KR20100040799A - 커플링된 타겟 어셈블리를 위한 타겟 디자인 및 관련 방법, 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

커플링된 타겟 어셈블리를 위한 타겟 디자인 및 관련 방법, 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

a) 타겟 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트; b) 적어도 타겟 표면 컴포넌트의 부분에 연결된 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 코어 백킹(core backing) 컴포넌트를 포함하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역에 끼워지는 스퍼터링 타겟이 개시된다. 몇몇 구현으로, 상기 타겟 표면 컴포넌트, 코어 백킹 컴포넌트 또는 이들의 조합은 코어 백킹 컴포넌트의 뒷면, 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합에 커플링되거나 배치된 적어도 하나의 표면 특징을 가지며, 여기서 상기 표면 특징은 타겟 표면 컴포넌트의 냉각 효율성을 증가시킨다. a) 표면 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트를 제공하는 단계; b) 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 제공하는 단계; c) 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분이 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방 영역에 끼워지며, 커플링 표면을 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 커플링하는(coupling) 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟의 형성 방법 또한 개시된다.
스퍼터링 타겟, 냉각 효율성

Description

커플링된 타겟 어셈블리를 위한 타겟 디자인 및 관련 방법, 제조 방법 및 이의 용도{TARGET DESIGNS AND RELATED METHODS FOR COUPLED TARGET ASSEMBLIES, METHODS OF PRODUCTION AND USES THEREOF}
본 발명의 대상의 분야는 용접(welded) 그리고/또는 기계적으로 결합되고, 고강도 코어 재료(core material)를 갖는 커플링된(coupled) 스퍼터링 타겟(sputtering target)디자인 및 용도에 관한 것이다.
전자 및 반도체 컴포넌트가 계속 증가하는 수의 소비자 및 상업적 제품, 통신 제품 및 데이터-교환 제품에 의해 사용된다. 이러한 소비자 및 상업적 제품의 몇몇 예는 텔레비전, 컴퓨터, 휴대폰, 휴대용 소형 무선 호출기(pager), 손바닥-형(palm-type) 또는 포켓용(handheld) 오거나이저(organizer), 휴대용 라디오, 자동차 스테레오, 또는 리모콘 등이 있다. 이러한 소비자 및 상업적 전자제품의 요구가 증가함에 따라, 상기 소비자 및 기업을 위해 동일한 제품을 보다 작게 그리고 보다 휴대가 편하도록 하는 요구가 또한 존재한다.
이러한 제품에서 크기가 감소함게 따라, 상기 제품이 포함하는 컴포넌트 또한 작아지고 그리고/또는 얇아져야 한다. 크기 또는 스케일이 감소될 필요가 있는 이러한 컴포넌트의 몇몇 예는 마이크로전자공학 칩 상호접속(microelectronic chip interconnection), 반도체 칩 컴포넌트, 레지스터, 캐패시터(capacitor), 인쇄회로 또는 배선판(wiring board), 배선, 키보드, 터치 패드, 및 칩 패키징이다.
전자 및 반도체 컴포넌트의 크기 또는 스케일이 감소되는 경우, 장치에서 요구되는 임계 치수 당 치명적 불량(killer defect) 크기가 현저하게 감소한다. 따라서, 필요한 경우 상기 컴포넌트가 보다 작은 전자 제품으로 스케일이 감소되기 전에, 보다 큰 컴포넌트에 존재하거나 또는 존재할 수 있는 불량이 확인되고 수정되어야 한다.
전자, 반도체 및 통신 컴포넌트에서 결정적인 불량을 확인하기 위해 사용된 컴포넌트, 재료 및 이러한 컴포넌트를 제조하기 위한 제조 공정이 분해되고 분석되어야 한다. 전자, 반도체 및 통신/데이터-교환 컴포넌트는 몇몇 경우에서 금속, 금속 합금, 세라믹, 무기 재료, 폴리머, 또는 유기금속 재료와 같은 재료의 층으로 구성된다. 재료의 층은 종종 얇다(대략 두께에 있어서 수심 옹스트롬 미만). 상기 재료층의 품질 향상을 위해, 상기 층을 형성하는 과정-금속 또는 다른 화합물의 물리적 증기 증착과 같은-이 평가되어야 하고, 가능하다면 수정되고 향상되어야 한다.
재료 층의 증착(deposit) 공정을 향상시키기 위해, 표면 및/또는 재료 조성이 평가되고, 정량되고 결함 또는 결점이 검출되어야 한다. 재료의 층 또는 층들의 증착의 경우, 감시(monitor)되어야 하는 것은 실제 재료의 층 또는 층들뿐만 아니라 재료 및 기판 또는 관리되어야 하는 다른 표면 상의 재료 층의 제조에 사용되는 재료의 표면도 또한 감시되어야 한다. 예를 들어, 금속 층을 상기 금속을 포함하는 타겟(target)의 스퍼터링에 의해 표면 또는 기판 상에 증착하는 경우, 상기 타겟은 고르지 않은 웨어(uneven wear), 타겟 변형, 타겟 결함 및 다른 관련된 상태에 관하여 감시되어야 한다. 스퍼터링 타겟의 고르지 않은 웨어(uneven wear)는 피할 수 없으며, 마그넷(magnet) 디자인의 작용이고, 타겟의 수명을 감소시키며, 몇몇의 경우에서는 기판 표면 상 금속의 증착을 적게 하거나 또는 하지 않는 결과를 가져온다.
