(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材と円筒状のバッキングチューブとのクリアランスに接合材が充填される円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、
前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置する配置工程と、
前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させる傾斜工程と、
前記ターゲット材と前記バッキングチューブとのクリアランスに前記接合材を充填し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを直立させて放冷させることにより前記接合材を冷却し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを接合する接合工程とを有し、
前記傾斜工程では、前記所定の角度が５°以上４５°以下であることを特徴とする円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項２】
前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記バッキングチューブとのクリアランスの傾斜方向上側となる位置に、少なくとも１つの固定具を取り付けることを特徴とする請求項１記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項３】
前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記ダミーチューブとのクリアランスの傾斜方向上側となる位置に、少なくとも１つの固定具を取り付けることを特徴とする請求項１記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項４】
前記配置工程において、前記固定具に加え、所定の間隔で複数の固定具を、前記傾斜工程における前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの傾斜方向に対して線対称となるよう、前記クリアランスに取り付けることを特徴とする請求項２または請求項３記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記バッキングチューブとのクリアランスの傾斜方向に対して線対称となるように、前記クリアランスの傾斜方向上側近辺に、複数の固定具を取り付けることを特徴とする請求項１記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記ダミーチューブとのクリアランスの傾斜方向に対して線対称となるように、前記クリアランスの傾斜方向上側近辺に、複数の固定具を取り付けることを特徴とする請求項１記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
前記配置工程において、前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置して架台に固定し、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設け、前記ダミーパイプの上端面を第１の押さえ機構で押圧し、かつ前記バッキングチューブの上端面を第２の押さえ機構で押圧することを特徴とする請求項１記載の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
前記配置工程において、前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置して架台に固定し、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記ダミーパイプの上端面を第１の押さえ機構で押圧し、かつ前記ダミーチューブの上端面を第２の押さえ機構で押圧することを特徴とする請求項１記載の円筒形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、マグネトロン型回転カソードスパッタリング装置によるスパッタリングに使用される、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スパッタリングターゲットとしては、平板状のターゲット材をバッキングプレートに接合した平板形スパッタリングターゲットが一般的に利用されている。平板形スパッタリングターゲットを使用して、マグネトロンスパッタリング法によりスパッタリングを行った場合におけるターゲット材の使用効率は、２０％〜３０％に留まっている。その理由は、マグネトロンスパッタリング法では磁場によってプラズマをターゲット材の特定箇所に集中して衝突させるため、ターゲット材の表面の特定箇所にエロージョン（ｅｒｏｓｉｏｎ）が進行する現象が起こり、ターゲット材の最深部がバッキングプレートまで達したところで、ターゲット材の寿命となってしまうためである。
【０００３】
この問題に対して、スパッタリングターゲットの形状を円筒形にすることで、ターゲット材の使用効率を上げることが提案されている。この方法は、円筒形のバッキングチューブと、その外周部に形成された円筒形のターゲット材とからなる円筒形スパッタリングターゲットを用い、バッキングチューブの内側に磁場発生設備と冷却設備を設置して、円筒形スパッタリングターゲットを回転させながらスパッタリングを行うものである。この方法により、ターゲット材の使用効率を６０％〜７０％にまで高めることができるとされている。
【０００４】
円筒形スパッタリングターゲットにおけるターゲット材の材料としては、円筒形状への加工が容易で機械的強度の高い金属材料が広く使用されているものの、セラミックス材料については、機械的強度が低く脆いという特性から、未だ普及するに至っていない。
【０００５】
現在、セラミックス製の円筒形スパッタリングターゲットの製造手段は、円筒形のバッキングチューブの外周にセラミックス粉末を溶射して付着させる溶射や、円筒形のバッキングチューブの外周にセラミックス粉末を充填し、高温高圧の不活性雰囲気下でセラミックス粉末を焼成する、熱間静水圧プレス（HIP：Hot Isostatic Pressing）等に限られている。しかしながら、溶射には、高密度のターゲット材が得られにくいという問題があり、熱間静水圧プレスには、イニシャルコストやランニングコストが高く、熱膨張差による剥離、更にはターゲット材のリサイクルができないといった問題がある。
【０００６】
このため、冷間静水圧プレス（CIP：Cold Isostatic Pressing）により円筒形セラミックス成形体を成形し、これを焼成することにより円筒形セラミックス焼結体を得て、これをバッキングチューブとボンディング（接合）することにより、円筒形スパッタリングターゲットを形成することが一般的になっている。
【０００７】
円筒形スパッタリングターゲットでは、通常、オーステナイト系ステンレス鋼、チタン等の金属製のバッキングチューブが使用される。ところが、円筒形スパッタリングターゲットとバッキングチューブとのクリアランスは、通常１．５ｍｍ以下であり、接合材を隙間なく充填することは困難である。
【０００８】
例えば、特許文献１では、円筒形ターゲット材を垂直に積み上げ、バッキングチューブとの間に生じたクリアランスに接合材を流し込む方法が開示されている。また、特許文献２では、接合材を加圧充填して接合層を形成する方法が開示されている。さらに、特許文献３では、円筒形ターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスに接合材を充填する際、バイブレーター等を使用して溶融状態の接合材に振動を加えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２５２２３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７０８４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、上方から垂直下方へと単に接合材をクリアランスに流し込むだけでは、クリアランスに存在している空気が抜けることは非常に困難である。また、特許文献２に記載された方法では、例えば、長さが２ｍのバッキングチューブを用いる場合には、２ｍ相当の加圧用装置を準備しなくてはならず、大掛かりな装置に設備投資するとなれば、大幅なコストの増加となり現実的ではない。さらに、特許文献３に記載された方法では、バイブレーター等を使用して円筒形ターゲット材を介して溶融状態の接合材に振動を加えることにより、円筒形ターゲット材が位置ズレを起こし、あるいは接合材がターゲット材の下端に位置する封止部から漏れることがある。
