(57)【要約】【課題】ターゲット材を溶融させることなくバッキングプレートにボンディングする。【解決手段】７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に介在させるボンディング材にＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金を用い、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度でボンディング材を加熱してターゲット材にバッキングプレートをボンディングする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に介在させるボンディング材にＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金を用い、該ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で該ボンディング材を加熱して該ターゲット材に該バッキングプレートをボンディングすることを特徴とするターゲット材のボンディング方法。
【請求項２】
上記ボンディング材は、Ｓｎの含有率が４０〜７０ｗｔ％であり、残部がＩｎと不可避的不純物からなるＩｎ−Ｓｎの共晶合金であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット材のボンディング方法。
【請求項３】
上記ボンディング材は、Ｂｉの含有率が３０〜８５ｗｔ％であり、残部がＩｎと不可避的不純物からなるＩｎ−Ｂｉの共晶合金であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット材のボンディング方法。
【請求項４】
上記ボンディング材は、Ｓｎの含有率が５〜４０ｗｔ％であり、Ｂｉの含有率が３０〜７０ｗｔ％であり、残部がＩｎと不可避的不純物からなるＩｎ−Ｂｉ−Ｓｎの共晶合金であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット材のボンディング方法。
【請求項５】
上記ボンディング材の融点は、該ボンディング材を加熱する温度よりも３℃以上低いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のターゲット材のボンディング方法。
【請求項６】
７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に介在させるボンディング材にＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金を用い、該ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で該ボンディング材を加熱して該ターゲット材に該バッキングプレートをボンディングしてスパッタリングターゲットを得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７】
７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金のボンディング材が介在し、該ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で該ボンディング材を加熱して該ターゲット材に該バッキングプレートがボンディング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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディング材を用いてターゲット材をバッキングプレートにボンディングするターゲット材のボンディング方法、及びそのボンディング方法を用いたスパッタリングターゲットの製造方法、並びにそのボンディング方法によりターゲット材にバッキングプレートがボンディングされたスパッタリングターゲットに関する。特に、低融点のターゲット材のボンディング方法、及び低融点のターゲット材を用いたスパッタリングターゲットの製造方法、並びにその製造方法により得られたスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲットは、加工や材料のコスト、強度、ハンドリング、装置への装着性等の観点から、ターゲット材をバッキングプレートと呼ばれる板にボンディングして使用するのが一般的である。
【０００３】
バッキングプレートには、導電性と熱伝導性から銅系の材料が使用されるのが一般的である。一方で、ターゲット材に関しては、その用途に応じて金属、合金、酸化物等、様々なものが使用される。
【０００４】
また、近年、液晶テレビや太陽電池の製造に拘わる成膜技術や成膜材料の開発が進められており、以前には存在しなかった新しいターゲット材料が多数開発され、従来はなかった物性のターゲット材も使用されるようになってきている。それら新しいターゲット材の中には、取り扱いが難しいものが多数存在しており、そのターゲット材を使用するために取り扱い方法の開発も必要となっている。
【０００５】
特に、セラミックスや誘電体材料のターゲット材では、バッキングプレートに使用される銅系の材料と熱膨張率が異なるために、歪みによるクラックやボンディング剥がれ等の問題が生じる。
【０００６】
この問題を回避するには、歪みを吸収する柔らかい材料でボンディングする方法が採用されている。そのようなボンディング材料としては、例えば１５７℃と比較的融点が低く柔らかい金属であるインジウムを挙げることができる。
【０００７】
しかしながら、上述した新しいターゲット材の中には、１５７℃より融点が低いものが存在し、そのボンディングにはインジウムを使用することができないため、インジウムよりさらに低温でボンディングできるボンディング材とボンディング方法が求められている。
【０００８】