통상적인 플랫(flat) 디자인 스퍼터링 타겟(예를 들어, ALPS® 스퍼터링 챔버(chamber) 및/또는 300mm 웨이퍼용 ENDURA®PVD 시스템에 사용된 타겟, 이들은 본 명세서에서 일반적으로 300mm ALPS 또는 300 mm ENDURA라고 지칭함)에서, 각각 장점 및 단점을 갖는 세 개의 주된 유형이 있다. 제 1 유형으로, 상기 타겟 및 백킹 플레이트(backing plate)는 접합에 사용되는 에폭시, 인듐(indium) 및/또는 주석로 솔더(solder)-결합된다. 솔더링(Soldering)은 저비용이고, 용이하며, 낮은 온도에서 작용하며, 이는 구조를 보전하지만 높은 챔버 동력(chamber power)에 대해 낮은 접합 강도의 단점을 갖는다. 제 2 유형은 확산 접합(diffusion bonding) 된 타겟/백킹(backing) 플레이트 어셈블리를 가지며 여기서 전체 타겟/백킹 플레이트 경계면을 따라 확산 접합이 존재한다(히핑(hipping), 단조(forging), 폭발 접합(explosion bonding)에 의해). 확산 접합은 강한 접합을 제공하지만 상기 확산 접합 공정은 ECAE에 의해 획득된 것과 같은 타겟의 초미세 또는 서브미크론(submicron) 구조를 파괴하거나 또는 현저하게 영향을 미치는 높은 온도를 수반한다. 또한 양립할 수 없는(incompatible) CTEs(세라믹 재료, 칼코겐화물(chalcogenide), W 내지 CuZn, Ni 및 Co와 같이 고도의 균일성 요구를 갖는 얇은 블랭크(blank))를 갖는 타겟 및 백킹 플레이트 재료에서 확산 접합의 냉각 단계 동안 과도한 와핑(warping), 탈접합 또는 균열이 관찰된다. 제 2 유형으로, 상대적으로 제조가 쉬우나 그레인(grain) 크기, 조성 또는 양자에 의존하여 강한, 고순도의 재료를 필요로 하는 모로리식(monolithic) 타겟이 제조된다. 특히, 고순도의 알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 재료에서, 모로리식 디자인의 사용을 위해 충분한 강도를 제공하기 위한 그레인 크기는 1 미크론 미만일 필요가 있다. 이 경우 그레인 정련이 ECAE(Equal Channel Angular Extrusion)와 같은 기술을 이용한 심한 플라스틱 변형에 의해 획득된다. 허니웰은 서브미크론 또는 초미세 그레인 크기를 갖는 스퍼터링 타겟을 제조하기 위해 ECAE의 사용을 개시하는 미국 특허 5,590,389, 5,780,755, 6,723,187 또는 6,908,517을 소유한다. 몇몇 극한의 스퍼터링 응용(높은 동력(power), 높은 수압)을 위해, 모로리식 타겟의 강도는 특히 가장 얇은 영역인 플랜지(flange) 영역에서 현저하게 실험될 수 있다.
타겟은 아르곤 이온과 높은 동력의 충격 때문에 스퍼터링 타겟이 과열되면 문제가 발생할 것이며, 이는 종종 조금 내지 수십의 킬로-와트를 초과할 수 있다. 이러한 높은 동력은 적절한 냉각이 없는 경우 타겟의 표면 온도에 현저하게 영향을 미치고 그리고/또는 냉각이 불충분한 경우 타겟의 기계적 안정성을 저하시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 높은 동력 스퍼터링 어플리케이션을 위해 매우 미세한 구조를 갖는 타겟(특히 알루미늄 및 알루미늄 합금)을 사용하는 경우 문제가 발생한다. 모노리식 디자인에서, 고강도 서브미크론 구조가 요구되는 경우, 용인할 수 없는 와핑을 유도하는 보다 높은 타겟 온도 때문에 상기 서브미크론 구조는 그 기계적 특성의 일부를 잃을 수 있다. 확산 또는 솔더-접합 타겟 디자인에 대해, 상기 타겟 및 백킹 플레이트 재료 사이의 열팽창 계수의 불일치 및 상기 백킹 플레이트 재료의 기계적인 특성의 붕괴 때문에 상기 보다 높은 온도/동력은 과도한 와핑 및 잠재적으로 "탈접합(debonding)"를 창출한다. 확산 및 솔더-접합은 충분히 높은 온도를 수반하는 강한 접합의 획득에 필수적인 가열 처리 및 그레인 크기의 성장 초래 때문에 매우 미세한 그레인 크기(예를 들어 고순도 알루미늄 PVD 타겟의 10 미크론 미만)를 갖는 타겟을 제공할 수 없다. 스퍼터링 타겟의 냉각을 조절하는 일반적으로 받아들여지는 네 개의 인자가 있다: a) 열적 전도도, b) 냉각수 유속(flow rate), c) 냉각 표면 및 d) 타겟의 두께.
스퍼터링 타겟의 냉각은 높은 열전도도를 갖는 백킹 플레이트의 사용, 냉각 표면적 증가, 냉각제 흐름 패턴의 조절, 회전 자석으로 냉각제 순환의 향상 및/또는 타겟 재료 두께의 감소에 의해 향상될 수 있다. 과거에, 다양한 디자인 변경을 통해 냉각 효율을 향상시키기 위한 다양한 시도들이 수행되었으나, 가장 중요한 "두께 인자"는 열 감소를 위해 고려되지 않았다. 따라서, 스퍼터링 성능을 최대화함과 동시에 스퍼터링 타겟의 기계적 안정성을 최대화하기 위해서 연구원 및 기술자들은 스퍼터링 타겟의 냉각 효율을 검토해야 한다.
Gardell 등(미국 특허 5,628,889)은 마그네트(magnet) 배열 지지 플레이트를 위한 독립적인 냉각 시스템을 갖는 고-동력(hogh-power) 캐패시티 마그네트론(magnetron) 캐소드(cathode)를 개시한다. Gardell에서, 수평의 마그네트 배열 유체 조절 표면은 물리적으로 상기 마그네트 배열 지지 플레이트에 부착한다. 상기 유체 조절 표면 또는 장치는 상기 지지 플레이트의 재료, 마그네트 배열 또는 캐소드 재료로 통합되지 않는다. 따라서, 더 많은 작동 부분, 상기 마그네트론 캐소드의 디자인 및 용도에서의 복잡성 추가 층, 및 부분의 수리 및 대체를 다루는 작업자에 대한 추가의 작업이 존재한다.
이 때문에, a) 비용-효율적, b) 조절이 쉬움, c) 저온 결합(joining), 커플링 또는 접합(bonding) 방법과 같은 우수한 접합 강도를 제공하는 방법의 제조 이용, d) 타겟의 미세 구조를 감소시키지 않으며 타겟 어셈블리의 열적/기계적 특성을 유지하는 타겟 어셈블리 디자인을 개발하고 사용하는 것이 바람직할 것이다.
a) 타겟 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트; b) 적어도 타겟 표면 컴포넌트의 부분에 연결된 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 코어 백킹(core backing) 컴포넌트를 포함하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역에 끼워지는 스퍼터링 타겟이 본 명세서에 개시된다.
a) 표면 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트를 제공하는 단계; b) 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 제공하는 단계; c) 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분이 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방 영역에 끼워지며, 상기 커플링 표면을 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결하는(coupling) 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟의 형성 방법 또한 개시된다.