【００１１】
そのような問題を解決する方法としては、例えば、ターゲット材とバッキングチューブとをクリアランスに充填された接合材によりボンディングを行う装置そのものを減圧することも考えられるが、未だ実用に至っていない。また、加圧充填とは逆に、ターゲット材とバッキングチューブに介在する接合層を吸引することも考えられるが、吸引等で生じる空気の流れが原因で接合層の温度管理が困難であるため、実用化が困難であるか、あるいはこのような装置が高額となるため、現実的ではない。
【００１２】
このような従来の接合方法においては、低コストかつ簡素な方法で、ターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスに空隙が生成されることを抑制する要請があった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて考案されたものであり、円筒形のセラミックス焼結体からなるターゲット材とバッキングチューブとを、高い接合率及び十分な接合強度でもって接合材を介して接合することが可能な、新規かつ改良された円筒形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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明者は、接合材の充填方法について、鋭意研究を重ねた。その結果として、本発明者は、バッキングチューブ及びターゲット材を接合材充填のために、鉛直方向から５°以上４５°以下に傾斜させることで、上方から接合材をクリアランスに流し込んだ際に、下端側のクリアランスに存在する空気を効果的に抜くことができるので、ターゲット材と接合材、接合材とバッキングチューブに空隙を生成させないことがわかった。即ち、本発明者は、バッキングチューブ及びターゲット材を傾斜させて、上方から流し込むことで充填される溶融した接合材が最下部より充填され、その後充填された接合材の液面が水平に上昇していくことで空気が押し出され、熱伝導を妨げる空隙を生成させないとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。
【００１５】
即ち、上記目的を達成するための本発明の一態様では、円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材と円筒状のバッキングチューブとのクリアランスに接合材が充填される円筒形スパッタリングターゲットの製造方法であって、前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置する配置工程と、前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させる傾斜工程と、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとのクリアランスに前記接合材を充填し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを直立させて放冷させることにより前記接合材を冷却し、前記ターゲット材と前記バッキングチューブとを接合する接合工程とを有し、前記傾斜工程では、前記所定の角度が５°以上４５°以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記バッキングチューブとのクリアランスの傾斜方向上側となる位置に、少なくとも１つの固定具を取り付けることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記ダミーチューブとのクリアランスの傾斜方向上側となる位置に、少なくとも１つの固定具を取り付けることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記固定具に加え、所定の間隔で複数の固定具を、前記傾斜工程における前記ターゲット材と前記バッキングチューブとの傾斜方向に対して線対称となるよう、前記クリアランスに取り付けることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記バッキングチューブとのクリアランスの傾斜方向に対して線対称となるように、前記クリアランスの傾斜方向上側近辺に、複数の固定具を取り付けることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記傾斜工程において前記ターゲット材と前記バッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、前記ダミーパイプと前記ダミーチューブとのクリアランスの傾斜方向に対して線対称となるように、前記クリアランスの傾斜方向上側近辺に、複数の固定具を取り付けることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置して架台に固定し、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設け、前記ダミーパイプの上端面を第１の押さえ機構で押圧し、かつ前記バッキングチューブの上端面を第２の押さえ機構で押圧することが好ましい。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記配置工程において、前記ターゲット材の中空部に前記バッキングチューブを同軸に配置して架台に固定し、前記ターゲット材の上端面には前記バッキングチューブと同軸上に円筒状のダミーパイプをさらに設けるとともに、前記バッキングチューブの上端面には前記ダミーパイプと同軸上に円筒状のダミーチューブをさらに設け、前記ダミーパイプの上端面を第１の押さえ機構で押圧し、かつ前記ダミーチューブの上端面を第２の押さえ機構で押圧することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ターゲット材とバッキングチューブとの接合率及び接合強度を向上することができる。その結果、スパッタリング時の熱負荷によって、ターゲット材に割れや剥離等の不具合が生じることのない円筒形スパッタリングターゲットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１及び第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法で製造される円筒形スパッタリングターゲットの概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図３】（Ａ）ないし（Ｇ）は、第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を模式的に示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法における配置工程を示す断面図である。
【図５】（Ａ）ないし（Ｆ）は、第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の配置工程における固定具の配置を示す平面図である。
【図６】従来の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法における接合材の充填を模式的に示す断面図である。
【図７】（Ａ）ないし（Ｇ）は、第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を模式的に示す断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法における配置工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２６】
［１．円筒形スパッタリングターゲットの概要］
