KR20060029622A - 백킹 플레이트에 스퍼터 타겟 부착을 위한 방법 및 디자인 - Google Patents

백킹 플레이트에 스퍼터 타겟 부착을 위한 방법 및 디자인 Download PDF

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KR20060029622A
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찰스 이. 쥬니어 위커샴
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캐보트 코포레이션
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Abstract

타 조립체 부재와의 열 접촉을 제공하기 위하여 하나의 조립체 부재 상에 제공된 돌출부의 열 팽창을 통해서 스퍼터 캐소드 조립체의 구성 부품을 조립하는 방법 및 그 방법에 의해 형성된 스퍼터 캐소드가 설명된다. 방법은 구성 부품이 미리 정해진 접촉 온도 이하로 냉각될 때 종결되는 구성 부재의 일시적인 기계적 부착을 형성한다. 이 방법은 선택적으로 구성 부품들을 함께 상호 체결하는 기계적인 상호체결부를 포함한다.
열 팽창, 백킹 플레이트, 스퍼터 타겟, 스퍼터링, 전극

Description

백킹 플레이트에 스퍼터 타겟 부착을 위한 방법 및 디자인 {METHOD AND DESIGN FOR SPUTTER TARGET ATTACHMENT TO A BACKING PLATE}
본 출원은 본원에 그대로 참조에 의해 합체되어 있는, 2003년 6월 20일 출원된 선원의 미국 가출원 제60/480,196호의 35 U.S.C. §119(e) 하에서의 우선권을 청구한다.
본 발명은 스퍼터링 부품에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 스퍼터 캐소드 조립체의 부품을 결합하는 기계적 방법에 관한 것이다.
스퍼터 적용 분야에서, 스퍼터링이 스퍼터 타겟으로부터 소정의 기판 상에 필름 또는 얇은 층을 증착하기 위해 광범위하게 사용된다. 스퍼터 타겟 및 전극을 포함하는 스퍼터 캐소드 조립체는 불활성 가스로 충전된 챔버 또는 스퍼터링 장치 내에 애노드와 함께 배치될 수 있다. 기판의 수용면이 스퍼터 캐소드 조립체와 애노드 사이의 경로에 수직으로 배향된 상태로, 소정의 기판이 애노드에 인접하여 챔버 내에 위치된다. 고전압 전기장이 스퍼터 캐소드 조립체와 애노드를 가로질러 인가되어, 불활성 가스를 이온화시키고 이를 스퍼터 타겟면을 향해 추진시키는 전기장을 생성한다. 불활성 가스의 이온에 의한 스퍼터 타겟면의 충격은 스퍼터 타겟으로부터 재료를 제거하고, 이 재료는 이어서 기판의 수용면 상에 증착되어 얇은 층 또는 필름을 형성한다.
일반적으로, 스퍼터 캐소드 조립체는 열 및 전기 접촉하는 스퍼터 타겟 및 전극을 포함한다. 예를 들면, 금속 타겟 또는 금속 타겟 블랭크(예를 들면, 탄탈, 티탄, 알루미늄, 구리, 코발트, 텅스텐 등)가 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금과 같은 백킹 플레이트 플랜지 조립체 등의 백킹 플레이트 또는 전극 상에 접합된다. 조립체 부품들 사이의 필요한 열 및 전기 접촉을 성취하기 위해, 타겟 및 백킹 플레이트는 확산 접합, 폭발 접합, 마찰 용접, 가압 끼워맞춤, 에폭시 시멘트 등에 의해서와 같은 금속간 접합(metallurgical bond)에 의해 서로 영구적으로 부착될 수 있다.
접합이 확산 접합, 마찰 용접, 폭발 접합 등에 의해 상승된 온도에서 성취될 때 발생하는 타겟 재료와 백킹 플레이트 재료 사이의 상이한 열 팽창은 금속체에 매우 높은 레벨의 기계적 응력을 생성할 수 있다. 기계적 응력은 종종 스퍼터 타겟의 변형을 유발하고 접합 실패를 유발하여, 스퍼터 타겟이 스퍼터링 공정 중에 얻어진 상승된 온도 동안에 백킹 플레이트로부터 분리될 수 있다. 비교적 높은 온도가 접합부를 형성하는데 사용될 때의 스퍼터 타겟과 백킹 플레이트 사이의 계면 상의 변형률(strain)은 타겟과 백킹 플레이트 사이의 선형 열 팽창 계수의 차이에 접합 온도를 곱하고 타겟의 반경방향 치수를 곱한 값에 비례하고, 또는
ε=R(α1-α2)△T
여기서, ε은 타겟 중심으로부터 거리(R)의 지점에서의 변형률이고, α1 및 α2는 각각 타겟 및 백킹 플레이트의 선형 열 팽창 계수이고, △T는 접합 온도와 실온 사이의 차이이다. 일반적으로, 모든 단위는 미터 단위이고, 온도는 ℃이다. 수학식 1로부터, 타겟 사이즈가 증가할수록 접합부 상의 변형률이 증가하는 것을 알 수 있다. 게다가, 접합 온도가 높을수록, 변형률이 높다. 마지막으로, 변형률은 타겟 및 백킹 플레이트의 열 팽창 계수 사이의 차이가 증가할수록 증가한다. 따라서, 변형률(ε)의 제어는, 컴퓨터 모니터 또는 텔레비전 스크린의 평판 패널 디스플레이에 사용되는 평판 글래스 패널에서와 같은 비교적 대형 영역 기판을 코팅하는데 필요한 대형 영역 스퍼터 캐소드 조립체의 특정 과제를 제시한다.
