(57)【要約】【課題】従来からバッキング・プレートに望まれている特性（例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性）に加えて、特に、バッキング・プレートの大型化要求に対応した耐酸化性に優れた特性および良好な切削加工性を兼ね備えた銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供する。【解決手段】バッキング・プレート用銅合金は、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金鋳塊を鋳造し、所定の条件のもとで熱間圧延を施し、４００〜６５０℃、３０〜６００分間の熱処理による時効熱処理を行った後、所定の条件のもとで冷間圧延を行う。これにより、良好な熱伝導性，機械的強度，耐熱性に加えて、耐酸化性および切削加工性に優れたバッキング・プレート用銅合金を得ることができる。【選択図】図１
2008088469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上の銅合金を用いて製造されることを特徴とする銅合金製バッキング・プレート。
【請求項２】
Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含むとともに、Ｓｎを０．０１〜０．１５質量％またはＭｇを０．０１〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上の銅合金を用いて製造されることを特徴とする銅合金製バッキング・プレート。
【請求項３】
Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、
前記銅合金を８００℃以上の温度で３０分間以上加熱して５０％以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に４００〜６５０℃の温度で３０〜６００分間の熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に３０％以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程と、を含むことを特徴とするバッキング・プレート用銅合金の製造方法。
【請求項４】
Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含むとともに、Ｓｎを０．０１〜０．１５質量％またはＭｇを０．０１〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、
前記銅合金を８００℃以上の温度で３０分間以上加熱して５０％以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に４００〜６５０℃の温度で３０〜６００分間の熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に３０％以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程と、を含むことを特徴とするバッキング・プレート用銅合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法に関し、特に、スパッタリング装置におけるターゲット材の冷却に用いられる、銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種高機能性薄膜の作製にスパッタリンダ法が用いられている。スパッタリング法は、低圧の不活性ガス中で２つの電極間に高電圧を印加してグロー放電を生じさせ、ガスイオン衝撃によって陰極に配置したターゲットからその構成原子を叩きだし、これを対向する基板上に堆積させる薄膜形成技術の一つである。
【０００３】
スパッタリングにおいて、ターゲットに投入されるエネルギーの大半はターゲットの表面領域で熱に変換される。この熱によりターゲットの温度が過剰に上昇した場合、ターゲット材の組織が変化し、所望の膜質が得られないことがある。このため、スパッタリング装置では、ターゲットの温度が過剰に上昇しないように、ターゲットの裏面にバッキング・プレートと呼ばれる冷却部材が配置される。
【０００４】
バッキング・プレートの構造としては、平滑な板に溝を形成し、これを蓋で覆い接合して内部水路とする構造が１例として挙げられる。このバッキング・プレートは、ターゲットからの熱を放散させる（ターゲットを冷却する）役割とターゲットを固定（保持）する役割、さらにはスパッタリング電極としての役割を担っている。ターゲットとバッキング・プレートとは、Ｉｎ合金系やＳｎ合金系等の低融点ろう材によってターゲットに接合（ボンディング）されることが多い。
【０００５】
