JP2010537043A - 結合したターゲットアセンブリ用のターゲット設計および関連方法、その製造および使用の方法 - Google Patents

Abstract

ａ）ターゲット材料を含むターゲット表面構成要素と、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素であって、結合表面がターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合され、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するコアバッキング構成要素とを含むスパッタリングターゲットが説明される。いくつかの実施形態では、ターゲット表面構成要素、コアバッキング構成要素、またはそれらの組合せは、コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャを有し、表面区域フィーチャはターゲット表面構成要素の冷却効率を増大させる。ａ）表面材料を含むターゲット表面構成要素を供給するステップと、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素を供給するステップと、ｃ）結合表面をターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合するステップであって、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するステップとを含むスパッタリングターゲットを形成する方法も説明される。
【選択図】図１Ａ

Description

本技術分野は、溶接および／または機械的連結を含む結合が行われ、高強度コア材料をさらに有するスパッタリングターゲットを設計および使用することである。

電子構成要素および半導体構成要素は、絶えず増加している消費者用電子製品および商用電子製品、通信製品、ならびにデータ交換製品で使用される。これらの消費者用製品および商用製品のいくつかの例は、テレビジョン、コンピュータ、携帯電話、ページャ、パーム型またはハンドヘルドのオーガナイザ、携帯ラジオ、カーステレオ、またはリモートコントロールである。これらの消費者用エレクトロニクスおよび商用エレクトロニクスへの需要が増大するにつれて、それらの同じ製品がより小さくおよびより携帯に便利となることが消費者およびビジネス向けにさらに要求される。

これらの製品のサイズ減少の結果として、製品を構成する構成要素もより小さくおよび／またはより薄くならなければならない。サイズ減少または小型化が必要とされるそれらの構成要素のいくつかの例は、超小型電子チップ・インターコネクション、半導体チップ構成要素、抵抗器、プリント回路または配線盤、配線、キーボード、タッチパッド、およびチップパッケージングである。

電子構成要素および半導体構成要素がサイズ減少または小型化されると、キラー欠陥サイズがデバイスの必要とされる限界寸法に従って著しく減少する。したがって、より大きい構成要素に存在するかまたは存在する可能性がある欠陥は、可能であれば、構成要素がより小さい電子製品用に小型化される前に識別され修正されるべきである。

電子構成要素、半導体構成要素、および通信構成要素の致命的欠陥を識別するために、構成要素、使用される材料、それらの構成要素を製作するための製造プロセスが分解および分析されるべきである。電子構成要素、半導体構成要素、および通信／データ交換構成要素は、いくつかの場合には、金属、合金、セラミックス、無機材料、重合体、または有機金属の材料などの材料層で構成される。材料層は多くの場合薄い（厚さが数十オングストローム未満の程度）。材料層の品質をより改善するために、金属または他の化合物の物理気相堆積などの層を形成するプロセスは評価され、可能であれば、改変および改善されるべきである。

材料層を堆積させるプロセスを改善するために、表面および／または材料組成が評価され、定量化され、欠陥または不完全部が検知されなければならない。１つまたは複数の材料層を堆積させる場合には、実際の１つまたは複数の材料層がモニタされるべきであるだけでなく、基板または他の表面上に材料層を生成するために使用されている材料およびその材料の表面がモニタされるべきである。例えば、金属層を表面または基板上にその金属を含むターゲットをスパッタリングすることによって堆積させる場合、ターゲットは、凹凸のある消耗、ターゲットの変形、ターゲットの歪み、および他の関連した状態がモニタされなければならない。スパッタリングターゲットの凹凸のある消耗は、磁石構成に応じて避けられず、ターゲットの寿命を縮小し、場合によっては、基板の表面上に金属をほとんど堆積させないかあるいは全く堆積させないことになる。

従来の平坦な構成のスパッタリングターゲット（例えば、３００ｍｍＡＬＰＳまたは３００ｍｍＥＮＤＵＲＡと本明細書で一般に呼ばれる３００ｍｍウェハ用のＡＬＰＳ（登録商標）スパッタリングチャンバおよび／またはＥＮＤＵＲＡ（登録商標）ＰＶＤシステムで使用されるターゲット）では、３つの主要なタイプがあり、各々利点および欠点がある。第１のタイプでは、ターゲットおよびバッキングプレートが、接合に使用されるエポキシ樹脂、インジウム、および／またはスズで半田接合される。半田付けは低コストで、簡単で、低温の作業であり、それは構造体を保存するが、高いチャンバ電力では接合強度が低いという欠点を有する。第２のタイプは拡散接合されたターゲット／バッキングプレートアセンブリを有し、ターゲット／バッキングプレート界面全体に沿って拡散接合がある（熱間等静圧圧縮成形、鍛造、爆発接合などによる）。拡散接合は強力な接合を与えるが、拡散接合プロセスは高温を必要とし、高温はＥＣＡＥによって得られるもののようなターゲットの超微細なすなわちサブミクロンの構造体を破壊するかまたは著しく悪影響を及ぼす。さらに、不適合なＣＴＥをもつターゲット材料およびバッキングプレート材料（セラミック材料、カルコゲニド、ＷからＣｕＺｎ、ＮｉおよびＣｏなどの高均一性の要件を備えた薄いブランク）では拡散接合の冷却段階中に過度の曲がり、剥離、または亀裂が観察される。第３のタイプでは、一体構造ターゲットが生成され、それは製造するのは比較的容易であるが、粒子サイズ、組成、または両方に依存する丈夫で高純度の材料を必要とする。特に、高純度アルミニウムおよびアルミニウム合金などの材料では、一体構造構成で使用するのに十分な強度を与えるために粒子サイズは１ミクロン未満であることが必要である。その場合、等チャンネル角押出（ＥＣＡＥ）などの技法を使用する厳密な塑性変形によって粒子微細化が得られる。Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌが所有する米国特許第５，５９０，３８９号、第５，７８０，７５５号、第６，７２３，１８７号、または第６，９０８，５１７号は、ＥＣＡＥを使用してサブミクロンすなわち超微細な粒子サイズをもつスパッタリングターゲットを生成することを説明している。いくつかの非常に厳しいスパッタリング用途（高電力、高水圧）では、一体構造ターゲットの強度は、特に、最も薄い区域であるフランジ区域で深刻に試験されることがある。

しばしば数キロワットから数十キロワットを超えることがある高電力でアルゴンイオンを用いてターゲットに衝撃を与えるためにスパッタリングターゲットが過熱するとき問題が生じることになる。そのような高電力は適切な冷却がなければＰＶＤターゲットの表面温度に著しく影響を及ぼすことがあり、および／または冷却が非効率的である場合、ターゲットの機械的安定性を低下させることがある。前述のように、高電力スパッタリング用途のために非常に微細な構造体を有するターゲット（特にアルミニウムおよびアルミニウム合金）を使用する場合、問題が発現する。一体構造構成では、高強度サブミクロン構造体が必要とされる場合、サブミクロン構造体は、高いターゲット温度が受け入れがたい曲がりを引き起こすために機械的性質のいくつかを失うことがある。拡散または半田接合ターゲット構成では、高い温度／電力は、ターゲット材料とバッキングプレート材料との間の熱膨脹係数の不整合、およびバッキングプレート材料の機械的性質の劣化のために過度の曲がりおよび潜在的な「剥離」を引き起こす。拡散および半田接合は、強力な接合を得るのに必要な加熱処理が十分な高温を必要とし、粒子サイズを成長させるので、非常に微細な粒子サイズ（例えば、高純度アルミニウムＰＶＤターゲットの２０ミクロン未満）をもつターゲットを提供することができない。スパッタリングターゲットの冷却を制御する４つの一般に認められた要因、すなわちａ）熱伝導率、ｂ）冷却水流量、ｃ）冷却表面積、およびｄ）ターゲットの厚さがある。

スパッタリングターゲットの冷却は、高い熱伝導率をもつバッキングプレートを使用すること、冷却表面積を増大させること、冷却材の流れパターンを制御すること、回転磁石で冷却材循環を改善すること、および／またはターゲット材料の厚さを減少させることによって改善することができる。従来、様々な設計改変によって冷却効率を改善する様々な試みがなされてきたが、最も重要な「厚さの要因」は熱低減に向けて考慮されてこなかった。したがって、機械的安定性を最大化しながら同時にスパッタリング性能を最大化するために、研究者および技術者はスパッタリングターゲットの冷却効率を再検討するべきである。

Ｇａｒｄｅｌｌら（米国特許第５，６２８，８８９号）は、磁石アレイ支持板用の独立した冷却システムをもつ高電力容量マグネトロンカソードを開示している。Ｇａｒｄｅｌｌの特許では、水平磁石アレイ流体制御表面が磁石アレイ支持板に物理的に取り付けられている。流体制御表面またはデバイスは、支持板の材料、磁石アレイの材料、またはカソード材料に一体構造化されていない。そのため、より多くの作動部品、マグネトロンカソードの設計および使用の際の複雑な付加層、および部品の修復および取替えを扱う作業者にとっての追加の作業がある。

この目的を達成するために、ａ）コスト効率が高く、ｂ）制御しやすく、ｃ）低温連結、結合、または接合方法などの、良好な接合強度を与える方法を利用して製造され、それと共にターゲットアセンブリの製作が、ｄ）ターゲットの微細構造体を劣化させず、ターゲットアセンブリの熱的／機械的性質を維持するターゲットアセンブリ構成を開発および利用することが望ましいであろう。

ａ）ターゲット材料を含むターゲット表面構成要素と、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開口または開いた区域を有するコアバッキング構成要素であって、結合表面がターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合され、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開口または開いた区域に嵌合するコアバッキング構成要素とを含むスパッタリングターゲットが本明細書で説明される。

