KR20010075630A

KR20010075630A - 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리 및 어셈블리 제작 방법

Info

Publication number: KR20010075630A
Application number: KR1020017004701A
Authority: KR
Inventors: 토마스 제이. 헌트; 폴 에스. 길만
Original assignee: 로버트 에이. 바쎄트; 프랙스에어 에스.티. 테크놀로지, 인코포레이티드
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-08-09
Also published as: JP2002527618A; EP1125000A1; DE69939267D1; KR100602767B1; US6073830A; AU6501099A; EP1125000A4; WO2000022185A1; EP1125000B1

Abstract

본 발명은 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리(9) 및 제작 방법을 향상시키는 데 있다. 상기 어셈블리는 기저의 배면 플레이트(16) 내의 요홈부(recess,18) 안에서 접합되는 측부(14) 및 하부(12) 접합 표면을 가진 스퍼터 타겟(10)을 포함하는데 상기 요홈부(recess,18)는 상부(20) 및 측부 (22) 접합 표면을 가지고 있다. 상기 어셈블리 방법은 약 120 micro-inches의 표면 조도(R_a)까지 적어도 한 부분을 러프닝함으로써 타겟(10) 또는 배면 플레이트 요홈부(recess,18) 중의 접합 표면을 처리하는 것을 포함한다. 본 방법은 상부(20) 및 하부(12) 접합 표면에 의해 정의되는 평행 계면과 측부 접합 표면(14/22)에 의해 정의되는 측부 계면을 가진 하나의 어셈블리를 형성하도록 배면 플레이트요홈부(18,recess) 내에서 타겟(10)을 배치하는 것, 제어된 분위기에서 열과 압력에 어셈블리를 노출시키는 것과 이에 의해 접합 표면을 접합하는 것을 포함한다.

Description

스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리 및 어셈블리 제작 방법{SPUTTER TARGET/BACKING PLATE ASSEMBLY AND METHOD OF MAKING SAME}

배경기술

이 출원은 1995년 4월 21일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 08/426,246호의 일부 계속 출원에 기초하고 있다.

발명의 분야(Field of the Invention)

본 발명은 접합된(bonded) 스퍼터 타겟/배면 플레이트(backing plate) 어셈블리 및 어셈블리를 제조하는 방법에 대한 것이다.

관련기술(Description of the Related Art)

음극 스퍼터링(Cathodic sputtering)은 대상 기판(desired substrates) 상에 재료 박막층을 증착하는데 널리 사용된다. 기본적으로, 이 프로세스는 기판 상에 박막(thin film) 또는 박막층(thin layers)으로 증착되는 대상 재료로 형성된 면(face)이 있는 타겟을 가스 이온 충격(gas ion bombardment)시키는 것이 요구한다. 타겟의 이온 충격(ion bobardment)은 타겟 재료(target materials)의 원자 또는 분자들을 스퍼터링할 뿐만 아니라, 타겟에 상당한 열 에너지를 전달한다. 이 열은 타겟과 열 교환하도록 배치된 배면 플레이트의 아래 또는 주변으로 소산된다. 타겟은 음극 어셈블리의 일부를 형성하고, 양극과 함께, 바람직하게는 아르곤과 같은 불활성 가스로 채워지는 진공 챔버(evacuated chamber) 내에 배치된다. 고전압 전기장이 음극 및 양극을 가로질러 인가된다. 불활성 가스는 음극으로부터 방출된 전자와 충돌하여 이온화된다. 양전하화된 가스 이온들은 음극으로 유도되고 타겟 표면과의 부딪힘으로 타겟 재료를 방출시킨다. 방출된 타겟 재료는 진공 공간(evacuated enclosure)을 가로질러 일반적으로 양극과 근접하여 배치된 대상 기판에 박막으로서 증착된다.

전기장을 사용함과 더불어, 전기장 위에 중첩되며 타겟의 표면상에 폐고리 형상으로 형성되는 아치형 자기장을 동시에 사용함으로써 스퍼터링 속도(sputtering rates)가 증가된다. 이러한 방법은 마그네트론 스퍼터링법(magnetron sputtering methods)으로 알려져 있다. 아치형 자기장은 타겟 표면에 인접한 환상 영역(annular region)에 전자를 가두게 되는데, 이로써 영역내에서의 전자-가스 이온의 충돌 횟수를 증가시켜서, 타겟 재료를 방출하는 타겟을 때리는 영역내의 양성의 가스 이온의 수를 증가시키게 된다. 따라서, 타겟 재료는 일반적으로 타겟 면의 환상부에서 침식되는데 이는 타겟 경주로(target raceway)라고 알려져 있다.

전형적인 타겟 음극 어셈블리에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 타겟이 단일 접합 표면(single bonding surface)에서 타겟이 비자화 배면 플레이트에 부착되어 어셈블리에서의 평행 계면(parallel interface)을 형성한다. 일반적으로, 배면 플레이트는 타겟을 이온 충격하는 것에 의해 생성되는 열이 제거되도록 수냉된다. 일반적으로, 자석은 타겟의 노출된 면을 연장하는 루프 또는 터널 형태로 전술한 자기장을 형성하도록 잘 정의된 위치에서 배면 플레이트 밑에 배치된다.

타겟과 배면 플레이트 사이의 우수한 열적 및 전기적 접촉을 이루도록, 이 부재들은 일반적으로 납땜(soldering), 브레이징(brazing), 확산 접합(diffusion bonding), 클램핑(clamping), 스쿠류잉(screwing) 또는 에폭시 시멘트가 사용되어 상호 접합되어 있다.

어느 정도의 연질 땜납(soft solders)은 냉각되는 타겟/배면 플레이트상에 영향을 미치는 응력을 수용할 수 있다(accommodate). 열팽창률이 매우 상이한 재료로 땜납 접합(solder bonds)하는 것은 땜납이 너무 약할 경우 접합 계면(bond interface)의 외곽부(extreme edges)에서 유발되는 전단 파괴(shear failure)를 받기 쉽다. 일반적으로 경험되는 결과는 사용기간 동안 탈착되는 것이다. 하나 또는 그 이상의 방수(non-wettable) 부재를 납땜으로 결합시키는 문제를 극복하기 위해, 결합성(solderability)을 향상시키도록 금속으로 전코팅(precoating)하는 방법이 사용된다. 상기 코팅은 전기도금(electroplating), 스퍼터링 또는 다른 전형적인 수단에 의해 형성된다. 젖기 어려우며 용접하기 어려운 타겟 과 배면 플레이트 재료에 도포되는 중간 코팅에 대한 필요는 도포되는 코팅의 점착 신뢰성(adherence reliability)과 코팅으로 부가되는 상당한 비용을 포함한 문제점을 나타낸다. 더욱이, 연질 납땜과 결부된 상대적으로 낮은 결합 온도는 타겟이 스퍼터링 동안 작동될 수 있는 온도범위를 줄인다.