금속간 접합에 의해 스퍼터 캐소드 조립체를 영구적으로 부착하는데 있어서의 다른 단점은 조립체 부재의 분리가 일반적으로 기계 가공 또는 화학적 에칭과 같은 파괴적인 방식으로 성취된다는 것이다. 백킹 플레이트 플랜지 조립체는 일반적으로 예를 들면, 볼트 구멍, 정렬 마크 및/또는 O-링 홈과 같은 기계 가공이 곤란하고 고가인 특징부들을 포함한다. 스퍼터 캐소드 조립체의 스퍼터 타겟이 소비되거나 다른 방식으로 사용 불가 상태가 될 때, 전체 조립체가 일반적으로 재생을 위해 프로세서로 복귀된다. 플랜지가 스퍼터 타겟과 동일한 재료로 제조되는 조립체에서, 플랜지 및 타겟은 일반적으로 분말 또는 재용융에 적합한 다른 형태로 변환된다. 다르게는, 플랜지는 일반적으로 타겟으로부터 제거되어 개별적으로 재가공된다. 어느 경우든, 플랜지는 플랜지 및 그의 기계 가공된 특징부가 종종 거의 완전한 또는 적어도 사용 가능한 상태에 있음에도 불구하고 파괴된다.
대형 평판 패널 디스플레이 타겟에서 접합 스퍼터 타겟으로부터 전극으로 생 성되는 변형률을 제어하는데 사용되는 통상의 방법은 저용융점 땜납 또는 브레이즈 재료(braze material)를 사용하는 것이다. 땜납 또는 저온 브레이징 기술은 비교적 낮은 접합 온도(T)를 통해 전체 변형률을 감소시키지만, 성취된 접합 강도는 대형 스퍼터 타겟에 불충분할 수 있다. 따라서, R을 감소시키기 위해, 전극에 접합된 다수의 타겟 타일(tile)의 형태의 다중-부품 타겟 구조가 땜납 접합으로부터의 냉각 동안에 상이한 열 팽창으로부터의 변형률을 땜납에 대한 파괴점 이하로 유지하는데 사용된다. 다중-부품 구조를 사용함으로써, 상이한 열 팽창 변형률(ε)이 감소된다. 그러나, 땜납은 조립체의 다중-부품 타겟 세그먼트 사이의 연결부 사이로 돌출할 수 있고 따라서 스퍼터링 중에 아크 형성 및 입자 방출(즉, 오염)의 소스가 된다. 또한, 개별 타겟 타일의 에지의 스퍼터링 거동은 타겟 어레이의 벌크의 스퍼터링 거동과는 상이하여, 감소된 두께 균일도를 갖는 증착 필름을 초래할 수 있다. 다중-부품 스퍼터 타겟 구조를 갖는 일반적인 대형 직사각형 스퍼터 캐소드 조립체의 개략 다이어그램이 도1에 제공되어 있다.
땜납 및 브레이징 기술의 사용이 금속간 접합 부품에 대한 상술한 회수 및 재생 문제점을 회피하지만, 납땜된 스퍼터 캐소드 조립체의 소비된 타겟의 교환은 그럼에도 불구하고 전체 조립체가 스퍼터링 챔버로부터 제거되어 조립체가 납땜 온도로 가열될 것을 필요로 한다. 마찬가지로, 상이한 스퍼터 재료의 스퍼터 타겟의 사용은 전체 스퍼터 캐소드 조립체의 교환을 필요로 한다. 이는 스퍼터 타겟의 교환을 고가의 시간 소모적 공정이 되게 한다.
따라서, 스퍼터 타겟과 전극 사이의 계면에서의 접합 유도 변형률이 종래의 영구적으로 접합된 스퍼터 캐소드 조립체의 접합 유도 변형률보다 작은 스퍼터 캐소드 조립체에 대한 요구가 존재한다. 또한, 그의 부품들이 재생 또는 재사용을 위해 용이하게 회수될 수 있는 스퍼터 캐소드 조립체에 대한 요구가 존재한다. 납땜된 다중-타겟 스퍼터 캐소드 조립체와 관련된 바람직하지 않은 아크 형성 및 오염 문제점을 회피하는 스퍼터 캐소드 조립체에 대한 부가의 요구가 존재한다. 또한, 소비된 스퍼터 타겟이 스퍼터링 챔버로부터 전극을 제거할 필요 없이 용이하게 제거되어 교체될 수 있는 스퍼터 캐소드 조립체에 대한 부가의 요구가 존재한다.
따라서, 본 발명의 특징은 탈리(debonding) 문제점이 조립체 부품 사이에 안전 접합(fail-safe bond)을 제공함으로써 회피되는 스퍼터 캐소드 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 조립체 부품이 비파괴적 수단에 의해 서로로부터 분리될 수 있고 회수된 사용 가능 부품이 재사용되고 및/또는 재생될 수 있는 스퍼터 캐소드 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가의 특징은 다중-타겟 구조의 종래의 납땜된 스퍼터 캐소드 조립체에 존재하는 바람직하지 않은 아크 형성 및 오염 문제점을 회피하는 스퍼터 캐소드 조립체, 특히 넓은 영역 스퍼터 캐소드 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명은 또 다른 특징은 스퍼터 타겟 부품이 스퍼터링 챔버로부터 전극을 또한 제거할 필요성이 없이 용이하게 제거되고 교체될 수 있는 스퍼터 캐소드 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가의 특징 및 장점은 이어지는 상세한 설명에서 부분적으로 설명되고, 부분적으로는 이 상세한 설명으로부터 명백해지고, 또는 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 다른 장점은 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 특히 지적된 요소들 및 조합들에 의해 실현되고 얻어질 수 있을 것이다.
상기 및 다른 장점을 성취하기 위해, 본 발명의 목적에 따르면, 본원에 실시되고 광범위하게 설명된 바와 같이, 본 발명은 측벽을 갖는 복수의 돌출부를 갖는 정합 표면을 구비한 제1 조립체 부재와, 측벽을 갖는 복수의 대응 홈을 갖는 정합 표면을 구비한 제2 조립체 부재를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 홈 내에 수용되고, 열 팽창이 접촉 온도에서의 상기 돌출부의 측벽 및 상기 홈의 측벽의 접촉을 유발하여 제1 및 제2 조립체 부재 사이의 일시적인 기계적 부착을 형성하도록 하는 스퍼터 캐소드 조립체에 관한 것이다. 스퍼터 캐소드 조립체는 제1 및 제2 조립체 부재를 함께 상호 체결하기 위한 기계적 상호 체결부를 선택적으로 포함한다.