하기와 같은 스퍼터링 타겟 및 관련 냉각 시스템이 개발되었고 본 명세서에서 기술된다: a) 비용-효율적, b)조절이 용이한, c) 타겟 어셈블리의 생산과 동시에 저온 결합 또는 커플링 방법과 같은 우수한 접합 강도를 제공하는 방법의 제조 이용(manufactured utilizing), d) 타겟의 미세구조를 감소시키지 않고 타겟 어셈블리의 열적/기계적 특성 유지. 특히, 본 명세서에서 고찰된 디자인 및 결합(joining)/접합(bonding) 기술은 ECAE에 의해 가공된 초미세 또는 서브미크론 타겟 재료를 고강도 백킹 플레이트(예를 들어 Al 2024, Al 6061, CuCr, Cu 18000)에 부착하여 고 동력 응용을 위한 고강도 타겟 어셈블리를 제공하는데 사용될 수 있다. 고찰된 구현은 또한 초미세(ultrafine) 또는 서브미크론 타겟 재료를 실현하기 위해 예를 들어 크리오롤링(cryorolling), 크리오단조(cryorforging), 토션(torsion), 환형 압출, 누적압연접합(accumulate roll bonding), 3D 단조(forging), 비틀림 압출(twist extrusion), 유동성형 또는 마찰 용접과 같은 다른 방법을 포함한다. 다른 고찰된 재료는 표준 백킹 플레이트 재료(예를들어: Al 2024, Al 6061, CuCr, Cu 18000) 및 낮은 연성과 함께 큰 CTE 불일치(mismatch)를 갖는 것이다. 예시들은 W, Ti-W, Ru, Ta 뿐만 아니라 칼코겐화물(chalcogenide)과 같은 내화성 재료(refractory material)를 포함한다. 이들 재료의 대부분은 분말 형태이다.
고찰된 타겟은 열의 적용을 형성 및 결합 또는 커플링 공정에서 최소의, 국부화된 또는 이들 모두에서 유지하여 ECAE 또는 표준 미세구조(적어도 상기 스퍼터링 영역에서)에 영향을 미치지 않도록 하는 것에 의해 제조된다. 열은 커플링된 표면 사이에서 완벽한 접촉과 함께 또는 완벽한 접촉 없이 우선적으로 기계적 부착을 제공하는 결합 방법을 이용하여 최소에서 유지된다. 열 국부화는 우선적으로 용접 기술을 사용하여 획득된다. 고찰된 타겟은 또한 고 동력 스퍼터링 동안 도달하는 타겟 온도에 대한 고강도 타겟 어셈블리 공정을 통해 생산된다. 특히, 이러한 타겟은 낮은 원위치(in situ) 결함(보다 높은 동력에서 300mm Al 0.5 Cu Endura와 유사한 35 kW의 2000kWhrs에서 300mm Al 0.5 Cu ALPS에 대해 3.25mm 미만); 및 낮은 타겟 영구 결함(보다 높은 동력에서 300mm Al 0.5 Cu Endura와 유사한 300mm Al 0.5 Cu ALPS에 대한 35kW의 2000 kWhrs에서 1.8 내지 2.3 mm)을 제공한다. 또한, 고찰된 타겟은 ECAE Al 0.5 Cu ALPS에 대한 핫 스팟(hot spot) 없이 우수한 열적 및 전기적 전도성을 나타내며, 온도는 약 165℃ 미만일 수 있다. 관심있는 다른 타겟 배열은 플랫 패널 디스플레이를 위한 200mm 및 300mm ECAE Cu 및 Cu 합금 Encore, Encore II 및 SIP 타겟 및 ECAE 순수 또는 도프된(doped) Al 타겟이며, 상기 타겟 온도는 약 250℃ 미만이어야 한다. 우수한 냉각은 타겟 뒷면의 적어도 하나의 영역이 직접 냉각 유체와 접촉하는 디자인의 제공에 의해 획득된다 .
이 때문에, a) 타겟 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트; b); 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결된 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 포함하는 스퍼터링 타겟이 개시되며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방 영역에 끼워진다. 몇몇 구현으로, 상기 타겟 표면 컴포넌트, 상기 코어 백킹 컴포넌트 또는 이들의 조합은 상기 코어 백킹 컴포넌트, 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 뒷면에 연결된 또는 위치된 적어도 하나의 표면 특징(feature)을 가지며, 여기서 상기 표면 특징은 상기 타겟 표면 컴포넌트의 냉각 효율성을 증가시킨다. 몇몇 구현으로, 상기 코어 백킹 컴포넌트는 환형이며 커플링 표면, 뒷면 및 개방 중심 영역을 가지며, 여기서 상기 커플링 표면은 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결되어 있고; 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 개방 중심 영역 내에 끼워진다.
a) 표면 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트를 제공하는 단계; b) 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 제공하는 단계; c) 커플링 표면을 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방 영역 내에 끼워지는 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟의 형성방법이 또한 개시된다.
a) 표면 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트를 제공하는 단계; b) 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 제공하는 단계; c) 커플링 표면을 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방 영역에 끼워지는 단계, 및 d) 상기 코어 백킹 컴포넌트의 뒷면, 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합에 연결되거나 또는 이에 위치한 적어도 하나의 표면 특징 제공하며, 여기서 상기 적어도 하나의 표면 특징은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 냉각 효율성을 증가시키는 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟을 형성하는 방법 또한 개시된다.
본 명세서에서 고찰된 스퍼터링 타겟 및 스퍼터링 타겟 어셈블리는 상기 PVD 공정에서 사용되는 어플리케이션(application) 및 수단(instrumentation)에 따라 적절한 형태 및 크기를 포함한다. 본 명세서에서 고찰된 스퍼터링 타겟은 또한 타겟 표면 컴포넌트 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역(여기서 상기 백킹 컴포넌트는 백킹 플레이트를 포함할 수 있음)을 포함하는 코어 백킹 컴포넌트를 포함하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트는 PVD 챔버(chamber) 도처(through) 및/또는 주변에 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 포함하는 코어 백킹 컴포넌트에 연결된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "연결된 또는 커플링된(coupled)"은 소재 또는 컴포넌트의 두 부분 사이에 갭을 갖거나 갖지 않는 기계적 부착, 소재 또는 컴포넌트(점착성, 부착 인터페이싱(interfacing) 재료)의 두 부분 사이의 물리적 부착 또는 소재 또는 컴포넌트 사이의 용접 및/또는 기계적인 결합 공정을 통한 물리적 및/또는 화학적 인력을 의미한다. 상술한 바와 같이, 상기 용어 연결된 또는 커플링된(coupled)"은 상기 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리의 컴포넌트 사이에 결합력 또는 점착력이 존재하여, 상기 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리가 상기 모노리식 디자인과 필적하는 것을 의미한다. 택일적으로, 상기 타겟 및 코어 백킹 컴포넌트 사이의 상기 커플링 표면은 완전한 경계면(연결이 원자 수준에서 일어나는 접합된 경계면과 같은)을 형성하지 않을 수 있고 갭(gap)을 포함할 수 있다. 갭은 기능성의 이점을 제공한다. 특히, 상기 타겟 및 코어 백킹 컴포넌트 사이 경계면에 몇몇 갭을 허용함으로써, 스퍼터링 동안 가열되는 경우 타겟이 횡으로 확장하는 공간을 가지며, 이는 감소된 수직 결합의 결과를 갖는 것이 밝혀졌다. 최적으로, 스퍼터링 동안의 가열은 경계면에서 초기 갭을 채운다.