ａ）表面材料を含むターゲット表面構成要素を供給するステップと、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素を供給するステップと、ｃ）結合表面をターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合するステップであって、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するステップとを含むスパッタリングターゲットを形成する方法も説明される。

ターゲット表面構成要素に結合された環状コアバッキング構成要素を有する意図した実施形態を示す図である。 意図したターゲットを示す図であり、複数の円柱状開口１１５、この場合５つの円柱状開口をもつターゲットの下面図および側面図を有する。 最も深い侵食溝１６０に対応するいくつかの開口１１５を有する意図したターゲットを示す図である。 図２Ａは意図したコアバッキング構成要素２２０の側面図であり、くさび構成フィーチャが締め付けられた後、垂直ロックピン２３０が挿入される。 図２Ｂは、意図したコアバッキング構成要素２２０の下面を示し、構成要素は２つの機械的補強部、すなわちコアバッキング構成要素２２０とターゲット表面材料２１０との間の結合を回転により堅くするように設計されるくさび構成２４０と、環状コアバッキング構成要素２２０の回転の終了位置を決定し、それをターゲット表面構成要素２１０に対して所定位置にロックするように設計される垂直ロックピン２３０とを含む。 図２Ｃは、溶接部の「鍛造補強」を示し、コアバッキング構成要素２２０およびターゲット表面構成要素２１０は溶接されるべき部分の近くに配置されたインターロックすなわち「はめ込み」結合箇所２１５および２１７を有する。 意図したコアバッキング構成要素３２０およびターゲット表面構成要素３１０がそれらの２つの間のネジ型界面３７０を機械的補強部として利用してどのように結合することができるかを示す図である。 図４Ａは意図したターゲットアセンブリ構成の別の実施形態を示す図である。このコアバッキング構成要素４２０は、２つの構成要素４１０と４２０との間に「リベット様」または「キー様」嵌合部４８０を使用することによってターゲット表面構成要素４１０に結合される。 図４Ｂは意図したターゲットアセンブリ構成の別の実施形態を示す図である。コアバッキング構成要素４２０は、２つの構成要素４１０と４２０との間に「リベット様」または「キー様」嵌合部４８０を使用することによってターゲット表面構成要素４１０に結合される。 意図した組合せターゲットアセンブリを示す図である。 意図した組合せターゲットアセンブリを示す図である。 意図した組合せターゲットアセンブリを示す図である。 意図した組合せターゲットアセンブリを示す図である。 意図した組合せターゲットアセンブリを示す図である。 ターゲット材料がプレス加工される場合にリベット形成を容易にするためのいくつかの方策を示す図である。 フランジの上の（図８および図９におけるような底面の代わりに）キー様コネクタとともにニアネットシェイプリングを生成するための製造プロセスを示す図である。 どのようにターゲットが、通常、機械加工され、必要であればプレス加工ステップの後に溶接されるかを示す図である。 熱接触および電気接触を改善するためにターゲット表面材料１２１０とコアバッキング構成要素１２２０との間の界面の中または上に少なくとも１つの追加材料１２９０が配置される意図した一実施形態を示す図である。 意図したターゲットアセンブリを示す図である。 図１４Ａは侵食プロファイルを有する従来のターゲットを示す図である。 図１４Ｂは、侵食を示し、侵食プロファイルを有する従来のターゲットを示す図である。 意図したターゲットアセンブリを示す図である。 鍛造補強ステップの後のターゲットアセンブリの写真である。 意図したターゲットアセンブリに関するモデル研究を示す図である。

ａ）コスト効率が高く、ｂ）制御しやすく、ｃ）低温連結または結合方法などの、良好な接合強度を与える方法を利用して製造され、それと共に同時にターゲットアセンブリの製作が、ｄ）ターゲットの微細構造体を劣化させず、ターゲットアセンブリの熱的／機械的性質を維持するスパッタリングターゲットおよび関連する冷却システムが開発されており、本明細書で説明される。特に、本明細書で意図されている設計技法および連結／接合技法を使用して、ＥＣＡＥによって処理された超微細すなわちサブミクロンのターゲット材料を高強度バッキングプレート（例えば、Ａｌ２０２４、Ａｌ６０６１、ＣｕＣｒ、Ｃｕ１８０００）に取り付け、高電力用途向けの高強度ターゲットアセンブリを提供することができる。意図した実施形態は、例えば、低温圧延、低温鍛造、ねじり、周期的押出、繰返し重ね圧延接合、３Ｄ鍛造、ねじり押出、フロー成形、または摩擦溶接などの超微細すなわちサブミクロンのターゲット材料を実現するための他の方法をさらに含む。他の意図した材料は、標準バッキングプレート材料（例えば、Ａｌ２０２４、Ａｌ６０６１、ＣｕＣｒ、Ｃｕ１８０００）に対する大きいＣＴＥ不整合と低い展延性とを有するものである。実例には、Ｗ、Ｔｉ−Ｗ、Ｒｕ、Ｔａ、ならびにカルコゲニドなどの耐熱材料が含まれる。それらの材料の大部分は粉末の形態である。

意図したターゲットは、ＥＣＡＥまたは標準微細構造体に（少なくともスパッタされる区域において）影響を与えないように、形成および連結または結合プロセスにおいて熱の印加を最小限、局在化、またはその両方に保持することによって製造される。結合される表面間の完全な接触を伴いまたは伴うことなく機械的取付けを行う連結方法を選択的に使用することによって、熱は最小限に保持される。熱局在化は溶接技法を使用することによって選択的に達成される。意図したターゲットは、さらに、高電力スパッタリング中に到達するターゲット温度に向けて高強度ターゲットアセンブリプロセスによって生成される。特に、これらのターゲットは低いその場（ｉｎ ｓｉｔｕ）歪み（３００ｍｍのＡｌ０．５Ｃｕ Ｅｎｄｕｒａと同様であるが、より高電力である３００ｍｍのＡｌ０．５Ｃｕ ＡＬＰＳに関して３５ｋＷで２０００ｋＷｈにおいて３．２５ｍｍ未満）、および低いターゲット永久歪み（やはり３００ｍｍのＡｌ０．５Ｃｕ Ｅｎｄｕｒａと同様であるが、より高い電力である３００ｍｍのＡｌ０．５Ｃｕ ＡＬＰＳに関して３５ｋＷで２０００ｋＷｈにおいて１．８ｍｍから２．３ｍｍ）を与える。さらに、意図したターゲットはホットスポットのない良好な熱伝導率および電気伝導率を示し、ＥＣＡＥ Ａｌ０．５Ｃｕ ＡＬＰＳでは温度を約１６５℃未満とすることができる。注目する他のターゲット構成は、フラットパネル表示装置用の２００ｍｍおよび３００ｍｍのＥＣＡＥ ＣｕおよびＣｕ合金Ｅｎｃｏｒｅ、Ｅｎｃｏｒｅ ＩＩおよびＳＩＰターゲット、ならびにＥＣＡＥ純ＡｌまたはドープＡｌターゲットであり、ターゲット温度は約２５０℃未満であるべきである。優れた冷却は、ターゲット裏側の少なくとも１つの区域が冷却流体に直接接触する構成を与えることによって達成される。

この目的を達成するために、ａ）ターゲット材料を含むターゲット表面構成要素と、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素であって、結合表面がターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合され、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するコアバッキング構成要素とを含むスパッタリングターゲットが説明される。いくつかの実施形態では、ターゲット表面構成要素、コアバッキング構成要素、またはそれらの組合せは、コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャを有し、表面区域フィーチャはターゲット表面構成要素の冷却効率を増大させる。いくつかの実施形態では、コアバッキング構成要素は環状であり、結合表面、裏面、および開いた中央区域を有し、結合表面はターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合され、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部はコアバッキング構成要素の開いた中央区域に嵌合する。

ａ）表面材料を含むターゲット表面構成要素を供給するステップと、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素を供給するステップと、ｃ）結合表面をターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合するステップであって、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するステップとを含むスパッタリングターゲットを形成する方法も説明される。

ａ）表面材料を含むターゲット表面構成要素を供給するステップと、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開いた区域を有するコアバッキング構成要素を供給するステップと、ｃ）結合表面をターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合するステップであって、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開いた区域に嵌合するステップと、ｄ）コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャを設けるステップであって、少なくとも１つの表面区域フィーチャがコアバッキング構成要素の冷却効率を増大させるステップとを含むスパッタリングターゲットを形成する方法も説明される。

本明細書で意図されているスパッタリングターゲットおよびスパッタリングターゲットアセンブリは、ＰＶＤプロセスで使用される用途および計装に応じた任意の好適な形状およびサイズを含む。本明細書で意図されているスパッタリングターゲットは、ターゲット表面構成要素と、少なくとも１つの開口または開いた区域を含むコアバッキング構成要素（バッキング構成要素はバッキングプレートを含むことができる）とをさらに含み、ターゲット表面構成要素は、ＰＶＤチャンバを通っておよび／またはそのまわりで少なくとも１つの開口または開いた区域を含むコアバッキング構成要素に結合される。本明細書で使用されるとき、「結合された」という用語は、物質または構成要素の２つの部分間に間隙を伴うまたは伴わない機械的取付け、物質または構成要素の２つの部分の物理的取付け（接着剤、取付け部接続用材料）、または溶接および／または機械的連結プロセスによる物質または構成要素の２つの部分間の物理的および／または化学的引力を意味する。前述のように、「結合された」という用語は、スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリの構成要素間に接合力または接着力があり、その結果、スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリは一体構造構成と同等であることを意味する。代替として、ターゲットとコアバッキング構成要素との間の結合表面は完全な界面（原子レベルで連結が生じる接合界面におけるような）を形成しないことがあり、間隙を含むことがある。間隙には機能的な利点がある。特に、ターゲットとコアバッキング構成要素との間の界面に若干の間隙を許容することによって、スパッタリング中に過熱されたときターゲットは横方向に膨張する余地があり、それにより垂直歪みが少なくなることが見いだされた。最適には、スパッタ中の加熱により界面の初期間隙が充填される。