본 발명은 또한 스퍼터 타겟에 중간층(interlayer) 또는 백킹 플레이트를 접합하는 단계를 포함하고, 이 스퍼터 타겟은 비금속 스퍼터 타겟 재료가 스퍼터 캐소드 조립체에 사용될 수 있도록 이후에 백킹 플레이트/전극 계면에서의 열 팽창에 의해 전극에 일시적으로 부착되는 스퍼터 캐소드 조립체 형성 방법에 관한 것이다.
상기의 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명 모두는 예시적인 것이고 설명을 위한 것이며, 청구된 바와 같은 본 발명의 부가의 설명을 제공하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 합체되어 그 일부분을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 다양한 태양을 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도1은 다중-부품 넓은 영역 직사각형 스퍼터 캐소드 조립체의 개략 다이어그램이다.
도2는 기계적 상호 체결부의 버전 및 돌출부/홈 부착부의 버전의 분해 단면도가 도시된 본 발명의 스퍼터 캐소드 조립체의 일 버전의 개략 다이어그램이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 캐소드 조립체 형성 방법의 개략 다이어그램이다.
도4는 50℃ 및 80℃에서 접촉하도록 설계된 스퍼터 캐소드 조립체의 스퍼터링 전력 밀도를 갖는 이론적인 스퍼터 타겟 온도 변화를 도시하는 그래프이다.
본 발명에 따른 스퍼터 캐소드 조립체 형성 방법은, 측벽을 갖는 복수의 돌출부를 갖는 정합 표면을 구비한 제1 조립체 부재 및 측벽을 갖는 복수의 대응 홈을 갖는 정합 표면을 구비한 제2 조립체 부재를 위치설정함으로써, 이에 의해 돌출부가 홈 내에 수용되고, 돌출부의 측벽과 홈의 측벽 사이에 간극이 존재하는 단계와, 제1 조립체 부재 또는 제2 조립체 부재 또는 양자 모두를 가열함으로써, 이에 의해 열 팽창이 접촉 온도에서의 돌출부의 측벽과 홈의 측벽의 접촉을 유발하여 제1 조립체 부재와 제2 조립체 부재 사이의 일시적인 기계적 부착을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제1 조립체 부재와 제2 조립체 부재를 함께 기계적으로 상 호 체결하는 단계를 선택적으로 포함한다.
더 상세하게는, 상술한 바와 같은 스퍼터 캐소드 조립체는 두 개의 부품 또는 조립체 부재, 즉 스퍼터 타겟 및 전극을 포함한다. 스퍼터 타겟 부재 및 전극은 임의의 적합한 타겟 등급 및 전극 등급 재료일 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 부착되는 타겟 재료에 대해서, 예는 탄탈, 니오브, 코발트, 티탄, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 전극 재료의 예는 구리, 또는 구리 합금, 탄탈, 니오브, 코발트, 티탄, 알루미늄, 몰리브덴 및 TaW, NbW, TaZr, NbZr, TaNb, NbTa, TaTi, NbTi, TaMo, NbMo 등과 같은 이들의 합금, 또는 강을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스퍼터 타겟 및 전극에 사용된 재료의 유형에 대한 한정은 존재하지 않는다. 본 발명에서, 전극에 부착될 타겟 재료는, 예로서 그대로 본원에 참조에 의해 합체되어 있는 미국 특허 제6,348,113호에 설명된 바와 같은 통상의 타겟 등급 재료일 수 있다. 순도, 표면 조직(texture) 및/또는 입도(grain size) 및 크기 등을 포함하는 다른 특성은 본 발명에 있어 중요하지 않다. 타겟 등급 플레이트 뿐만 아니라 타겟 자체를 제조하는데 사용된 분말은 금속에 대한 임의의 순도를 가질 수 있다. 예로서, 순도는 약 99.5% 이상 및 바람직하게는 99.95% 이상 및 더 바람직하게는 99.99% 이상, 또는 99.995% 이상 또는 99.999% 이상과 같은 99% 이상일 수 있다. 타겟 등급 플레이트는 임의의 적합한 입도(예를 들면, 300 미크론 미만, 100 미크론 미만, 50 미크론 미만, 20 미크론 미만의 평균 입도) 및/또는 표면 조직을 가질 수 있다. 예를 들면, 표면 조직은 타겟의 표면 상에 또는 전체 두께에 걸쳐 있을 수 있는 랜덤, 주 (111) 표면 조직, 또는 주 (100) 표면 조직일 수 있다. 바람직하게는, 표면 조직은 균일한다. 또한, 타겟은 타겟의 표면에 걸쳐 또는 전체 두께에 걸쳐 혼합 (111):(110) 표면 조직을 가질 수 있다. 게다가, 타겟은 실질적으로 (100) 표면 조직 띠(texture banding)의 공극과 같은 실질적으로 표면 조직 띠의 공극일 수 있다. 본 발명은 임의의 유형의 스퍼터 타겟 및 전극을 갖는 스퍼터 캐소드 조립체 제조 방법을 제공한다.
