射率）が、０．０２５以上０．８５以下、好ましくは０．０５以上０．７５以下、より好ましくは０．０８以上０．６０以下、さらに好ましくは０．１０以上０．４０以下となるように洗浄処理すると、接合材および支持部材に由来する不純物が十分に除去されたことを確認できるとともに、ターゲット材を必要以上に削りすぎることを防ぐことができる。
また、洗浄後のターゲット材表面の算術平均粗さＲａは、４μｍ以上であり、接合材および支持部材に由来する不純物が十分に除去されたことを確認するには、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは６μｍ以上である。洗浄前後でのターゲット材表面の算術平均粗さＲａの変化率（洗浄後の表面の算術平均粗さＲａ／洗浄前の表面の算術平均粗さＲａ）が、好ましくは３以上、より好ましくは４以上２０以下、さらに好ましくは５以上１０以下となるように洗浄処理をするとよい。通常、洗浄後のターゲット材表面の算術平均粗さＲａは、５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。洗浄後のターゲット材表面の算術平均粗さＲａが大きすぎると、埃や砂等の異物が付着しやすく、また、酸化膜の厚さが厚くなり、リサイクル鋳塊中の不純物が増加する恐れがある。
【００６９】
本実施形態のターゲット材の洗浄方法によると、研磨材における新モース硬度と嵩比重との均衡が優れているため、ブラスト処理のみでも使用済みのターゲット材１から接合層３（存在する場合はメタライズ層３ｂ及び３ｂ’も含む）を構成する接合材及び支持部材２由来の不純物を簡便且つ十分に除去することができる。本明細書において、「十分に除去する」とは、少なくともターゲット材１と支持部材２とが接合していた第１面１００において、ＥＤＸＲＦの検出下限界（例えば接合材に由来する不純物の検出下限界は０．０１質量％程度）よりも小さく、ＥＤＸＲＦでは検出できない程度にまで、接合層３を構成する接合材（存在する場合はメタライズ層３ｂ及び３ｂ’も含む）由来の不純物に含まれる元素の量及び支持部材２由来の不純物に含まれる元素の量が除去されることを意味する。
【００７０】
＜ターゲット材（又は使用済みターゲット材）の製造方法＞
本発明の１つの実施形態のターゲット材（又は使用済みターゲット材）の製造方法は、前述の実施形態のターゲット材の洗浄方法によりターゲット材を処理することを含む。かかる処理が行われたターゲット材は、図１の概略図にて示す通り、後述するリサイクル鋳塊の製造に使用され得る。該ターゲット材（又は使用済みターゲット材）の製造方法は、前述のターゲット材の洗浄方法により処理することだけでなく、他の処理を含んでも構わない。例えば、洗浄後の使用済みターゲット材に付着した研磨材や研磨くずを取り除くための処理（例えば、高圧エアーの吹き付けや流水での洗浄）等を含んでいてもよい。研磨材や研磨くずを取り除くことで、洗浄後の使用済みターゲット材を原料として溶解、鋳造を行う際に、原料に付着した研磨材や研磨くずが原因で生じる異物混入等の不具合を防ぐことができる。
【００７１】
＜リサイクル鋳塊の製造方法＞
本発明の１つの実施形態のリサイクル鋳塊の製造方法は、図１の概略図にて示す通り、前述の実施形態のターゲット材（又は使用済みターゲット材）の製造方法により得られる該ターゲット材を原料として鋳造してリサイクル鋳塊を製造することを含む。
【００７２】
リサイクル鋳塊を製造する方法としては、当業者に公知の方法を使用すればよい。例えば、溶解及び鋳造の工程を経て製造することができる。溶解方法としては、電気炉又は燃焼炉にて、洗浄したターゲット材を大気中又は真空中で溶解させればよい。鋳造方法としては、連続鋳造法、半連続鋳造法、金型鋳造法、精密鋳造法、ホットトップ鋳造法、重力鋳造法等を採用することができる。また、溶解及び鋳造工程の間に、脱ガス処理、介在物除去処理を行ってもよい。
【００７３】
リサイクル鋳塊の製造条件、特に温度は、ターゲット材に主として含まれる金属に応じて適宜決定すればよい。例えば、ターゲット材に主成分として含まれる金属がアルミニウムである場合、まず、前述の実施形態の方法を用いて洗浄したターゲット材を、真空下（例えば０．０３Ｔｏｒｒ）又は大気下、６７０℃以上１２００℃以下、好ましくは７５０℃以上８５０℃以下において、カーボン又はアルミナ等の坩堝中で溶解させる。次いで、必要に応じて大気中にて撹拌してドロスを除去した後、大気中で冷却することによって、リサイクル鋳塊を製造することができる。
【００７４】