この問題を解決するために、特許文献１には、ボンディング材を使用せず、ターゲット材をバッキングプレートに直接鋳込む方法が開示されている。また、特許文献２には、ボンディング材に融点が１１８℃のＩｎ−５０ｗｔ％Ｓｎを用いて、融点が１４５℃のＩｎ−１０ｗｔ％Ｓｎのターゲット材をバッキングプレートにボンディングする方法が開示されている。更に、特許文献３には、ボンディング材に耐熱性粘着剤を用いてターゲット材をバッキングプレートにボンディングする方法が開示されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法では、ターゲット材の融液をバッキングプレートへ鋳込んでターゲット材を１枚１枚作る必要が有り、生産性が非常に悪く多大なコストかかるとともに、ターゲット材料とバッキングプレートの熱膨張係数の違いによりターゲット材に反りが生じたり、ターゲット材が剥がれる等の不具合が発生してしまう。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、ボンディング材の融点が１１８℃であるため、例えば１００℃程度でＧａが溶融析出してしまうＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａ等、１２０℃以下で成分の全部または一部が溶融してしまうようなターゲット材をボンディングすることができない。
【００１１】
また、特許文献３の方法では、スパッタリング中にボンディング材の粘着成分からガスが発生し、異常放電やガスの膜への混入、膜質の異常などが発生してしまい、粘着成分のガス化の度合いによっては粘着力が低下してターゲット材が剥がれてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４９９２８４３号公報
【特許文献２】特開昭６３−４０８６０号公報
【特許文献３】特開２０１２−７７３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、低融点のターゲット材の中でも、特に１２０℃以下で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材をボンディング中に溶融させることなくバッキングプレートにボンディング可能とするターゲット材のボンディング方法、及びそのボンディング方法を用いたスパッタリングターゲットの製造方法、並びにそのボンディング方法によりバッキングプレートにターゲット材がボンディングされたスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちいずれか２以上からなる共晶合金であり、ターゲット材の全部又は一部が溶融する温度より１．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材を用いることで、７０℃〜１２０℃で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材をボンディング中に溶融させることなくバッキングプレートにボンディングすることが可能であることを見出し、本発明の完成に至った。
【００１５】
即ち、上述した目的を達成する本発明に係るターゲット材のボンディング方法は、７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に介在させるボンディング材にＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金を用い、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度でボンディング材を加熱してターゲット材にバッキングプレートをボンディングすることを特徴とする。
【００１６】
上述した目的を達成する本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法は、７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に介在させるボンディング材にＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金を用い、上記ターゲット材のボンディング方法によりターゲット材にバッキングプレートがボンディングされたスパッタリングターゲットを製造することを特徴とする。
【００１７】
上述した目的を達成する本発明に係るスパッタリングターゲットは、７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるターゲット材とバッキングプレートとの間に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金のボンディング材が介在し、上記ターゲット材のボンディング方法によりターゲット材にバッキングプレートがボンディングされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、ターゲット材のボンディングにおいて、Ｉｎ，Ｂｉ，Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物からなる共晶合金であり、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で加熱されて溶融し、バッキングプレートにターゲット材をボンディングすることが可能なボンディング材を用いることで、ターゲット材をボンディング中に溶融させることなく、ターゲット材とバッキングプレートとをボンディングすることができる。
【００１９】
本発明では、このようなターゲット材のボンディング方法を用いることで、ターゲット材に７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金を用いても、ボンディング中にターゲット材の成分の全部又は一部を溶融させずにバッキングプレートがボンディングされたスパッタリングターゲットを得ることができる。そして、得られたスパッタリングターゲットを用いることでスパッタリング中に粘着物等からのガス発生が生じないため、スパッタの際に異常放電や膜質の異常等の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で詳細に説明する。