고전력용으로 사용되는 보다 높은 용융 온도 땜납은 매우 강하지만 재료 시스템에 형성된 응력을 용인함에 있어서는 훨씬 못 미친다. 큰 사이즈의 타겟은 전접합면(entire bond surface)에 대하여 안전한 접합을 형성하기에 보다 어려울 뿐만 아니라 보다 큰 응력 문제를 야기한다. 스퍼터링 타겟 사이즈와 전력 요구량이 증가할수록, 연진 땜납(soft solders)은 포함된 재료 시스템의 결합에 부적합하게 된다.

타겟 결합에서 어느 정도 사용되고 적합한 또 다른 방법은 파열 접합(explosive bonding) 또는 용접(welding)의 방법이다. 이 기술로, 젯팅(jetting)형으로 형성된 표면 불균일도(surface irregularities)의 결과로서의 기계적 체결(mechanical interlocking)과 고상 접합(solid state bonding)을 결합하는 접합(bond)이 형성된다. 이 접합은 강하며 신뢰할 만하다. 동적 접합 펄스(dynamic bonding pulse) 동안 초기 접합 표면(mating surface)의 파열은 극도의 표면 청결(cleanliness) 또는 준비에 대한 요구를 무색케 한다. 예를 들어 John G. Banker 등의 "Explosion welding", ASM Handbook, Vol. 6, Welding, Brazing and Soldering;pp. 303-305(1993)을 참고할 수 있다.

파열 접합(explosive bonding)은 상대적으로 고가의 접합법이다.예를 들면, 이와 같은 접합(bonding)은 타겟 어셈블리의 주변부에서 예견 가능한 피해를 용인하도록 비교적 큰 치수의 재료들이 제공되도록 요구되는데 이로 인해 재료비의 상승을 가져온다. 또한, 허용 가능한 제품을 얻는 조건은 상이한 요소 크기 및 재료의 조합에 따라 조정되어야 하고, 비록 접합(bond)이 우수한 강도를 제공하더라도, 접합 계면(bond interface)은 물리적 특성에 있어서 가변적이다. 게다가, 이 방법은 취성이나 제한된 연성이 있는 요소를 지닌 재료 시스템에 적합하지 않다.

평활면 확산 접합(smooth-surface diffusion bonding)은 적용가능한 접합 방법이지만, 스퍼터링 타겟 요소의 접합에 있어서 제한된 용도를 가진다. 접합 계면(bond interface)을 가로질러 변화하는 정도로 금속 결합(metallurgical joining) 및 확산(diffusion)을 유도하도록, 열을 이가시키는 동안 재료 표면이 긴밀히 접해지도록 프레싱함으로써 접합이 형성된다. 때때로 더욱 용이하게 접합되는 금속 조합, 접합 보조물(bonding aids)이 접합될 하나 또는 두 개의 표면들에 도포된다. 이러한 코팅은 점착성 금속막을 증착하기 위한 전기도금(electroplating), 무전해 도금(electroless plating), 스퍼터링, 기상 증착 또는 다른 유용한 기술들에 의해 이루어진다. 또한 결합되는 재료들 중 어느 것에도 더욱 용이하게 접합되는 능력을 가진 접합 부재들 사이에 금속박을 일체화시킬 수도 있다. 결합될 표면은 접합을 방해하는 산화물 또는 이들의 화학적 막을 제거하기 위하여 화학적 또는 다른 수단에 의해 처리된다.

평활면 확산 접합(smooth surface diffusion bonding)은 신뢰 가능한 접합(bond)의 질을 보장하기 위하여 접합 작업 전 및 도중에 표면 청결도(clearliness)를 준비하고 유지함에 상당한 주의를 요구한다. 왜냐하면 확산 접합 계면(diffusion bond interfaces)은 평면이기 때문에 일반적으로 접합 영역(bond area)의 외곽부(ends)에서 박리를 일으키는 단순 전단형 응력을 받기 쉽다. 접합 계면에서 장시간 열에 노출되어 두께가 증가하는 취성의 금속간층(intermetallics)이 형성되는 것은 접합 전단 파괴(bond shear failure)의 가능성을 높인다. 미국 특허 제 5,230,459호에 기술된 바와 같은 접합을 위한 부가적인 기술은 고상으로 접합될 한 요소의 표면에는 기계가공된(machined) 그루브들을 제공하는 전 접합 단계(pre-bonding step)를 포함한다. 이러한 특성은 가열, 가압 동안 관련 요소의 접합 표면의 파열(disruption)을 일으킨다. 보다 큰 강도 또는 경도를 지닌 재료가 일반적으로 접합하는 동안에, 실질적으로 그루브를 채우는 보다 연한 금속으로 된 보다 연한 부재를 관통하도록, 일반적으로 보다 큰 강도와 경도를 가진 재료에 그루브가 제공될 것이다.

그루브 접합은 많은 비유사한 재료를 접합하는데 적용될 수 있지만, 비유사한 용융 온도를 가진 금속에 한정된다. 왜냐하면, 이 프로세스는 보다 낮은 용융점 금속의 용융 온도 근처에서 일어나야만 하기 때문이다. 이러한 이유로 상기 기술을 유사한 금속에 사용하는 것이 불가능하게 된다. 또한 그루브의 톱니 형상은 응력 집중부로 작용하며 접합 부근의 합금에서 조기 크랙(premature cracking)을 일으킬 수 있다. 더욱이, 그루브의 가공은 시간이 소요되는 작업이다.

전체적으로 본원에 참조되는 미국 특허 출원 번호 제08/426,246에서, 고상 접합하기 전에 스퍼터 타겟 및/또는 배면 플레이트의 접합 표면을 표면 러프닝 처리(surface roughening treatment)하는 방법이 제시되어 있다. 이 표면 러프닝 처리는 표면 처리를 하지 않은 경우의 99%의 표면 접합에 비하여 100%의 표면 접합을 제공한다. 상기 처리는 비처리된 평활면(smooth surfaces)로부터 형성된 접합의 인장 강도 보다 두 배이상 되는 인장 강도를 구비한 접합을 제공한다.