상기 타겟 표면 컴포넌트는 알맞은 때에 어떠한 측정가능한 지점에서 에너지원에 노출되는 타겟의 부분이고, 또한 표면 코팅으로서 바람직한 원자 및/또는 분자를 제조하는 것으로 의도되는 전체 타겟 재료의 부분이다. 상기 타겟 표면 재료는 앞면 및 뒷면을 포함한다. 상기 앞면은 에너지원에 노출되는 표면이고 표면 코팅으로서 바람직한 원자 및/또는 분자를 제조하는 것으로 의도되는 전체 타겟 재료의 부분이다. 뒷면은 a) 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 통과하는, b) 코어 백킹 컴포넌트와 연결되는 또는 c) 이들의 조합인 표면이다. 상기 타겟 표면 컴포넌트는 타겟 재료를 포함하며 상기 재료는 스퍼터링 타겟의 형성에 적절한 어떠한 재료일 수 있다. 몇몇 구현으로, 상기 타겟 표면 컴포넌트는 오목, 볼록 또는 몇몇 다른 자유로운 모양의 타겟 표면과 같은 삼차원 타겟 표면을 포함한다. 상기 타겟 표면 컴포넌트는 상기 모양 또는 컴포넌트가 무엇이든지 관계 없이 알맞은 때에(in time) 어떠한 측정가능한 지점에서 에너지원에 노출되는 상기 타겟의 부분이고 또한 표면 코팅에 바람직한 원자 및/또는 분자를 생산하는 것으로 의도된 전체 타겟 재료의 부분인 것으로 이해되어야 한다.
적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 상기 코어 백킹 컴포넌트는 어떠한 적절한 백킹 또는 코어 재료를 포함하고, 타겟의 가장 얇은 부분인 플랜지(flange) 영역을 보강하기 위해 디자인되고, 타겟 표면 컴포넌트 및 재료에 대한 지지를 제공하고 타겟의 와핑(warping)을 제한한다. 상기 코어 재료는 차별적으로 상기 타겟 재료보다 강하며, 이는 플랜지 보강을 위한 첫번째 인자이다.
적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 상기 코어 백킹 컴포넌트는 상기 타겟 표면 컴포넌트의 뒷면 및/또는 측면의 적어도 부분에 연결되도록 디자인 된 커플링 표면을 포함한다. 고찰된 코어 백킹 컴포넌트는 또한 상기 스퍼터링 타겟 어셈블리 뒷면의 적어도 부분을 형성하는 것으로 디자인 된 뒷면을 포함하며, 여기서 상기 스퍼터링 타겟 어셈블리는 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트를 포함한다. 나아가, 고찰된 코어 백킹 플레이트는 또한 타겟 표면을 "수/암(male/female)" 디자인으로 수용하도록 디자인된 적어도 하나의 개방부를 포함한다. 개방부는 어떠한 모양, 치수 또는 수를 가질 수 있다. 상기 개방부의 수, 모양 및 치수는 디자인의 고찰, 특히 요구되는 강도 및 냉각 효율성에 의해 지시된다. 몇몇 구현으로, 오직 하나의 중앙 개방부가 사용되고 그 결과 상기 코어 백킹 컴포넌트는 환형 모양이다. 몇몇 구현으로, 상기 코어 백킹 컴포넌트는 백킹 플레이트 또는 백킹 플레이트 재료를 포함한다.
고찰된 구현으로, 코어 백킹 컴포넌트는 도 1A에 나타난 구현과 같이 타겟 표면 컴포넌트에 연결된다. 상기 도면에서, 상기 타겟 표면 컴포넌트(110)는 ECAE 타겟 재료를 포함하고, 상기 코어 백킹 컴포넌트(120)는 환형 개방부 및, 이러한 구현에서, 고강도 Al 2024 재료를 포함한다. 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트는 연결되고(130) 나타난 바와 같은 적절한 지점(140)에 E-빔(beam) 용접되었다(welded). 상기 코어 백킹 컴포넌트의 내부 직경이 (150)으로 나타난다. 이러한 특정 구현이 Al 0.5 Cu 타겟 재료에 대해 주조(molded)되면, 상기 코어 백킹 컴포넌트 내부 직경이 과도하게 작지 않는 한, 상기 타겟에 대한 온도는 165 ℃ 미만인 것으로 발견된다. 이러한 구현은 또한 모노리식 디자인에 대해 유사한 인씨투(in situ) 결함을 나타내며, 이는 용접 경계면에서의 갭에 의한다. 이러한 고찰된 타겟 어셈블리는 용접(140)을 보강하여 강화될 수 있다. 유사하게 CuCr 환형 코어 백킹 컴포넌트를 갖는 Cu 타겟 재료의 60 kW의 높은 스퍼터링 동력은 최적의 내부 직경(150)에 대해 상기 타겟의 온도는 210 ℃ 미만이며, 이는 모노리식 배열(202℃)에 근접하는 것으로 나타났다. 이러한 구현으로, 경계면 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트에서 향상된 열적/전기적 전도성을 위해 세 번째 재료를 갖는 것 또한 가능하다.