例えば、ターゲット材に主成分として含まれる金属が銅である場合、洗浄後のターゲット材を真空下（例えば、０．０３Ｔｏｒｒ）或いは大気下、１１００℃以上１５００℃以下、好ましくは１１５０℃以上１２００℃以下においてカーボンやアルミナなどの坩堝中で溶解し、必要に応じて大気中にて撹拌してドロスを除去した後、大気中で冷却することによって、リサイクル鋳塊を製造することができる。
【００７５】
リサイクル鋳塊の製造には、前述の実施形態の方法を用いて洗浄したターゲット材のみで製造してもよいし、元の原料金属と洗浄後のターゲット材との混合物を使用してもよい。原料金属と洗浄後のターゲット材とを混合する場合、洗浄後のターゲット材の混合割合は、通常２０質量％以上であり得る。製造コストにおける原料費の割合を抑えることができるという観点からは、５０質量％以上であることが好ましい。
【００７６】
＜リサイクル鋳塊＞
本発明の１つの実施形態のリサイクル鋳塊は、前述の実施形態の方法によって製造される。
【００７７】
本実施形態のリサイクル鋳塊は、前述の実施形態の方法を用いて洗浄したターゲット材を原料として鋳造して製造しているため、前述した通り、接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物は十分に除去されており、即ち、これらに由来する不純物に含まれる元素を実質的に含まず、元の（未使用の）ターゲット材と実質的に同一の組成を有する。そのため、このようなリサイクル鋳塊から、元のターゲット材と実質的に同一の組成を有するターゲット材を再び製造することができる。
【００７８】
本明細書において、「元の（未使用の）ターゲット材と実質的に同一の組成を有する」とは、主成分の金属が同一であり、元のターゲット材に元々含まれる不純物と同程度の量の不純物を含み得ることを意味する。例えば、接合層やメタライズ層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物の合計量が、質量基準で、１０ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ以上８ｐｐｍ以下、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上６ｐｐｍ以下、更に好ましくは０．１ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下であり、更により好ましくは０．１ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下である場合が挙げられ、なお且つ全不純物合計量（即ち、元のターゲット材に元々含まれる不純物量と、接合材及び支持部材由来の不純物の合計量の和）が、５０ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは８ｐｐｍ以下（又は８ｐｐｍ未満）、さらにより好ましくは０．１ｐｐｍ以上８ｐｐｍ以下である場合が挙げられる。
【００７９】
なお、元のターゲット材に元々含まれる不純物及びその量は、そのターゲット材に主成分として含まれる金属の種類及び元のターゲット材の製造方法に依存し得る。また、リサイクル鋳塊は、ターゲット材以外の用途に使用してもよい。例えば、アルミ電解コンデンサー、ハードディスク基板、耐食性材料、高純度アルミナ等の高い純度が求められる製品の原料としても使用することができる。
【００８０】
例えば、ターゲット材がアルミニウムを主成分として含む場合、本実施形態のリサイクル鋳塊に含まれる、接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物の合計量は、質量基準で１０ｐｐｍ未満であり、好ましくは０．１ｐｐｍ以上８ｐｐｍ以下、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上６ｐｐｍ以下、更に好ましくは０．１ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下であり、更により好ましくは０．１ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下である。
【００８１】
本実施形態のリサイクル鋳塊に含まれる接合材及び支持部材由来の不純物の量は極めて微量であるため、グロー放電質量分析法（ＧＤＭＳ）を用いて測定される。具体的には、本明細書では、かかる不純物の量はＶＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製のＶＧ９０００を用いて測定される量とする。ＧＤＭＳの定量下限は、ターゲット材の主元素及び検出対象である元素によって異なるが、例えばターゲット材の主成分として含まれる金属がアルミニウムの場合、通常、質量基準で０．００１ｐｐｍ以上０．１ｐｐｍ以下であり、例えばＩｎでは０．０１ｐｐｍである。