상기 기술된 접합 법 중 어느 것이 사용되는가에 무관하게, 전형적인 타겟 음극 어셈블리는 산업계에서 사용되며 인정되는 어셈블리의 표준 규격치에 따른 타겟 재료의 두께에 대하여 한정되어 있다. 그 스퍼터 표면에 수직하게 측정된 타겟의 두께, 배면 플레이트의 두께, 타겟의 두께와 동일한 방향으로 측정된 배면 플레이트의 외연의 두께 등은 산업계에서 규격화되어 있다. 스퍼터 타겟의 두께의 증가는 전반적인 어셈블리의 두께를 대단히 크게 만든다. 얇은 타겟은 스퍼터링에 대하여 적은 재료를 제공하며 빈번히 교체가 요구된다. 산업계에서 받아들여지는 치수의 변화없이 보다 큰 두께를 성취하려는 노력은 비용이 많이 소요되며 별다는 효과가 없음이 증명되었다. 예를 들어, 배면 플레이트 및 타겟은 타겟 재료 단독으로 이뤄진 일체구조일 수 있다. 이는 더 많은 타겟 재료를 스퍼터링에 유용하도록 하여, 타겟의 교체 빈도수를 줄인다. 타겟 재료는 일반적으로 고가이다. 따라서 재료비 측면에서 보다 적은 비용의 재료로 제작된 배면 플레이트를 지닌 이분체형 구조(two-piece contruction)를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 접합된 어셈블리가 스퍼터링 동안 및 스퍼터링 후에 영향을 받게 되는 열팽창 및 열수축 응력을 견디어낼 수 있으며, 유사하거나 상이한 재료로 된 배면 플레이트에 종래에 가능했던 것 보다 두꺼운 타겟을 접합(bonding)하는 편리하고 저렴한 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 향상된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리 및 상기 어셈블리를 제작하는 방법에 대한 것이다. 상기 어셈블리는 측부 및 하부 본딩면을 가지는 스퍼터링 타겟을 포함하며, 이들 본딩면은, 그 아래쪽의 배면 플레이트 내에 형성된 요홈부(recess)와 측부 및 상부 본딩면과 접합된다. 본 발명의 어셈블리에는 평행계면 및 측부 계면의 두 개의 접합 계면이 있다. 접합된 어셈블리를 형성하는 방법은, 적어도 약 120 micro-inches의 표면 조도(surface roughness, R_a)를 가진 거친 부분을 제공하도록 접합 표면부의 적어도 한 부분을 러프닝(roughening)함으로써 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의, 타겟이나 배면 플레이트 요홈부(recess)의 접합 표면 처리를 포함한다. 더욱이 본 방법은 접합 표면을 접합하도록 배면 플레이트의 요홈부 안에 스퍼터 타겟을 배치하는 것, 어셈블리를 제어된 분위기(controlled atmosphere)에 노출시키는 것, 어셈블리를 가열하고 가압하는 것을 포함하며, 이로 인해 접합된 평행 계면 및 접합된 측부 계면을 형성한다.

표면 러프닝은 바람직하게는 입자 블라스팅(particle blasting), 쇼트 피닝(short peening), 에칭 또는 이들의 조합에 의해 이뤄진다. 러프닝 단계(roughning step)에는, 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 중의 적어도 어느 하나의 전체 접합 표면(bonding surface)을 실질적으로 러프닝하는 것이 포함된다. 본 발명의 바람직한 형태는 러프닝 단계에 스퍼터 타겟의 두 개의 접합 표면 중 적어도 한부분, 더욱 바람직한 형태로는 실질적으로 두 개의 타겟 접합 표면 각각 모두를 러프닝하는 것이 포함된다.

비록 거친 부분은 적어도 120 micro-inches의 표면 조도를 가져야 하지만, 바람직하게는 표면 조도는 약 120 micro-inches에서 약 150 micro-inches의 범위이고, 그리고 더욱 바람직하게는 러프닝 단계 후에 약 135 micro-inches 이다.

접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리를 형성하는 데 사용된 제어된분위기는 바람직하게는 진공, 불활성 가스, 환원 가스(reducing gas), 또는 이들의 조합이다.

여러 가지의 상이한 재료들 중 어느 것이라도 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 스퍼터 타겟은 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트, 크롬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 텅스텐, 실리콘, 탄탈륨, 바나듐, 니켈, 철, 망간, 게르마늄, 또는 이들의 합금으로 만들어진다.

가열 단계에서, 어셈블리는 일반적으로 배면 플레이트에 사용되는 금속의 상응(homologous) 용융점보다 약간 아래의 온도까지 가열된다. 더욱 명확하게는, 배면 플레이트가 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 경우 바람직하게는 어셈블리는 약 300℃에서 약 575℃의 온도까지 가열되고, 구리 또는 구리 합금이 사용될 경우 어셈블리는 약 540℃에서 약 1015℃의 온도까지 가열된다. 만약 배면 플레이트가 철로 제조되었다면, 가열 단계에서의 온도는 약 730℃에서 약 1320℃까지의 범위여야만 하고 반면 티타늄 또는 티타늄 합금이 사용된다면 온도는 약 890℃에서 약 1570℃여야 한다.

가압 단계에서, 어셈블리는 바람직하게는 약 30㎫에서 약 140㎫의 압력으로 가압된다. 유리하게는, 이 압력은 약 30분에서 약 90분의 기간동안,바람직하게는 약 60분동안 유지된다.

본 발명의 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리의 이점은, 타겟이 교체를 필요로 하는 빈도수가 줄어드는 보다 두꺼운 타겟이라는 점과 배면 플레이트가 상대적으로 저렴한 비용의 재료로 만들어진 것이라는 점이다. 전체 어셈블리는 산업계에서 용인되는 치수의 변화없이 저가이며 두꺼운 타겟 재료의 목적을 만족한다. 게다가, 본 발명의 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리는 하나 대신의 두 접합 계면의 존재 및 각 접합 계면의 표면 처리 덕분에 전단 파괴(shear failure)에 대한 강도와 저항이 향상된다. 계면의 고상 접합과 함께, 접합 표면 및 오목한(recessed) 배면 플레이트의 처리에 의해, 타겟이 배면 플레이트의 재료에 매몰되어 일체의 어셈블리를 형성하는 타겟/배면 플레이트 어셈블리가 제공된다. 접합 파괴(bond failure)에 대한 강도 증가 및 내성(resistance)에 따라, 어셈블리가 보다 높은 작동 스퍼터링 온도에서 사용될 수 있어 구조적인 신뢰성을 손상시킴 없이 사용할 수 있는 타겟의 크기 범위를 확장시킨다.