ターゲットを効率よく冷却するためには、バッキング・プレート自体の熱伝導性が良好であることが望ましい。バッキング・プレート自体の熱伝導性が低いと、冷却効果が小さく、ターゲット材の温度上昇は避け難い。そのため、バッキング・プレート用材料には良好な熱伝導性が要求され、主に無酸素銅が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上述したように、熱伝導性が良好であることがバッキング・プレートに求められる一方で、バッキング・プレートには、表裏の温度差や圧力差に起因する応力に耐え得る高い機械的強度（例えば、高い０．２％耐力や高いヤング率）を有することも求められる。
【０００７】
バッキング・プレートの機械的強度が低いと、スパッタリング中あるいは繰り返しの使用において、バッキング・プレートに大きな弾性変形あるいは塑性変形を生じることがある。大きな弾性変形が生じた場合、ターゲット材との接合部やターゲット材自体に割れが発生することがある。また、塑性変形した場合、バッキング・プレートの交換が必要となり、コストアップとなる。
【０００８】
また、ボンディング工程等の加熱によってバッキング・プレートが軟化し、機械的強度が経時的に低下するのを最小限に抑えるために、バッキング・プレートは良好な耐熱性を有することが望ましい。
【０００９】
このような観点から、従来のバッキング・プレートとして、良好な耐熱性を有する銅合金もバッキング・プレート用の材料として使用されている（例えば、特許文献２〜４参照）。また、高い剛性を有するという観点から、ステンレス鋼も使用されてきた。
【特許文献１】特開平１０−１１０２２６号公報
【特許文献２】特許第２５５２９２０号公報
【特許文献３】特開平１０−１６８５３２号公報
【特許文献４】特開平４−１６５０３９号公報
【００１０】
一方、スパッタリング法（すなわちバッキング・プレートの用途）を活用したプロセス技術は、半導体デバイス製造や平面ディスプレイ製造などの幅広い分野における基盤技術として発展してきた。近年、スパッタリング工程の生産性の向上と低コスト化を実現するため、処理基板は大面積化の一途をたどっている。
【００１１】
特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）をはじめとする平面パネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造分野では、市場ニーズに対応したディスプレイパネル自体の大画面化に加えて、１枚のガラス基板（マザーガラス基板）で同時に処理を行うディスプレイパネルの数（面取り数）を増やすことにより低コスト化が図られている。
【００１２】
マザーガラス基板のサイズは、２０００年頃の第４世代（７３０×９２０ｍｍ２）から急速に拡大し、第５世代（１１００×１３００ｍｍ２）、第６世代（１５００×１８００ｍｍ２）、第７世代（１８００×２１００ｍｍ２）、ついには第８世代（２２００×２６００ｍｍ２）となり、さらに第９世代（２６００×３１００ｍｍ２）へと大面積化が進展していくものと予想されている。
【００１３】
ここにおいて、このような大面積ガラス基板を用いて、ＦＰＤの生産性（歩留り）を向上させ、かつ低コスト化を実現するためには、大面積ガラス基板の全面にわたって均一かつ高品質な製膜プロセスを実現する技術が必要不可欠である。また、それに伴って、スパッタリング・ターゲットおよびバッキング・プレートのサイズも必然的に拡大することが要求されている。
【００１４】
なお、スパッタリング・ターゲットのサイズの例を示すと、第４世代用で１１３０×１２００ｍｍ２、第５世代用で１４３０×１７００ｍｍ２などがある。また、バッキング・プレートのサイズの例を示すと、第４世代用で１１７０×１３００ｍｍ２、第５世代用で１４５０×２０５０ｍｍ２などがあり、前述のマザーガラス基板やスパッタリング・ターゲットよりも更に大面積を要求されていることが判る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述したように、特に、ＦＰＤ製造用スパッタリング装置では、大面積のターゲット材およびバッキング・プレートが用いられるようになり、発生する熱の絶対量が大きくなると同時に、各種応力によるバッキング・プレートの変形（変位）の絶対量が大きくなりやすい（例えば、反りの曲率が同じ場合、大面積バッキング・プレートの方が、従来の小面積バッキング・プレートよりも反り変形の絶対値が大きくなる）という不具合が生じる。
【００１６】
さらに、大面積のターゲット材およびバッキング・プレートが用いられることにより、従来目立たなかった現象が顕在化するようになってきた。
【００１７】
例えば、バッキング・プレートの保管中やターゲットのボンディング作業中に、大気中の水蒸気や酸素等のガス成分がバッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入または表層部分が酸化した場合（以下、総称して単に「酸化」と表現する）、真空プロセスであるスパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離して製膜品質（例えば、大面積膜における均質性）に悪影響を与えるという問題が発生する。