도 1B는 타겟의 밑면 및 측면의 관점을 갖는 고찰된 타겟을 나타낸다. 상기 측면 관점은 "A" 내지 "A" 위치(점선 참고)에서의 타겟을 통해 만들어진 절단을 갖는 타겟을 나타낸다. 이러한 고찰된 타겟은 복수의 실린더형 개방부(115)를 갖는다-이 경우 다섯개의 실린더형 개방부. 상기 도면에서 상기 타겟 표면 컴포넌트(110)는 어떠한 적절한 타겟 재료를 포함할 수 있고, 그리고 상기 코어 백킹 컴포넌트(120)는 어떠한 적절한 백킹 또는 코어 재료를 포함할 수 있다. 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트는 연결되고(130) 도시된 바와 같이 적절한 지점(140)에서 E-빔 용접된다. 커플링(130) 및 E-빔 용접은 커플링 메커니즘의 예로 생각된다. 몇몇 개방부는 갖는 것은 상기 타겟 재료와 상기 코어 백킹 컴포넌트(백킹 플레이트) 사이의 연결을 강화하는데 유리하다. 최대 냉각 효율성을 위해, 상기 개방부를 가장 많이 가열되는 가장 빠른 스퍼터링 속도를 갖는 영역 가까이(즉, 가장 깊은 침식 홈(erosion groove))에 배치하는 것이 유리할 수 있다. 도 1C는 타겟의 밑면 및 측면 관점을 갖는 고찰된 타겟을 나타낸다. 상기 측면 관점은 "A" 내지 "A" 위치에서 상기 타겟을 통과해 제조된 절단을 갖는 타겟을 나타낸다(점선 참고). 이러한 고찰된 타겟은 일반적인 침식 패턴(155) 상의 가장 깊은 침식 홈(160)에 상응하는 몇몇 개방부(115)를 갖는다. 이러한 도면에서, 상기 타겟 표면 컴포넌트(110)는 어떠한 적절한 타겟 재료를 포함할 수 있고, 상기 코어 백킹 컴포넌트(120)는 어떠한 적절한 백킹 재료를 포함할 수 있다. 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트는 연결되고(130), 나타난 바와 같이 적절한 지점(140)에서 E-빔 용접된다. 용접 지점은 또한 마찰용접, 확산 용접, LASER 용접 또는 이들의 조합에 의해 제조될 수 있다.
용접, 및 궁극적으로 스퍼터링 타겟 어셈블리, 보강은 상기 타겟과 코어 백킹 재료 사이의 경게면에서 용접 지점 근처에 국부화되고 충전 재료 또는 브레이징(brazing) 재료, 기계 보강, 기계적 보강, 단조(forge) 보강 또는 이들의 조합의 사용을 포함하는 몇몇 상이한 방법에 의해 완성될 수 있다. 도 2A 및 2B는 기계화된 보강을 나타낸다. 도 2A는 고찰된 환형 코어 백킹 컴포넌트(220)의 측면 관점을 나타내며 상기 수직 잠금(lock) 핀(230)이 쐐기(wedge) 디자인 특징이 단단하게 된 후에 삽입된다. 상기 코어 백킹 컴포넌트(220) 및 상기 타겟 표면 컴포넌트(210)는 또한 상기 구현에서 용접되며 상기 용접(250)은 용접 디자인 특징(240) 근처에 위치하는 것에 주의하는 것이 유익하다. 도 2B는 고찰된 코어 백킹 컴포넌트(220)의 밑면을 나타내며, 상기 컴포넌트는 두 개의 기계적인 보강을 포함한다-상기 코어 백킹 컴포넌트(220)와 순환을 갖는 상기 타겟 표면 재료(210) 사이의 연결을 단단하게 하도록 디자인된 쐐기 디자인(240), 및 코어 백킹 컴포넌트(220)의 순환 말단을 고정하고 이를 타겟 표면 컴포넌트(210)과 관련하여 일정한 위치에 고정하도록 디자인된 수직 잠금 핀(230)이다. 도 2C는 "단조(forge) 보강"을 나타내며 여기서 상기 코어 백킹 컴포넌트(220) 및 타겟 표면 컴포넌트(210)는 용접될 부분에 가깝게 위치한 상호잠금(interlocking) 또는 "수/암(male/female)" 커플링 지점(215) 및 (217)을 갖는다. 상기 두 개의 컴포넌트가 열결되면, 상기 조합은 "단조(forge) 보강"이며 타겟 재료 및/또는 코어 백킹 재료가 흘러서 커플링 지점을 채우도록 야기한다. 그 결과 연결된 지점은 인접 용접(250)에서 응력(stress)을 감소시키고 사용 기간을 증가시킨다.
다른 구현으로, 코어 백킹 컴포넌트(320) 및 상기 타겟 표면 컴포넌트(310)는 기계적 보강과 같은 둘 사이의 나사결합식(threaded) 경계면(370)과 같은 커플링 메커니즘을 사용하여 연결될 수 있으며, 도 3에 나타나 있다. 두 개의 컴포넌트가 기계적인 보강을 통해 일단 연결되면, 상기 컴포넌트 또한 표적된 위치(350) 내에 용접되어 두 개의 컴포넌트 (310)과 (320) 사이의 결합을 강화한다. 상기 타겟(312)의 바닥 중앙은 이러한 구현에서 냉각 유체 또는 공급원(나타내지 않음)과 직접 접촉하도록 디자인된다.
도 5와 함께 도 4A 및 4B는 고찰된 타겟 어셈블리 디자인의 또 다른 구현을 나타낸다. 상기 코어 백킹 컴포넌트(420)는 타겟 표면 컴포넌트(410)에 상기 두 개의 컴포넌트 (410)과 (420) 사이의 "리벳(rivet)-유사" 또는 "열쇠-유사" 맞춤(fitting) 커플링 메커니즘의 사용을 통해 연결된다. 이러한 열쇠-유사 맞춤(480)은 상기 두 개의 컴포넌트를 함께 연결하도록 특히 디자인된 각 컴포넌트에서 정합(matching) 홈이고 그리고/또는 오목부이다. 이러한 "리벳-유사" 특징을 형성하기 위한 두 개의 고찰된 방법은 (i) 병진(translation)/회전(rotation)에 의한 정합(matching) 및 맞춤(fitting), 및 (ii) 저온에서 롤링(rolling), 단조(forging) 또는 토션(torsion)("단조 보강(forge reinforcement)"이라 불림)과 같은 통상적인 방법에 의한 프레싱(pressing)이다. 상기 정합 방법과 함께, 갭은 일반적으로 상기 경계면에 존재한다. 상기 "리벳-유사" 특징의 수/암 부분이 틀에 맞게 만들어지면, 상기 타겟과 코어 백킹 컴포넌트 사이의 회전 또는 병진이 사용되어 상기 제 1 컴포넌트의 수 부분이 단단하게 다른 컴포넌트의 암 부분에 끼워지도록 한다. 상기 단조 보강 방법과 함께, 상기 커플링 표면은 단조 보강 단계 동안 사용된 압력, 시간 및 온도에 따라 갭을 포함하거나 또는 거의 완전(원자적으로 결합)할 수 있다. 용접은 표적된 지점(450)에서 사용될 수 있으며 여기서 상기 컴포넌트 (410) 및 (420)은 (430)과 연결되어 상기 컴포넌트 (410) 및 (420)을 더욱 보증한다.