ターゲット表面構成要素は、任意の測定可能な箇所で適切な時にエネルギー源にさらされるターゲットのうちの一部であり、表面被覆として望ましい原子および／または分子を生成するように意図されたターゲット材料全体のうちの一部でもある。ターゲット表面材料は前側表面および後側表面を含む。前側表面はエネルギー源にさらされる表面であり、表面被覆として望ましい原子および／または分子を生成するように意図されたターゲット材料全体のうちの一部である。後側表面すなわち裏面は、ａ）コアバッキング構成要素の少なくとも１つの開口または開いた区域を貫通するか、ｂ）コアバッキング構成要素と結合するか、またはｃ）それらの組合せである表面である。ターゲット表面構成要素はターゲット材料を含み、その材料はスパッタリングターゲットを形成するのに好適なあらゆる材料とすることができる。実施形態によっては、ターゲット表面構成要素は、凹面、凸面、または他の自由な形状であるターゲット表面などの３次元ターゲット表面を含む。ターゲット表面構成要素は、たとえ構成要素の形状がどのようであっても、任意の測定可能な箇所で適切な時にエネルギー源にさらされるターゲットのうちの一部であり、表面被覆として望ましい原子および／または分子を生成するように意図されたターゲット材料全体のうちの一部でもあることが理解されるべきである。

少なくとも１つの開口または開いた区域をもつコアバッキング構成要素は任意の好適なバッキングまたはコア材料を含み、ターゲットの最も薄い部分であるフランジ区域を補強し、ターゲット表面構成要素および材料を支持し、ターゲットの曲がりを制限するように設計される。コア材料は選択的にターゲット材料よりも強力であり、それはフランジ補強のための主要因である。

少なくとも１つの開口または開いた区域をもつコアバッキング構成要素は、ターゲット表面構成要素の裏面および／または側面の少なくとも一部に結合するように設計される結合表面を含む。意図したコアバッキング構成要素はスパッタリングターゲットアセンブリの裏の少なくとも一部を形成するように設計される裏面をさらに含み、スパッタリングターゲットアセンブリはターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素を含む。さらに、意図したコアバッキングプレートは、「はめ込み」方式でターゲット表面を受け取るように設計される少なくとも１つの開口をさらに含む。開口は任意の形状、寸法、または数を有することができる。開口の数、形状、および寸法は、設計要件、特に必要とされる強度および冷却効率によって決定される。実施形態によっては、１つの中央開口だけが使用され、その結果、コアバッキング構成要素は形状が環状である。実施形態によっては、コアバッキング構成要素はバッキングプレートまたはバッキングプレート材料を含む。

意図した実施形態では、コアバッキング構成要素は、図１Ａに示された実施形態のようにターゲット表面構成要素に結合される。この図において、ターゲット表面構成要素１１０はＥＣＡＥターゲット材料を含み、コアバッキング構成要素１２０はこの実施形態では環状開口と高強度Ａｌ２０２４材料とを含む。ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素は結合され１３０、図示のもののような好適なスポット１４０でＥ−ビーム溶接される。コアバッキング構成要素の内径は１５０で示される。この特定の実施形態がＡｌ０．５Ｃｕターゲット材料についてモデル化された場合、コアバッキング構成要素の内径があまり小さくない限り、ターゲットの温度は１６５℃未満であることが見いだされた。この実施形態はさらに一体構造構成と同様のその場歪みを示したが、その場歪みは溶接部界面の間隙によって決まる。これらの意図したターゲットアセンブリは溶接部１４０を補強することによって強化することができる。ＣｕＣｒの環状コアバッキング構成要素をもつＣｕターゲット材料についての６０ｋＷの高スパッタリング電力での同様のモデル化は、最適の内径１５０では、ターゲットの温度は２１０℃未満であり、それは一体構造構成の温度（２０２℃）に近いことを示している。この実施形態では、より良好な熱伝導率／電気伝導率のためにターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素の界面に第３の材料を有することも可能である。

図１Ｂは意図したターゲットを示し、ターゲットの下面図および側面図を有する。側面図は、「Ａ」から「Ａ」の位置でターゲットを切断した（点線を参照）ターゲットを表す。この意図したターゲットは複数の円柱状開口１１５を、この場合は５つの円柱状開口を有する。この図では、ターゲット表面構成要素１１０は任意の好適なターゲット材料を含むことができ、コアバッキング構成要素１２０は任意の好適なバッキングまたはコア材料を含む。ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素は結合１３０され、図示のもののような好適なスポット１４０でＥ−ビーム溶接される。結合１３０およびＥ−ビーム溶接は結合達成方法の例と考えられる。いくつかの開口を有すると、ターゲット材料とコアバッキング構成要素（バッキングプレート）との間の接続を強化するのに有利である。最大の冷却効率のためには、最も加熱される最も速いスパッタリング速度の区域（すなわち最も深い侵食溝）の近くに開口を位置決めすることが有利となることがある。図１Ｃは意図したターゲットを示し、ターゲットの下面図および側面図を有する。側面図は、「Ａ」から「Ａ」の位置でターゲットを切断した（点線を参照）ターゲットを表す。この意図したターゲットはいくつかの開口１１５を有し、それらは一般的な侵食パターン１５５上の最も深い侵食溝１６０に対応する。この図では、ターゲット表面構成要素１１０は任意の好適なターゲット材料を含むことができ、コアバッキング構成要素１２０は任意の好適なバッキング材料を含む。ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素は結合１３０され、図示のもののような好適なスポット１４０でＥ−ビーム溶接される。溶接箇所は、摩擦溶接、拡散溶接、レーザ溶接、またはそれらの組合せによって生成することもできる。

溶接部、および最終的にはスパッタリングターゲットアセンブリ、補強部はターゲット材料とコアバッキング材料との間の界面における溶接箇所の近くに局在化され、充填剤材料またはろう付け材料、機械補強部、機械的補強部、鍛造補強部、またはそれらの組合せの使用を含むいくつかの異なる方法によって達成することができる。図２Ａおよび２Ｂは機械加工された補強部を示す。図２Ａは意図した環状コアバッキング構成要素２２０の側面図であり、くさび構成フィーチャが締め付けられた後、垂直ロックピン２３０が挿入される。コアバッキング構成要素２２０およびターゲット表面構成要素２１０はこの実施形態ではさらに溶接され、溶接部２５０はくさび構成フィーチャ２４０の近くに配置されることに言及するのは有益である。図２Ｂは、意図したコアバッキング構成要素２２０の下面を示し、構成要素は２つの機械的補強部、すなわちコアバッキング構成要素２２０とターゲット表面材料２１０との間の結合を回転により堅くするように設計されるくさび構成２４０と、コアバッキング構成要素２２０の回転の終了位置を決定し、それをターゲット表面構成要素２１０に対して所定位置にロックするように設計される垂直ロックピン２３０とを含む。図２Ｃは「鍛造補強部」を示し、コアバッキング構成要素２２０およびターゲット表面構成要素２１０は溶接されるべき部分の近くに配置されたインターロックすなわち「はめ込み」結合箇所２１５および２１７を有する。２つの構成要素は結合された後、この組合せは「鍛造補強」され、それによりターゲット材料および／またはコアバッキング材料が流れ、結合箇所を充填する。得られた結合箇所は隣接する溶接部２５０の応力を低減し、耐用寿命を向上させる。

別の実施形態では、コアバッキング構成要素３２０およびターゲット表面構成要素３１０は、図３に示されるそれら２つの間のネジ型界面３７０などの結合機構を機械的補強部として利用することによって結合することができる。２つの構成要素が機械的補強部によって結合された後、それらの構成要素はさらに目標場所３５０で溶接され、２つの構成要素３１０と３２０との間の接合が強化されることに留意されたい。ターゲット３１２の底面中央は、この実施形態では、冷却流体または冷却源（図示せず）と直接接触するように設計される。

図４Ａおよび４Ｂは、図５と共に、意図したターゲットアセンブリ構成のさらなる別の実施形態を示す。コアバッキング構成要素４２０は、２つの構成要素４１０と４２０との間に「リベット様」または「キー様」嵌合部４８０、すなわち結合機構を使用することによってターゲット表面構成要素４１０に結合される。これらのキー様嵌合部４８０は、２つの構成要素を一緒に結合させるように特別に設計される各構成要素の整合用溝および／または凹部である。それらの「リベット様」フィーチャを形成する２つの意図した方法は、（ｉ）並進／回転による機械加工および嵌合、ならびに（ｉｉ）圧延、鍛造、またはねじりによる従来の方法による加熱なしまたは低温でのプレス加工（いわゆる「鍛造補強」）である。機械加工法では、間隙が、通常、界面に存在する。「リベット様」フィーチャのはめ込み部分が機械加工された後、第１の構成要素のオス部分が他の構成要素のメス部分にきっちりと嵌合するようにターゲット構成要素とコアバッキング構成要素との間の回転または並進が使用される。鍛造補強法では、結合表面は、鍛造補強ステップの間に使用される圧力、時間、および温度に応じて間隙を含むこともほとんど完全となる（原子的に連結される）こともある。構成要素４１０および４２０をさらに締め付けるために、構成要素４１０および４２０が結合４３０される目標スポット４５０で溶接を利用することができる。