게다가, 접합 표면을 처리함에 사용되는 입자 블라스팅, 쇼트 피닝, 에칭, 또는 이들의 조합과 같은 방법은 평활면 확산 접합(smooth surface diffusion bonding) 또는 그루브 접합에 요구되는 고가의 표면 가공과 비교해 볼 때 제조 시간 및 제조 비용이 절감된다. 게다가, 몇 몇의 선행 기술 방법에서는 타겟의 미세구조를 좋지 않게 변화시켜 타겟의 성능을 저하시킬 수 있는 온도에 어셈블리를 장시간 노출시킬 필요가 있었다. 그러나, 본 방법에 사용된 온도에 따라, 고상 접합(solid-state bond)은 고온에의 과도 노출이 최소화되면서 형성된다.

이들 및 다른 이점과 장점들은 다음의 도면, 도면에 대한 상세한 설명 및 대표 실시예를 통해 당업자에게 명백해 질 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1은 종래 기술의 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리에 대한 단면도이다;

도 2는 본 발명의 원리에 따른, 배면 플레이트에 형성된 요홈부 내에 메몰된 스퍼터 타겟의 단면도이다;

도 3은 표면 러프닝 전의 스퍼터 타겟의 하부 접합 표면의 평면도이다;

도 4는 표면 러프닝 후의 도 3의 스퍼터 타겟의 평면도이다;

도 5는 선 5-5를 따라 취해진 도 4의 스퍼터 타겟의 단면도이다;

도 6a는 도 5의 러프닝된 스퍼터 타겟과 위에 배치된 대응하는 러프닝되지 않은 배면 플레이트 요홈부(recess)를 나타내는 비접합된 어셈블리의 분해 단면도이다;

도 6b는 대응하는 비러프닝된 스퍼터 타겟 위에 배치된 러프닝된 배면 플레이트 요홈부(recess)를 나타내는 비러프닝된 어셈블리의 분해 단면도이다;

도 7a는 도 6a의 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트로부터 제조된 본 발명의 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리의 단면도이다; 그리고

도 7b는 도 6b의 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트로부터 제작된 본 발명의 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리의 단면도이다.

도면의 상세한 설명

도 2에는, 내부에 가공된 요홈부(recess 18)를 지닌 배면 플레이트(16)와 요홈부(recess, 18)안에 놓인 두꺼운 타겟(10)을 가진 본 발명의 타겟/배면 플레이트어셈블리(9)가 도시되어 있다. 스퍼터 타겟(10)은 종래 기술에서의 스퍼터 타겟의 두께 h₁보다 큰 두께 h₁'를 가진다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 스퍼터 타겟의 두께는 약 0.1inch에서 약 0.5inch 까지의 범위이다. 본 발명은 산업계에서 사용되는 타겟의 표준 두께를 원 두께의 두 배까지 증가시킬 수 있다. 어셈블리(9)의 전 높이 h₃' 및 외연(periphery, 17: mounting flange)에서의 배면 플레이트의 높이 h₂'는 종래 기술의 어셈블리에 대응되는 높이 h₃및 h₂와 동일하다. h₃및 h₂의 값은 적용되는 경우마다 다를 것이지만 특별하게 적용의 경우에는 일정하게 유지되어야만 한다. 즉, 도 1 및 도 2는 본 발명의 타겟/배면 플레이트 어셈블리가 전형적인 어셈블리에 사용되는 타겟보다 두꺼운 타겟을 제공하지만 산업계에서 용인되는 h₂및 h₃에 대한 치수를 유지한다는 것을 설명하고 있다.

도 2 내지 도 7의 본 발명의 바람직한 형태에서, 스퍼터 타겟(10)은 필연적이지는 않지만 본 발명의 바람직한 형태로는 일반적으로 스퍼터링 과정동안 충돌되는 상부 표면에 평행한 가공된 하부 접합 표면(12)과 적어도 하나의 측부 접합 표면(14)을 가진다. 측부 접합 표면(14)은 타겟의 두께와 동일한 길이를 가지고 있는데, 이는 약 0.2 inch에서 약 1.0 inch의 범위에 있다. 스퍼터 타겟(10)은 바람직하게는 타겟(10)의 형상에 대응되는 요홈부(recess,18)를 가진 배면 플레이트(16)에 접합되도록 가공되고, 상기 요홈부는 타겟(10)의 하부 접합 표면(12)에 대응되는 상부 접합 표면(20) 및 실질적으로 타겟(10)의 측부 접합 표면(14)에 대응되는 측부 접합 표면(22)을 지닌다. 예를 들어, 비록 타겟(1)의 하부 표면(12)이 평평하거나 굴곡지거나 또는 원뿔형일지라도, 논의의 편의를 위하여 이하에서는 표면(12)이 평평하며 상부 스퍼터링 표면에 평행하다고 가정하기로 한다. 즉, 요홈부(recess)의 상부 표면(20)과 타겟(10)의 하부 표면(12) 사이에 형성된 계면은 타겟 및 스퍼터 표면에 대하여 평행한 계면이 될 것이다.