１．ターゲット材
２．バッキングプレート
３．ボンディング材
４．ターゲット材のボンディング方法及びスパッタリングターゲットの製造方法
【００２１】
本実施の形態に係るターゲット材のボンディング方法は、ターゲット材とバッキングプレートとをボンディング材でボンディングするものであるが、従来のような融点が比較的高いターゲット材のボンディングとは異なり、７０℃〜１２０℃のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融するようなターゲット材をボンディングする際に溶融させることなく低い温度でボンディング可能とするものである。
【００２２】
スパッタリングターゲットは、強度、ハンドリング、装置への装着性等の観点から、ターゲット材をバッキングプレートと呼ばれる板にボンディングしてなるものである。スパッタリングターゲットには、使用するスパッタリング装置に対応した円筒型や平板型などがあり、それぞれに合ったバッキングプレートがボンディングされる。
【００２３】
＜１．ターゲット材＞
ターゲット材は、成分の全部又は一部が溶融する温度は構成する金属及び合金によって異なるが、ここでは７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなるものであり、低融点を有するものである。ターゲット材は、７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金からなること以外の要件は特に限定されるものではない。
【００２４】
ターゲット材を構成する金属としては、例えば、ナトリウム（Ｎａ）を挙げることができ、合金としてはインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ビスマス（Ｂｉ）等のうちいずれか２以上の合金を挙げることができる。合金としては、例えば、融点が１１８℃のＩｎ−５０ｗｔ％Ｓｎや１００℃程度でＧａが溶融するＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａ等を挙げることができる。合金の融点は、組成により異なるため、合金の状態図に示される融点によって定まる。
【００２５】
＜２．バッキングプレート＞
バッキングプレートは、特に限定されず、一般にスパッタリングターゲットのバッキングプレートに用いられるものを使用することができる。例えば、ボンディング時の温度、スパッタリング時の温度で溶融しない金属、合金、セラミックス等からなるものを使用することができる。バッキングプレートとしては、熱伝導性が良く、比較的安価な無酸素銅製のものが好ましい。
【００２６】
＜３．ボンディング材＞
ボンディング材は、ターゲット材とバッキングプレートとの間に介在し、ターゲット材とバッキングプレートとをボンディングする。
【００２７】
ボンディング材としては、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するものを用いる。ターゲット材に含まれる成分の全部又は一部が溶融する温度よりも高い又は同等の温度で溶融するボンディング材を用いた場合には、ボンディング時にボンディング材を加熱した際にターゲット材まで溶融してしまう。
【００２８】
また、ボンディング材を溶融させる加熱機器は、精度により加熱機器に対して設定した温度（以下、加熱機器の設定温度）より実際の加熱温度が高くなる場合があり、加熱機器の設定温度とターゲット材の融点との間の差が１．５℃よりも小さいと、加熱機器の設定温度よりも実際の加熱温度が高くなった際にボンディング材だけではなくターゲット材まで溶融してしまう。例えば、加熱機器にホットプレートを用いた場合には、高精度のものであっても加熱機器の設定温度よりも実際の加熱温度が１℃程度高くなる場合ある。したがって、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度、即ち加熱機器の設定温度をターゲット材に含まれる成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度に設定し、その設定温度で溶融するボンディング材を用いることができれば、加熱機器の精度により実際の加熱温度が高くなったとしてもボンディング材だけが溶融してターゲット材まで溶融することを防止できる。
【００２９】
したがって、ボンディング材として、加熱機器の精度によっても異なるが、通常、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度、即ち１．５℃以上低い設定温度で加熱されて溶融するものであればターゲット材を溶融させることなく、ボンディングすることができる。
【００３０】
更に、ボンディング材としては、ターゲット材に含まれる成分の全部又は一部の溶融温度よりも２．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するものが好ましい。例えば、加熱機器に低精度のホットプレートを用いた場合に、加熱機器の設定温度よりも実際の加熱温度が２℃程度高くなる場合がある。このため、ターゲット材に含まれる成分の全部又は一部が溶融する温度よりも２．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材であれば、ボンディングの際に設定温度よりも２℃高くなってもボンディング材は溶融するが、ターゲット材が溶融することを防止できる。したがって、ボンディング材としてターゲット材に含まれる成分の全部又は一部が溶融する温度よりも２．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するものを用いた場合には、低精度のホットプレートを用いても適切にボンディングできるため、設備コストを低くでき、低コストでボンディングすることができる。
【００３１】