도 5-7은 타겟 표면 컴포넌트(각각 510, 610 및 710) 및 코어 백킹 컴포넌트(각각 520, 620 및 720)를 갖는 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타내며, 여기서 열쇠-유사 기계적 커플링 메커니즘(580, 680 및 780)은 표적된 지점(각각 550 및 650)에서 용접과 조합되며, 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 코어 백킹 컴포넌트는 연결되고(각각 530, 630 및 730), 도 5에 나타난 바와 같은 몇몇 구현으로, 도 2C에 나타난 바와 유사하게 단조에 의한 잠재적인 용접 보강과 조합된다. 상기 코어 백킹 컴포넌트(520)는 상기 두 개의 컴포넌트 (510)과 (520) 사이의 "리벳-유사" 또는 "열쇠-유사" 맞춤(580)의 사용을 통해 상기 타겟 표면 컴포넌트(510)와 연결된다. 상기와 같은 경우에서, 상기 타겟 및 코어 백킹 플레이트는 큰 리벳을 형성한다. 이러한 구현은 커플링 메커니즘과의 조합으로 유연성을 나타낸다. 도 7에서, 임의의 O-고리(790)가 포함될 수 있다. 상기 타겟(712)의 바닥 중앙은 상기 구현에서 냉각 유체 또는 공급원(나타내지 않음)과 직접 접촉하도록 디자인된다. 도 5에서, 상기 커플링 메커니즘 지점(542)의 확대(545)를 설명을 목적으로 하여 나타내었다.
도 8 및 도 9는 고찰된 코어 백킹 컴포넌트(각각 820 및 920) 및 타겟 표면 컴포넌트(각각 810 및 910)가 단조 보강 단계에 의해 "열쇠-유사" 또는 "리벳-유사" 특징을 만들기 전에 어떻게 본직적으로 함께 끼워지게 되는지를 나타낸다. 상기 코어 백킹 컴포넌트(820)는 상기 타겟 표면 재료(810)에 연결된다. 상기 용접선은 도면에서 (825)로 나타난다. 압력(845)이 상기 코어 백킹 컴포넌트(820) 상의 적어도 한 지점 위에 단조 단계를 통해 적용된다. 재료의 흐름(855)이 접촉 백킹 컴포넌트(820)와 상기 타겟 표면 재료(810) 사이의 적어도 하나의 접촉 지점(857) 상에서 획득된다. 상기 단조 보강 단계는 상기 두 컴포넌트 사이의 어떠한 갭을 채우도록 디자인된다. 각 도면 내 점선(875)은 단조 단계의 마지막에서의 표면의 위치를 나타내도록 디자인되었다. 상기 단조 보강 단계는 롤링(rolling), 단조 또는 토션(torsion)과 같은 압력을 가하는 어떠한 공지의 방법에 의해 성취될 수 있다. 단일의 프레싱(pressing) 단계는 몇몇 개방부(도 1B에 나타난 바와 같은)를 통해 복수의 리벳-유사 특징을 형성할 수 있다. 타겟의 미세구조(그레인 크기)가 성장 및 퇴화(degrade)하도록 하는 미만의 온도 및 시간의 조건이 사용될 수 있다. 또한, 가장 작은 강도를 갖는 상기 재료는 흐르는 것이어야 한다. 예를 들어, 고순도 Al 합금 및 Cu 타겟 재료는 가장 일반적인 백킹 플레이트 재료보다 연성이며 도 8에 따라 프레스될 수 있다.
그러나, 칼코겐화물(chalcogenide), Ti-W, Ta, W 또는 Ru과 같은 몇몇 재료는 저온에서 변형하기에 너무 단단하거나 또는 용이하지 않고(특히 분말의 형태로) 이러한 경우 도 9에 나타난 바와 같이 오직 상기 백킹 재료 흐름을 갖는 것이 유리하다. 열 처리가능한 백킹 플레이트(Al 2024)의 경우, 이는 그 후 비숙성된(비경화된) 조건에서 먼저 단조 보강을 수행하고 상기 "리벳-유사" 특징이 형성된 후 저온 숙성(aging) 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 그 후 상기 숙성(aging) 처리는 최대 강도를 갖는 백킹 플레이트를 제공하며 숙성 단계가 저온 처리이기 때문에 타겟 미세구조 또는 타겟 그레인 크기를 변경하지 않는다. 상기 톤수(tonnage)가 너무 높아지거나 또는 상기 반대면(스퍼터될 면)의 타겟 재료가 횡으로 흐르기 시작하여 그에 따라 상기 미세구조를 변경하기 전에 요구되는 갭에서 재료의 국부화된 흐름을 향상시키는 것이 또한 중요하다.
도 10A은 상기 타겟 재료가 프레스되는 경우 리벳 형성을 촉진하기 위한 몇몇 전략을 나타낸다. 하나의 경우에서, 프레스될 면이 틀에 맞게 만들어져서 상기 프레스 수단(1005)과 타겟 재료(1010) 사이의 접촉이 채워질 갭 근처의 외부 모서리 상에서 최초로 일어난다. 다른 경우에서, 납작한 또는 경사진 면을 갖는 고리(1014)를 상기 프레스 수단(1015)과 상기 타겟 재료(1010) 사이에 놓고 채워질 갭 근처에 위치한 상기 타겟 재료(1010)를 주로 민다. 외부 고리(1040)가 또한 나타나며 이는 프레스 공정(1017) 동안 상기 코어 재료 컴포넌트(1020)의 가능한 변형을 제한한다. 도 10B는 플랜지 위 최상부(도 8 및 9와 같이 바닥 대신)에 열쇠-유사 커넥터(connector)를 갖는 거의 네트(net) 모양 고리의 제조를 위한 제조 공정을 나타낸다. 단계 (1060)에서, 단조 리벳은 재료의 흐름(1063)을 유발하는 압력(1062)의 사용 및 인접의 네트 모양 고리(1065)의 사용에 의해 형성된다. 단계(1070)에서, 상기 용접-형성 용접 지점(1040)- 및 최종 기계가공을 상기 타겟 재료(1010)에 수행하였다. 단계 (1080)에서, 상기 최종 제품-타겟 표면 재료(1010)와 상기 코어 백킹 컴포넌트(1020)의 조합을 세척한다.