【００８２】
用途によるものの、例えばフラットディスプレイ用のアルミニウム製のターゲット材は、通常、質量基準で５０ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下の不純物を含み得ることが知られている。従って、本実施形態のリサイクル鋳塊の不純物の量が前述した程度であれば、スパッタリングに特に支障はない。
【００８３】
このように、本発明によると、使用済みのターゲット材を簡便且つ十分に洗浄することができ、且つ洗浄後のターゲット材は接合材及び支持部材由来の不純物を実質的に含まないことから、リサイクル鋳塊を製造してターゲット材を簡易にリサイクルすることができる。
【００８４】
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。下記の本発明の実施例及び比較例の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。
【実施例】
【００８５】
（実施例１）
どのような研磨材を用いることで接合材等の不純物を除去可能かを調べるために、様々な種類の研磨材を用いて使用済みターゲット材のブラスト処理を行った。
【００８６】
アルミニウム製の平板型ターゲット材（純度：９９．９９９％、ビッカース硬度：１６、寸法：２０００ｍｍ×２００ｍｍ×１５ｍｍ）と、無酸素銅製のバッキングプレート（純度：９９．９９％、寸法：２３００ｍｍ×２５０ｍｍ×１５ｍｍ）とをＩｎのはんだ（はんだ層の厚み：３５０μｍ）で接合してスパッタリングターゲットを作製した。ターゲット材のメタライズには、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎのはんだを使用した。スパッタリングターゲットを、スパッタリングに付して使用した後、２８０℃で加熱することによって、ターゲット材をバッキングプレートから分離した。ターゲット材の接合面（第１面）に付着しているはんだをシリコーン製のヘラで掻き落として、可能な限りはんだを除去した。はんだを回収後、分離されたターゲット材を５０ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍ程度になるように切断した。
【００８７】
切断したターゲット材における接合面（第１面）の中央部に、ブラスト装置（株式会社不二製作所製のＳＦＫ−２型）を用いて、ブラスト処理を行った。ブラスト装置の処理条件は、ノズル径をφ６ｍｍとし、圧縮エアーの圧力を０．６ＭＰａとし、噴射の角度θを４５°（ターゲット材の第１面に対して４５°の角度）とした。また、ノズル先端とターゲット接合面との鉛直方向の距離（ノズル距離）を３０ｍｍとした。処理時間は最大で１５秒間とし、ブラスト処理する位置は固定し、５秒（処理速度１２００ｍｍ２／分）、１０秒（処理速度６００ｍｍ２／分）、１５秒（処理速度４００ｍｍ２／分）時点でのターゲット材の処理状態を確認した。
【００８８】
研磨材として、実施例１−１では番手がＷＡ＃３６のフジランダムＷＡ（（株）不二製作所製；材質  アルミナ）、実施例１−２では番手がＷＡ＃８０のフジランダムＷＡ（（株）不二製作所製；材質  アルミナ）、実施例１−３では番手がＴＴ＃３０−４０のポリプラス（タイプIII）（（株）不二製作所製；材質  メラミン樹脂）、実施例１−４〜実施例１−６では番手がそれぞれ＃２０−３０、＃４０、＃６０−８０のピーチ（（株）不二製作所製；材質  ピーチの種）、比較例１−１では番手がＳＵＳ３０４＃８０のステンレスビーズ（（株）不二製作所製；材質  ＳＵＳ３０４）、比較例１−２では番手がＦＺＢ−４０の不二製ジルコンビーズ（（株）不二製作所製；材質  ジルコン）、比較例１−３では番手が＃２０−４０のコーン（（株）不二製作所製；材質  とうもろこしの穂軸）を使用した。なお、後述する実施例２及び３についても、同種の研磨材且つ同種の番手のものは、同様の市販のものを使用した。
【００８９】
各研磨材の粒径（μｍ）は、（株）ハイロックス社製ＫＨ−７７００を用いて、各研磨材につき約１００個の粒子の投影像から、円形に近似した時の円の直径を求め、該直径の平均値を算出することで求めた。
【００９０】
各研磨材の嵩比重（ｇ／ｃｍ３）は、容積５０ｍｌのメスシリンダーに乾燥状態の研磨材を自然落下させ充填し、測定した全体の質量からメスシリンダーの質量を差し引いて充填した研磨材の質量を求めた後、該メスシリンダーの容積を測定し、該研磨材の質量を該容積で除することによって求めた。
【００９１】