스퍼터 타겟 및 전극은, 예를 들면 그대로 본원에 참조에 의해 합체되어 있는 2003년 2월 25일 출원된 미국 특허 출원 제60/450,196호에 설명된 바와 같은 임의의 형상 및/또는 치수를 가질 수 있다. 예로서, 스퍼터 타겟은 원형, 직사각형일 수 있고, 또는 스퍼터링에 적합한 임의의 다른 기하학적 형상일 수 있다. 스퍼터 타겟의 크기 또는 표면적은 통상의 크기 또는 후술하는 크기를 포함하는 임의의 적합한 크기일 수 있다. 바람직하게는, 스퍼터 타겟 및 전극은 실질적으로 동일한 형상 및 동일한 치수이다. 선택적으로, 전극은 타겟의 치수를 초과하는 치수를 가질 수 있고, 또는 다르게는 타겟 등급 플레이트는 전극의 치수를 초과하는 치수를 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 타겟 및 전극 모두는 약 0.3048 m(1 ft) 이하 내지 약 1.524 m(5 ft) 이상의 길이, 약 0.3048 m(1 ft) 이하 내지 약 1.524 m(5 ft) 이상의 폭, 또는 약 0.1524 m(6 in) 이하 내지 약 1.524 m(5 ft) 이상의 직경을 갖는 실질적으로 직사각형 또는 원형 형상이다. 그 이내의 임의의 치수 또는 범위가 사용될 수 있다. 다른 형상의 타겟 등급 플레이트 및 전극이 유사한 표 면적을 가질 수 있다. 스퍼터 캐소드 조립체의 다른 치수는 1.5 m2 초과의 스퍼터 표면적을 포함한다. 바람직한 스퍼터 표면적은 약 1.5 내지 약 10 m2 및 바람직하게는 약 2 내지 약 6 m2이다. 본 발명의 다른 태양을 설명하는 다른 방법은, 부착된 타겟/전극이 길이에 대해 1.5 m 이상 및 폭에 대해 1.5 m 이상의 직사각형 치수 또는 조립체 플레이트가 원형이면, 적어도 1.5 m의 원형 직경을 갖는 스퍼터 캐소드 조립체이다. 바람직한 치수는 1.5 내지 약 3 m의 길이 및 약 1.5 내지 약 3 m의 폭이다. 유사하게, 원형 직경은 약 1.5 내지 약 3 m 이상일 수 있다. 상기에 지시된 바와 같이, 이러한 큰 스퍼터 표면적에 의해, 모자이크 스퍼터 타겟 또는 서로의 옆에 배치된 일련의 스퍼터 타겟의 필요성이 회피되거나 최소화될 수 있다. 모자이크를 형성하도록 단일 타겟 또는 적은 타겟을 사용함으로써, 더 균일한 스퍼터링된 얇은 필름이 커패시터 영역, 플라즈마 스크린 영역 등을 포함하는 다양한 용도에서 성취될 수 있다. 더욱이, 스퍼터 캐소드 조립체는 중공 캐소드 마그네트론 스퍼터 타겟일 수 있고, 정지형 또는 회전형 영구 또는 전극 자석을 구비하는 평면형 마그네트론 조립체와 같은 다른 유형의 스퍼터 타겟일 수 있다.
전극 및 타겟 재료의 두께는 스퍼터 캐소드 조립체를 형성하기 위해 사용된 임의의 적합한 두께일 수 있다. 대안적으로, 전극 및 전극에 부착될 타겟 재료 또는 다른 금속 플레이트는 소정 적용을 위한 임의의 적합한 두께일 수 있다. 전극 및 타겟 재료의 적합한 두께의 예는 약 6.35 mm(0.25 in) 이하 내지 약 50.8 mm(2 in) 이상의 두께를 갖는 전극 및 약 1.524 mm(0.06 in) 내지 약 25.4 mm(1 in) 이 상의 범위의 두께를 갖는 타겟을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 실시하는데 사용된 타겟 부재는 두 개의 대향 측면, 스퍼터 표면 및 정합 표면을 포함한다. 본 발명을 실시하는데 사용된 전극 부재는 두 개의 대향 측면, 정합 표면 및 이면을 포함한다. 바람직하게는, 이면은 수냉되도록 구성된다. 그대로 본원에 참조에 의해 합체되어 있는 미국 특허 제5,676,803호에 설명된 조립체가 본 발명에 사용될 수 있다. 부착 계면은 타겟 부재와 전극 부재의 정합 표면 사이의 영역에 의해 형성된다. 본 발명의 방법에 의한 조립체 부재들 사이의 일시적인 기계적 부착은 열 및 전기 접촉이 조립체 부재 사이에 이루어지도록 정합 표면 사이의 상당한 접촉을 바람직하게 초래한다.
스퍼터 타겟 재료의 열 팽창 계수가 클 때, 스퍼터 타겟은 전극에 직접 부착될 수 있다. 비교적 큰 열 팽창 계수를 갖는 재료의 예는 알루미늄 및 그 합금과, 구리 및 그 합금을 포함한다. 그러나, 실제 관심이 있는 다른 스퍼터 타겟 재료는 낮은 열 팽창 계수를 갖고, 따라서 직접 부착되기가 곤란할 수 있다. 이들 재료의 예는 탄탈, 텅스텐, 니오브, 코발트 및 티탄을 포함한다. 이들 재료에 있어서, 높은 열 팽창 재료가 스퍼터 타겟 재료에 접합될 수 있고 이 백킹 플레이트 재료는 이 접합된 층에 형성된 돌출부 또는 홈을 가질 수 있다. 이 백킹 플레이트 재료를 타겟 재료에 접합하기 위한 방법은 확산 접합, 폭발 접합, 땜납, 마찰 용접, 용접 및 가압 끼워맞춤을 포함한다. 임의의 통상의 접합 기술이 사용될 수 있다. 도2에 제공된 개략 다이어그램은 스퍼터 타겟과 전극 사이의 백킹 플레이트 재료를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스퍼터 캐소드 조립체는 스퍼터 타겟과 전극 사이에 배치된 백킹 플레이트 및/또는 중간층을 포함한다. 상술한 바와 같이, 백킹 플레이트는 폭발 접합, 확산 접합, 마찰 용접, 가압 끼워맞춤, 저항 용접, 땜납, 브레이징 또는 용접과 같은 임의의 통상의 방법에 의해 스퍼터 타겟의 정합 표면에 바람직하게 접합된다. 이와 같이, 본 발명에 따라 그와 함께 부착에 의해 전극을 접촉하는 백킹 플레이트 표면은, 전극의 정합 표면을 따라 부착 계면을 형성하는 정합 표면이다. 백킹 플레이트 조립체 부재는 지르코늄, 티탄, 구리, 알루미늄, 크롬, 탄탈, 니오브, 은 및 이들의 합금, 또는 강을 포함하는 임의의 적합한 재료일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본원에 사용될 때, 본 발명의 방법에 따라 스퍼터 타겟의 정합 표면에 형성된 특징의 설명은 또한 선택적인 백킹 플레이트 조립체 부재의 정합 표면을 칭한다.