도 11은 타겟이 일반적으로 어떻게 기계 가공되는지, 그리고 만약 필요한 경우, 프레스 단계 후 용접되는지를 나타낸다. 기계가공되어 제거될 재료의 양을 제한하기 위한 특수한 다이 시스템(die system)을 제조하는 것 또한 가능하다. 제 1 단계(1115)에서, 상기 리벳을 단조한다. 압력(1105)을 ECAE 재료와 같이 낮은 강도이고 재료가 흘러서(1122) 오목 공간(1125)의 채움을 유발하는 재료일 수 있는 상기 타겟 표면 재료(1110)의 바닥면에 적용한다. 제 2 단계(1145)에서, 상기 타겟 어셈블리(1103)는 점선 또는 파선(1135)을 따라 기계가공되고 용접 위치(1150)에서 용접된다. 제 3 단계(1165)에서, 최종 스퍼터링 타겟(1113)을 세척한다.
도 12는 충전(filler) 재료 또는 브레이징(brazing) 재료와 같은 적어도 하나의 추가 재료(1290)가 상기 타겟 표면 재료(1210)와 상기 코어 백킹 컴포넌트(1220) 사이의 경계면 내에 또는 위에 배치되어 열적 및 전기적 접촉을 향상시키는 하나의 고찰된 구현을 나타낸다. 압력(1245)이 상기 타겟 표면 재료(1210)에 적용되는 경우, 재료는 상기 코어 백킹 컴포넌트(1220) 방향으로 흐른다(1255).상기 재료는 전도성 솔더(solder) 또는 폴리머, 열적 경계면 페이스트(paste), 열적으로 또는 전기적으로 전도성인 재료와 같은 단조 보강 단계의 온도를 견딜 수 있는 어떠한 적절한 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 적절한 재료는 Honeywell international Inc.,에 의해 제조된 것이며, 미국 특허 6451422, 6673434, 6797382, 6908669, 7244491 및 미국 특허 출원 시리얼 번호 09/851103, 10/775989, 10/465968, 10/511454, 10/545597, 10/519337, 10/551305, 11/641367, 11/334637, 11/702351, 11/809131, 60/844445, 및 이들의 PCT 및 외국의 대응물에서 발견된 것을 포함한다. 적어도 하나의 추가 재료(1290)는 단조 보강 단계(1260) 동안 프레스된다. 택일적으로, 상기 타겟 재료의 표면 및 코어 백킹 플레이트 재료는 특히 기계가공되고, 세척되고 및 표면처리되어 적어도 하나의 추가 재료를 증착하며(deposit), 이는 상기 단조 보강 단계 동안 경계면에서 보다 나은 결합을 만든다. 표면 처리는 플레이팅(plating), 증기증착, 스프레잉, 기계적인 합금화, 숏피닝(shot peening) 및 이들의 조합과 같은 어떠한 코팅 방법을 포함한다.
본 명세서에서 고찰된 스퍼터링 타겟은 일반적으로 a) 스퍼터링 타겟으로 인정적으로 형성되는; b) 에너지원에 의해 충격되는 경우 상기 타겟으로부터 스퍼터되는; 그리고 c) 웨이퍼 또는 표면 상에 최종 또는 전구체 층의 형성에 적절한 것일 수 있는 어떠한 재료를 포함할 수 있다. 적절한 스퍼터링 타겟을 제조하는 것으로 고찰된 재료는 금속, 금속 합금, 전도성 폴리머, 전도성 복합 재료, 전기적 재료, 하드마스크(hardmask) 재료 및 어떠한 다른 적절한 스퍼터링 재료이다. 몇몇 구현으로, 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 상기 코어 백킹 컴포넌트는 상기 타겟 재료와 동일한 재료를 포함한다. 또 다른 구현으로, 상기 타겟 표면 컴포넌트 및 상기 백킹 컴포넌트는 연결되어 이들은 모놀식 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리를 형성한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 상기 용어 "금속"은 원소주기율표의 d-블록 및 f-블록 내의 원소와 함께 실리콘 및 게르마늄과 같이 금속-유사 특성을 갖는 원소를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 상기 용어 "d-블록"은 원소의 핵 주변의 3d, 4d, 5d, 및 6d 오비탈을 채우는 전자를 갖는 원소를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 상기 용어 "f-블록"은 원소의 핵 주변의 4f 및 5f 오비탈을 채우는 전자를 갖는 원소를 의미하며 란타니드(lanthanide) 및 악티니드(actinide)를 포함한다. 바람직한 금속은 티타늄, 실리콘, 코발트, 구리, 니켈, 철, 아연, 바나듐, 지르코늄, 알루미늄 및 알루미늄-계(base) 재료, 탄탈륨, 니오붐, 주석, 크롬, 플래티늄, 팔라듐, 금, 은, 텅스텐, 몰리브데늄, 세륨, 프로메티움, 루테늄 또는 이들의 조합을 포함한다. 보다 바람직한 금속은 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 코발트, 탄탈륨, 마그네슘, 리튬, 실리콘, 망간, 철 또는 이들의 조합을 포함한다. 가장 바람직한 금속은 구리, 알루미늄 및 알루미늄-계 재료, 텅스텐, 티타늄, 지르코늄, 코발트, 탄탈륨, 니오붐, 루테늄 또는 이들의 조합을 포함한다.