更にまた、ボンディング材としては、ターゲット材に含まれる成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１５℃以上低い温度で加熱されて溶融するものが好ましい。このようなボンディング材を用いた場合には、加熱機器の設定温度の管理幅を広くすることができ、ボンディング条件の管理がしやすく、ボンディングの不良率を低くすることができる。
【００３２】
また、ボンディング材の融点は、加熱機器の設定温度よりも３℃以上低いことが好ましい。ボンディング材の融点と加熱機器の設定温度との差が３℃よりも小さい場合には、加熱機器の精度によっては塗布したボンディング材の全体を溶融させることができず、一部で溶融していない部分が生じる場合がある。例えば加熱機器の精度によりボンディング材の中央が溶融しても周囲が溶融せず、ボンディングしてもターゲット材全体を完全にボンディングすることができず、一部に浮きが生じてしまう場合がある。例えば、加熱機器に高精度のホットプレートを用いた場合には、温度振れや温度のばらつきがあり、加熱機器の設定温度よりも最大で−２．５℃程度低い部分がボンディング材の周囲で生じるため、ボンディング材の融点と加熱機器の設定温度との差が３℃よりも小さいと、ボンディング材の周囲が加熱されず、浮きが生じ易くなるからである。
【００３３】
特に、低精度の加熱機器を用いる場合には、温度振れや温度のばらつきによってボンディング材の融点と加熱機器の設定温度との差を大きくする必要がある。例えば、低精度のホットプレートを用いる場合には、ボンディング材の融点は、加熱機器の設定温度よりも６．５℃以上低いことが好ましい。精度が低い加熱機器を用いた場合には、温度振れや温度のばらつきが大きく、加熱機器の設定温度よりも最大で−６℃程度低い部分がボンディング材の周囲で生じるため、ボンディング材の融点と加熱機器の設定温度との差が６．５℃よりも小さい場合にはターゲット材の周囲で浮きが生じ易くなるからである。
【００３４】
したがって、加熱機器の精度によっても異なるが、通常、加熱機器の設定温度よりも３℃以上低い温度の融点を有するボンディング材を用いることによって、浮き等が生じることなくボンディングすることができ、低精度の加熱機器の場合には、７℃以上低いボンディング材を用いることが好ましい。
【００３５】
また、ボンディング材については、ターゲット材の融点との関係において、ボンディング材の融点がターゲット材の融点よりも４℃以上低いことが好ましい。ボンディング材の融点がターゲット材の融点よりも４℃以上低いことによって、ボンディング材の加熱機器の精度によってボンディング材に対する加熱にばらつきが生じてもターゲット材を溶融させず、かつ浮きが生じることなくボンディングすることができる。例えば、高精度のホットプレートを用いる場合には、加熱機器の設定温度に対して温度の振れの上限が＋１℃程度であり、温度のばらつきが−２．５℃程度であるため、実際の温度範囲のずれは最大で３．５℃程度になることから、ターゲット材の融点よりも４℃以上低い融点のボンディング材を用いることによって、ターゲット材を溶融させず、かつ浮きが生じることなくボンディングすることができる。また、低精度のホットプレートを用いる場合には、加熱機器の設定温度に対して温度の振れの上限が＋２℃程度であり、温度のばらつきが−６．０℃程度であるため、実際の温度範囲のずれは最大で８．０℃になることから、ターゲット材の融点よりも８．５℃以上低い融点のボンディング材を用いることによって、ターゲット材を溶融させず、かつ浮きが生じることなくボンディングすることができる。
【００３６】
ボンディング材としては、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金であり、融点が６０℃〜１１７℃であるものを挙げることができる。融点が６０℃〜１１７℃のＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちいずれか２以上を含む共晶合金の中でも組成管理が容易なＩｎ-Ｂｉか、Ｉｎ-Ｓｎの共晶合金が好ましく、Ｉｎ-Ｂｉ共晶合金においてはＢｉが３０〜８５ｗｔ％の範囲であればさらに好ましく、Ｉｎ-Ｓｎ共晶合金においてはＳｎが４０〜７０ｗｔ％の範囲であればさらに好ましい。また、Ｉｎ−Ｂｉ−Ｓｎの三元共晶合金も使用することができ、Ｂｉが３０〜７０ｗｔ％，Ｓｎが５〜４０ｗｔ％の範囲であればさらに好ましい。
【００３７】
ターゲット材とバッキングプレートとのボンディング後のボンディング材の厚みが１．５〜３０μｍとなるようにすることが好ましい。ボンディング材の厚みが１．５μｍより薄い場合には、ターゲット材とバッキングプレートとのボンディングが弱くなり、ターゲット材が取れやすくなってしまう。一方、ボンディング材の厚みが３０μｍあればボンディング強度を十分に有するため、３０μｍよりも厚くすることはコスト面から好ましくない。
【００３８】
＜４．ターゲット材のボンディング方法及びスパッタリングターゲットの製造方法＞
ターゲット材は、次のようにしてバッキングプレートとボンディングされる。
【００３９】
まず、バッキングプレートのターゲット材とのボンディング箇所にボンディング材を配置し、ボンディング材をその融点より高い温度に昇温して溶融する。その溶融したボンディング材上にターゲット材を重ね、冷却してボンディング材を固化させてバッキングプレートとターゲット材とをボンディング材でボンディングする。
【００４０】
ボンディング材の加熱方法は、ホットプレート等の加熱機器や温水、熱水などの他に、バッキングプレートへの通電により加熱する方法等があり、ボンディング材を溶融できる温度に加熱することができる方法であれば、どのような方法でも使用することができる。
【００４１】
安価で使用しやすい加熱手段としては、ホットプレートが考えられる。ホットプレートは、設定温度に対する温度精度が高いホットプレートを使用してもわずかに加熱温度の振れと温度ばらつき、例えば設定温度より実際の加熱温度では１℃程度低い部分ができてしまう。このため、ホットプレートの設定温度は、ターゲット材の融点よりも１．５℃以上低い温度とし、その設定温度の調整も正確に行う必要がある。ここで、温度の振れとは、設定温度に対する測定点の温度の振れ幅であり、温度のばらつきとは、ホットプレート表面の高温部に対する低温部の温度差をいうが、これらはホットプレートによって異なる。