본 발명의 스퍼터 캐소드 조립체 부재는 상이한 열 팽창 계수를 갖는 재료로 제조될 수 있다. 홈은 돌출부를 갖는 조립체 부재가 상부에 형성되는 재료의 열 팽창 계수보다 크거나 또는 작은 열 팽창 계수를 갖는 조립체 부재(즉, 타겟, 전극, 또는 백킹 플레이트)의 정합측에 형성될 수 있다. 홈은 기계 가공 및/또는 밀링을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 스퍼터 타겟, 백킹 플레이트, 또는 전극의 정합 표면에 형성될 수 있다. 홈은 연장된 홈 트랙 또는 채널이 형성되도록 하는 길이방향 치수를 갖도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 홈 채널은 연속적인 리세스 형성 트랙을 형성하도록 환형이다. 하나 이상의 홈 채널이 정합 표면에 형성될 수 있다. 다수의 홈 채널이 동심으로 배열될 수 있다.
홈 채널의 개구는 돌출부를 갖는 조립체 부재 상에 돌출부를 수용하도록 구성된다. 즉, 홈 개구는 돌출부가 개구 내로 통과하는 것을 허용하는데 충분한 치수 및 형상이다. 홈의 개구의 내부에서, 홈의 직경은 증가되고, 감소되고, 또는 일정하게 유지될 수 있다. 홈의 내부는 임의의 형상 및/또는 체적일 수 있다. 홈 형상은 규칙적 또는 불규칙적일 수 있다. 홈의 단면은 일반적으로 정사각형, 직사각형, “T", "L", 반원형, 절두 삼각형, 첨단형(cusp), 나비넥타이형(bowtie) 등을 형성할 수 있다. 또한, 하나 이상의 홈 채널을 갖는 조립체 부재에 대해, 홈 채널들 중 임의의 것의 형상은 상이할 수 있다. 또한, 임의의 하나의 홈 채널은 홈 채널의 길이를 따라 형상이 변경될 수 있다. 홈은 0.254 mm(0.01 in) 이하 내지 약 12.7 mm(0.5 in) 이상, 바람직하게는 약 0.635 mm(0.025 in) 내지 약 1.91 mm(0.075 in)와 같은 임의의 깊이일 수 있다.
돌출부는 임의의 조립체 부재, 즉 스퍼터 타겟, 전극 또는 백킹 플레이트의 정합 표면에 형성될 수 있다. 돌출부는 기계 가공 및 밀링을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 조립체 부재의 정합 표면에 형성될 수 있다. 돌출부는 말단부와, 조립체 부재의 정합 표면에 부착되는 대향 기단부를 갖는다. 말단부는 홈-포함 조립체 부재의 대응 홈의 개구에 돌출부가 진입하는 것을 허용하도록 하는 형상 및 치수이다. 돌출부는 임의의 크기 또는 형상일 수 있다. 돌출부의 단면은 일반적으로 직사각형, 삼각형, 또는 다른 적합한 형상을 형성할 수 있다. 돌출부는 임의의 규칙적 또는 불규칙적 형상일 수 있다. 돌출부는 원통, 원추, 절두 원추, 입방체, 직평행 육면체, 피라미드, 오벨리스크(ovaliscue), 웨지 등의 형상일 수 있 다.
돌출부는, 돌출부가 다른 조립체 부재의 정합측 상의 대응 홈과 정합될 수 있도록 조립체 부재의 정합측 상에 배열된다. 특히, 홈-포함 부재는 돌출부-포함 부재 상의 돌출부의 수보다 큰 수의 홈 채널을 포함할 수 있다. 즉, 모든 홈이 대응 돌출부를 가질 필요는 없다. 돌출부는 원하는 바에 따라 이격될 수 있다. 예를 들면, 돌출부는 연속적인 리지를 근사화하기 위해 서로 일렬로 접근하여 이격될 수 있다. 다수의 돌출부가 열들로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 돌출부는 원형으로 배열된다. 다수의 열의 돌출부가 홈-포함 부재의 홈에 정합하도록 사용될 수 있다. 바람직하게는, 다수의 열의 돌출부는 동심으로 배열된다. 열 내의 임의의 하나의 돌출부의 형상 및 치수는 동일 열 내의 다른 돌출부와 유사하거나 상이할 수 있다. 마찬가지로, 동심 열의 돌출부는 유사하거나 상이한 형상 및 치수의 돌출부를 포함할 수 있다. 그의 기단부로부터 말단부까지 측정된 돌출부의 높이는 약 0.254 mm(0.01 in) 이하 내지 약 12.7 mm(0.5 in) 이상, 바람직하게는 약 1.27 mm(0.05 in) 내지 약 5.08 mm(0.2 in)일 수 있다. 돌출부는 약 0.065 mm2(0.0001 in2) 내지 약 161.19 mm2(0.25 in2)과 같은 임의의 단면적일 수 있다. 바람직하게는, 돌출부는 고강도 구리-지르코늄, 구리-크롬, 또는 구리-아연 합금으로 제조된다.
바람직하게는, 일단 열 접촉 홈 및 돌출부가 형성되면, 스퍼터 타겟은 타겟의 바람직하게는 4개의 코너가 전극의 외측에 있도록 중심선 대해 타겟을 회전시킴 에 의해서 전극에 부착될 수 있다. 타겟은 그런 후 홈과 돌출부가 맞물리도록 전극 내부로 이동된다. 타겟은 그런 후 타겟이 전극에 대하여 정렬 또는 맞춰지도록 회전된다. 도3은 하나의 타겟 부착 방법의 개략적인 다이어그램이다. 제1 조립체 부재 및 제2 조립체 부재를 위치설정하는 것은 각각의 돌출부가 그 돌출부가 수용되는 대응 홈을 갖도록 서로 인접하여 정렬하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 돌출부는 제1 및 제2 조립체 부재가 실질적으로 접촉되어 배치되도록 홈 내부에 완전히 수용된다. 바람직하게는 위치설정은 제1 조립체 부재 및 제2 조립체 부재를 서로에 대해 회전시키는 것을 포함하여, 돌출부가 홈에 수용된다.