접합 가공은 접합 표면(12 및/또는 14) 또는 배면 플레이트의 요홈부(recess 18)의 접합 표면(20 및/또는 22)을 러프닝하는 것으로 구성된다. 측부 접합 표면의 수는 타겟의 형상에 좌우된다. 예를 들어, 만약 타겟이 계단형의 지름들을 가진다면, 그 외측면은, 계단형 지름 타겟의 상이한 지름들에 상응하는 지름들을 가진, 동심형이며 축방향으로 배치된 원통형 측부 표면을 가지며, 방사상으로 배치된 쇼울더는 축방향으로 거리를 두고 배치된 서로 다른 타겟 섹션을 분리할 것이다. 논의의 편의를 위해, 이하 본 명세서에서는 일정한 지름의 원판형 타겟에 대한 것처럼, 단일 원통형 측부 표면에 대하여 언급할 것이다. 비록 원판형 타겟이 바람직하지만, 타원형, 정사각형 또는 직사각형과 같은 다른 형태의 타겟이 사용될 수도 있다. 도 5 및 도 6a 에 도시된 것과 같은 러프닝된 접합 표면(12', 14') 또는 도 6b에 도시된 것과 같은 러프닝된 접합 표면(20'. 22')은 예를 들어 입자 블라스팅, 쇼트 피닝, 에칭 또는 이들의 조합을 포함하는 수 개의 기술 중의 어느 것에 의해서도 형성될 수 있다. 일반적으로 본 장치는 즉시 사용가능하며 사용이 용이하고 또한 이 방법은 더욱 일정하게 러프닝된 표면을 제공하기 때문에 그릿(grit)으로 행해지는 입자 블라스팅는 바람직한 방법이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 러프닝 처리는 실질적으로전 접합 표면(12,14)에 대하여 적용된다. 그러나, 필요하다면, 러프닝 처리는 단지 접합 표면의 특정 부분 또는 부분들에만 적용될 수도 있다. 게다가, 도 6a에 대하여, 본 발명의 바람직한 형태로는 단지 스퍼터 타겟(10)의 접합 표면(12,14)이 러프닝된 접합 표면(12',14')을 생성하도록 러프닝 처리를 받는 반면, 배면 플레이트 요홈부(18)의 접합 표면(20,22)은 러프닝되지 않은 채로 남아 있다. 도 6b에 있어, 필요하다면, 본 발명은 스퍼터 타겟(10)을 러프닝하는 대신에, 배면 플레이트 요홈부(recess)의 적어도 한 접합 표면(20,22)을 러프닝함으로써 접합 표면(20',22')을 러프닝할 수도 있다. 그 대신, 러프닝 처리는 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 접합 표면 모두의 적어도 한 부분을 러프닝하는 것을 포함할 수 있다. 또한 러프닝 처리는 단지 타겟 또는 배면 플레이트 요홈부의 측부 접합 표면, 바람직하게는 타겟의 측부 표면을 러프닝하는 것에 한정될 수도 있다.

본 발명의 실행에 있어, 러프닝되는 특정 표면은 적어도 약 120 micro-inches의 표면 조도(R_a)를 가지도록 처리되어야 한다. 여기서 사용된 것처럼, R_a는 표면 조도를 위해 전국적으로 채택된 심볼로서, 표면 조도(R_a)는 평균선 또는 중앙선으로부터 micro-inches로 표현되는 표면의 산술 평균 편차(arithmetic average deviation)로 정의된다. 바람직하게는, 이 표면 조도가 약 120 micro-inches에서 약 150 micro-inches 까지여야 하고, 더욱 바람직하게는, 러프닝 단계 후에 약 135 micro-inches이다. 도 5, 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 러프닝 단계는 처리된 접합 표면에 불규칙한 표면 형상(topography)을 생성시킨다.

접합된 어셈블리를 형성하는 바람직한 방법으로, 그릿 블라스팅(grit blasting), 쇼트 피닝 또는 에칭 후에 잔류할 수 있는 어떠한 입자들이라도 제거되도록 접합에 앞서 러프닝된 부분들을 세정한다. 입자 제거는 임의의 다향한 임의의 방법들이 사용될 수 있고, 이는 탈지 단계(degreasing step)가 아니기 때문에, 보푸라기가 없는 건조한 와이프(dry lint-free wipe)가 사용될 수도 있다. 만약 요구된다면, 어셈블리의 러프닝되지 않은 요소(일반적으로 스퍼터 타겟이 러프닝될 때의 배면 플레이트)는 기계 기름, 지문 및 이와 같은 것들을 제거하도록 이소프로필 알콜 또는 비누 및 물과 같은 아세톤 와이프(wipe) 또는 여타 탈지 요소로 세정될 수도 있다.

일단 접합 표면이 표면 러프닝에 의해 전처리되면, 열간 평형 프레싱(HIP)과 같은 종래 기술을 사용하여 스퍼터 타겟이 배면 플레이트에 접합될 수도 있다. 본 발명에는 종래 기술 중의 하나로 알려진 다른 적합한 접합법이 사용될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 어셈블리는 열간 평형 프레싱(hot isostatic pressing, HIP)을 사용하여 접합된다. 예를 들어 도 6a, 7a에 있어, 처리된 스퍼터 타겟(10)과 배면 플레이트(16)는 접합 표면(12',20 및 14',22)에 의해 정의되는 평행 계면 및 측부 계면을 가진 어셈블리(24)가 형성되도록 배향되고, 이 어셈블리는 HIP 캐니스터(canister) 내에 위치한다. HIP 조건을 견딜 수 있고 변형 가능하기만 하다면, 어떠한 캐니스터라도 사용될 수 있다. 일반적으로, 진공 상태를 만들기 위해 측벽, 하부 플레이트, 상부 플레이트 및 봉인 가능한 개구부를 가진 강제 캔(steel can)이 사용된다. 일단 어셈블리가 HIP 캐니스터 내에 배치되면일반적으로 10^-2torr 또는 이 보다 큰 진공 상태가 생성된다. 환원 가스 또는 불활성 가스 등과 같은 여타 제어된 분위기를 사용할 수도 있고 이들 분위기의 조합을 사용할 수도 있다. 상기 캐니스터는 혹독한 온도 및 압력 조건을 견딜 수 있도록 채택된 HIP 챔버 내에 배치된다. HIP 챔버 내의 주변 분위기는 아르곤 또는 헬륨과 같은 불활성 가스로 대체된다. 분위기 조절과 더불어, 비접합된 어셈블리를 가열하기 위해 HIP 챔버 내의 온도가 증가된다. 테이블 1에 있어, 어셈블리는 배면 플레이트에 사용되는 금속의 상응 용융점(homologous melting point, T_m) 약간 아래의 온도까지 가열된다. 바람직하게는, 어셈블리는 약 0.6 T_m에서 약 0.95 T_m범위까지, 그리고 더욱 바람직하게는 약 0.7 T_m에서 약 0.90 T_m범위까지의 온도에서 가열된다.