【００４２】
また、設定温度に対する温度精度が低いホットプレートを使用した場合は、例えば設定温度より実際の加熱温度では３〜６℃程度低い部分ができる場合がある。このため、その温度の振れやばらつきを考慮して設定温度をボンディング材の融点よりもより高温に設定する必要がある。したがって、精度が低いホットプレートを使用する場合、ボンディング材の加熱温度が高くなるため、通常は、ターゲット材の融点よりもかなり低い融点のボンディング材を使用し、加熱の際にボンディング材は溶融してもターゲット材は溶融しないようにする必要がある。このため、７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融するような融点が低いターゲット材の場合には、ターゲット材の融点よりもかなり低い融点を有するボンディング材が必要となる。公知の低融点のボンディング材としては、例えばＩｎ−５０ｗｔ％Ｓｎからなる融点が１１８℃のものがあるが、融点が１２０℃以下のターゲット材には使用することができない。
【００４３】
しかしながら、本発明を適用したＩｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金であって、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材を用いるため、７０℃〜１２０℃で成分の全部又は一部が溶融するターゲット材であっても、ターゲット材を溶融させることなく、ターゲット材にバッキングプレートをボンディングすることができる。ここでいうターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上低い温度とは、加熱機器の設定温度をいう。
【００４４】
本発明を適用したボンディング方法では、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金からなり、ターゲット材の融点よりも１．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材を用いることで加熱機器の精度によって実際の温度が多少上がっても、ターゲット材の融点よりも加熱温度が１．５℃以上低いためターゲット材を溶融させることなくボンディングすることができる。したがって、このボンディング方法では、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度が１２０℃以下であっても、ターゲット材を溶融することなくバッキングプレートにボンディングすることができる。
【００４５】
また、本発明を適用したボンディング方法では、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金であって、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも２．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材を用いることで、加熱機器に低精度のものを用いた場合であってもターゲット材を溶融させることなくボンディングすることができる。したがって、このボンディング方法では、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも２．５℃以上低い温度で加熱されて溶融するボンディング材を用いることで、加熱機器に低精度のものを用いた場合であっても適切にボンディングを行うことができ、低コストでボンディングを行うことができる。
【００４６】
更に、このボンディング方法では、加熱機器の設定温度よりも３℃以上低い融点を有するボンディング材を用いることによって、加熱機器にホットプレート等の精度に大きなばらつきがあるものを使用した場合であっても、ボンディング材全体を溶融させることができ、浮き等が生じることなく、ターゲット材全体をボンディングすることができる。
【００４７】
また、ターゲット材にバッキングプレートが接続されたスパッタリングターゲットの製造方法は、上述したボンディング方法により、ボンディング材を介してバッキングプレートをターゲット材にボンディングすることでスパッタリングターゲットを得ることができる。バッキングプレートがボンディングされる前のターゲット材の製造方法は、特に限定されないが、ターゲット材の原料となる単体の金属粉末又は合金粉末を例えばホットプレス法により焼結して焼結体を作製し、焼結体の表面を研削等により仕上げてターゲット材を得ることができる。なお、ボンディング前のターゲット材の製造方法は、この製造方法に限定されず、公知のいずれの製造方法によって製造してもよい。
【００４８】
スパッタリングターゲットの製造方法では、融点が７０℃〜１２０℃で成分の全部又は一部が溶融するターゲット材を使用した場合であっても、バッキングプレートをボンディングする際に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金であって、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度よりも１．５℃以上、更に加熱機器の精度が低いものの場合には２．５℃以上低い温度で加熱して溶融するボンディング材を用いることで、ボンディング材は溶融するもののターゲット材は溶融することなく、ターゲット材がバッキングプレートにボンディングされ、スパッタリングターゲットを得ることができる。
【００４９】
また、このスパッタリングターゲットの製造方法では、ボンディング材の加熱機器にホットプレート等の精度にばらつきがあるものを使用した場合であっても、設定温度よりも３℃以上、更には大きなばらつきがあるものを使用する場合では７℃以上低い融点を有するボンディング材を用いることによって、ボンディング材全体を溶融させることができ、浮き等がなく全体がボンディングされたスパッタリングターゲットを得ることができる。
【００５０】