제1 조립체 부재 또는 제2 조립체 부재 또는 양자 모두를 가열하는 것은 임의의 방법에 의해서이며, 바람직하게는 스퍼터링 공정에 의해서 달성된다. 가열은 임의의 온도로부터 일 수 있으며, 바람직하게는 대기온 또는 실온부터이다. 조립체 부재의 가열은 조립체 부재의 녹는점 아래의 임의의 온도까지 일 수 있다. 바람직하게는, 대기온에서, 돌출부의 적어도 하나의 측벽과 각각의 홈의 적어도 하나의 측벽 사이에는 갭이 존대한다. 가열은 바람직하게는 열 팽창이 접촉 온도에서 돌출부의 측벽과 홈의 측벽의 접촉을 유발하는 온도까지이다. 접촉 온도는 제1 조립체 부재 상의 돌출부가 제2 조립체 부재 상의 홈과 열 팽창으로 접촉하게되는 온도이다. 타겟이 접촉 온도에 도달하기 전에, 타겟 온도는 스퍼터링 파워 밀도를 증가시킴에 따라 급속하게 증가한다. 접촉이 달성되기 전에, 타겟과 전극 사이의 열 전달은 최저이다. 그러나, 일단 접촉이 달성되면, 접촉의 면적은 타겟과 바람직하게는 수냉 전극 사이의 양호한 열 전달을 제공한다. 그런 후 타겟에서 온도 증가의 속도는 안정한 타겟 온도가 유지되도록 크게 감소된다. 2개의 접촉 온도 50 ℃ 및 80 ℃에 대한 스퍼터링 파워에 따른 타겟 온도의 변화가 도4에 제공되어 있다.
돌출부의 측벽 및 홈의 측벽의 접촉은 바람직하게는 제1 조립체 부재 및 제2 조립체 부재 사이의 일시적인 기계적 부착을 형성한다. 바람직하게는, 홈과 돌출부의 위치 및 치수는 각각의 홈과 이의 대응 돌출부가 제1 조립체 부재 또는 제2 조립체 부재 또는 양자 모두의 가열 동안 열팽창에 기인하여 접촉하도록 미리 정해진다. 보다 바람직하게는, 홈과 돌출부의 위치 및 치수는 각각의 홈과 이의 대응 돌출부가 동일한 접촉 온도에서의 열팽창에 기인하여 접촉하도록 미리 정해진다. 각각의 돌출부/홈 조합의 미리정해진 위치 및 치수는 타겟 재료의 열팽창 방정식에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들면, 실온(예컨대, 20 ℃)에서, 돌출부와 홈 사이의 갭은 D = Rα(Tc-20)으로 주어지고, 여기서 R은 조립체 중심으로부터의 돌출부/홈의 반경방향 거리이고, α는 돌출부 재료의 열팽창 계수이고, Tc는 돌출부의 측벽과 홈의 측벽 사이에서 접촉이 일어나는 온도이다. 바람직하게는, 전극은 스퍼터링 공정 동안에 능동적으로 냉각되어, 약 20 ℃ 근처의 온도를 유지한다. 표 1은 1.76E-05 ppm/C의 팽창 계수(α)를 갖는 C18200 Cu-Cr 합금 타겟 중간층에 대한 다양한 접촉 온도(Tc)에서 그리고 조립체 중심에서의 다양한 반경(R)에서 돌출부/홈에 대한 관련 갭 치수 데이터를 제공한다.
Figure 112005074521985-PCT00001
접촉 온도에서의 돌출부의 측벽과 홈의 측벽의 접촉은 바람직하게는 제1 조립체 부재와 제2 조립체 부재 사이에 일시적인 기계적 부착을 형성한다. 바람직하게는 측벽들 사이에 존재하는 갭은 측벽들 사이의 접촉이 각각의 돌출부에 대해 실질적으로 동시에 일어나도록 미리 정해진 치수를 갖는다. 바람직하게는, 갭은 접촉 온도가 대략 30부터 300 ℃ 이상 까지이도록 미리 정해진 치수를 갖는다. 이 온도 범위는 단지 하나의 가능한 범위이다. 사용되는 금속의 종류는 최선의 온도 범위를 결정할 것이다. 예를 들면, 접촉 온도의 증가는 측벽 재료의 항복 강도를 감소시킬 수 있어서, 따라서 더 낮은 접촉 온도가 바람직하다. 타겟 조립체를 위한 접촉 온도는 바람직하게는 측벽들의 접촉 표면에서 생성되는 응력이 측벽 재료의 항복 응력보다 적은 온도이다. 바람직하게는, 일시적인 기계적 부착은 조립체 부재의 정합 표면을 열 접촉 상태에 위치시킨다. 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟일 수 있고, 제2 조립체 부재는 백킹 플레이트일 수 있다. 제1 조립체 부재는 전극일 수 있고, 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟일 수 있다. 다르게는, 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트일 수 있고, 제2 조립체 부재는 전극일 수 있다. 더욱이, 제1 조립체 부재는 전극일 수 있고, 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트일 수 있다. 조립 부재를 냉각하거나 조립 부재가 접촉 온도 이하까지 냉각되는 것을 허용함에 의해서, 돌출부/홈의 측벽들 사이의 접촉이 상실되어, 일시적인 기계적 부착이 종결되게 한다. 이 때, 스퍼터 타겟은 전극으로부터 비파괴적으로 제거될 수 있다. 그런 후 다른 스퍼터 타겟이 본 발명의 방법에 의해서 전극에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스퍼터 캐소드 조립체를 형성하는 방법은 제1 조립체 부재와 제2 조립체 부재를 함께 기계적으로 상호체결하는 것을 더 포함한다. 기계적으로 상호체결하는 것은 돌출부가 홈 내에 수용되도록 제1 및 제2 조립체 부재를 위치설정하기 전에 또는 위치설정하는 동안 또는 위치설정한 후에 달성될 수 있다. 바람직하게는, 기계적 상호체결은 제1 및 제2 조립체 부재의 위치 설정과 동시에 일어난다. 바람직하게는, 기계적인 상호 체결은 제1 및 제2 조립체 부재를 서로에 대하여 회전시키는 것을 포함한다. 기계적인 상호체결을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 기계적인 상호체결은 제1 조립체 부재 및 제2 조립체 부재를 서로에 대하여 회전시키는 것을 포함한다. 기계적인 상호체결을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 기계적인 상호체결부가 정합 표면 상에 제공될 수 있다. 기계적인 상호체결부는 밀링 또는 기계가공과 같은 임의의 적절한 방법에 의해서 정합 표면 상에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 조립체 부재를 기계적으로 상호체결하는 것은 전기적인, 열적인, 또는 물리적인 접촉 상태로 정합 표면들을 위치시킬 수 있다. 바람직하게는, 기계적인 상호체결부는 스퍼터 캐소드 조립체의 가열이 조립 부재들 사이에 일시적인 기계적 부착을 형성할 때까지 정합 표면들 사이의 물리적인 접촉을 유지할 정도이면 충분하다. 기계적인 상호체결부는 리세스 및 돌기의 표면이 인접하여 상호체결부를 형성하도록 일 정합 표면에 형성된 리세스와 다른 정합 표면에 형성된 대응 돌기의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들면, 기계적인 상호체결부는 사다리꼴 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 사다리꼴 형상의 리세스를 포함할 수 있다. 기계적인 상호체결부는 “T" 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 ”T" 형상의 리세스를 포함할 수 있다. 기계적인 상호체결부는 “L" 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 ”L" 형상의 리세스를 포함할 수 있다. 