이 온도의 범위가 일반적으로 배면 플레이트 재료로 널리 사용되는 다양한 금속에 대하여 테이블 1에 도시되어 있다. 어셈블리의 온도를 배면 플레이트 재료의 용융점 약간 아래의 온도까지 높임으로써 배면 플레이트는 연성화되고, 프레싱 될 때, 스퍼터 타겟의 처리된 접합 표면과 촘촘한 계면을 형성한다.

표 1
	상응 용융점(T_m)의 부분 온도치
배면 플레이트재료	0.6 T_m	0.75 T_m	0.9 T_m	0.95 T_m
Cu	815°K542℃	1015°K742℃	1220°K947℃	1288°K1015℃
Steel	1005°K732℃	1255°K982℃	1505°K1232℃	1590°K1317℃
Ti	1165°K892℃	1455°K1182℃	1745°K1472℃	1844°K1571℃
Al	573°K300℃	723°K450℃	823°K550℃	848°K575℃

더욱이 압력에 대하여, 여기에 포함된 HIP 캐니스터 및 어셈블리는 약 30 ㎫에서 약 140 ㎫까지의 압력에서 모든 면으로부터 압축된다. 어셈블리는 요구된 온도, 압력 및 불활성 분위기 조건에서 약 30 분에서 약 90분의 기간 동안, 그리고 바람직하게는 약 60분의 기간 동안 유지된다. 상이한 팽창계수를 지닌 금속이 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트로 사용되는 경우, HIP 챔버로부터 증가된 압력 부분을 제거하는 장점이 있고 이로 인한 인장 응력때문에 접합이 균열되는 위험을 줄일 수 있다. 제거되어야 할 증가된 압력의 크기는 사용하는 특정 금속에 달려 있다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 접합된 어셈블리(26)를 형성하도록 러프닝된 스퍼터 타겟(10) 및 배면 플레이트(16)가 함께 접합된 경우, 스퍼터 타겟(10)의 러프닝된 접합 표면(12',14')은 보다 유연한 배면 플레이트(16)의 접합 표면(20,22)을 약간 압축시키며 변형시키는데, 이 때문에 치밀한 본드 계면(28,30)이 생성된다.

비록 상기 논의에서는 스퍼터 타겟의 측부 및 하부 접합 표면 모두가 이 러프닝 처리되는 바람직한 실시예에 대하여 언급하였지만, 본 발명은 그 대신 배면 플레이트 요홈부(recess)의 접합 표면 처리 또는 스퍼터 타겟이나 배면 플레이트 중 어느 하나 만의 측부 접합 표면 처리 역시 본 발명에 포함된다.

스퍼터 타겟 및 배면 플레이트에 사용되는 금속들은 순금속 또는 합금 형태의 수개의 상이한 금속 중 어떤 것일 수 있다. 예를 들면, 스퍼터 타겟은 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트, 크롬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 텅스텐, 실리콘, 탄탈륨, 바나듐, 니켈, 철, 망간, 게르마늄, 또는 이들의 합금으로 제작된다. 게다가, 배면 플레이트는 알루미늄, 구리, 철, 탄탈륨, 또는 이들의 합금으로 제작된다. 바람직한 스퍼터 타겟/배면 플레이트 금속 쌍(metal pairings)은 알루미늄 배면 플레이트에 접합된 티타늄-텅스텐 타겟, 티타늄 배면 플레이트에 접합된 타타늄-텅스텐 타겟, 알루미늄 배면 플레이트에 접합된 타타늄 타겟, 알루미늄 배면 플레이트에 접합된 알루미늄 타겟, 티타늄 배면 플레이트에 접합된 티타늄 타겟, 구리 배면 플레이트에 접합된 몰리브덴 타겟, 구리 배면 플레이트에 접합된 코발트 타겟, 구리 배면 플레이트에 접합된 크롬 타겟, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금 또는 금과 같은 귀금속으로 형성된 타겟을 포함한다. 만약 티타늄-텅스텐 합금을 사용한다면, 바람직하게는 이 합금에 무게로 약 10% 에서 약 15% 티타늄이 포함된다.

비록 본 방법은 원판형 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리로의 접합에 대해 기술하고 있으나, 수 개의 상이한 형태 및 크기 중 어느 것을 가진 스퍼터 타겟과 배면 플레이트를 접합하는데 사용될 수도 있는 일반적인 기술의 한가지임이 명백할 것이다.

실시예

실시예1:접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리의 형성

수개의 원형의 원판형 타겟/ 배면 플레이트 어셈블리는 타겟에 순수 티타늄과 배면 플레이트에 6061 알루미늄을 사용하여 생성된다. 이러한 특별한 실시예는 장착 플랜지 부분 또는 외연(17)에서 0.43 inch의 배면 플레이트 두께(h₂')와 0.7 inch의 전 두께(h₃')를 가진 어셈블리를 제작한다. 이러한 치수들은 단지 타겟/배면 플레이트 어셈블리에 대한 산업계에서 용인가능한 치수의 예시일 뿐이다. 본 발명은 어떤 점에서도 실시예에서 사용되는 치수에 한정되지 않는다.

각각의 원판형 타겟 블랭크(blank)는 13.2 inches×0.55inch이고 반면 각각의 원형 원판형 배면 플레이트 블랭크는 16.9inches×1.0inch이다. 원판형 요홈부(recess)는 배면 플레이트 블랭크의 상부 표면에서 기계가공되어 있고 상기 요홈부는 13.21inches×0.55inch ±0.01inch 이다. 각각의 티타늄 타겟의 접합 표면은 평평하게 기계가공되고, 수 개의 타겟은 러프닝 표면 처리된다. 스퍼터 타겟은 다음 과정을 사용하여 그릿 블라스팅된다. 각 타겟은 그릿 블라스팅 캐비넷(grit blast cabinet)에 배치되고, 그릿 블라스팅기 내의 공기압은 60psi로 설정되어 있다. 즉, 그릿 제 46번을 사용하여, 타겟의 접합 표면은 접합 표면으로부터 45°각도로 거의 1.5 inches에서 2 inches 정도에서 그릿 블라스팅 노즐을 유지함으로써 그릿 블라스팅된다. 그릿 블라스팅는 모든 타겟 접합 표면이 거친 회색 표면(rough gray surface)이 될 때까지 계속해서 스위핑 모션을 한다. 즉, 타겟으로부터 분리된 입자를 불어버리는 데 압축공기를 사용하고 알콜로 타겟 접합 표면을 세정한다. 러프닝 처리를 거치지 않은 타겟들은 기계가공의 결과로 평활 접합표면을 지니게 된다.