【００１８】
特に、１辺が１〜２ｍ以上にも及ぶような大面積（大型）バッキング・プレートでは、絶対的な表面積が大きいことから、その問題は一層顕著である。このことから、バッキング・プレートの大型化に伴って酸化・解離しにくい特性（以下、「耐酸化性」と称する）の要求が新たな課題として浮上してきた。
【００１９】
しかしながら、従来のバッキング・プレート、例えば、無酸素銅製のバッキング・プレートは、耐酸化性が低いためにスパッタリング中に水蒸気や酸素等のガス成分の解離が起こりやすく、スパッタリング前のベーキング処理に多大な手間を要するという欠点がある。特に、バッキング・プレートが大型化した場合、効果的なベーキング処理はより一層困難になる。
【００２０】
更に、バッキング・プレートの製造には、前述したように、水路を形成するための切削加工を要するが、無酸素銅や、特許文献２に示されるＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系の銅合金は切削加工性が悪く、バリの発生や、切削工具の短寿命化を招くといった問題がある。特に、大型バッキング・プレートでは、形成する水路の総長が長いことから、この点においても問題が深刻になる。
【００２１】
すなわち、従来からバッキング・プレートに望まれている特性（例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性）に加えて、特に耐酸化性に優れ、良好な切削加工性を有するバッキング・プレートが望まれている。
【００２２】
従って、本発明の目的は、従来からバッキング・プレートに望まれている特性（例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性）に加えて、特に、バッキング・プレートの大型化要求に対応した耐酸化性に優れた特性および良好な切削加工性を兼ね備えた銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記目的を達成するため、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上の銅合金を用いて製造される銅合金製バッキング・プレートを提供する。
【００２４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含むとともに、Ｓｎを０．０１〜０．１５質量％またはＭｇを０．０１〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上の銅合金を用いて製造される銅合金製バッキング・プレートを提供する。
【００２５】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、前記銅合金を８００℃以上の温度で３０分間以上加熱して５０％以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、前記熱間圧延工程の後に４００〜６５０℃の温度で３０〜６００分間の熱処理を行う熱処理工程と、前記熱処理工程の後に３０％以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供する。
【００２６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含むとともに、Ｓｎを０．０１〜０．１５質量％またはＭｇを０．０１〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、前記銅合金を８００℃以上の温度で３０分間以上加熱して５０％以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、前記熱間圧延工程の後に４００〜６５０℃の温度で３０〜６００分間の熱処理を行う熱処理工程と、前記熱処理工程の後に３０％以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来からバッキング・プレートに望まれている特性（例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性）に加えて、特に、バッキング・プレートの大型化要求に対応した耐酸化性に優れた特性および良好な切削加工性を兼ね備えた銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（バッキング・プレート用銅合金の組成）
本発明の第１の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金は、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００２９】
本実施の形態のバッキング・プレート用銅合金を構成する合金成分の添加理由と成分範囲の限定理由について、以下に説明する。
【００３０】