또한, 기계적인 상호체결부는 삼각형 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 삼각형 형상의 리세스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 정합 표면은 돌기 및 리세스 모두를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 기계적인 상호체결부 구성은 기계적인 상호체결이 중심선이 오프셋되도록 조립체 부재를 위치설정한 후 하나 또는 다른 하나 또는 양자를 회전시켜서 직사각형 조립 부재가 실질적인 맞춤 상태로 되게 하도록 직사각형 조립체 부재의 하나 이상의 코너부에 제공된다. 공정에서, 돌기는 대응 리세스 내부에 삽입되어 수용되고 조립 부재는 그에 의해서 상호체결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 기계적인 상호체결 구성은 조립체 부재의 중심 영역 내에 제공된다. 이 특정 실시예에서, 리세스는 정합 표면이 상호인접하여 배치될 때 돌기가 리세스 내부로 들어가는 것을 허용할 정도로 큰 개구 슬롯을 포함하고, 조립체 부재들을 서로에 대해 회전시킴에 의해서 리세스 내부의 최종 위치까지 돌기가 회전된다. 바람직하게는, 기계적인 상호체결은 핸들링 동안, 예를 들면 수직 또는 현수된 수평 위치로 스퍼터링 챔버 내부에서 위치될 때 분리됨이 없이 조립체 부재들이 그들의 정합 표면에서 서로 고정되는 것을 허용한다. 기계적인 상호체결부를 형성하기 위한 사다리꼴 홈 및 돌기의 개략적인 다이어그램이 도2에 제공되어 있다.
본 발명의 이전에 설명된 변형예는 스퍼터 타겟과 전극 사이의 열 접촉을 제공하는 열팽창 접촉을 이용하여 대형의 직사각형 스퍼터 조립체를 조립할 때, 납땜이 필요하지 않으며 타겟은 스퍼터링 시스템으로부터 전극을 제거하지 않고 교체될 수 있는 것을 포함하는 이점을 가질 수 있다. 이는 타겟을 교체하는 데 요구되는 시간을 크게 감소시킨다. 또한 이 조립 방법은 타겟이 스퍼터링 동안 타겟 아크 형성을 크게 감소시키는 단일편 구조인 것을 허용하여, 증착된 필름의 결함을 감소시킨다.
본 발명의 다른 실시예가 여기서 개시된 본 발명의 본 명세서 및 실시의 고려로부터 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 예는 후속 청구범위에 의해서 지시되는 본 발명의 진정한 범위 및 기술 사상 및 이의 등가물에 대한 예시로서만 고려되는 것이 의도된다.

Claims (52)

  1. 스퍼터 조립체를 형성하는 방법이며,
    측벽을 갖는 복수의 돌출부를 갖는 정합 표면을 구비하는 제1 조립체 부재 및 측벽을 갖는 복수의 대응 홈을 갖는 정합 표면을 구비하는 제2 조립체 부재를, 상기 돌출부가 상기 홈 내부에 수용되고 상기 돌출부의 측벽과 상기 홈의 측벽 사이에 갭이 존재하도록 위치설정하는 단계와,
    상기 제1 조립체 부재 및 상기 제2 조립체 부재 사이에 일시적인 기계적 부착을 형성하는 접촉 온도로 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재 또는 양자 모두를 가열하여, 열 팽창에 의해서 상기 돌출부의 측벽과 상기 홈의 측벽의 접촉을 유발하는 단계를 포함하는 스퍼터 조립체를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재와 상기 제2 조립체 부재를 기계적으로 상호체결하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기계적으로 상호 고정하는 단계는 상기 제1 조립체 부재 및 상기 제2 조립체 부재를 서로에 대하여 회전시킴에 의해서 달성되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정합 표면 상에 하나 이상의 기계적인 상호체결부를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치설정시키는 단계는 상기 제1 조립체 부재 및 상기 제2 조립체 부재를 서로에 대해 회전시킴으로써 상기 돌출부가 상기 홈에 수용되게 하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟을 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 백킹 플레이트를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 전극을 포함하고 상기 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟을 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟이고, 상기 스퍼터 타겟은 직사각형 형상을 갖는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 코발트, 티탄, 구리, 알루미늄, 탄탈, 니오브, 니켈, 몰리브덴, 지르코늄, 하프늄, 금, 은 또는 이들의 합금을 포함하는 스퍼터 타겟인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 구리, 알루미늄, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 전극인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트이고, 상기 제2 조립체 부재는 전극을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈, 티탄, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 전극을 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 구리, 알루미늄, 티탄, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 스퍼터링 단계를 포함하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 원통형 또는 이들의 조합인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 동심형 열인 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 홈은 홈 채널을 포함하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 홈은 동심 홈 채널을 포함하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 갭은 각각의 상기 돌출부에 대해서 상기 접촉이 실질적으로 동시에 일어나도록 미리 정해진 치수를 갖는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 갭은 상기 접촉 온도가 대략 30 내지 대략 300 ℃ 이도록 미리 정해진 치수를 갖는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 정합 표면은 상기 기계적 부착부에 의해서 열 접촉 상태에 위치되는 방법.