각각의 티타늄 타겟은 6061 알루미늄으로 된 요홈부를 지닌 배면 플레이트 와 짝을 이루고 빈 열간 평형 프레스 철재통에 장착된다. 각각의 통은 접합된 어셈블리를 형성하도록 열간 평형 프레스되었다. 일단 어셈블리를 포함하는 프레스 통이 HIP 제어 챔버에 장착되면, 챔버는 아르곤으로 채워지고 온도는 약 900°F의 온도까지 압력은 6000psi의 압력까지 증가한다. 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리는 약 60분 동안 이러한 조건에서 유지되고 이 지점에서 압력은 즉시 6000psi로부터 5000psi까지 감소되며 어셈블리는 다소간 냉각된다. 즉, 어셈블리는 온도를 시간당 약 120°F까지 감소시킴으로써 분위기온도까지 냉각된다. 더욱이 HIP 챔버내의 압력은 동일한 시간동안 대기압까지 회귀한다. 실시예 1에서 논의되었던 각각의 타겟/배면 플레이트 어셈블리는 동일한 프로세스를 사용하여 열간 평형 프레스된다.

각각의 접합된 어셈블리는 산업계에서 용인되는 치수에 따르도록 기계가공되었다. 요홈이 없는 배면 플레이트의 하부 표면은 배면 플레이트 두께가 외연(17)에서 약 0.70inch 가 될 때까지 기계가공된다. 왜냐하면 타겟 블랭크는 요홈부의 깊이(0.55inch)와 거의 동일한 두께(h'₁)를 가지고 있기 때문에, 어셈블리는 이 지점에서 배면 플레이트와 타겟을 더한 0.7inch의 전 두께(h'₃)를 가진다. 또한 장착 플랜지로 언급되었던 오목한 스퍼터 타겟 주위의 외연(17)에서 배면 플레이트 의 상부 표면은 두께(h₂')가 0.43inch가 될 때까지 기계가공된다. 결과적으로 0.7inch의배면 플레이트 및 타겟 두께(h₃'), 외연에서 0.43 inch의 배면 플레이트 두께(h₂'), 및 배면 플레이트의 외연 위에서 0.12inch가 연장된 약 0.55 inch의 타겟 두께(h₁')를 지닌 어셈블리가 도 2에 명확하게 도시되어 있다.

실시예 2: 접합 상태의 측정(Measurement of Bond Integrity)

각각의 티타늄/알루미늄 어셈블리의 접합 상태(bond integrity)는 실제적으로 접합된 접합 표면의 퍼센트를 결정하는 초음파 기법에 의해 측정된다. 측부 계면과 평행 계면에 대하여 테이블 2에 주어진 평균화된 초음파 효과로서 각각의 두 표본은 러프닝된 표면과 비러프닝되거나 평활된 표면에 대하여 시험되었다.

표면 가공	접합된 표면 %평행 공간	접합된 표면 %측부 공간
평활면	99	0
그릿 블라스팅	100	100

그릿 블라스팅 어셈블리는 두 계면에서 100% 접합을 보인 반면, 평활면 어셈블리의 경우에는 측부 계면의 접합이 없는 평행 계면에서 거의 99%의 접합을 가진다. 비록 시험되지는 않았지만, 평활 평행 접합 표면과 적어도 하나의 러프닝된 측부 접합 표면을 지닌 어셈블리는 측부 계면에서 100% 표면 접합 및 평행 계면에서 99% 표면 접합을 가진 어셈블리를 초래할 것이라고 예상된다.

실시예 3:접합의 인장 강도(Tensile Strength of the Bonds)

실시예 1에서 형성되어 장착된 어셈블리는 길이 101.6㎜, 너비 25.4㎜인 막대로 절단될 수 있다. 그리고, 각 막대는 한 쪽 끝에서 평행 접합 계면에 수직하여드릴되고, 평행 접합 계면을 따라 25.4㎜ 깊이 톱니형 절단이 동일한 단부에서 형성되어, 인장 시험을 위한 준비가 된다. 즉 인장 시험은 인스트롱 유니버셜 시험 기계 모델 TTC (Instron Universial Testing Machine Model)을 사용하여 행해진다. 견본들은 접합에 수직하는 응력이 작용하는 방향으로 인장된다. 두 개의 견본은 각각의 표면 가공 형태 및 각각의 접합 계면에 대하여 시험되고, 각각의 접합에 대한 두 인장 시험 결과의 평균은 표 3에 주어져 있다.

표면 가공	평행 접합의 이탈시 인장 강도	측부 접합의 이탈시 인장 강도
평활면	748psi	0psi
그릿-블라스팅	1790psi	5700psi

실제적으로 그릿-블라스팅된 평행 계면에 대한 인장 강도는 Al 배면 플레이트의 파열시에 측정된다. 평행 접합은 배면 플레이트 자체보다 강하다고 증명되었고, 실제적으로 접합 분리(bond separation)는 일어나지 않는다. 그릿-블라스팅 측부 접합 계면은 파괴시에 매우 높은 인장 강도를 나타내지만, 반면 평활 측부 계면은 어떠한 접합 및 어떠한 인장 강도도 나타내지 않는다.

상기에서 논의되었던 바람직한 구체화 및 실시예는 설명에 의해 기술되었고 다음 청구항에 의해 결정되는 본 발명의 범위를 한정하도록 의도된 것은 아니다.