Ｆｅは、Ｃｕ中に析出物として分散することによって、熱伝導率をそれほど低下させずに機械的強度および耐熱性を向上させる作用がある。その量について０．１質量％より少ないと効果が明確に現れず、３．０質量％を超えると導電率の低下が大きくなるとともに、鋳造時に粗大なＦｅの晶出物が生成されてボンディング性を低下させる原因になる。従って、Ｆｅの含有量は、０．１〜３．０質量％とする。推奨される範囲は、２．０〜２．３質量％である。
【００３１】
Ｐは、溶解中に溶湯する酸素を除去する作用がある。その量について０．００１質量％未満では十分な効果が得られず、０．１質量％を超えると脱酸効果に飽和傾向がみられるとともに、鋳造時に結晶粒界などにＰとＦｅの化合物が析出し、熱間圧延時の粒界割れの原因となる。従って、Ｐの含有量は０．００１〜０．１質量％とする。
【００３２】
Ｚｎは、ボンディング性を向上させる作用がある。その量について０．０１質量％未満では十分な効果が得られず、１．０質量％を超えると導電率の低下が大になる。従って、Ｚｎの含有量は０．０１〜１．０質量％とする。推奨される範囲は、０．０５〜０．１５質量％である。
【００３３】
Ｓｉは、Ｆｅと金属間化合物を形成して鋳造時の凝固核となり、金属組織を均一微細化させて、切削性を向上させる作用がある。その量について０．００５質量％未満ではその十分な効果が得られず、０．２質量％を超えると金属組織の微細化効果が飽和すると共に導電率の低下が大になる。従って、Ｓｉ含有量は０．００５〜０．２質量％とする。推奨される範囲は、０．０１〜０．０５質量％である。
【００３４】
また、Ｆｅ，Ｐ，Ｚｎ，Ｓｉを含有させることによって銅合金の耐酸化性が向上するメカニズムは、現時点で完全に解明されていないが、バッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入、あるいは表層部分で酸化した大気中の水蒸気や酸素等のガス成分は、Ｃｕ中の添加成分と選択的かつＣｕに比して強固に結び付くと考えられ、これにより、スパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離することを抑制する（耐酸化性が向上する）効果が出現するものと考えられる。
【００３５】
また、該銅合金中の結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．１２ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．１ｍｍ以下である。結晶粒径の最大が０．１５ｍｍよりも大きくなる（例えば、鋳造組織が残存する）と、金属組織が不均一になりやすく、機械的強度の不均一（バラツキ）につながる（結晶粒径の大きい部分の機械的強度が低下する）。よって、結晶粒径の最大は０．１５ｍｍ以下とする。
【００３６】
〔第１の実施の形態〕
（バッキング・プレート用銅合金の製造方法）
図１は、第１の実施の形態のバッキング・プレート用銅合金の製造工程のフローを示す図である。本実施の形態のバッキング・プレート用銅合金は、まず、溶解、成分配合して上記成分を含む銅合金鋳塊を鋳造し（工程１）、この銅合金鋳塊を８００℃以上の温度において３０分間以上加熱後、５０％以上の加工率で熱間圧延し（工程２）、熱間圧延終了後、材料を水冷し（工程３）、水冷後、面削により材料の酸化スケールを除去し（工程４）、得られた熱間圧延材に対して４００〜６５０℃の温度において３０〜６００分間の時効熱処理を施して析出物粒子を析出させ（工程５）、更に３０％以上の加工率で冷間圧延する（工程６）ことにより製造される。なお、鋳造工程（工程１）において、銅原料としては、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の無酸素銅を用いることが好ましい。また、加工率とは、「加工率（％）＝｛１−（圧延加工後の板厚／圧延加工前の板厚）｝×１００」と定義する。
【００３７】
熱間圧延工程（工程２）において、温度が８００℃未満、または加熱時間が３０分間未満では、鋳造時の冷却過程において析出したＦｅ粒子やＦｅとＰの加工物が多く残存する。このような状態で熱間加工をすると、粒界析出物が熱間加工性を低下させるとともに再結晶を阻害し、粒界割れが発生し易くなる。従って、推奨する加熱温度は、９００〜９５０℃である。また、加工率が５０％未満の場合、金属組織が均一に完全に再結晶せず、一部鋳造組織が残存するなどして、均一な特性が得られない。
【００３８】
水冷工程（工程３）において、冷却開始温度（熱間圧延の終了温度）は６００℃以上、冷却速度は２００℃／ｍｉｎ以上が望ましい。これは、冷却過程でＦｅ粒子が析出して粗大化した場合、高い耐熱性や機械的強度を得にくくなるためである。また、熱間圧延は一般的な方法であるが、熱間鍛造で代替しても良い。
【００３９】
時効熱処理工程（工程５）において、４００〜６５０℃とするのは、４００℃未満ではＦｅ粒子が充分に析出できず、６５０℃以上ではＦｅ粒子が粗大化し、いずれも熱伝導性、機械的強度、耐熱性を向上させる効果が小であることによる。同様に、時効熱処理の時間を３０〜６００分間とするのは、３０分間未満ではＦｅ粒子を充分に析出できず、６００分間以上ではＦｅ粒子が粗大化し、いずれも熱伝導性，機械的強度，耐熱性を向上させる効果が小さいためである。推奨される時効熱処理条件は、５５０〜６００℃の温度において１２０〜２４０分間である。