図５〜７は、ターゲット表面構成要素（それぞれ５１０、６１０、および７１０）およびコアバッキング構成要素（それぞれ５２０、６２０、および７２０）を有する意図した組合せターゲットアセンブリを示し、キー様機械的結合機構（それぞれ５８０、６８０、および７８０）は、ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素が結合（それぞれ５３０、６３０、および７３０）される目標スポット（それぞれ５５０および６５０）で溶接により組み合わされ、図５に示されるもののようないくつかの実施形態では、潜在的溶接補強部は図２Ｃ示されるものと類似の鍛造によって組み合わせられる。コアバッキング構成要素５２０は、２つの構成要素５１０と５２０との間に「リベット様」または「キー様」嵌合部５８０を使用することによってターゲット表面構成要素５１０に結合される。それらの場合、ターゲットおよびコアバッキングプレートは大きいリベットを形成する。これらの実施形態は結合機構の組合せにおける柔軟性を示している。図７では、オプションのＯリング７９０を含むことができる。ターゲット７１２の底面中央は、この実施形態では、冷却流体または冷却源（図示せず）と直接接触するように設計される。図５では、結合機構箇所５４２の引き伸ばし図５４５が例示目的のために示される。

図８および９は、「キー様」または「リベット様」フィーチャを鍛造補強ステップにより製作する前に、意図したコアバッキング構成要素（それぞれ８２０および９２０）およびターゲット表面構成要素（それぞれ８１０および９１０）が当初どのように一緒に嵌合するかを示す。コアバッキング構成要素８２０はターゲット表面材料８１０に結合される。溶接線が図中に８２５で示される。圧力８４５がコアバッキング構成要素８２０上の少なくとも１箇所に鍛造ステップにより印加される。材料流れ８５５が、コアバッキング構成要素８２０とターゲット表面材料８１０との間の少なくとも１つの接触箇所８５７上で達成される。鍛造補強ステップは２つの構成要素間のいかなる間隙も充填するように設計されることに留意されたい。各図中の点線８７５は、鍛造ステップの終わりにおける表面の場所がどこかを示すように設計される。鍛造補強ステップは、圧延、鍛造、またはねじりなどの圧力を加える任意の既知の方法によって達成することができる。１つの単一のプレス加工ステップにより、いくつかの開口（図１Ｂに示されるものなどの）による多数のリベット様フィーチャを形成することができる。ターゲットの微細構造体（粒子サイズ）を成長させるものよりも低い温度および短い時間の条件を使用することができる。さらに、最小の強度をもつ材料を流れる材料とするべきである。例えば、高純度Ａｌ合金およびＣｕターゲット材料は最も一般的なバッキングプレート材料よりも柔らかく、図８に従ってプレス加工することができる。

しかし、カルコゲニド、Ｔｉ−Ｗ、Ｔａ、Ｗ、またはＲｕなどのいくつかの材料は強固すぎるかまたは低温で変形させにくく（特に粉末の形態では）、その場合、図９に示されるように、バッキングプレート材料だけを流すことが有利である場合がある。熱処理可能なバッキングプレート（Ａｌ２０２４）の場合には、さらに、最初に非エージング（非硬化）条件で鍛造補強を行い、「リベット様」フィーチャが形成された後に低温エージング処理を行うことが望ましい。次に、エージング処理はバッキングプレートに最大強度を与え、エージング処理は、エージングが低温処理であるのでターゲット微細構造体すなわちターゲット粒子サイズを変更しない。トン数があまりにも高くなる前に、または対向面のターゲット材料（スパッタされるべき）が横方向に流れ始め、それによって微細構造体を変質させる前に、必要とされる間隙における材料の局所的な流れを増強することが重要である。

図１０Ａは、ターゲット材料がプレス加工される場合にリベット形成を容易にするためのいくつかの方策を示す。ある場合には、プレス加工ツール１０１５とターゲット材料１０１０との間の接触が充填されるべき間隙の近くの外側縁部上で最初に生じるように、プレス加工されるべき表面が機械加工される。別の場合には、平坦または傾斜した表面をもつリング１０１４がプレス加工ツール１０１５とターゲット材料１０１０との間に入れられ、充填されるべき間隙の近くに位置しているターゲット材料１０１０を主として押しつける。プレス加工工程１０１７中にコア材料構成要素１０２０の起こり得る変形を制限する外部リング１０４０も示される。図１０Ｂは、フランジの上の（図８および図９におけるような底面の代わりに）キー様コネクタとともにニアネットシェイプリングを生成するための製造プロセスを示す。ステップ１０６０において、鍛造リベットは、材料に流れ１０６３を生じさせる圧力１０６２を利用し、ニアネットシェイプリング１０６５を使用することによって形成される。ステップ１０７０において、溶接（溶接箇所１０４０の形成）および最終機械加工がターゲット材料１０１０で行われる。ステップ１０８０において、ターゲット表面材料１０１０およびコアバッキング構成要素１０２０の組合せである最終生成物が清浄化される。

図１１は、どのようにターゲットが、通常、機械加工され、必要であればプレス加工ステップの後に溶接されるかを示す。機械加工除去されるべき材料の量を制限するために特別のダイシステムを製作することも可能である。第１のステップ１１１５において、リベットが鍛造される。ＥＣＡＥ材料などのより低い強度の材料とすることができるターゲット表面材料１１１０の下面に圧力１１０５が印加され、それにより、材料が流れ１１２２、凹部空間１１２５が充填される。第２のステップ１１４５において、ターゲットアセンブリ１１０３は点線または破線１１３５に沿って機械加工され、溶接箇所１１５０で溶接される。第３のステップ１１６５において、最終スパッタリングターゲット１１１３は清浄化される。

図１２は、熱接触および電気接触を改善するためにターゲット表面材料１２１０とコアバッキング構成要素１２２０との間の界面の中または上に、充填剤材料またはろう付け材料などの少なくとも１つの追加材料１２９０が配置される意図した一実施形態を示す。圧力１２４５がターゲット表面材料１２１０に印加されると、材料はコアバッキング構成要素１２２０の方向に流れる１２５５。この材料は、伝導性半田または重合体、熱界面ペースト、熱伝導性または電気伝導性材料などの、鍛造補強ステップの温度に耐えることができる任意の好適な材料を含むことができる。いくつかの好適な材料は、米国特許第６４５１４２２号、第６６７３４３４号、第６７９７３８２号、第６９０８６６９号、第７２４４４９１号、および米国特許出願第０９／８５１１０３号、第１０／７７５９８９号、第１０／４６５９６８号、第１０／５１１４５４号、第１０／５４５５９７号、第１０／５１９３３７号、第１０／５５１３０５号、第１１／６４１３６７号、第１１／３３４６３７号、第１１／７０２３５１号、第１１／８０９１３１号、第６０／８４４４４５号、およびそれらのＰＣＴおよび外国出願相当物に見いだされるものを含めて、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によって製造されたものである。少なくとも１つの追加材料１２９０が鍛造補強ステップ１２６０中にプレス加工される。代替として、ターゲット材料およびコアバッキングプレート材料の表面を特別に機械加工し、清浄化し、表面処理し、少なくとも１つの追加材料を堆積させて、それにより鍛造補強ステップ中に界面でより良好な接合を生成することができる。表面処理は、めっき、蒸着、吹付け、機械的合金化、ショットピーニング、およびそれらの組合せなどの任意の被覆方法を含む。

本明細書で意図されたスパッタリングターゲットは、一般に、ａ）スパッタリングターゲットに確実に形成することができ、ｂ）エネルギー源によって衝撃を与えられるときターゲットからスパッタすることができ、ｃ）ウェハまたは表面上に最終層または前駆層を形成するのに好適であり得るいかなる材料も含むことができる。好適なスパッタリングターゲットを製作するために意図された材料は、金属、合金、伝導性重合体、伝導性複合材料、誘電体材料、ハードマスク材料、および任意の他の好適なスパッタリング材料である。いくつかの実施形態では、ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素はターゲット材料と同じ材料を含む。さらになる他の実施形態では、ターゲット表面構成要素およびコアバッキング構成要素は、それらが一体構造スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリを形成するように結合される。

本明細書で使用されるとき、「金属」という用語は、ケイ素およびゲルマニウムなどの金属様特性を有する元素に加えて、元素の周期律表のｄブロックおよびｆブロックにある元素を意味する。本明細書で使用されるとき、「ｄブロック」という句は、元素の原子核を囲む３ｄ、４ｄ、５ｄ、および６ｄ軌道を充填する電子を有する元素を意味する。本明細書で使用されるとき、「ｆブロック」という句は、ランタニドおよびアクチニドを含めて、元素の原子核を囲む４ｆおよび５ｆ軌道を充填する電子を有する元素を意味する。好ましい金属には、チタン、ケイ素、コバルト、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、バナジウム、ジルコニウム、アルミニウムおよびアルミニウムベースの材料、タンタル、ニオブ、スズ、クロム、白金、パラジウム、金、銀、タングステン、モリブデン、セリウム、プロメチウム、ルテニウム、またはそれらの組合せが含まれる。より好ましい金属には、銅、アルミニウム、タングステン、チタン、コバルト、タンタル、マグネシウム、リチウム、ケイ素、マンガン、鉄、またはそれらの組合せが含まれる。最も好ましい金属には、銅、アルミニウムおよびアルミニウムベースの材料、タングステン、チタン、ジルコニウム、コバルト、タンタル、ニオブ、ルテニウム、またはそれらの組合せが含まれる。