まず、第１及び第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法で製造される円筒形スパッタリングターゲットの構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、第１及び第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法で製造される円筒形スパッタリングターゲットの概略断面図である。
【００２７】
図１に示すように、円筒形スパッタリングターゲット１は、円筒形のターゲット材１０が円筒形のバッキングチューブ２０の外周面に設置されたものであり、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とが接合層３０を介して接合されている。本実施形態では、円筒形スパッタリングターゲット１は、ターゲット材１０の内周面側に有する中空部にバッキングチューブ２０を同軸に配置して、これらターゲット材１０とバッキングチューブ２０の中心軸が一致した状態で接合層を介して接合されたものとなっている。すなわち、円筒形スパッタリングターゲット１は、ターゲット材１０の内周面とバッキングチューブ２０の外周面とを接合層３０を介して一体となるように接合されたものとなっている。
【００２８】
円筒形スパッタリングターゲット１のサイズは、材質や顧客の要望等に応じて適宜調整することができ、特に限定されるものではない。例えば、外径が１００ｍｍ〜２００ｍｍ、内径が８０ｍｍ〜１８０ｍｍ、全長が５０ｍｍ〜２００ｍｍの円筒形セラミックス焼結体をターゲット材１０として用いた場合には、そのターゲット材１０を単独で用いるとき、分割して用いるとき、あるいは複数で用いるとき等があり、その状況により円筒形スパッタリングターゲット１のサイズが適宜決定される。
【００２９】
ターゲット材１０は、円筒形セラミックス焼結体からなり、当該円筒形セラミックス焼結体は、用途に応じて材料を適宜選択することができ、特に限定されることはない。例えば、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタン（Ｔｉ）から選択される少なくとも１種を主成分とする酸化物等から構成される円筒形セラミックス焼結体を使用することができる。
【００３０】
特に、後述する低融点接合材と馴染みやすい酸化インジウムを主成分とする円筒形セラミックス焼結体、具体的には、スズを含有する酸化インジウム（ＩＴＯ）、セリウム（Ｃｅ）を含有する酸化インジウム（ＩＣＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含有する酸化インジウム（ＩＧＯ）、ガリウム及び亜鉛を含有する酸化インジウム（ＩＧＺＯ）等から構成される円筒形セラミックス焼結体がターゲット材１０として好適に利用される。
【００３１】
ターゲット材１０の外径及び全長は、円筒形スパッタリングターゲットのサイズに応じて適宜調整することが可能である。ターゲット材１０の内径は、ターゲット材１０の内周面とバッキングチューブ２０の外周面との間のクリアランスの幅及びバッキングチューブの外径に応じて適宜調整することが可能であり、これらは、特に限定されるものではない。また、ターゲット材１０としては、１つの円筒形セラミックス焼結体から構成されるものだけでなく、複数の円筒形セラミックス焼結体を連結したものを使用することができる。円筒形セラミックス焼結体同士の連結方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。
【００３２】
ターゲット材１０の内周面に対して、めっき処理等によりニッケルや銅からなる下地層を形成したり、超音波はんだごてを用いて、接合材を接合面になじませる濡らし作業を行ったりといった前処理を行なってもよい。
【００３３】
バッキングチューブ２０は、その材質が円筒形スパッタリングターゲット１の使用時に、接合層３０が劣化及び溶融しない十分な冷却効率を確保できる熱伝導性があり、スパッタリング時に、放電可能な電気伝導性、円筒形スパッタリングターゲット１の支持が可能な強度等を備えているものであればよい。バッキングチューブ２０として、例えば、一般的なオーステナイト系ステンレス製、特にＳＵＳ３０４製のものに加えて、銅又は銅合金、チタン又はチタン合金、モリブデン又はモリブデン合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等の各種材質を使用することができる。
【００３４】
また、バッキングチューブ２０は、公知の表面処理を施すことができる。例えば、旋盤加工等で得られたバッキングチューブ２０の表面をブラスト加工により、クリーニングすることが好ましい。このようにブラスト加工を行うことによって、旋盤加工で付着した異物、油分をクリーニングすると共に、比表面積増加による接合材の濡れ性が向上できる。
【００３５】
バッキングチューブ２０の全長は、円筒形スパッタリングターゲット１のサイズに応じて適宜調整することが可能である。内径は、スパッタリング装置に応じて適宜調整することが可能であり、これらは特に限定されるものではない。また、バッキングチューブ２０の外径は、下地層の厚さと共に、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との線膨張率の差を考慮して設定することが好ましい。
【００３６】
例えば、ターゲット材１０として、２０℃における線膨張率が７．２×１０−６／℃のＩＴＯを使用し、バッキングチューブとして、２０℃における線膨張率が１７．３×１０−６／℃であるＳＵＳ３０４を使用する場合には、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの幅が、好ましくは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように、バッキングチューブ２０の外径を設定する。
【００３７】
ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの幅が０．３ｍｍ未満では、溶融した接合材をこの隙間に注入した場合に、バッキングチューブ２０が熱膨張し、ターゲット材１０が割れてしまう虞がある。一方、隙間の幅が３．０ｍｍを超えると、ターゲット材１０の中空部に、バッキングチューブ２０を同軸に配置し、これらの中心軸が一致した状態で接合することが困難となる。
【００３８】
接合層３０は、例えば、インジウムからなり、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを接合する。接合層の役割は、放電により円筒形スパッタリングターゲット１上に発生した熱をバッキングチューブ２０の内側を流れる冷却液で放熱するため、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との熱的な伝達を行うことにある。すなわち、接合層は、円筒形スパッタリングターゲット１を使用する際に、バッキングチューブ２０と同様にして、熱伝導性、電気伝導性、接着強度等を備えていればよい。
【００３９】
次に、第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法について、図面を使用しながら説明する。
【００４０】
［２．円筒形スパッタリングターゲットの製造方法］
図２は、第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を示すフロー図である。図３（Ａ）ないし（Ｇ）は、第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を模式的に示す断面図である。第１の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法は、円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材と円筒状のバッキングチューブとのクリアランスに接合材が充填される。そして、本実施形態は、図２に示すように、配置工程Ｓ１と傾斜工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とを有する。以下、各工程Ｓ１〜Ｓ３について図面を使用しながら説明する。
【００４１】
［２−１．配置工程］
配置工程Ｓ１は、図３（Ａ）に示すように、円筒形セラミックス焼結体からなるターゲット材１０の中空部にバッキングチューブ２０を同軸に配置する。そして、ターゲット材１０の上端面１１には、ダミーパイプ４０が設けられる。このダミーパイプ４０とターゲット材１０とのクリアランスの上端部には、固定具５０が取り付けられる。