各研磨材の種類とその材質及び各研磨材における詳細な固有特性（形状及び新モース硬度）、上述の方法によって求めた粒径（μｍ）及び嵩比重（ｇ／ｃｍ３）、並びに新モース硬度と粒径とを掛け合わせた数値を以下の表１にまとめて示す。
【表１】
2020132997.tif 000003
【００９２】
ブラスト処理の洗浄後の使用済みターゲット材の接合面（第１面）を、ＥＤＸＲＦ分析装置（島津製作所製のＥＤＸ−７００Ｌ、検出限界：Ｉｎで約０．０１質量％）を用いて、分析（半定量分析）した。分析条件は以下に示す通りである。
Ｘ線照射径：１０ｍｍφ
励起電圧：１０ｋＶ（Ｎａ〜Ｓｃ）、５０ｋＶ（Ｔｉ〜Ｕ）
電流：１００μＡ
測定時間：２００秒（各励起電圧において１００秒測定）
雰囲気：ヘリウム
管球：Ｒｈターゲット
フィルター：無し
測定方法：ファンダメンタルパラメータ法
検出器：Ｓｉ（Ｌｉ）半導体検出器
【００９３】
なお、洗浄前の使用済みターゲット材の接合面（第１面）について同装置を用いて同条件で分析すると、はんだ（はんだ層及びメタライズ層）に由来するＳｎ、Ｚｎ、Ｉｎは、それぞれ、１０質量％以下、１０質量％以下、１質量％〜７０質量％の量で存在していた。バッキングプレートに由来するＣｕは、１質量％〜５０質量％の量で存在していた。この洗浄前の分析結果と比較し、ブラスト処理による洗浄後の接合面（第１面）の分析結果を処理結果として、Ａ（不純物を顕著に除去（５秒の処理時間ではんだ材やバッキングプレートに由来する不純物が検出されない））とＢ（不純物を十分に除去（１５秒の処理時間ではんだ材やバッキングプレートに由来する不純物が検出されない））とＥ（１５秒の処理で不純物を除去できていない）に分類して評価した。研磨材の種類毎における実施例１−１〜実施例１−６及び比較例１−１〜比較例１−３の評価結果を以下の表２に示す（単位：質量％（ｗｔ％））。評価の詳細については後に述べる。
【表２】
2020132997.tif 000004
【００９４】
表２において示すように、実施例１−１〜実施例１−６では、はんだ等の不純物が十分又は顕著に除去できていた。一方、比較例１−１及び比較例１−２では、各々、研磨材に含まれるＳＵＳ成分及びジルコニウムが検出され、研磨材による汚染が生じており、且つはんだ等の不純物も除去できなかった。比較例１−３では、研磨材であるコーンが軟らかく、はんだ等の不純物が十分に除去できていなかった。
【００９５】
この結果から、研磨材の新モース硬度が小さく軟らか過ぎたり、又は嵩比重（ｇ／ｃｍ３）が所定の値よりも大きい場合、ブラスト処理で使用済みのターゲット材からはんだ材及びバッキングプレート由来の不純物を除去することが難しいと分かった。
【００９６】
また、実施例１−２〜実施例１−５では、はんだ等の不純物を短時間で除去できていたことから、研磨材が、前述した新モース硬度と嵩比重（ｇ／ｃｍ３）の値の条件を満たし、且つブラスト処理で用いられる研磨材の新モース硬度と研磨材の粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値が所定の範囲内にある場合、はんだ等に由来する不純物が短時間で効率的に除去されることが分かった。
【００９７】
更に、表２中には詳細に記していないが、実施例１−３〜実施例１−５の研磨材を用いる場合では、繰り返し使用した研磨材を用いて洗浄を行ってもはんだ等の不純物が除去できていた。一方で、実施例１−２の研磨材を用いる場合では、繰り返し使用した研磨材を用いて洗浄を行うと、アルミナの割れや欠けが原因と推察される処理能力の低下が確認された。このことから、研磨材について、前述した新モース硬度と嵩比重（ｇ／ｃｍ３）の値の条件を満たし、且つ前述した新モース硬度と粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値が所定の範囲内にあるとの条件を満たし、更には研磨材が有機物（本実施例ではメラミン樹脂等の樹脂、及びピーチの種等の植物種）であると、不純物が顕著に除去され、且つ研磨材の耐久性が高く、繰り返し使用する時に有益であるということが分かった。本発明の好適な研磨材の使用は、処理面積が大きい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洗浄する場合や、大量のターゲット材を処理する場合には、非常に有効である。
【００９８】
（実施例２）
接合材等の不純物除去に好適な研磨材の噴射の角度θを調べるために、様々な角度から研磨材を噴射させて不純物除去の評価を行った。
【００９９】