意図した好ましい材料の例には、超微粒子粒状アルミニウムおよび銅のスパッタリングターゲット用のアルミニウムおよび銅、他のｍｍサイズのターゲットに加えて２００ｍｍおよび３００ｍｍのスパッタリングターゲットで使用されるアルミニウム、銅、コバルト、タンタル、ジルコニウム、およびチタン、ならびにアルミニウム表面層の薄い高共形「シード」層または「ブランケット」層を堆積させるアルミニウムスパッタリングターゲットで使用されるアルミニウムが含まれる。「およびそれらの組合せ」という句は、クロムおよびアルミニウムの不純物をもつ銅スパッタリングターゲットなどのスパッタリングターゲットのいくつかでは金属不純物が存在してもよく、または合金、ホウ化物、炭化物、フッ化物、窒化物、ケイ化物、酸化物などを含むターゲットなどのスパッタリングターゲットを作製する金属および他の材料の意図的な組合せが存在してもよいことを意味するために本明細書で使用されることが理解されるべきである。

「金属」という用語には、合金、金属／金属複合物、金属セラミック複合物、金属高分子複合物、ならびに他の金属複合物も含まれる。本明細書で意図されている合金には、金、アンチモン、ヒ素、ホウ素、銅、ゲルマニウム、ニッケル、インジウム、パラジウム、リン、ケイ素、コバルト、バナジウム、鉄、ハフニウム、チタン、イリジウム、ジルコニウム、タングステン、銀、白金、ルテニウム、タンタル、スズ、亜鉛、レニウム、および／またはロジウムが含まれる。特定の合金には、金アンチモン、金ヒ素、金ホウ素、金銅、金ゲルマニウム、金ニッケル、金ニッケルインジウム、金パラジウム、金リン、金ケイ素、金銀白金、金タンタル、金スズ、金亜鉛、パラジウムリチウム、パラジウムマンガン、パラジウムニッケル、白金パラジウム、パラジウムレニウム、白金ロジウム、銀ヒ素、銀銅、銀ガリウム、銀金、銀パラジウム、銀チタン、チタンジルコニウム、アルミニウム銅、アルミニウムケイ素、アルミニウムケイ素銅、アルミニウムチタン、クロム銅、クロムマンガンパラジウム、クロムマンガン白金、クロムモリブデン、クロムルテニウム、コバルト白金、コバルトジルコニウムニオブ、コバルトジルコニウムロジウム、コバルトジルコニウムタンタル、銅ニッケル、鉄アルミニウム、鉄ロジウム、鉄タンタル、クロム酸化ケイ素、クロムバナジウム、コバルトクロム、コバルトクロムニッケル、コバルトクロム白金、コバルトクロムタンタル、コバルトクロムタンタル白金、コバルト鉄、コバルト鉄ホウ素、コバルト鉄クロム、コバルト鉄ジルコニウム、コバルトニッケル、コバルトニッケルクロム、コバルトニッケル鉄、コバルトニッケルハフニウム、コバルトニオブハフニウム、コバルトニオブ鉄、コバルトニオブチタン、鉄タンタルクロム、マンガンイリジウム、マンガンパラジウム白金、マンガン白金、マンガンロジウム、マンガンルテニウム、ニッケルクロム、ニッケルクロムケイ素、ニッケルコバルト鉄、ニッケル鉄、ニッケル鉄クロム、ニッケル鉄ロジウム、ニッケル鉄ジルコニウム、ニッケルマンガン、ニッケルバナジウム、タングステンチタン、タンタルルテニウム、銅マンガン、ゲルマニウムアンチモンテルル化物、銅ガリウム、インジウムセレン化物、銅インジウムセレン化物、および銅インジウムガリウムセレン化物、カルコゲニド、および／またはそれらの組合せが含まれる。

スパッタリングターゲットについて本明細書で意図される他の材料に関しては、以下の組合せが意図したスパッタリングターゲットの例と考えられ（リストは完全ではないが）、それらはホウ化クロム、ホウ化ランタン、ホウ化モリブデン、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化チタン、ホウ化タングステン、ホウ化バナジウム、ホウ化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化ニオブ、炭化ケイ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化タングステン、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、フッ化アルミニウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化セリウム、氷晶石、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カリウム、希土類元素フッ化物、フッ化ナトリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ニオブ、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化バナジウム、窒化ジルコニウム、ケイ化クロム、ケイ化モリブデン、ケイ化ニオブ、ケイ化タンタル、ケイ化チタン、ケイ化タングステン、ケイ化バナジウム、ケイ化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化バリウム、チタン酸バリウム、酸化ビスマス、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化クロム、酸化銅、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、五酸化ニオブ、希土類元素酸化物、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、五酸化タンタル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、アルミン酸ランタン、酸化ランタン、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ジルコン酸チタン酸鉛、チタンアルミナイド、ニオブ酸リチウム、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、テルル化ビスマス、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化鉛、硫化鉛、テルル化鉛、セレン化モリブデン、硫化モリブデン、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、および／またはそれらの組合せである。いくつかの実施形態では、意図した材料には、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．が共有し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６３３１２３３号に開示されている材料が含まれる。

意図したコアバッキング構成要素材料および／またはターゲット表面構成要素の成分または材料は、ａ）コア材料成分および／または表面材料成分を供給業者から購入すること、ｂ）別の供給源によって供給される化学物質を使用して、社内でコア材料成分および／または表面材料成分を準備または生成すること、ｃ）社内またはその場所でさらに生成または供給された化学物質を使用して、社内でコア材料成分および／または表面材料成分を準備または生成することを含む、任意の好適な方法によって供給することができる。

コア材料成分および／または表面材料成分は、当技術分野で周知のまたは従来使用されている任意の好適な方法によって組み合わせることができ、任意の好適な方法には、成分を溶融し、溶融した成分を混合すること、材料成分を削りくずまたはペレットに処理すること、および混合および圧力処理プロセスにより成分を組み合わせることなどが含まれる。

いくつかの実施形態、すなわち一体構造または単一体ターゲット構成では、表面ターゲット構成要素およびコアバッキング構成要素は同じターゲット材料を含むことができる。しかし、スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリの全体にわたり材料勾配がある意図した一体構造または単一体ターゲット形状および構成がある。「材料勾配」とは、本明細書で使用されるとき、スパッタリングターゲットまたはスパッタリングターゲットアセンブリが本明細書で意図されている少なくとも２つの材料を含み、その材料がスパッタリングターゲットにおいて勾配パターンで配置されていることを意味する。例えば、スパッタリングターゲットまたはターゲットアセンブリは銅およびチタンを含むことができる。この同じターゲットの表面ターゲット材料は９０％の銅および１０％のチタンを含むことができる。ターゲットアセンブリまたはスパッタリングターゲットの断面を観察した場合、銅の量または割合はコアバッキング構成要素に近づくにつれて減少することになり、チタンの割合はコアバッキング構成要素に近づくにつれて増大することになる。チタンの割合はコアバッキング材料に近づくにつれて減少してもよく、銅の割合はコアバッキング構成要素に近づくにつれて増大してもよく、１００％の銅のコアバッキング構成要素となることが意図される。材料勾配は、ターゲットの消耗を検出するために、またはある成分を幾分か含むそれに続く層を準備しておくために有利となることがある。材料勾配は、層、構成要素、デバイス、および／または供給業者の必要に応じて３つ以上の成分を含むことができることも意図される。

別のスパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリが本明細書で説明され、それは、ａ）ターゲット材料を含むターゲット表面構成要素と、ｂ）結合表面、裏面、および少なくとも１つの開口または開いた区域を有する環状コアバッキング構成要素であって、結合表面がターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合される環状コアバッキング構成要素とを含み、ターゲット表面構成要素の少なくとも一部がコアバッキング構成要素の少なくとも１つの開口または開いた区域に嵌合し、コアバッキング構成要素またはその組合せが、コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャを有し、表面区域フィーチャはターゲット表面構成要素の冷却効率を増大させ、表面区域フィーチャは除去フィーチャ、付加フィーチャ、またはそれらの組合せを含む。表面区域フィーチャは、ａ）凸面フィーチャ、凹面フィーチャ、またはそれらの組合せ、またはｂ）付加フィーチャ、除去フィーチャ、またはそれらの組合せのいずれかを含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの表面区域フィーチャが、コアバッキング構成要素および／またはターゲット表面構成要素に組み込まれるか、またはそれへの付加／それからの除去が行われる。いくつかの実施形態において環状コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの冷却効率を増大させるように設計されている少なくとも１つの表面区域フィーチャは、従来のスパッタリングターゲット上の従来の表面区域フィーチャとは異なる。本明細書で使用されるとき、「従来の表面区域フィーチャ」という句は、フィーチャの冷却効率を増大させるように意図的に改変されていない表面区域フィーチャを意味する。本明細書で意図されている少なくとも１つの表面区域フィーチャは、変更された微細構造体、微細溝、スリットまたは亀裂、侵食プロファイル改変、およびそれらの組合せを含む。これらの改変された表面区域フィーチャはすべてスパッタリングターゲットの裏の冷却効率を増大させるものであることが理解されるべきである。

１つの意図した表面区域フィーチャは変更された微細構造体であり、それは、コアバッキング構成要素の裏面を合金化すること、表面に変形または材料を導入すること、またはそれらの組合せを含むいくつかの方法によって生成することができる。他の意図した実施形態では、裏面の微細構造体は、ａ）電気めっきまたは蒸着などの好適な被覆プロセスであって、それに続いて被覆がターゲットのコアバッキング構成要素に拡散できるようにするアニールプロセスを行うことができる被覆プロセスを利用することにより裏面を全体的にまたは部分的に被覆することによって、ｂ）イオン注入（別の合金化プロセス）によって、ｃ）ショットピーニングまたは他の好適な変形プロセスによって、ｄ）合金用元素の小さい粒子が高速で裏面に衝突する機械的合金化法によって、またはｅ）それらの組合せによって変更することができる。