【００４２】
（バッキングチューブとターゲット材の配置）
バッキングチューブ２０を、ターゲット材１０の中空部に同軸に、即ち、これらの中心軸が一致した状態で配置し、両者を接合することが重要となる。両者の中心軸がずれた状態で接合すると、得られる円筒形スパッタリングターゲットの外径の中心と内径の中心がずれてしまう。その結果、スパッタリング時の熱負荷により、円筒形スパッタリングターゲットが不均一に膨張し、ターゲット材に割れや剥離が生じるおそれがある。
【００４３】
まず、配置工程Ｓ１では、ターゲット材１０の中空部にバッキングチューブ２０を同軸に配置する。この位置に配置する方法としては、特に制限されることなく、公知の手段を用いることができる。例えば、Ｘ−Ｙステージを用いて位置決めをすることにより、ターゲット材１０の中空部にバッキングチューブ２０を同軸に配置することができる。詳細には、バッキングチューブ２０は、Ｘ−Ｙステージによる位置決め可能な架台６０に一方の端を固定して設置する。このバッキングチューブ２０には、軸方向の端部を耐熱Ｏリング６１によって封止し、その後、ターゲット材１０の中空部にバッキングチューブ２０を同軸に配置するとともに、この封止側が下方となるように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を直立させて配置する。
【００４４】
後述する傾斜工程Ｓ２では、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させる際に、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との中心軸がずれるため、一定のクリアランスの幅を維持することができないおそれがある。これにより、傾斜工程Ｓ２においてクリアランスに充填した接合材の容量は、クリアランス内の各地点におけるバラつきが生じる。このため、本実施形態により作製されるスパッタリングターゲットは、スパッタリング時の熱負荷によって、バラつきがある接合層において局所的に熱がかかる。そのため、後述する接合工程Ｓ３においてクリアランスに接合材を充填する際、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を傾斜させたことにより、一定のクリアランスの幅を維持することができない場合には、ターゲット材１０に割れや剥離等の不具合が生じる円筒形スパッタリングターゲットしか作製できない。
【００４５】
そこで、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を傾斜させても、一定のクリアランスを維持することが必要である。
【００４６】
配置工程Ｓ１では、図３（Ａ）に示すように、円筒状のダミーパイプ４０を用いて、少なくとも１つの固定具５０をクリアランスに取り付けることにより、クリアランスを維持する。このダミーパイプ４０は、ターゲット材１０の上端面１１にバッキングチューブ２０と同軸上に設けられる。後述する接合工程Ｓ３では、ダミーパイプ４０を設けたことにより、ターゲット材１０及びバッキングチューブ２０を傾斜させて接合材を充填した際に、ターゲット材１０の上端面１１よりも高い位置にあるダミーパイプ４０の所定の高さまで接合材を充填することが可能となる。その結果、接合材の充填後にターゲット材１０とバッキングチューブ２０を直立させても、接合材の液面は、ターゲット材１０の上端面と同じ高さとなる。すなわち、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスには、ターゲット材１０の上端付近が未充填とならずに、接合材を充填することができる。
【００４７】
ダミーパイプ４０には、Ｃｕ材やＳＵＳ材で作製し、前述した前処理等を行わない。これにより、接合工程Ｓ３において接合層を形成した後、ダミーパイプ４０に接着した接合材は、容易に剥離させることができる。ダミーパイプ４０は、ターゲット材１０及びバッキングチューブ２０を傾斜させて接合材を充填する際に、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの上方の開口端まで接合材で充填されるよう、ターゲット材１０の上端面よりも高い位置に接合材が充填されても、接合材が系外に漏れないよう堰止めする機能を有する。
【００４８】
もし、ダミーパイプを利用しない場合には、ターゲット材及びバッキングチューブを傾斜させて接合材を充填した後、ターゲット材及びバッキングチューブを直立させた際、接合材がターゲット材の上端付近においてわずかに充填されていないこととなる。したがって、このような不具合が生じないよう、図３（Ａ）に示すように、ターゲット材１０の上端面１１にはダミーパイプ４０が設置される。
【００４９】
また、バッキングチューブ２０の上端面２１には、必要に応じて、図４に示すように、ダミーパイプ４０と同様の理由により円筒状のダミーチューブ７０を設置してもよい。すなわち、ターゲット材１０の上端面１１にはダミーパイプ４０がさらに設けられ、バッキングチューブ２０の上端面２１にはダミーパイプ４０と同軸上に円筒状のダミーチューブ７０がさらに設けられ、後述する傾斜工程Ｓ２においてターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、ダミーパイプ４０とダミーチューブ７０とのクリアランスの傾斜方向上側に少なくとも１つの固定具を取り付けることにより、クリアランスを維持する。なお、ダミーパイプ４０及びダミーチューブ７０の長さは、傾斜する角度に応じて接合材を充填することが可能な長さに適宜設定する。
【００５０】
また、ダミーパイプ４０の外径及び内径は、ターゲット材１０と略同一とし、ダミーチューブ７０の外径及び内径は、バッキングチューブ２０と略同一に設定する。また、ターゲット材１０とダミーパイプ４０とのつなぎ目周辺の外周を耐熱テープ等巻き、或いはバッキングチューブ２０とダミーチューブ７０とのつなぎ目周辺の内周及び外周を耐熱テープ等で巻くことでそれぞれの位置合わせを行う。なお、バッキングチューブ２０を軸として複数のターゲット材が配置している場合も、同様の方法で位置合わせを行える。
【００５１】
図３（Ａ）に示すように、固定具５０は、傾斜工程Ｓ２においてターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際に、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに少なくとも１つ取り付けられる。例えば、図５（Ａ）に示すように、固定具５０は、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの傾斜方向上側に取り付けられてもよい。なお、傾斜方向上側は、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際におけるダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスのうち最も高い位置となる。
【００５２】
これにより、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを鉛直方向から所定の角度に傾斜させても、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との中心軸が一致しているので、クリアランスの幅を維持することができる。この結果、スパッタリング時の熱負荷によって、ターゲット材１０に割れや剥離等の不具合が生じることのない円筒形スパッタリングターゲットを得ることができる。
【００５３】
さらに、配置工程Ｓ１では、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに複数の固定具を所定の間隔で取り付けることがより好ましい。詳細には、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの上端部に固定具を２ヶ所取り付ける場合、固定具は、クリアランスの傾斜方向上側と、この傾斜方向上側より所定の等間隔で離れた上端付近位置にそれぞれ取り付けられる。例えば、図５（Ｂ）に示すように、固定具５１ａ，５１ｂは、矢印Ａの方向に傾斜させた際に、クリアランスの傾斜方向上側とクリアランスの傾斜方向下側にそれぞれ取り付けられてもよい。また、図５（Ｃ）に示すように、矢印Ａの方向に傾斜させた際に、固定具５２ａ，５２ｂは、クリアランスの傾斜方向上側近辺に２ヶ所取付けてもよい。クリアランスの傾斜方向上側近辺となる位置とは、クリアランスの最上部位置を基準として左右±６０°内の範囲を指す。例えば、図５（Ｃ）は、クリアランスの傾斜方向上側から右回り４５°及び左回り４５°ずらした位置にそれぞれ取り付けられてもよい。なお、傾斜方向下側は、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させた際におけるダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスのうち最も低い位置となる。