【００４０】
また、時効熱処理前には冷間圧延を入れることが望ましい。これは、冷間圧延で格子欠陥を導入することにより、時効熱処理時に析出するＦｅ粒子を均一微細化させるためである。推奨される加工率は３０〜８０％である。
【００４１】
冷間圧延工程（工程６）において、加工率を３０％以上とする理由は、加工率が３０％未満の場合、加工による硬化が不充分であり、バッキング・プレートとして必要な機械的強度を得られないためである。推奨される加工率は３０〜８０％であり、より好ましくは５０〜８０％である。
【００４２】
〔第１の実施の形態の効果〕
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）Ｆｅ、Ｐ、ＺｎおよびＳｉの添加により、優れた耐酸化性と良好な切削加工性を兼ね備えたスパッタリング用のバッキング・プレートが得られる。
（２）時効熱処理工程（工程５）において、４００〜６５０℃の温度において３０〜６００分間の時効熱処理をしてＦｅ粒子を析出させ、更に、３０％以上の加工率で冷間圧延することにより、高い熱伝導性，機械的強度，耐熱性を備えたバッキング・プレート用銅合金を得ることができる。また、熱伝導率を２２０Ｗ／ｍＫ以上、かつ０．２％耐力を４００ＭＰａ以上にできるため、熱伝導性と機械的強度に優れたスパッタリング用のバッキング・プレートが得られる。
（３）長い寿命（再ボンディング等の繰り返し利用を含む）、かつ、信頼性（製膜品質を含む）の高いスパッタリング用のバッキング・プレートを得ることができる。
【００４３】
（バッキング・プレートの製造）
上記実施の形態のバッキング・プレート用銅合金を用いて、通常行われている製造方法により、スパッタリング装置に用いるバッキング・プレートを得ることができる。水路（溝）を覆う蓋との接合方法に制限はなく、電子ビーム溶接、ろう付け、摩擦撹拌接合のいずれでもよい。なお、バッキング・プレートの冷却媒体に関しても制限はない。また、バッキング・プレートについては銅合金のみで製造されたものに限定されず、例えば、ステンレス鋼等の他の金属による補強部を含んでいてもよい。
【００４４】
〔第２の実施の形態〕
（バッキング・プレート用銅合金の組成）
本発明の第２の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金は、Ｆｅを０．１〜３．０質量％、Ｐを０．００１〜０．１質量％、Ｚｎを０．０１〜１．０質量％、Ｓｉを０．００５〜０．２質量％含むとともに、Ｓｎを０．０１〜０．１５質量％またはＭｇを０．０１〜０．２質量％含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下で、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であることを特徴とする。なお、第２の実施の形態における銅合金の製造方法は、第１の実施の形態と同様である。従って、説明を省略する。
【００４５】
第２の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金を構成する合金成分の添加理由と成分範囲の限定理由を、以下に説明する。ここで、Ｆｅ、Ｐ、ＺｎおよびＳｉの成分の添加理由と成分範囲の限定理由は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
Ｓｎは、Ｃｕ中に固溶し、機械的強度と耐熱性を向上させる。その量について０．０１質量％未満では十分な効果が得られず、０．１５質量％を超えると導電率の低下が大になるとともに鋳造性を低下させる。従って、Ｓｎ含有量は０．０１〜０．１５ａｓｓ％とする。推奨される範囲は、０．０２〜０．１質量％である。
【００４７】
Ｍｇは、Ｃｕ中に固溶し、機械的強度と耐熱性を向上させる。その量について０．０１質量％未満では十分な効果が得られず、０．２質量％を超えると導電率の低下が大になるとともに鋳造性を低下させる。従って、Ｓｎ含有量は０．０１〜０．２ａｓｓ％とする。推奨される範囲は、０．０２〜０．１質量％である。
【００４８】
また、Ｆｅ，Ｐ，Ｚｎ，Ｓｉと、ＳｎまたはＭｇを含有させることによって銅合金の耐酸化性が向上するメカニズムは、現時点で完全に解明されていないが、バッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入、あるいは表層部分で酸化した大気中の水蒸気や酸素等のガス成分は、Ｃｕ中の添加成分と選択的かつＣｕに比して強固に結び付くと考えられ、これにより、スパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離することを抑制する（耐酸化性が向上する）効果が出現するものと考えられる。
【００４９】