別の意図した表面区域フィーチャは、微細溝、スリット、および亀裂をコアバッキング構成要素の裏面に導入することによって得られ、それにより、裏面、ターゲット表面、またはそれらの組合せの冷却効率を増大させるためにターゲットの形状は変更される。微細溝、スリット、および亀裂の不規則なもの、パターン化されたもの、またはそれらの組合せのどれをコアバッキング材料に導入するのが有利かに関して、この決定は、通常、マグネトロンの仕様およびコアバッキング構成要素の背後の流体流れの所望の効果に依存する。スパッタリングターゲットアセンブリの当業者は本開示を調査した後この概念を理解し、マグネトロンの仕様およびコアバッキング構成要素の背後の流体流れの所望の効果に基づいた表面区域フィーチャの改変方法を理解するであろう。このようにコアバッキング構成要素の表面区域フィーチャを改変する一方法は、２００２年２月２０日に出願され、所有者が共通し、全体が参照により本明細書に組み込まれる「Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ Ｔａｉｌｏｒｅｄ Ｏｍｎｉ−Ｆｏｃａｌ Ｔａｒｇｅｔ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０２／０６１４６号または公開第ＷＯ０３／０００９５０号に示されている。

本明細書で使用されるとき、「凸面フィーチャ」、「凹面フィーチャ」、または「それらの組合せ」という句は、各フィーチャに関して、コアバッキング構成要素およびターゲット表面構成要素の各々が形成されるとき、フィーチャがコアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの一部として形成されることを意味する。これらの実施形態の例は、ターゲット表面構成要素がモールドを使用して形成され、凸面フィーチャ、凹面フィーチャ、および／またはそれらのフィーチャの組合せが裏面モールド構成の一部である場合である。本明細書で使用されるとき、「付加フィーチャ」、「除去フィーチャ」、または「それらの組合せ」という句は、各フィーチャに関して、個々の構成要素が形成された後、そのフィーチャが形成されることを意味する。これらの実施形態の一例は、コアバッキング構成要素が任意の好適な方法または装置によって形成され、次に、フィーチャが、ドリル、半田プロセス、またはフィーチャを形成するような方法でコアバッキング構成要素に材料を加える（したがって、付加フィーチャの形成）またはコアバッキング構成要素から材料を取り去る（したがって、除去フィーチャの形成）ために使用することができるいくつかの他のプロセスまたは装置によってコアバッキング構成要素の裏面または結合表面の中または上に形成される。

本明細書で使用されるとき、「付加フィーチャ」、「除去フィーチャ」、「凸面フィーチャ」、および「凹面フィーチャ」という句は、スパッタリングターゲットのコアバッキング構成要素の中または上に生成することができるチャネル、溝、バンプ、および／または鋸歯状刻み目を説明するために使用される。チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せは、前述のようにいくつかの利益をもたらす要求に役立ち、同時にターゲットの裏の表面積を増大させる。前述のように、ターゲット表面構成要素の裏面全体またはその中央に沿ってチャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せを配置することによって、冷却方法および冷却流体の冷却効率は従来の側面冷却と比較して増大される。チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せは、コアバッキング構成要素の結合表面の中または上に配置することもできる。

チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せは、同心の円または溝、螺旋形状、「側部」に向いている山形（“ｓｉｄｅ”ｆａｃｉｎｇ ｃｈｅｖｒｏｎ ）または「中心」に向いている山形（“ｃｅｎｔｅｒ”ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｃｈｅｖｒｏｎ）を含む任意の好適な形状でコアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの中または上に配置または形成することができる。他の実施形態では、コアバッキング構成要素材料または別の同等の材料から形成されるバンプまたは他の形状は、構成要素および／またはスパッタリングターゲットアセンブリの表面積を効果的に増大するために、コアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面または結合表面に「構築」することができる。構成要素の裏にパターンまたは構成物を構築するために使用される材料は、バッキングプレートの表面積を増大することができるだけでなく、冷却デバイス／方法と協力して機能して、ターゲットへの冷却効果をさらに増強し、かつ／またはスパッタリングターゲットアセンブリのターゲット表面構成要素からの原子および／または分子の不要な偏りを低減することもできることがさらに意図される。

チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せは、前述のように、機械加工、レーザなどを含む任意の好適な方法を使用することによって構成要素上に形成することができ、それにより、少なくとも１つの付加フィーチャ、少なくとも１つの除去フィーチャ、またはそれらの組合せがもたらされる。供給業者の機械、およびターゲットを使用する顧客の要求に応じて少なくとも１つの凸面フィーチャ、少なくとも１つの凹面フィーチャ、またはそれらの組合せをもたらすチャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せを含むように、ターゲット構成要素を初めに成形することもできる。

ある実施形態では、少なくとも１つの開口または開いた区域を含むコアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの冷却効率は、従来のコアバッキング構成要素の冷却効率と比較して増大される。他の実施形態では、少なくとも１つの開口または開いた区域を含むコアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの冷却効率は、従来のコアバッキング構成要素の冷却効率と比較して少なくとも１０％だけ増大される。さらなる他の実施形態では、少なくとも１つの開口または開いた区域を含むコアバッキング構成要素、ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの冷却効率は、従来のコアバッキング構成要素の冷却効率と比較して少なくとも５０％だけ増大される。

いくつかの実施形態では、ターゲットがコアバッキング構成要素に嵌合する少なくとも１つの（またはいくつかの）開いた区域において冷却効率を改善することが可能である。冷却は、高い熱伝導率をもつバッキングプレートを使用すること、冷却表面積を増大させること、冷却材の流れパターンを制御すること、回転磁石で冷却材循環を改善することによって、および最後にターゲット材料の厚さを減少させることによって改善することができる。これらの要因中で、厚さは冷却を制御する最も敏感な要因である。従来、様々な設計改変によって冷却効率を改善する様々な試みがなされてきたが、最も重要な「厚さの要因」は熱低減に向けて考慮されてこなかった。ＥＣＡＥターゲット材料を含む図１３では、例えば、窪んだポケット１３６２が、ターゲット表面材料１３１０の裏面表面１３１２の中央区域内に機械加工され、その中央区域はスパッタされる表面と冷却材に接する反対の表面との間の厚さが減少している。この改変はターゲット材料による温度勾配を低減し、効果的にターゲット温度を低下させる。ターゲット表面材料１３１０をコアバッキング構成要素１３２０に結合するのに役立つ溶接箇所１３５０が示されている。

さらなる別の意図した表面区域フィーチャは、表面区域フィーチャがターゲット表面の侵食プロファイルを反映する、いわゆる侵食プロファイルの改変を行うように、表面区域フィーチャを調整することであり、それが図１４Ａおよび１４Ｂに示される。従来のターゲット１４００が表面１４１０を有する図１４Ａに示される。次に、図１４Ｂにおいて、この表面１４１０は、図１４Ａおよび１４Ｂに示される侵食プロファイル１４３０を反映する侵食１４２０を示している。同様の侵食プロファイルが図１Ｃにも示されており、コアバッキング構成要素の開口は侵食プロファイルと整合するように調整されている。この特定の改変の背景として、ＤＣマグネトロンスパッタリングでは、高束のＡｒ＋イオンが、しばしばで数キロワットから数十キロワットを超える高電力で衝撃を与えている。そのような高電力により、適切な冷却なしではターゲットが溶けるか、または冷却が不十分な場合に機械的安定性が低下することがある。４つの主要要因、すなわち熱伝導率、冷却水流量、冷却表面積、ターゲットの厚さが冷却を制御する。

スパッタリングターゲットの表面区域フィーチャを改変するための上述の改変技法および手法のいずれもオペレータの要求に応じて単独でまたは互いに組み合わせて利用することができる。本明細書で説明される内容に関して非常に優れていることは、スパッタリング表面のプロファイルを変更することなく従来のスパッタリングターゲットにこれらの手法のすべてを利用できることである。これらの実施形態の多くは、２００７年１月２２日に出願され、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．が共有し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／６５６７０５号にも開示されている。

導電性材料層を含む構成要素および材料などの電子および半導体の用途および構成要素では、導電性材料層を設けるかまたは適用するために使用されるスパッタリングターゲットまたは他の同様のタイプの構成要素で利用される冷却デバイスが、スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリの構成要素に隣接して配置される。いくつかの意図した実施形態では、前述のように、ターゲット構成要素は構成要素の結合側または裏面側の中または上に形成されたチャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せを有し、冷却デバイスまたは方法はコアバッキング構成要素に接触するだけでなく、チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せにも接触する。冷却増強方法および／またはデバイスの両方が感知／センサのデバイス／方法と共に使用されている場合、感知／センサのデバイス用にターゲットとバッキングプレートとの間に配置されたチャネルがあり、バッキングプレートに形成されたチャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せがあり、それらは冷却流体または冷却方法に接触している場合、ターゲットのバッキングプレートの有効表面積を増大させることになる。しかし、冷却増強方法および／またはデバイスは、感知／センサのデバイスおよび／または方法と一緒でなく単独で使用することができることが理解されるべきである。

前述のように、いくつかの実施形態では、感知システムを含むことはさらに有益であり、感知システムは、ａ）表面または材料の消耗、使い切りおよび／または劣化を決定するための簡単なデバイス／装置および／または機械セットアップ、および簡単な方法を含み、ｂ）特別のメンテナンス計画で材料の品質を調査するのと対照的にメンテナンスが必要なときにオペレータに通報し、ｃ）材料の早すぎる交換または修復を抑制および／または除去することによって材料浪費を軽減および／または除去することになる。このタイプのデバイスおよび方法は２００２年９月１２日に出願された米国特許仮出願第６０／４１０５４０号の優先権を主張する、２００３年９月１２日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０３／２８８３２号に説明されており、その両方は所有者が共通であり、全体が本明細書に組み込まれる。