【００５４】
さらに、固定具を３ヶ所以上取り付ける場合、固定具は、円周方向均等に取り付けられる。例えば、図５（Ｄ）に示すように、固定具５３ａは、矢印Ａの方向に傾斜させた際に、クリアランスの傾斜方向上側に取り付けられ、さらに２つの固定具５３ｂ，５３ｃは、この位置から右回り９０°及び左回り９０°ずらした位置にそれぞれ取り付けてもよい。また、図５（Ｅ）に示すように、固定具５４ａは、矢印Ａの方向に傾斜させた際に、クリアランスの傾斜方向上側に取り付けられ、さらに２つの固定具５４ｂ，５４ｃは、この位置から右回り１２０°及び左回り１２０°ずらした位置にそれぞれ取り付けてもよい。さらに、図５（Ｆ）に示すように、固定具５５ａ，５５ｂは、矢印Ａの方向に傾斜させた際に、クリアランスの傾斜方向上側と傾斜方向下側とにそれぞれ取り付けられ、さらに固定具５５ｃ，５５ｄは、この傾斜方向上側から右回り９０°及び左回り９０°ずらした位置にそれぞれ取り付けられてもよい。また、図示していないが、図５（Ｃ）のクリアランスの傾斜方向上側近辺に２ヶ所取付けて、さらにクリアランスの傾斜方向下側にも固定具を均等に取付けてもよい。
【００５５】
このように、図５（Ｂ）〜（Ｆ）に示す固定具の配置により、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させても、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との中心軸が一致しているので、クリアランスの幅をより確実に維持することができる。なお、図５（Ｂ）〜（Ｆ）に示す固定具の配置は例示にすぎず、一定のクリアランスを維持することができれば、これらに限定されない。また、図５（Ａ）〜（Ｆ）に示す固定具の配置は、ダミーパイプ４０とダミーチューブ７０とのクリアランスを維持するために用いてもよい。
【００５６】
また、複数の固定具は、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との傾斜方向に対して線対称となるように、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスあるいはダミーパイプ４０とダミーチューブ７０とのクリアランスにそれぞれ取り付けることにより、ターゲット材１０及びバッキングチューブ２０を傾斜させても、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との中心軸が一致したままである。その結果、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスは、一定に維持されることができる。
【００５７】
固定具としては、例えばクリアランスの厚さと同等のスペーサーやくさびを用いることができる。スペーサーは、耐熱性を有する材料であればよく、例えば、テフロン等が挙げられる。なお、固定具が、ダミーパイプとバッキングチューブとのクリアランス、または、ダミーパイプとダミーチューブとのクリアランスに設置されるため、後述する接合工程Ｓ３後、ダミーパイプを除去すると同時に固定具を除去する。このため、バッキングチューブとターゲット材とのクリアランスには固定具が残らず、このクリアランスには接合材のみが充填される。
【００５８】
［２−２．傾斜工程］
傾斜工程Ｓ２は、図３（Ｂ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を鉛直方向から所定の角度に傾斜させる。これにより、固定具５０がバッキングチューブ２０とダミーパイプ４０とのクリアランスの傾斜方向上側に取り付けられるので、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０との中心軸が一致したままである。そのため、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスが維持される。
【００５９】
ここで、所定の角度とは、５°以上４５°以下である。すなわち、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法では、ターゲット材とバッキングチューブとの間のクリアランスの軸方向一端部を、Ｏリング等の公知の封止手段により封止する。そして、この封止側が下方となるように、ターゲット材とバッキングチューブとを直立させ、鉛直方向から５°以上４５°以下に傾斜させる。
【００６０】
図６は、従来の円筒形スパッタリングターゲットの製造方法における接合材の充填を模式的に示す断面図である。図６に示すように、鉛直方向から傾斜された角度が５°未満の場合には、ターゲット材１１０とバッキングチューブ１２０とをほぼ直立させたまま、上方から下方に接合材１３１を充填した際に、充填される接合材１３１の液面が矢印方向に互いに衝突し、接合材１３１のない空隙部分１４０を生成しやすくなる。
【００６１】
一方、鉛直方向から傾斜された角度が４５°を超える場合には、充填される接合材の自重でクリアランス内に存在する空隙をつぶす効果が低く、作製された円筒形スパッタリングターゲットは接合材のない空隙部分を生成しやすくなる。
【００６２】
このように、ターゲット材とバッキングチューブとの間のクリアランスに液体の接合材を充填する際に、ターゲット材とバッキングチューブを鉛直方向から５°以上４５°以下に傾斜させることで、クリアランスに存在する空気が効果的に抜け、ターゲット材と接合材、接合材とバッキングチューブに空隙が生成されない。その結果、スパッタリング時の熱負荷によって、ターゲット材に割れや剥離等の不具合が生じることのない円筒形スパッタリングターゲットが得られる。
【００６３】
さらに、傾斜工程Ｓ２では、所定の角度として５°以上４５°以下のうち、特に２２．５°であることが好ましい。このような角度２２．５°に傾けることにより、ターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスに形成される接合層を介して接合率が非常に高い数値となるので、スパッタリング時の熱負荷によって、ターゲット材に割れや剥離等の不具合が生じることのない円筒形スパッタリングターゲットをより確実に得ることができる。
【００６４】
［２−３．接合工程］
接合工程Ｓ３は、図３（Ｃ）〜（Ｇ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに接合材３１を充填し、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを直立させて放冷させることにより接合材３１を冷却し、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを接合する。
【００６５】
詳しくは、接合工程Ｓ３では、配置工程Ｓ１において接合層を形成するため、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの両端開口部の下端側は、耐熱Ｏリング６１等の封止手段を用いて封止されている。ターゲット材１０とバッキングチューブ２０は、これらの間に流し込まれる接合材３１の融点以上にバンドヒータ（不図示）等で加熱される。
【００６６】
図３（Ｃ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの両端開口部のうち、封止されていない上端側から溶融状態にある接合材３１を流し込む。充填された液体の接合材３１がターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの最下部より充填される。したがって、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスでは、充填された液体の接合材３１により耐熱Ｏリング６１と接するクリアランスの最下部に存在している空気が押し出せることで、この空気が接合材３１を流し込んだクリアンスの下部に存在しないことになる。