  23. 스퍼터 조립체이며,
    측벽을 갖는 복수의 돌출부를 갖는 정합 표면을 구비하는 제1 조립체 부재와,
    측벽을 갖는 복수의 대응 홈을 갖는 정합 표면을 구비하는 제2 조립체 부재를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 홈 내에 수용되고, 상기 돌출부의 측벽과 상기 홈의 측벽은 접촉 온도에서 상기 제1 조립체 부재와 상기 제2 조립체 부재 사이의 일시적인 기계적 부착을 형성하도록 구성된 스퍼터 조립체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재와 상기 제2 조립체 부재를 상호체결하기 위한 기계적 상호체결부를 더 포함하는 스퍼터 조립체.
  25. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체는 서로에 대한 상기 정합 표면의 회전에 의해서 기계적으로 상호체결되도록 구성된 스퍼터 조립체.
  26. 제24항에 있어서, 상기 기계적인 상호체결부는 상기 제1 조립체 부재와 상기 제2 조립체 부재를 상호체결하기 위하여 상기 접합 표면 상에 형성되는 스퍼터 조립체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 기계적인 상호체결부는 사다리꼴 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 사다리꼴 형상의 리세스를 포함하는 스퍼터 조립체.
  28. 제26항에 있어서, 상기 기계적인 상호체결부는 “T" 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 "T" 형상의 리세스를 포함하는 스퍼터 조립체.
  29. 제26항에 있어서, 상기 기계적인 상호체결부는 "L" 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 "L" 형상의 리세스를 포함하는 스퍼터 조립체.
  30. 제26항에 있어서, 상기 기계적인 상호체결부는 삼각형 형상의 돌기를 수용하도록 구성된 삼각형 형상의 리세스를 포함하는 스퍼터 조립체.
  31. 제23항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 제1 조립체 부재와 상기 제2 조립체 부재를 서로에 대해 회전함에 의해서 상기 홈 내에 수용되도록 구성된 스퍼터 조립체.
  32. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟을 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 백킹 플레이트를 포함하는 스퍼터 조립체.
  33. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 전극을 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟을 포함하는 스퍼터 조립체.
  34. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 직사각형 형상의 스퍼터 타겟인 스퍼터 조립체.
  35. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 코발트, 티탄, 구리, 알루미늄, 탄탈, 니오브, 니켈, 몰리브덴, 지르코늄, 하프늄, 금, 은 또는 이들의 합금을 포함하는 스퍼터 타겟인 스퍼터 조립체.
  36. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재 또는 상기 제2 조립체 부재는 구리, 알루미늄, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 전극인 스퍼터 조립체.
  37. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트를 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 전극을 포함하는 스퍼터 조립체.
  38. 제37항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 알루미늄, 구리, 탄탈, 티탄, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 스퍼터 조립체.
  39. 제37항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 폭발 접합, 확산 접합, 마찰 용접, 가압 끼워맞춤, 저항 용접, 솔더링, 브레이징 또는 용접에 의해서 상기 스퍼터 타겟에 접합되는 스퍼터 조립체.
  40. 제23항에 있어서, 상기 제1 조립체 부재는 전극을 포함하고, 상기 제2 조립체 부재는 스퍼터 타겟에 접합되는 백킹 플레이트를 포함하는 스퍼터 조립체.
  41. 제40항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 알루미늄, 구리, 탄탈, 티탄, 이들의 합금 또는 강을 포함하는 스퍼터 조립체.
  42. 제40항에 있어서, 상기 백킹 플레이트는 폭발 접합, 확산 접합, 마찰 용접, 가압 끼워맞춤, 저항 용접, 솔더링, 브레이징 또는 용접에 의해서 상기 스퍼터 타겟에 접합되는 스퍼터 조립체.
  43. 제23항에 있어서, 상기 열 팽창은 상기 스퍼터링 타겟 조립체를 스퍼터링함에 의해서 달성되는 스퍼터 조립체.
  44. 제23항에 있어서, 상기 돌출부는 원통형, 직사각형 또는 이들의 임의의 조합인 스퍼터 조립체.
  45. 제23항에 있어서, 상기 돌출부는 동심형 열을 포함하는 스퍼터 조립체.
  46. 제23항에 있어서, 상기 홈은 홈 채널을 포함하는 스퍼터 조립체.
  47. 제23항에 있어서, 상기 홈은 동심형 홈 채널을 포함하는 스퍼터 조립체.
  48. 제23항에 있어서, 상기 돌출부의 각각은 개별 홈에 실질적으로 동시에 접촉하는 스퍼터 조립체.
  49. 제23항에 있어서, 상기 접촉 온도는 대략 30 내지 300 ℃인 스퍼터 조립체.
  50. 제23항에 있어서, 상기 정합 표면은 상기 기계적인 부착부에 의해서 열 접촉 상태에 위치되도록 구성되는 스퍼터 조립체.
  51. 제23항에 있어서, 상기 홈과 상기 돌출부가 상기 접촉 온도보다 낮은 온도에 있을 때 상기 홈의 상기 측벽과 상기 돌출부의 상기 측벽 사이에는 갭이 존재하는 스퍼터 조립체.
  52. 제51항에 있어서, 각각의 상기 갭은 상기 돌출부의 측벽, 상기 홈의 상기 측벽 또는 둘다의 측벽의 열 팽창에 의해서 동시에 폐쇄되도록 구성된 스퍼터 조립체.
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