いくつかの実施形態では、チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せの組込みは、スパッタリングターゲットおよび／またはスパッタリングターゲットアセンブリの冷却を改善するだけでなく、コアバッキング構成要素に沿った冷却流体流れも改善するであろう。冷却流体流れのこの改善は、容易に、従来の流体力学原理に帰することができ、それによって説明することができる。

冷却増強デバイスおよび／または方法で使用される冷却流体は、表面を冷却するために特定の温度に保持することができるか、または接触することで表面の冷却を達成することができるいかなる流体も含むことができる。本明細書で使用されるとき、「流体」という用語は液体またはガスのいずれかを含むことができる。本明細書で使用されるとき、「ガス」という用語へのいかなる言及も窒素、ヘリウム、またはアルゴンを含む純ガス、二酸化炭素、または空気を含む混合ガスを含む環境を意味する。本発明の主題のために、電子用途または半導体用途で使用するのに好適ないかなるガスも本明細書で意図されている。

本明細書で説明されている意図したスパッタリングターゲットは、電子、半導体、および通信の構成要素を生成、組立て、さもなければ改変する任意のプロセスまたは生産設計に組み込むことができる。エレクトロニクス、半導体、および通信の構成要素は、電子ベース、半導体ベース、または通信ベースの製品に利用することができるいかなる層状構成要素も含むと一般に考えられる。本明細書で説明される構成要素には、半導体チップ、回路基板、チップパッケージング、セパレータシート、回路基板の誘電体構成要素、プリント配線板、タッチパッド、表示装置、導波路、光ファイバおよび光子移送および音波移送構成要素、二重ダマシンプロセス（ｄｕａｌ ｄａｍａｓｃｅｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用または組み込んで製作される任意の材料、ならびにキャパシタ、インダクタ、および抵抗器などの回路基板の他の構成要素が含まれる。

本明細書で説明されたターゲットからの原子または分子のスパッタリングによって生成された薄層またはフィルムは、他の金属層、基板層、誘電体層、ハードマスクまたはエッチストップ層、フォトリソグラフィ層、反射防止層などを含む任意の数のまたは硬度の層上に形成することができる。いくつかの好ましい実施形態では、誘電体層は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃによって意図、生成、または開示された誘電体材料を含むことができ、誘電体材料は、限定はしないが、ａ）発行された米国特許第５９５９１５７号、米国特許第５９８６０４５号、米国特許第６１２４４２１号、米国特許第６１５６８１２号、米国特許第６１７２１２８号、米国特許第６１７１６８７号、米国特許第６２１４７４６号、および係属出願の第０９／１９７４７８号、第０９／５３８２７６号、第０９／５４４５０４号、第０９／７４１６３４号、第０９／６５１３９６号、第０９／５４５０５８号、第０９／５８７８５１号、第０９／６１８９４５号、第０９／６１９２３７号、第０９／７９２６０６号に開示されている化合物などのＦＬＡＲＥ （ポリアリレンエーテル）ｂ）係属出願の第０９／５４５０５８号、２００１年１０月１７日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／２２２０４号、２００１年１２月３１日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／５０１８２号、２００１年１２月３１日に出願された第６０／３４５３７４号、２００２年１月８日に出願された第６０／３４７１９５号、および２００２年１月１５日に出願された第６０／３５０１８７号に示されているものなどのアダマンタンベースの材料、ｃ）本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，１１５，０８２号、第５，９８６，０４５号、および第６，１４３，８５５号、ならびに本発明の譲受人に譲渡され、２００１年４月２６日に公表された国際特許出願公開第０１／２９０５２号および２００１年４月２６日に公表された国際公開第０１／２９１４１号、（ｄ）以下のすべてはその全体が参照により本明細書に組み込まれる、発行された米国特許第６０２２８１２号、米国特許第６０３７２７５号、米国特許第６０４２９９４号、米国特許第６０４８８０４号、米国特許第６０９０４４８号、米国特許第６１２６７３３号、米国特許第６１４０２５４号、米国特許第６２０４２０２号、米国特許第６２０８０１４号、および係属出願の第０９／０４６４７４号、第０９／０４６４７３号、第０９／１１１０８４号、第０９／３６０１３１号、第０９／３７８７０５号、第０９／２３４６０９号、第０９／３７９８６６号、第０９／１４１２８７号、第０９／３７９４８４号、第０９／３９２４１３号、第０９／５４９６５９号、第０９／４８８０７５号、第０９／５６６２８７号、第０９／２１４２１９号に開示されている化合物などのナノ多孔性シリカ材料およびシリカベースの化合物、（ｅ）Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＨＯＳＰ（登録商標）オルガノシロキサンを含む。

ウェハまたは基板は、任意の望ましい実質的に固体の材料を含むことができる。特に望ましい基板はガラス、セラミック、プラスチック、金属もしくは被覆された金属、または複合材料を含むであろう。好ましい実施形態では、基板は、ケイ素またはゲルマニウムヒ化物のダイまたはウェハ表面、銅、銀、ニッケル、または金めっきリードフレーに見られるようなパッケージング表面、回路基板またはパッケージインターコネクトトレースに見られるような銅表面、バイア壁またはスティフナ界面（「銅」は裸銅およびその酸化物を考慮に入れる）、ポリイミドベースのフレックスパッケージに見られるような重合体ベースのパッケージングまたはボードインターフェイス、鉛または他の合金の半田ボール表面、ガラス、およびポリイミドなどの重合体を含む。より好ましい実施形態では、基板は、ケイ素、銅、ガラス、または重合体などのパッケージングおよび回路基板産業における一般の材料を含む。

本明細書で意図されている基板層は、少なくとも２つの材料層を含むこともできる。基板層を含む一方の材料層は前述の基板材料を含むことができる。基板層を含む他方の材料層は、重合体、モノマー、有機化合物、無機化合物、有機金属化合物の層、連続層、およびナノ多孔性層を含むことができる。

材料が連続的である代わりにナノ多孔性であることが望ましい場合、基板層は複数の空隙を含むこともできる。空隙は一般に球状であるが、代替としてまたは付加的に管状、層状、円盤状、または他の形状を含む任意の好適な形状を有することができる。空隙が任意の適切な直径を有することができることも意図される。空隙のうちの少なくともいくつかが隣接する空隙と接続し、かなりの量の接続されたまたは「開いた」孔をもつ構造体を生成できることがさらに意図される。空隙は、好ましくは１マイクロメートル未満の平均直径を有し、より好ましくは１００ナノメートル未満の平均直径を有し、さらにより好ましくは１０ナノメートル未満の平均直径を有する。空隙を基板層内に一様にまたは不規則に分散できることがさらに意図される。好ましい実施形態では、空隙は基板層内に一様に分散される。

いくつかの利点は、拡散接合、半田付け、または単一のターゲット／バッキングプレート構成を有する従来のターゲット構成と比較して本明細書で開示される意図された実施形態で実現される。標準の半田付けまたは拡散接合のターゲットと比較して、利点には、ａ）ターゲット粒子サイズまたは微細構造体サイズを増大しない低温方法、ｂ）特に機械的取付けでは分離（剥離中に見られるような）の危険が全くないかほとんどない、ターゲットとコアバッキング材料との間の強力な結合、ｃ）侵食プロファイルの下に連結界面がなく、したがって、侵食プロファイルはより深くなることができることからのより長いターゲット寿命、ｄ）ターゲットと冷却流体との直接接触があり、スパッタされるターゲットボリュームと冷却流体との間に界面が全くないかほとんどなく、バッキングプレートおよびターゲット厚さを局所的に低減することができることからのより良好な冷却、ｅ）ターゲットとバッキングプレートとの間の界面での間隙のおかげでターゲットが横方向に膨張する余地があることからのターゲット曲がりの低減が含まれる。一体構造構成と比べたいくつかの利点も考えられ、それには、ａ）より強度のあるバッキングプレート材料のために特にフランジ区域でのより強度のある構成と、ｂ）１）より強度のあるフランジおよび２）ターゲットが横方向により多く垂直方向により少なく膨張できるようにするターゲットとバッキングプレートとの間の界面の間隙のために予想されるより少ない反りとが含まれる。

図１５に示されるように、サブミクロンＥＣＡＥ Ａｌ０．５Ｃｕターゲット材料１５１０を室温で環状Ａｌ２０２４ Ｔ８５１バッキングプレート１５２０の方に鍛造補強する。鍛造補強は冷間鍛造により圧力を印加することによって行われる１５３０。中央ターゲット材料の初期の高さおよび最終の高さはそれぞれ３．１８ｃｍ（１．２５インチ）および２．６７ｃｍ（１．０５インチ）である。サブミクロンＡｌ０．５Ｃｕ構造体は光学顕微鏡によって観察されるとき鍛造の後で安定している。粒子サイズは約０．５ミクロンである。鍛造されたリベット１５６０が断面で示される。

５〜１５ミクロンの超微細な粒子サイズをもつＥＣＡＥ Ｃｕターゲット材料１６１０を室温または１５０℃で環状ＣｕＣｒバッキングプレート１６２０の方に鍛造補強する。４つのサンプルが２つのタイプのリベット構成１６５０で生成された。鍛造の前後の中央ターゲット材料の初期の高さおよび最終の高さはそれぞれ２．５ｃｍ（１．０インチ）および１．５ｃｍ（０．６インチ）である。図１６は、鍛造補強ステップの後のそのようなアセンブリの写真を示す。２つのサンプルは鍛造補強ステップの後にｅ−ビーム溶接された１６４０。５〜１５ミクロン構造体の粒子サイズは、ブレイクアウト図１６７０に示されているように材料が流れなければならない区域（キー区域）を除いて鍛造ステップの後で維持されている。それらの小さい領域では構造体は変形されるが、それらの区域はスパッタされるべき表面の反対側であるので、それはスパッタリングの性能に影響を与えない。