前述した実施例１と同様の方法で、分離及び切断されたターゲット材の試験片（５０ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍ）を得た。ターゲット材における接合面の中央部に、ブラスト装置（株式会社不二製作所製のＳＦＫ−２型）を用いて、ブラスト処理を行った。ブラスト装置の処理条件は、ノズル径φ６ｍｍとし、圧縮エアーの圧力を０．６ＭＰａ又は０．９ＭＰａとし、処理時間を５秒もしくは１０秒とし、ブラスト処理する位置を固定し、処理速度を６００ｍｍ２／分とし、ノズル距離を３０ｍｍとし、噴射の角度θを３０°、４５°、６０°又は９０°（ターゲット材の第１面に対して３０°、４５°、６０°又は９０°の角度）とした。研磨材は、実施例１−３及び実施例１−５で使用した研磨材を使用した。
【０１００】
ブラスト処理の洗浄後の使用済みターゲット材の接合面（第１面）の分析及び処理結果の評価方法は、前述した実施例１と同様であるが、実施例２ではＡ（不純物を顕著に除去（５秒の処理時間ではんだ材やバッキングプレートに由来する不純物が検出されない））とＢ（不純物を十分に除去（１０秒の処理時間ではんだ材やバッキングプレートに由来する不純物が検出されない））とＣ（１０秒の処理時間で検出されるＩｎが０．０３ｗｔ％以下）に分類して評価した。評価結果を以下の表３に示す。評価の詳細については後に述べる。
【表３】
2020132997.tif 000005
【０１０１】
表３において示すように、ターゲット材の接合面（第１面）に対して斜めから、特に３０°以上６０°以下の噴射角度から、研磨材を噴射した場合の方が、鉛直方向から研磨材を噴射した場合と比較して、はんだ等に由来の不純物が顕著に除去されることが分かった。
【０１０２】
（実施例３）
リサイクル鋳塊を製造した際にどの程度接合材等に由来する不純物を含有するかを調べるために、リサイクル鋳塊中に含まれる不純物の量を分析した。
【０１０３】
前述した実施例１と同様の方法で分離及び切断されたターゲット材の試験片（１００ｍｍ×２００ｍｍ×１５ｍｍ）を得た。ターゲット材における接合面（第１面）に、５００ｍｍ２／分の速度でブラスト処理を行った。使用した研磨材の種類（実施例１−３、実施例１−２及び実施例１−５で使用した研磨材と同様）及びブラスト処理に適用された圧縮エアーの圧力（処理圧力）については、評価結果と共に後の表４に示す。その他の洗浄条件は実施例１と同様とした。
実施例３−１〜実施例３−４で得られたターゲット材の接合面は粗面化されており、算術平均粗さＲａを接触式表面粗さ計（（株）ミツトヨ製、サーフテストＳＪ−３０１）を用いて、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に規定の方法で、各３点測定したところ、Ｒａの平均値はそれぞれ８．５μｍ、７．３μｍ、７．５μｍ、７．１μｍであった。なお、処理前の接合材が付着した接合面の算術平均粗さＲａは、平均で１．７μｍであった。また、ターゲット材の接合面の波長３００ｎｍ〜１５００ｎｍ全域における正反射率を紫外可視近赤外分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製、Ｕ-４１００型）で測定した。５°正反射付属装置を用いて、試料に対して入射角５°の入射光を照射し、反射角５°に反射された反射光の入射光に対する反射率を入射光の波長１００ｎｍ刻みで求めた。正反射率の最大は、入射光の波長が１３００ｎｍのときであり、いずれのターゲット材においても０．４〜０．５％であり、波長５００ｎｍのときは０．３％であり、１０００ｎｍのときは０．２〜０．３％であった。なお、処理前の接合材が付着した接合面の波長３００ｎｍ〜１５００ｎｍ全域における正反射率は、最大は入射光の波長が１３００ｎｍのときに２〜３％程度であり、波長５００ｎｍのときは１〜２％、１０００ｎｍのときは１〜２％であった。
ブラスト処理での洗浄後の使用済みターゲット材の一部を採取し、真空下（０．０３Ｔｏｒｒ）、８５０℃において溶解し、大気中にて撹拌してドロスを除去した。その後、大気中で冷却することにより、リサイクル鋳塊を製造した。リサイクル鋳塊に含まれる不純物の量を、ＧＤＭＳ（ＶＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ社製のＶＧ９０００）を用いて、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｕ等についての微量分析を行った。
【０１０４】
研磨材の種類及びブラスト処理の適用圧縮エアー圧毎における実施例３−１〜実施例３−４の分析結果を、参考例である未使用のターゲット材と、使用済みターゲット材（洗浄前）から同様の方法で作製した鋳塊の分析結果と共に、以下の表４に示す（単位：質量ｐｐｍ（ｗｔ  ｐｐｍ））。
【表４】