また、該銅合金中の結晶粒径の最大が０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．１２ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．１ｍｍ以下である。結晶粒径の最大が０．１５ｍｍよりも大きくなる（例えば、鋳造組織が残存する）と、金属組織が不均一になりやすく、機械的強度の不均一（バラツキ）につながる（結晶粒径の大きい部分の機械的強度が低下する）。よって、結晶粒径の最大は０．１５ｍｍ以下とする。
【００５０】
〔第２の実施の形態の効果〕
第２の実施の形態によれば、第１実施の形態に示したＦｅ、ＺｎおよびＳｉの添加に加え、ＳｎまたはＭｇを添加したことにより、第１の実施の形態に比べて、更に機械的強度および耐熱性を向上させることができる。
【００５１】
〔他の実施の形態〕
上記した鋳造工程（工程１）において、溶解、鋳造方法に制限はなく、また、材料の寸法にも制限はない。
【００５２】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００５３】
まず、図１に示すフローに従って、銅原料として酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の無酸素銅を用い、表１に示す化学組成の銅合金（合金Ｎｏ．１〜６）を中周波溶解炉にて溶解、成分調整し、厚み１８０ｍｍ×幅５００ｍｍ×長さ４０００ｍｍの鋳塊を鋳造した。続いて、鋳塊を９００℃で３時間加熱した後、加工率約８０％で熱間圧延した。更に、面削により酸化スケールを除去後、加工率約１５％で冷間圧延して厚さ３０ｍｍとした。これを非酸化雰囲気において５７５℃で３時間加熱して時効熱処理をした後、加工率６０％で冷間圧延して厚さ１２ｍｍとした。
【００５４】
このようにして製造した銅合金の供試材（実施例１〜３、比較例１〜３）について、熱伝導率測定用試験片、機械的特性評価用試験片（引張試験、硬さ測定、軟化試験、フライス加工）、結晶粒径測定用試験片、および耐熱性評価用試験片をそれぞれ切り出し、熱伝導率測定、引張試験、硬さ測定、軟化試験、フライス加工での切子形状評価、結晶粒径測定および耐熱性評価を実施した。なお、比較例１は、無酸素銅（ＪＩＳ  Ｈ３３００  Ｃ１０２０）製の供試材である。評価結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2008088469.tif 000003
【００５６】
熱伝導率測定は、レーザー・フラッシュ法（アルバック理工株式会社製、型式：ＴＣ−７０００）を用いた。引張試験は、万能試験機（株式会社島津製作所製、型式：ＡＧ−Ｉ）を用い、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に基づいて行った。耐熱性評価は、所定温度（１００〜５００℃で５０℃間隔）に設定したソルトバス中に試験片を５分間浸漬し（塩浴熱処理）、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が加熱前の８０％に軟化する温度を評価した。ビッカース硬さ測定は、ビッカース硬度計（株式会社アカシ製、型式：ＭＶＫ−Ｇ２）を用いた。フライス加工での切子形状評価は、ＮＣ旋盤（オークマ株式会社製、型式：ＬＳ３０−Ｎ）を用いて、同一条件でフライス加工を行い、切子形状を目視（スケッチ）で観察評価した。結晶粒径測定は、光学顕微鏡（オリンパス株式会社製、型式：ＰＭＧ３）を用い、ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１における切断法に基づいて行った。なお、塩浴熱処理のソルトとしては、日新化熱工業株式会社製、品名：スーパーソルトＭ−２を用いた。
【００５７】
また、耐酸化性評価用試験片は、実施例１〜３および比較例１〜３の板材（縦×横＝４ｃｍ×４ｃｍ）をそれぞれ複数切り出し、同一素材を重ね合わせてガラス板に挟み、ガラス板の外側からクリップで留めて用意した。耐酸化性の評価は、加速試験として用意した試験片を恒温恒湿槽中（温度＝６０℃、相対湿度＝９０％）に４０時間保持した後、重ね合わせた面に形成した酸化皮膜厚みをカソード還元法にて測定・算出した。
【００５８】
なお、カソード還元法の測定条件は、次のように設定した。
電解条件：ＫＣｌ水溶液［０．１ｍｏｌ/Ｌ］、窒素ガス飽和
電解面積：１ｃｍ２
電流密度：５０μＡ/ｃｍ２
参照電極：Ａｇ/ＡｇＣｌ
対    極：Ｐｔ
【００５９】
また、酸化皮膜厚みは、酸化皮膜の還元に要した電気量と酸化膜の理論密度から、ファ
ラデーの法則に基づき、下記文献にしたがって算出した。
（文献名）M. Seo et al.: Cathodic reduction of the duplex oxide films formed on 
copper in air with high relative humidity at 60℃, Corrosion Science, Volume 47 
(2005) p.2079-2090.