５〜１５ミクロンの超微細な粒子サイズをもつ２つのＥＣＡＥ Ｃｕターゲット材料を室温で環状Ａｌ２０２４ Ｔ８５１バッキングプレートの方に鍛造補強する。鍛造補強ステップの後の最終のターゲット高さは１．５ｃｍ（０．６インチ）および２．５ｃｍ（１．０インチ）である。３．８ｃｍ（１．５インチ）、１０．２ｃｍ（４インチ）、３５．１ｃｍ（１３．８インチ）、および４６．６ｃｍ（１８．３５インチ）の様々なターゲット直径が使用された。あるサンプルでは、図１０Ａおよび１０Ｂで説明した方法に従ってリベット様フィーチャを形成し、ネットシェイプ構成を与えるために、上部リングを使用してＣｕターゲットの縁部をプレス加工する。他のサンプルでは、プレス加工されるべきＣｕターゲットの表面が鍛造補強ステップの前に機械加工され、縁部部分がプレス加工されて図１０Ａによるリベット様フィーチャが形成された。すべての場合、鍛造ステップは室温で行われ、その結果、５〜１５ミクロンの初期のターゲット粒子サイズの変化はもたらされなかった。

有限要素モデリングが環状バッキングプレートをもつ様々なターゲット構成の熱−機械的挙動を評価するために使用された。例えば、環状高強度Ａｌ合金バッキングプレートに接合されたＡｌ０．５Ｃｕ ＥＣＡＥターゲットがモデル化された。全体の形状は３００ｍｍのＡｌ ＡＬＰＳターゲットのものであった。部品が溶接部で連結され、溶接部は４０ＭＰａの降伏強度をもつレンズ形状の「溶接」と、ＥＣＡＥ材料の降伏強度が５０ミクロンよりも大きい粒子サイズをもつ高純度Ａｌ０．５Ｃｕのものに低下した（１９０ＭＰａから２５ＭＰａまで）半円形の熱影響区画とからなるとしてモデル化された。レンズ形状の溶接を除いて、図１７に示されるように、バッキングプレートとターゲット材料との間の界面は材料間の熱遮断（間隙）としてモデル化された。図１７において、ターゲットアセンブリ１７００のブレイクアウト部分１７６０が示される。熱影響区画１７３０、間隙１７４０、および溶接箇所１７５０が、ターゲット表面材料１７１０とコアバッキング構成要素１７２０との間の界面箇所に示される。

モデルの１つの目的は、界面の場所がターゲット温度に与える影響を検討することであった。発明者らは、標準運転条件下での最高ターゲット温度を一体構造構成での最高温度と比較した。発明者らは、ＩＤが３３ｃｍ（１３インチ）未満になると最高温度が急速に上昇し始め、３０ｃｍ（１２インチ）では基準の場合よりも約５０℃高くなることを見いだした。同様に、３００ｍｍのＣｕ ＳＩＰ Ｅｎｃｏｒｅターゲットは、標準運転条件下で一体構造構成と比較して温度が５０℃より上に上昇しないためにはバッキングプレートのＩＤが３６ｃｍ（１４インチ）よりも大きいことを必要とする。これらの結果は、界面が熱遮断としてモデル化されたので、最悪のシナリオとして見なければならない。現実には、ターゲットおよびバッキングプレートは界面に沿った少なくともいくつかの区域で熱接触しているはずであり、ターゲット温度はより低くなるであろう。熱充填剤を使用して界面全体に沿った熱接触を確実にすることもできる。

ターゲットは薄膜の堆積中に昇温し、ウェハが交換される時間中に冷却する。したがって、モデルの別の目的は熱サイクリングが溶接部にどのように影響するかを検討することであった。発明者らは、歪みが溶接部に蓄積し、歪みの量は材料間の間隙のサイズに敏感であることを見いだした。溶接部のばらつきを低減し、信頼性を高めるために、発明者らは、熱膨張による力がバッキングプレートおよびターゲット材料の直接的な相互作用によって伝達され、それにより溶接部内の歪みの量が減少するように溶接部の前にある界面の形状を改変することが有利であることを見いだした。一実施形態では、溶接部の歪みはこれらの溶接補強部の導入によって８％から６％に減少した。

このように、固有抵抗および／または抵抗値の増大、渦電流の低減、および冷却の増強に関するターゲット設計および関連する方法の特定の実施形態および用途が開示された。しかし、本明細書の発明概念から逸脱することなく、既に説明したものの他に多くのさらなる改変が可能であることが当業者には明らかであろう。したがって、特許請求の範囲を含む本発明の内容はここに開示された明細書の趣旨を除いて限定されるべきでない。さらに、明細書および特許請求の範囲を解釈する際、すべての用語は文脈に合わせて可能な限り広義な意味に解釈されるべきである。特に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、非排他的な意味において要素、構成要素、またはステップを指すものとして解釈されるべきであり、言及された要素、構成要素、またはステップが、明確に言及されていない他の要素、構成要素、またはステップと共に存在するか、または利用されるか、または組み合わされることがあり得ることを表している。

Claims (23)

1. ターゲット材料を含むターゲット表面構成要素と、
   結合表面、裏面、および少なくとも１つの開口または開いた区域を有するコアバッキング構成要素であって、前記結合表面が前記ターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合され、前記ターゲット表面構成要素の少なくとも一部が前記コアバッキング構成要素の前記少なくとも１つの開口または開いた区域に嵌合するコアバッキング構成要素と
   を含むスパッタリングターゲット。
2. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記コアバッキング構成要素がコア材料を含む、スパッタリングターゲット。
3. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記ターゲット材料が、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、コバルト、タングステン、カルコゲニド、ニッケル、ルテニウム、それらの組合せおよび合金を含む、スパッタリングターゲット。
4. 請求項２に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記コア材料が、アルミニウム、銅、クロム、鋼、チタン、それらの組合せおよび合金を含む、スパッタリングターゲット。
5. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記コアバッキング構成要素が少なくとも１つの結合機構を含む、スパッタリングターゲット。
6. 請求項５に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの結合機構が、機械的補強部、鍛造補強部、またはそれらの組合せを含む、スパッタリングターゲット。
7. 請求項６に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記機械的補強部が、回転、並進、またはそれらの組合せによって挿入される機械加工されたはめ込みキー、くさび、またはネジなどの２つの材料間に機械的締り嵌めを与えるステップを含む、スパッタリングターゲット。
8. 請求項６に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記力補強部が、第１の構成要素の領域を第２の構成要素内に強制的に流れ込ませるための低温プレス加工ステップを使用するステップを含む、スパッタリングターゲット。
9. 請求項８に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記鍛造補強部が、加えられた圧力、時間、および温度に応じて、間隙を伴うまたは間隙を伴わない界面を生成するキー様フィーチャまたはリベット様フィーチャを形成するステップをさらに含む、スパッタリングターゲット。
10. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記結合表面が、前記ターゲット表面構成要素または前記コアバッキング構成要素と異なる少なくとも１つの追加材料を含む、スパッタリングターゲット。
11. 請求項１０に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの追加材料が、より良好な接合、前記結合表面に沿った熱伝導率および機械的伝導率、またはそれらの組合せを与える、スパッタリングターゲット。
12. 請求項１０に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの追加材料が、半田、伝導性重合体、伝導性ペースト、接着剤、金属、および合金を含む、スパッタリングターゲット。
13. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、溶接区画に少なくとも１つの溶接箇所を含む、スパッタリングターゲット。
14. 請求項１３に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの溶接箇所が、Ｅ−ビーム溶接、摩擦溶接、拡散溶接、レーザ溶接、またはそれらの組合せによって生成される、スパッタリングターゲット。
15. 請求項１３に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの溶接箇所が、前記溶接区画に沿った増強の一部として充填剤材料またはろう付け材料を使用して生成される、スパッタリングターゲット。
16. 請求項１３に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの溶接箇所が、前記溶接部に隣接する前記ターゲットと前記コアバッキング材料との間の界面を結合させるために機械的補強部、鍛造補強部、またはそれらの組合せを使用することによって補強される、スパッタリングターゲット。
17. 請求項６または１６に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記機械的補強部が、くさび構成、ロッキングピン、キー様構成、リベット様構成、またはそれらの組合せを含む、スパッタリングターゲット。
18. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記コアバッキング構成要素、前記ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャをさらに含み、前記表面区域フィーチャが前記ターゲット表面構成要素の冷却効率を増大させる、スパッタリングターゲット。
19. 請求項１８に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記少なくとも１つの表面区域フィーチャが、チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せを含む、スパッタリングターゲット。
20. 請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、前記ターゲット材料が、アルミニウム、銅、またはそれらの組合せを含む、スパッタリングターゲット。
21. スパッタリングターゲットを形成する方法であって、
    表面材料を含むターゲット表面構成要素を供給するステップと、
    結合表面、裏面、および少なくとも１つの開口または開いた区域を有するコアバッキング構成要素を供給するステップと、
    前記結合表面を前記ターゲット表面構成要素の少なくとも一部に結合するステップであって、前記ターゲット表面構成要素の少なくとも一部が前記コアバッキング構成要素の前記少なくとも１つの開口または開いた区域に嵌合するステップと
    を含む方法。
22. 請求項２１に記載の方法において、前記コアバッキング構成要素、前記ターゲット表面構成要素、またはそれらの組合せの前記裏面に結合または配置された少なくとも１つの表面区域フィーチャを生成するステップをさらに含み、前記表面区域フィーチャが前記ターゲット表面構成要素の冷却効率を増大させる、方法。
23. 請求項２２に記載の方法において、前記少なくとも１つの表面区域フィーチャが、チャネル、溝、バンプ、へこみ、鋸歯状刻み目、またはそれらの組合せを含む、方法。

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