2020132997.tif 000006
【０１０５】
表４において示すように、実施例３−１〜実施例３−４において製造されたリサイクル鋳塊中に含まれるはんだ材（Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ）やバッキングプレート（Ｃｕ）に由来する不純物の合計量が質量基準で４ｐｐｍ未満となることが分かった。また、不純物の合計量も１０ｐｐｍ未満であり、研磨材による汚染のリスクも小さいことが明らかとなった。また、上記実施例については、平板型ターゲット材について説明したが、バッキングチューブにはんだ材（接合材）を用いて接合される円筒型のターゲット材についても、同様の処理を行うことにより、同様の結果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のターゲット材の洗浄方法によると、ブラスト処理で使用済みのターゲット材から接合層を構成する接合材及び支持部材由来の不純物を簡便且つ実質的に完全に除去することができる。また、研磨材による汚染のリスクが低減できるため、本発明のターゲット材の洗浄方法は薬剤処理など他の洗浄方法にて一部処理したターゲット材の最終洗浄にも好適である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ターゲット材
２  支持部材
３  接合層
３ａ  はんだ層
３ｂ、３ｂ’  メタライズ層
４  ノズルヘッド
１０  スパッタリングターゲット
１００  第１面
【図１】
2020132997.tif 000007
【図２】
2020132997.tif 000008
【図３】
2020132997.tif 000009
【図４】
2020132997.tif 000010
【図５】
2020132997.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月5日(2020.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、
前記ターゲット材における、前記ターゲット材と前記支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含み、
前記研磨材は有機物である、
ターゲット材の洗浄方法。
【請求項２】
前記ターゲット材の主成分は、アルミニウムである、請求項１に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項３】
ターゲット材と支持部材とを接合材で接合して構成されるスパッタリングターゲットから分離されたターゲット材を洗浄する方法であって、
前記ターゲット材における、前記ターゲット材と前記支持部材とが接合していた第１面に対して、新モース硬度が３以上であり且つ嵩比重が２ｇ／ｃｍ３以下である研磨材を噴射することを含み、
前記ターゲット材の主成分は、アルミニウムである、
ターゲット材の洗浄方法。
【請求項４】
前記研磨材の新モース硬度と前記研磨材の粒径（μｍ）とを掛け合わせた数値は、１１００以上６５００以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項５】
前記研磨材の嵩比重が、０．５ｇ／ｃｍ３以上１．７ｇ／ｃｍ３以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項６】
前記研磨材の新モース硬度が１２以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項７】
前記研磨材は、前記第１面に対して、３０°以上６０°以下の角度をなすように噴射される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項８】
前記ターゲット材のビッカース硬度が１００以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項９】
前記接合材は、スズ、亜鉛、インジウム、鉛又はそれらの金属の合金を含むはんだである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のターゲット材の洗浄方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によりターゲット材を処理することを含む、ターゲット材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０の製造方法により得られる前記ターゲット材を原料として鋳造してリサイクル鋳塊を製造することを含む、リサイクル鋳塊の製造方法。