【００６７】
なお、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスには、上方に広がる漏斗状の充填治具（不図示）を差し込むよう、ダミーパイプ４０の上端部付近に取り付けてもよい。これは、クリアランスの幅が狭く、この充填治具を使用することで容易に接合材３１を充填することができる。なお、ダミーチューブ７０を使用している場合には、充填治具をダミーパイプ４０とダミーチューブ７０とのクリアランスに差し込むよう、ダミーパイプ４０の上端部付近に取り付けてもよい。
【００６８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、クリアランス内には、溶融した接合材３１を上方からさらに流し込み、接合材３１の充填を継続すると、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０のクリアランスの下部に空気を滞留させることなく、接合材３１の液面が上昇しクリアランスに存在する順次空気を押し出されていく。
【００６９】
次いで、図３（Ｅ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスには接合材３１の未充填をなくすため、傾斜方向下側にあるダミーパイプ４０の所定の位置まで、バッキングチューブ２０とダミーパイプ４０とのクリアランスから接合材３１の充填を継続する。そして、ダミーパイプ４０の所定の位置まで接合材３１の充填されたことを目視で確認した後、接合材３１の流し込みを停止する。
【００７０】
ターゲット材及びバッキングチューブは、予め、その表面温度が接合材の融点以上、好ましくは融点より１０℃〜３０℃高い温度となるように加熱しておくことが必要である。ターゲット材及びバッキングチューブの表面温度が接合材の融点以下では、接合材がターゲット材またはバッキングチューブに接触すると同時に硬化し、十分な量の接合材を流し込むことが困難となる。
【００７１】
接合層には、上述のバッキングチューブと同様にして、熱伝導性、電気伝導性、接着強度等の特性を持たせるためには、接合層の形成に用いる接合材を選定する必要がある。例えば、インジウムを主成分とする接合材は、スズを主成分とする接合材に比べて凝固時の硬度が低い。そのため、インジウムを主成分とする接合材を用いて接合層を形成する場合には、溶融した接合材を注入してから固化するまでの過程において、ターゲット材の割れ等の不具合を効果的に防止することができる。
【００７２】
また、インジウムを主成分とする接合材を用いて接合層を形成する場合には、インジウムを５０質量％以上、好ましくは７０質量％〜１００質量％、より好ましくは８０質量％〜１００質量％含有するものを使用する必要がある。特に、インジウムを８０質量％以上、好ましくは９０質量％〜１００質量％含有する低融点接合材を接合材として用いることが好ましい。このような低融点接合材であれば、原子又は分子間の結合が弱いため軟らかく、冷却固化後の硬度が適切な範囲にあるため、作業性に優れている。また、低融点接合材は、作業性に優れるだけでなく、溶融時の流動性が高いため、巣（鬆）やひけが極めて少ない、均一な接合層を容易に形成することができる。
【００７３】
例えば、インジウムの含有量が１００質量％であるインジウム金属を接合材として用いた場合には、インジウム金属の熱伝導率が８１．６Ｗ／ｍ・ｋと熱伝導性に優れることから好ましい。また、インジウム金属は、液化して固化することによりターゲット材とバッキングチューブとを接合させる際に、これらを密着性よく接合できることから好ましい。
【００７４】
一方、インジウムの含有量が５０質量％未満では、バッキングチューブ側との濡れ性が低いため、そのような接合材を加熱して溶融した接合材をターゲット材の内周面とバッキングチューブの外周面との間の空隙部に、高い充填性をもって隙間なく注入することができない。
【００７５】
また、接合材としては、上述したインジウム系低融点接合材の他に、インジウム粉末を含有する樹脂ペースト、導電性樹脂等を用いることができるが、導電性や展延性の観点から、インジウム系低融点接合材が好ましく、融点が１３０℃〜１６０℃のインジウム系低融点接合材がより好ましい。なお、インジウム以外の成分については、特に制限されることはなく、例えば、スズ、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛等を必要に応じて含有させることができる。インジウム以外の成分の含有量は、５０質量％未満であり、３０質量％未満が好ましく、２０質量％未満がより好ましい。
【００７６】
次いで、接合工程Ｓ３では、図３（Ｆ）に示すように、鉛直方向から５°以上４５°以下に傾斜させていたターゲット材１０及びバッキングチューブ２０を直立させた後、ターゲット材１０及びバッキングチューブ２０の表面に熱をかけるのを停止し、室温（２０℃）まで放冷する。そして、接合工程Ｓ３では、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を直立させて放冷することにより、充填した接合材３１が固化することで接合層を形成する。
【００７７】
次いで、図３（Ｇ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに充填された接合材３１が完全に固化して、接合層３０が形成されたことを目視で確認した後、配置工程Ｓ１で使用したダミーパイプ４０、固定具５０、架台６０、耐熱Ｏリング６１等をそれぞれ取り除く。このように、円筒形スパッタリングターゲット１を作製する。
【００７８】
［２−４．第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法について、図面を使用しながら説明する。なお、上述した第１の実施形態と重複する説明を割愛する。
【００７９】
図７は、（Ａ）ないし（Ｇ）は、第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法の概略を模式的に示す断面図である。配置工程Ｓ１では、図７（Ａ）に示すように、バッキングチューブ２０は架台６０に固定し、クリアランスの下方の開口端を封止するために耐熱Ｏリング６１を取り付けて、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とが同軸になるよう架台に固定する。ターゲット材１０の上端面１１には、ダミーパイプ４０をさらに設ける。架台６０の一端部には、支柱８０を鉛直方向に設置する。この支柱８０には、第１の押さえ機構９０ａと第２の押さえ機構９０ｂとをそれぞれ取り付ける。
【００８０】
第１の押さえ機構９０ａは、支柱８０から水平方向に延在される第１のアーム部９１ａとその第１のアーム部９１ａの先端部の下方側に第１の押さえ部９２ａが設けられる。また、第２の押さえ機構９０ｂは、支柱８０から水平方向に延在される第２のアーム部９１ｂとその第１のアーム部９１ｂの先端部の下方側に第２の押さえ部９２ｂが設けられる。第１及び第２の押さえ機構９０ａ，９０ｂは、支柱８０よりネジやばね等でダミーパイプ４０及びバッキングチューブ２０を鉛直下方に押圧することによりターゲット材１０及びバッキングチューブ２０を固定するという機能を有する。
【００８１】
後述する傾斜工程Ｓ２において、ダミーパイプ４０の上端面４１は第１の押さえ機構９０ａにより第１の押さえ部９２ａを介して鉛直方向に押圧され、かつバッキングチューブ２０の上端面２１は第２の押さえ機構９０ｂにより第２の押さえ部９２ｂを介して鉛直方向に押圧されることで、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を所定の角度に傾斜させても、クリアランスの幅を維持することができる。第２の実施形態では、第１の実施形態で上述した固定具及びダミーパイプを使用した場合に比べ、接合工程Ｓ３で接合材の流し込みがより容易になる。
【００８２】
また、図８に示すように、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０との高さ位置を調節するため、バッキングチューブ２０の上端面２１にダミーチューブ７０を配置してもよい。すなわち、第１の押さえ機構９０ａは、ダミーパイプ４０の上端面４１を第１の押さえ部９２ａを介して押圧し、第２の押さえ機構９０ｂは、ダミーチューブ７０の上端面７１を第２の押さえ部９２ｂを介して押圧する。これにより、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を所定の角度に傾斜させても、クリアランスの幅を維持することができる。