【００６０】
また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、フライス加工による切子形状を評価した。ここで、図２（ａ）は実施例１〜３の切子形状、図２（ｂ）および（ｃ）は比較例の切子形状を示す図である。
【００６１】
この結果、実施例１〜３による合金Ｎｏ．１〜３は、硬さおよび軟化温度が、無酸素銅である比較例４による合金Ｎｏ．４よりも高い値が得られた。更に、実施例１〜３の切子形状は、図２（ａ）に示すように、細分化された切子２１になっており、図２（ｃ）に示すカール状の切子２３の合金Ｎｏ．４に比べて良好であり、切削加工性が向上している。
【００６２】
また、実施例１による合金Ｎｏ．１は、Ｓｉを添加していない比較例２の合金Ｎｏ．５と熱伝導率、０．２％耐力，硬さ，および軟化温度が同等であるが、切子形状が良く（細分化され）、切削加工性が向上している。
【００６３】
また、比較例２の合金Ｎｏ．５の切子形状は、図２（ｂ）に示す長い切子２２になり、切削加工性が低下する。更に、Ｆｅの含有量が多い比較例３の合金Ｎｏ．６は、熱伝導率が１８０(Ｗ／ｍ・Ｋ)であり、実施例および比較例の中で最も低くなることが分かった。
【００６４】
また、耐酸化性評価結果から、本発明による実施例１〜３は、形成した酸化皮膜厚みが２０〜２５ｎｍと比較例１〜３に比して十分小さく、優れた耐酸化性を有していることがわかる。従って、実施例１〜３、特に実施例１は、スパッタリング用の大型バッキング・プレート用銅合金として好適であるといえる。これに対し、比較例１〜３では、耐酸化性評価試験において、形成した酸化皮膜厚みが３５ｎｍ以上と非常に大きいことがわかる。
【００６５】
次に、表１に示す実施例１による合金Ｎｏ．１について、表２に示す製造条件による複数の供試材１〜８（実施例１１〜１４，比較例１１〜１４）を製造し、同様の評価を実施した。
【００６６】
【表２】
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【００６７】
表２から明らかなように、比較例１１による供試材Ｎｏ．５は、熱間圧延の加工率が３０％と低いために、鋳造組織が一部残存し、結晶粒径の最大が０．１５ｍｍよりも大きくなった。比較例１２による供試材Ｎｏ．６は、時効熱処理温度が３５０℃と低いために、熱伝導率，硬さ，および耐熱性において満足な特性が得られなかった。また、比較例１３の供試材Ｎｏ．７は、時効熱処理温度が７００℃と高いために、熱伝導率，硬さ，および耐熱性において満足な特性が得られなかった。更に、比較例１４の供試材Ｎｏ．８は、冷間圧延の加工率が１０％と低いために、硬さが低くなった。
【００６８】
これに対し、実施例１１〜１４による供試材Ｎｏ．１〜４は、熱伝導率，硬さ，および耐熱性について良好な結果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバッキング・プレート用銅合金の製造工程図である。
【図２】図２は、フライス加工による切子形状図である。
【符号の説明】
【００７０】
２１，２２，２３  切子
【図１】
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【図２】
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