更に、このスパッタリングターゲットの製造方法では、ターゲット材の融点よりも４℃以上低い温度の融点を有するボンディング材を用いることによって、ボンディング材の加熱機器の精度によってボンディング材に対する加熱にばらつきが生じてもターゲット材を溶融させず、かつ浮きが生じることなくボンディングすることができる。
【００５１】
更に、このスパッタリングターゲットの製造方法で得られたスパッタリングターゲットは、ターゲット材に７０℃〜１２０℃の間のいずれかの温度で成分の全部又は一部が溶融する金属又は合金を用いても、ターゲット材の全部又は一部が溶融することなくバッキングプレートとボンディングされ、スパッタリング中に粘着物等からのガス発生が無いのでスパッタの際に異常放電や膜質の異常等の発生を抑制することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
実施例及び比較例では、表１に示す温度の振れ（設定温度に対する測定点の温度の振れ幅）と温度のばらつき（ホットプレート表面の高温部に対する低温部の温度差）を有するホットプレートを使用した。なお、参考までにホットプレートの購入価格比（温度精度が低いホットプレートの価格を１．０としたときの温度精度が高いホットプレートの価格の比）も示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
（実施例１）
実施例１では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが３４ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が１１０℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で１１５℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−４８ｗｔ％Ｓｎターゲット（融点１１７℃）を乗せ、ボンディングした。
【００５６】
（実施例２）
実施例２では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが５１ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が９０℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で９３℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａターゲット（約１００℃でＧａが溶融析出）を乗せ、ボンディングした。
【００５７】
（実施例３）
実施例３では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｓｎが１７．３ｗｔ％、Ｂｉが５７．５ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が７９℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で８２℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａターゲット（約１００℃でＧａが溶融析出）を乗せ、ボンディングした。
【００５８】
（実施例４）
実施例４では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが６６．７ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が７３℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で８２℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−１７．３ｗｔ％Ｓｎ−５７．５ｗｔ％ターゲット材（融点７９℃）を乗せ、ボンディングした。
【００５９】
（実施例５）
実施例５では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｓｎが１７．３ｗｔ％、Ｂｉが５７．５ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が７９℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が低精度であるホットプレート上で９５℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａターゲット（約１００℃でＧａが溶融析出）を乗せ、ボンディングした。
【００６０】
（実施例６）
実施例６では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが５１ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が９０℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が低精度であるホットプレート上で９７℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａターゲット（約１００℃でＧａが溶融析出）を乗せ、ボンディングした。
【００６１】
（比較例１）
比較例１では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｓｎが４８ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が１１７℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で１２０℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−５０ｗｔ％Ｓｎターゲット（融点１１８℃）を乗せ、ボンディングした。
【００６２】
（比較例２）