Claims

접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리를 형성하는 방법으로서,

적어도 하나의 측부 접합 표면 및 하부 접합 표면을 가진 스퍼터 타겟을 제공하는 단계;

적어도 하나의 측부 접합 표면 및 상부 접합 표면을 포함하는 요홈부(recess)를 가지는 배면 플레이트를 제공하는 단계;

적어도 약 120micro-inches의 표면 조도(R_a)를 가지는 러프닝된 부분이 생성되도록, 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 요홈부(recess)중 적어도 하나의 적어도 측부 접합 표면을, 측부 접합 표면 부분의 적어도 일부분을 러프닝함으로써 처리하는 단계;

배면 플레이트의 요홈부 내로 스퍼터 타겟을 배치하는 단계;

제어된 분위기에 어셈블리를 노출시키는 단계;

어셈블리를 가열하는 단계; 및

스퍼터 타겟의 하부 접합 표면을 배면 플레이트 요홈부(recess)의 상부 접합 표면에 그리고 스퍼터 타겟의 측부 접합 표면을 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 접합 표면에 접합하도록 어셈블리를 가압하는 단계를 포함하는, 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리 형성 방법.
제 1항에 있어서, 상기 요홈부(recess)는 실질적으로 스퍼터 타겟의 형상에 상응하는 형상을 갖는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리 단계는 스퍼터 타겟의 측부 접합 표면을 러프닝하는 것을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리 단계는 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 접합 표면을 러프닝하는 것을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리 단계는 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 접합 표면을 러프닝하는 것을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 러프닝된 부분은 처리 단계후에 약 120micro-inches에서 약 150 micro-inches의 표면조도(R_a)를 가지는 방법.
제 6항에 있어서, 러프닝된 부분은 처리 단계후에 약 135micro-inches의 표면 조도(R_a)를 가지는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 접합 표면이, 입자 블라스팅(particle blasting), 쇼트 피닝(short peening) 및 에칭, 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 기법에 의해 러프닝되는 방법.
제 1항에 있어서, 제어된 분위기는 진공, 불활성 가스, 환원 가스 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 방법.
제 1항에 있어서, 스퍼터 타겟은 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트, 크롬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 텅스텐, 실리콘, 탄탈륨, 바나듐, 니켈, 철, 망간, 게르마늄, 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속으로 제작된 방법.
제 1항에 있어서, 상기 배면 플레이트는 알루미늄, 구리, 철, 티타늄, 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속으로 제작된 방법.
제 11항에 있어서, 상기 배면 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작되고 가열 단계는 상기 어셈블리를 약 300℃에서 약 575℃의 온도로 가열하는 것을 포함하는 방법.
제 11항에 있어서, 상기 배면 플레이트는 구리 또는 구리 합금으로 제작되고 가열단계는 상기 어셈블리를 약 540℃에서 약 1015℃의 온도로 가열하는 것을 포함하는 방법.
제 11항에 있어서, 상기 배면 플레이트는 철로 제작되고 가열단계는 상기 어셈블리를 약 730℃에서 약 1320℃의 온도로 가열하는 것을 포함하는 방법.
제 11항에 있어서, 상기 배면 플레이트는 티타늄 또는 티탄늄 합금으로 제작되고 가열단계가 약 890℃에서 약 1570℃의 온도로 상기 어셈블리를 가열하는 것을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가압 단계는 상기 어셈블리를 약 30㎫에서 약 140㎫의 압력으로 가압하는 것을 포함하는 방법
제 16항에 있어서, 상기 가압 단계는 약 30 분에서 약 90 분 동안 실행되는 방법.
제 17항에 있어서, 상기 가압 단계가 약 60 분 동안 실행되는 방법.
접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리를 형성하는 방법으로서,

적어도 하나의 측부 접합 표면 및 하부 접합 표면을 가진 스퍼터 타겟을 제공하는 단계;

적어도 하나의 측부 접합 표면 및 상부 접합 표면을 내부에 포함하는 요홈부(recess)를 가진 배면 플레이트를 제공하는 단계;

적어도 하나의 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 요홈부(recess)의 적어도 하나의 접합 표면 각각을, 적어도 약 120micro-inches의 표면 조도(R_a)를 가지는 러프닝된 부분이 생성되도록, 각각의 접합 표면의 적어도 한 부분을 러프닝함으로써 처리하는 단계;

배면 플레이트의 요홈부 내로 스퍼터 타겟을 배치하는 단계;

제어된 분위기에 어셈블리를 노출시키는 단계;

어셈블리를 가열하는 단계; 및

스퍼터 타겟의 하부 접합 표면을 배면 플레이트 요홈부(recess)의 상부 접합 표면에, 그리고 스퍼터 타겟의 측부 접합 표면을 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 접합 표면에 접합하도록 어셈블리를 가압하는 단계를 포함하는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리 형성 방법.
제 19항에 있어서, 상기 요홈부(recess)가 실질적으로 스퍼터 타겟의 형상에상응하는 형상을 가지는 방법.
제 19항에 있어서, 상기 처리 단계는 실질적으로 적어도 스퍼터 타겟 및 배면 플레이트 요홈부(recess) 중 하나의 전 접합 표면을 러프닝하는 것을 포함하는 방법.
제 19항에 있어서, 상기 처리 단계는 스퍼터 타겟의 측부 및 하부 접합 표면을 러프닝하는 것을 포함하는 방법.
제 19항에 있어서, 상기 처리 단계는 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 및 상부 접합 표면을 러프닝 하는 것을 포함하는 방법.
접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리로서;

배면 플레이트의 요홈부(recess) 내에 접합된 스퍼터 타겟을 포함하고,

스퍼터 타겟의 하부 표면 및 배면 플레이트 요홈부(recess)의 상부 표면에 의해 정의되는 제 1 계면을 가지며,

스퍼터 타겟의 측부 접합 표면 및 배면 플레이트 요홈부(recess)의 측부 접합 표면에 의해 정의되는 제 2 계면을 가지는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 24항에 있어서, 제 1 및 제 2 계면은 적어도 약 99%의 표면이 접합된 어셈블리.
제 24항에 있어서, 스퍼터 타겟이 배면 플레이트의 재료에 메몰된 어셈블리.
제 24항에 있어서, 배면 플레이트가 알루미늄, 구리, 철, 티타늄, 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속으로 제작된 장치.
제 24항에 있어서, 상기 스퍼터 타겟이 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트, 크롬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 텅스텐, 실리콘, 탄탈륨, 바나듐, 니켈, 철, 망간, 게르마늄 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속으로 제작된 장치.
제 1항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 2항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 3항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 4항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 8항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 9항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 10항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 11항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 19항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 20항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 21항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 22항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
제 23항의 방법에 의해 제작되는 접합된 스퍼터 타겟/배면 플레이트 어셈블리.
스퍼터 타겟에 있어서,

배면 플레이트에 접합된 하부 표면;

배면 플레이트 내의 내면에 접합된 적어도 약 120micro-inches의 조도(R_a)를 가지는 적어도 하나의 측부를 포함하는 스퍼터 타겟.
제 42항에 있어서, 하부 표면이 적어도 약 120micro-inches의 조도를 가진스퍼터 타겟.