【００８３】
さらに、クリアランスをより確実に維持するため、固定具を併用してもよい。つまり、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０を配置した際に、ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０とのクリアランスまたはダミーパイプ４０とダミーチューブ７０とのクリアランスに固定具を使用し、クリアランスを維持し、その後ダミーパイプ４０とバッキングチューブ２０またはダミーチューブ７０を鉛直方向に押さえ付けてもよい。これにより、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスを維持することが容易になり、かつ接合工程Ｓ３でも接合材の流し込みがさらに簡易かつ効率的となる。
【００８４】
傾斜工程Ｓ２では、図７（Ｂ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを鉛直方向から所定の角度となるように傾斜させる。第１及び第２の押さえ機構９０ａ，９０ｂにより、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とを傾斜させても位置ずれを起こすことなく、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスが維持される。
【００８５】
接合工程Ｓ３では、図７（Ｃ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスには、上方から溶融した接合材３１を流し込み、充填された液体の接合材３１がターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスの最下部より充填される。したがって、クリアランス内は、充填された液体の接合材３１により耐熱Ｏリング６１と接するクリアランスの最下部に存在している空気が押し出せることで、この空気が接合材３１で充填されたクリアランスの下部に存在しないことになる。
【００８６】
次いで、図７（Ｄ）に示すように、上方からターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに溶融した接合材３１をさらに流し込み接合材３１の充填を継続すると、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０のクリアランスの下部に空気を滞留させることなく、接合材３１の液面が上昇しクリアランスに存在する順次空気を押し出されていく。
【００８７】
次いで、図７（Ｅ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランス内には接合材３１の未充填をなくすため、傾斜方向下側にあるダミーパイプ４０の所定の位置まで、クリアランスから接合材３１の充填を継続する。そして、ダミーパイプ４０の所定の位置まで接合材３１の充填されたことを目視で確認した後、接合材３１の流し込みを停止する。
【００８８】
次いで、図７（Ｆ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とは、直立させて、放冷させる。これにより、クリアランスには、充填した接合材３１が固化することで、接合層が形成される。
【００８９】
最後に、図７（Ｇ）に示すように、ターゲット材１０とバッキングチューブ２０とのクリアランスに接合層３０が形成されたことを目視で確認した後、配置工程Ｓ１で使用したダミーパイプ４０、架台６０、耐熱Ｏリング６１、支柱８０、第１及び第２のアーム部９１ａ，９１ｂ、第１及び第２の押さえ部９２ａ，９２ｂ等をそれぞれ取り除く。このように、円筒形スパッタリングターゲット１を作製する。
【００９０】
［２−５．まとめ］
以上で説明した通り、第１及び第２の実施形態に係る円筒形スパッタリングターゲットの製造方法は、ターゲット材の中空部にバッキングチューブを同軸に配置する配置工程と、ターゲット材とバッキングチューブを鉛直方向から所定の角度に傾斜させる傾斜工程と、ターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスに接合材を充填し、ターゲット材とバッキングチューブとを直立させて放冷させることにより接合材を冷却し、ターゲット材とバッキングチューブとを接合する接合工程とを有する。そして、傾斜工程では、所定の角度が５°以上４５°以下であることを特徴とするものである。
【００９１】
その結果、円筒形スパッタリングターゲットの作製時に高い接合率及び接合強度を有する接合層３０を形成することができる。そして、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法では、スパッタリング時に割れ、欠け、剥離等の不具合が発生しない円筒形スパッタリングターゲット１を得ることができる。また、円筒形スパッタリングターゲットの製造方法では、このような円筒形スパッタリングターゲットを、工業規模の生産において、容易に得ることができるので、その工業的意義は極めて大きい。
【実施例】
【００９２】
［３．実施例］
以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００９３】
（実施例１）
実施例１では、外径１００ｍｍ、内径８１ｍｍ、全長２００ｍｍのＩＴＯ製の円筒形セラミックス焼結体を５つ用意した。次に、全ての円筒形セラミックス焼結体について、接合面となる内周面以外の部分に余分な接合材が付着することを防止するため、耐熱性のマスキングテープでマスキングを行った。その後、全ての円筒形セラミックス焼結体について、接合面となる内周面をインジウムで濡らすと共に、全長が１００２ｍｍとなるように、５個の円筒形セラミックス焼結体を厚み０．５ｍｍのシリコンパッキンで挟んで一定間隔で配列し、外周面を耐熱テープで固定することにより、ターゲット材を得た。
【００９４】
次に、実施例１では、外径８０ｍｍ、内径７０ｍｍ、全長１１００ｍｍのＳＵＳ３０４製の旋盤加工で得られた円筒形バッキングチューブを用意した。この円筒形バッキングチューブのうち、接合面以外の部分については、余分な接合材が付着することを防止するため、耐熱テープでマスキングを行った。その後、投射材としてガラスビーズ♯８０を使用し、円筒形バッキングチューブについて、ブラスト加工を行った。
【００９５】
その後、超音波ハンダ付け装置（会社名：黒田テクノ株式会社、製品名：サンボンダ（登録商標）ＵＳＭ−５２８）を使用し、インジウム系低融点半田を用いた公知の濡らし作業を行った。
【００９６】
次に、実施例１では、Ｘ−Ｙステージによる位置決め及びクリアランスを維持するシクネスゲージの使用により、円筒形バッキングチューブをターゲット材の中空部に同軸に配置すると共に、クリアランスの軸方向一端部を耐熱Ｏリングによって封止し、この封止側が下方となるように、ターゲット材と円筒形バッキングチューブとを直立させた。
【００９７】
次に、ターゲット材の上端面には、ターゲット材と内径及び外径が同じで長さが１４０ｍｍのダミーパイプ（ＳＵＳ製）を設置した。ターゲット材とダミーパイプとの外周面のつなぎ目を耐熱テープで巻き同一の位置に配置した。また、バッキングチューブの上には、バッキングチューブと内径及び外径が同じで長さが１４０ｍｍのダミーチューブ（ＳＵＳ製）を設置した。バッキングチューブとダミーチューブとの内周面及び外周面のつなぎ目をそれぞれ耐熱テープで巻き同一の位置に配置した。また、ターゲット材とバッキングチューブとを傾斜させた際に、ダミーチューブとダミーパイプとのクリアランスの傾斜方向上側となる位置に固定具を取り付けた。また、ダミーパイプの上面には上方に広がる漏斗状の充填治具を設置した。なお、ターゲット材とバッキングチューブのクリアランスは、０．５ｍｍであった。
【００９８】
続いて、実施例１では、ターゲット材の外周面にバンドヒータを取り付け、設定温度を１８０℃として加熱した。また、インジウム系低融点半田を用意し、これをバンドヒータにより１９０℃まで加熱して溶融した。
【００９９】