比較例２では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが４６ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が９８℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が高精度であるホットプレート上で９９℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−３２ｗｔ％Ｃｕ−１８ｗｔ％Ｇａターゲット（約１００℃でＧａが溶融析出）を乗せ、ボンディングした。
【００６３】
（比較例３）
比較例３では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが３４ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が１１０℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が低精度であるホットプレート上で１１６℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−４８ｗｔ％Ｓｎターゲット（融点１１７℃）を乗せ、ボンディングした。
【００６４】
（比較例４）
比較例４では、無酸素銅製のバッキングプレートの上に、Ｂｉが３４ｗｔ％で残部がＩｎと不可避不純物で構成された融点が１１０℃のボンディング材を０．２ｍｍΦ線で１０ｍｍ間隔に設置し、温度精度が低精度であるホットプレート上で１１４℃に加熱してボンディング材を溶融し、その上に７６ｍｍΦ×５ｍｍｔのＩｎ−４８ｗｔ％Ｓｎターゲット（融点１１７℃）を乗せ、ボンディングした。
【００６５】
以上の実施例及び比較例では、スパッタリングターゲットの溶融の有無とボンディング状態について評価した。
【００６６】
ターゲット材の溶融の有無は、ボンディング後のターゲット材を十字に切断して、切断面のターゲット材がボンディング材との界面で平坦性を失っていないか観察し、平坦性を失っているものをターゲット材が溶融したと判定した。判定結果は、平坦性を失っていた場合は表２中×で示し、平坦性を失っていない場合は表２中○で示した。
【００６７】
ボンディング状態は、ボンディング後のスパッタリングターゲットの外周にボンディング材からの浮きが無いか、また、ターゲット材を十字に切断してその断面にターゲット材の浮きがあるかどうかを観察して判定した。判定結果は、浮きが有るものを表２中×で示し、浮きも溶融も発生していないものを○で示した。
【００６８】
【表２】
2014214317.tif 000003
【００６９】
表２に示す結果から、実施例１〜実施例６では、ターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度が１１７℃以下であり融点が低いものであるが、ターゲット材を溶融させることなくボンディングすることができた。このことから、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎのうちのいずれか２以上と不可避的不純物とからなる共晶合金からなり、ターゲット材の融点よりも１．５℃以上低い温度で加熱して溶融するボンディング材を用いることで、低融点のターゲット材であっても溶融することなくボンディングできることがわかる。
【００７０】
更に、実施例１〜６では、ホットプレートの温度精度が高精度及び低精度のどちらであっても、ターゲット材が溶融したり、浮いたりすることなくボンディングすることができた。このことから、温度精度にばらつきがあるような加熱機器を用いた場合であっても、ターゲット材が溶融したり、浮くことなくボンディングできることがわかる。そして、安価なホットプレートを使用できることから、低コストでターゲット材とバッキングプレートとをボンディングできることがわかる。
【００７１】
また、実施例１〜６から、ターゲット材の融点とボンディング材の融点との関係では、ターゲット材の融点よりも４℃以上低い融点を有するボンディング材を用いることでターゲット材を溶融したり、浮くことなくボンディングできることがわかる。
【００７２】
一方、比較例１〜３では、実施例１〜６と同様にターゲット材の成分の全部又は一部が溶融する温度が低いものであるが、ボンディングする際にターゲット材まで溶融してしまった。このことから、ターゲット材の融点よりも加熱機器の設定温度が１．５℃未満低いだけでは、低融点のターゲット材は溶融してしまいボンディングできないことがわかる。
【００７３】
また、比較例２では、高精度のホットプレートを用いた場合であっても、ターゲット材の浮きが生じた。このことから、高精度のホットプレートを用いた場合であっても、表１に示すように、温度の振れとばらつきとから最大−２．５℃の温度差がボンディング材の中央と周囲で生じるため、設定温度とボンディング材の融点の温度との差が１℃しかないと、ターゲット材の周囲で十分に温度が上がらない部分が生じ、ボンディング材が溶融せず、浮きが生じることがわかる。
【００７４】
また、比較例３及び４のように低精度のホットプレートでは、表１に示すように、温度の振れとばらつきとから最大−６．０℃の温度差が中央と周囲で生じるため、設定温度とボンディング材の温度との差が６．０以下では、ターゲット材の周囲は十分に温度が上がらず、ボンディング材が溶融せず、ターゲット材に浮きが生じた。
【００７５】
したがって、比較例２〜４に示す結果から、使用する加熱機器がホットプレートのように温度精度にばらつきがある場合には、温度精度に応じて設定温度とボンディング材の融点との間に温度差を設ける必要があることがわかる。
【００７６】
また、ターゲット材の融点とボンディング材の融点との関係では、比較例１や２のように高精度のホットプレートを用いた場合であっても、ターゲット材の融点よりも１℃や２℃低い融点を有するボンディング材を用いた場合にはターゲット材が溶融してしまうことがわかる。また、比較例３や４のように低精度のホットプレートを用いた場合には、ターゲット材の融点よりも７℃低い融点を有するボンディング材ではターゲット材が溶融してしまうことがわかる。