実施例１では、バンドヒータが設定温度に達したことを確認した後、ターゲット材とバッキングチューブを鉛直方向から５°傾け、上方のクリアランスの開口側から溶融した接合材を注入し、下端側から徐々に接合材が充填された。所定量（１０１７ｇ）の接合材を注入された際に、傾斜方向下側のダミーパイプの所定の高さまで接合材が充填され、かつ傾斜方向上側のターゲット材の上端面が接合材の液面と同じ高さであることを確認した後、鉛直方向から５°の傾きを０°に戻し、バンドヒータのスイッチを切り、室温（２０℃）まで放冷した。接合材が完全に固化して接合層が形成されたことを確認した後、ダミーパイプ、固定具、ダミーチューブ、充填治具、マスキングテープ、耐熱Ｏリングを取り除き、円筒形スパッタリングターゲットを得た。
【０１００】
実施例１では、得られた円筒形スパッタリングターゲットに対して、超音波探傷装置（会社名：株式会社ＫＪＴＤ、製品名：ＳＤＳ−ＷＩＮ）を用いて、接合材の充填量を測定し、この測定値より、ターゲット材と円筒形バッキングチューブとの接合率を評価した。具体的には、これらの接合率が９５．０％以上のものを「優（◎）」、９０．０％以上９５．０％未満のものを「良（○）」、９０．０％未満のもの、又は、ターゲット材が円筒形バッキングチューブから脱落し、接合率を評価できなかったものを「不良（×）」として評価した。
【０１０１】
実施例１では、得られた円筒形スパッタリングターゲットの接合率を、上記方法により評価した結果、何れも優れたものであることが確認された。また、円筒形スパッタリングターゲットをマグネトロン型回転カソードスパッタリング装置に取り付け、０．６Ｐａのアルゴン雰囲気中、出力３００Ｗで放電試験を実施したところ、スパッタリング中に、ターゲット材に割れや欠け等が生じることはなかった。
【０１０２】
実施例１では、これらの結果を表１にまとめた。なお、表１中の「放電試験」には、放電試験後の円筒形スパッタリングターゲットの割れ、欠け、剥離等の不具合が生じたか否かの結果を、「有り」又は「無し」で示した。
【０１０３】
（実施例２〜実施例３及び比較例１〜比較例２）
実施例２〜実施例３及び比較例１〜比較例２では、下記の表１に示すように、ターゲット材とバッキングチューブを鉛直方向から傾けた角度をそれぞれ変更し、下方のクリアランスの開口側から、溶融した接合材を注入したこと以外は実施例１と同様にして、円筒形スパッタリングターゲットを作製した。また、円筒形スパッタリングターゲットの接合率、及び放電試験の結果を表１にまとめた。
【０１０４】
【表１】
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【０１０５】
（実施例４）
実施例４では、図７（Ａ）に示す配置にするため、実施例１と同様にターゲット材とバッキングチューブとを用意した。次いで、Ｏリングでターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスの下端側を封止して、このターゲット材とバッキングチューブとを架台にそれぞれ固定した。ターゲット材の上端面にはダミーパイプを設け、ターゲット材とダミーパイプとの外周面のつなぎ目を耐熱テープで巻き同一の位置に配置した。架台の一端部には、支柱を鉛直方向に設置した。この支柱から押さえ機構に備わるアーム部を水平方向に２本取り付けた。次いで、ターゲット材とバッキングチューブとのクリアランスが維持されるようダミーパイプの上端面を第１の押さえ機構で押圧し、かつバッキングチューブの上端面を第２の押さえ機構で押圧した。
【０１０６】
実施例４では、実施例１と同様に、ターゲット材及びダミーパイプの外周面にバンドヒータを取り付け、設定温度を１８０℃として加熱した。また、インジウム系低融点半田を用意し、これをバンドヒータにより１９０℃まで加熱して溶融した。
【０１０７】
実施例４では、バンドヒータが設定温度に達したことを確認した後、ターゲット材とバッキングチューブを鉛直方向から２２．５°傾け、漏斗状の充填治具をクリアランスに取り付けた。そして、上方のクリアランスの開口側から溶融した接合材を注入し、ターゲット材の下端側から徐々に接合材が充填された。所定量（１０１７ｇ）の接合材を注入された際に、接合材が傾斜側の反対側のターゲット材の上端面より接合材の液面が高い位置にあることを確認した後、鉛直方向から２２．５°の傾きを０°に戻し、バンドヒータのスイッチを切り、室温（２０℃）まで放冷した。接合材が完全に固化して接合層が形成されたことを確認した後、ダミーパイプ、第１及び第２の押さえ機構、充填治具、耐熱Ｏリングを取り除き、円筒形スパッタリングターゲットを得た。
【０１０８】
実施例４では、実施例１と同様に、接合率と放電試験を評価した結果、接合率９５％以上であり、放電試験でも異常が確認されなかったので、接合率及び放電試験ともに良好であった。
【０１０９】
（実施例による考察）
表１に示す結果から、実施例１〜実施例４では、５°以上４５°以下に傾斜しながら接合材を充填することで、ターゲット材とバッキングチューブとの間に良好な接着力、即ち、高い接合力及び接合強度が得られた。そして、実施例１〜実施例４では、各実施例で得られた円筒形スパッタリングターゲットを用いて放電試験を実施したところ、ターゲット材に割れ、欠け、剥離等の不具合が発生しなかった。特に、実施例２及び実施例４では、傾斜角度を２２．５°としたことで、実施例１と比べてより高い接合率を有する円筒形スパッタリングターゲットが得られた。
【０１１０】
一方、比較例１では、ターゲット材及びバッキングチューブを傾斜させることを行わなかったこと以外は実施例１と同様にして、円筒形スパッタリングターゲットを作製した。表１に示す結果から、比較例１では、接合材を充填する際に、ターゲット材及びバッキングチューブを傾斜させることによりクリアランスに存在する空気を抜くといった、脱気効果が得られず、接合率が低く熱伝導が得られなかった。このため、比較例１では、放電試験中に、ターゲット材に割れ、欠けが入ったので、放電試験を行うことができなかった。
【０１１１】
比較例２では、傾斜角を６０°にしたこと以外は実施例１と同様にして、円筒形スパッタリングターゲットを作製した。表１に示す結果から、比較例２では、接合材を充填する際に、ターゲット材及びバッキングチューブを倒しすぎたことで脱気効果が得られず、接合率が低く熱伝導が得られなかった。このため、比較例２では、放電試験中に、ターゲット材に割れ、欠けが入ったので、放電試験を行うことができなかった。
【０１１２】
実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例２より得られた表１に示す結果から、鉛直方向から５°以上４５°以下に傾斜させることでクリアランスに存在する空気が効果的に抜け、ターゲットと接合材、接合材とバッキングチューブに空隙を生成させず、ターゲット材とバッキングチューブとの接合率及び接合強度を向上することができた。
【０１１３】
したがって、実施例１〜実施例４におけるスパッタリングターゲットの製造方法では、スパッタリング時の熱負荷によって、ターゲット材に割れや剥離が生じることがない円筒形スパッタリングターゲットが得られることを確認した。この理由としては、ターゲット材とバッキングチューブのクリアランスの幅が０．５ｍｍと狭くても、ターゲット材とバッキングチューブを所望とする角度に傾斜させることで、クリアランスに接合材を充填したことにより、空気を下部に滞留させることなく接合材の液面が上昇し順次、クリアランスに存在する空気を効果的に押し出せたと推察される。
【符号の説明】
【０１１４】
１  円筒形スパッタリングターゲット、１０，１１０  ターゲット材、１１  上端面、２０，１２０  バッキングチューブ、２１  上端面、３０  接合層、３１，１３１  接合材、４０  ダミーパイプ、４１  上端面、５０，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ  固定具、６０  架台、６１  耐熱Ｏリング、７０  ダミーチューブ、７１  上端面、８０  支柱、９０ａ  第１の押さえ機構、９０ｂ  第２の押さえ機構、９１ａ  第１のアーム部、９２ｂ  第２のアーム部、９２ａ  第１の押さえ部、９２ｂ  第２の押さえ部、１４０  空隙、Ｓ１  配置工程、Ｓ２  傾斜工程、Ｓ３  接合工程
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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