고찰된 및 바람직한 재료의 예는 초미세 그레인된(grained) 알루미늄 및 구리 스퍼터링 타겟을 위한 알루미늄 및 구리; 200mm 및 300mm 스퍼터링 타겟에 더하여 다른 mm-크기 타겟에서의 사용을 위한 알루미늄, 구리, 코발트, 탄탈륨, 지르코늄, 및 티타늄; 및 알루미늄 표면 층의 얇은, 높은 정각(high conformal) " 시드(seed)" 층 또는 "블랭킷(blanket)" 층을 증착하는 알루미늄 스퍼터링 타겟에서의 사용을 위한 알루미늄을 포함한다. 상기 구문 "및 이들의 조합"은 본 명세서에서 크롬 및 알루미늄 불순물을 갖는 구리 스퍼터링 타겟과 같이 몇몇 스퍼터링 타겟 내에 금속 불순물이 존재하거나, 또는 금속 및 합금에 쓰는 비(卑)금속(alloy), 붕소화물, 카바이드, 불소화물, 질소화물, 실리콘화물, 산화물 등을 포함하는 타겟과 같이 스퍼터링 타겟을 구성하는 다른 재료의 의도적인 조합일 수 있는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
상기 용어 "금속"은 또한 합금, 금속/금속 복합물, 금속 세라믹 복합물, 금속 폴리머 복합물뿐만 아니라 다른 금속 복합물을 포함한다. 본 명세서에서 고찰된 합금은 금, 안티몬, 비소, 보론, 구리, 게르마늄, 니켈, 인듐, 팔라듐, 포스포늄, 실리콘, 코발트, 바나듐, 철, 하프늄, 티타늄, 이리듐, 지르코늄, 텅스텐, 은, 플래티늄, 루테늄, 탄탈륨, 주석, 아연, 레늄 및/또는 로듐을 포함한다. 특수한 합급은 금 안티몬, 금 비소, 금 보론, 금 구리, 금 게르마늄, 금 니켈, 금 니켈 인듐, 금 팔라듐, 금 인산, 금 실리콘, 금 은 플래티늄, 금 탄탈륨, 금 주석, 금 아연, 팔라듐 리튬, 팔라듐 망간, 팔라듐 니켈, 플래티늄 팔라듐, 팔라듐 레늄, 플래티늄 로듐, 은 비소, 은 구리, 은 갈륨, 은 금, 은 팔라듐, 은 티타늄, 티타늄 지르코늄, 알루미늄 구리, 알루미늄 실리콘, 알루미늄 실리콘 구리, 알루미늄 티타늄, 크롬 구리, 크롬 망간 팔라듐, 크롬 망간 플래티늄, 크롬 몰리브데늄, 크롬 루테늄, 코발트 플래티늄, 코발트 지르코늄 니오븀, 코발트 지르코늄 로듐, 코발트 지르코늄 탄탈륨, 구리 니켈, 철 알루미늄, 철 로듐, 철 탄탈륨, 크롬 실리콘 산화물, 크롬 바나듐, 코발트 크롬, 코발트 크롬 니켈, 코발트 크롬 플래티늄, 코발트 크롬 탄탈륨, 코발트 크롬 탄탈륨 플래티늄, 코발트 철, 코발트 철 보론, 코발트 철 크롬, 코발트 철 지르코늄, 코발트 니켈, 코발트 니켈 크롬, 코발트 니켈 철, 코발트 니켈 하프늄, 코발트 니오븀 하프늄, 코발트 니오븀 철, 코발트 니오븀 티타늄, 철 탄탈륨 크롬, 망간 이리듐, 망간 팔라듐 플래티늄, 망간 플래티늄, 망간 로듐, 망간 루테늄, 니켈 크롬, 니켈 크롬 실리콘, 니켈 코발트 철, 니켈 철, 니켈 철 크롬, 니켈 철 로듐, 니켈 철 지르코늄, 니켈 망간, 니켈 바나듐, 텅스텐 티타늄, 탄탈륨 루테늄, 구리 망간, 게르마늄 안티몬 텔루라이드, 구리 갈륨, 인듐 셀레나이드, 구리 인듐 셀레나이드 및 구리 인듐 갈륨 셀레나이드, 칼코겐화물 및/또는 이들의 조합을 포함한다.
스퍼터링 타겟을 위해 본 명세서에 고찰된 다른 재료로는 하기의 조합이 고찰된 스퍼터링 타겟의 예시로 고려된다(하기 목록은 철저한(exhaustive) 것은 아니다): 크롬 붕소화물, 란타늄 붕소화물, 몰리브데늄 붕소화물, 니오븀 붕소화물, 탄탈륨 붕소화물, 티타늄 붕소화물, 텅스텐붕소화물, 바나듐 붕소화물, 지르코늄 붕소화물, 보론 카바이드, 크롬 카바이드, 몰리브데늄 카바이드, 니오븀 카바이드, 실리콘 카바이드, 탄탈륨 카바이드, 티타늄 카바이드, 텅스텐 카바이드, 바나듐 카바이드, 지르코늄 카바이드, 알루미늄 플루오르화물, 바륨 플루오르화물, 칼슘 플루오르화물, 세륨 플루오르화물, 빙정석(cryolite), 리튬 플루오르화물, 마그네슘 플루오르화물, 포타슘 플루오르화물, 희토 플루오르화물, 소듐 플루오르화물, 알루미늄 질화물, 보론 질화물, 니오븀 질화물, 실리콘 질화물, 탄탈륨 질화물, 티타늄 질화물, 바나듐 질화물, 지르코늄 질화물, 크롬 규화물, 몰리브데늄 규화물, 니오븀 규화물, 탄탈륨 규화물, 티타늄 규화물, 텅스텐 규화물, 바나듐 규화물, 지르코늄 규화물, 알루미늄 산화물, 안티몬 산화물, 바륨 산화물, 바륨 티타네이트, 비스무스 산화물, 비스무스 티타네이트, 바륨 스트론튬 티타네이트, 크롬 산화물, 구리 산화물, 하프늄 산화물, 마그네슘 산화물, 몰리브데늄 산화물, 니오븀 5산화물, 희토 산화물, 실리콘 이산화물, 실리콘 일산화물, 스트론튬 산화물, 스트론튬 티타네이트, 탄탈륨 5산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물, 란타늄 알루미네이트, 란타늄 산화물, 납 티타네이트, 납 지르코네이트, 납 지르코네이트-티타네이트, 티타늄 알루미나이드(aluminide), 리튬 니오베이트, 티타늄 산화물, 텅스텐 산화물, 이트륨 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 비스무스 텔루라이드, 카드뮴 셀레나이드, 카드뮴 텔루라이드, 납 셀레나이드, 납 황화물, 납 셀루라이드, 몰리브데늄 셀레나이드, 몰리브데늄 황화물, 아연 셀레나이드, 아연 황화물, 아연 텔루라이드 및/또는 이들의 조합. 몇몇 구현으로, 고찰된 재료는 미국 특허 6331233에 개시된 재료를 포함하며 이는 Honeywell international Inc.,에 의해 공동소유되며, 이는 전체로서 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
고찰된 코어 백킹 컴포넌트 재료 및/또는 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 재료는 a) 부품제조업자로부터 상기 코어 재료 및/또는 상기 표면 재료 컴포넌트의 구입; b) 다른 공급원에 의해 제공된 화학 제품을 이용하여 상기 코어 재료 및/또는 상기 표면 재료 컴포넌트를 사내에서 제조 또는 생산 및/또는 c) 또한 사내 또는 매장(at the location)에서 생산 또는 제공된 화학제품을 이용하여 상기 코어 재료 및/또는 상기 표면 재료 컴포넌트를 사내에서 제조 또는 생산을 포함하는 어떠한 적절한 방법에 의해 제공될 수 있다.
상기 코어 재료 및/또는 상기 표면 재료 컴포넌트는 상기 컴포넌트를 용융하는 단계 및 상기 용융된 컴포넌트를 혼합하는 단계, 상기 재료 컴포넌트를 쉐이빙(shavings) 또는 펠렛(pellet)으로 가공하는 단계 및 상기 컴포넌트를 혼합 및 프레스 처리 공정에 의해 조합하는 단계 등을 포함하는 당해 기술분야에 알려지거나 또는 통상적으로 사용되는 어떠한 적절한 방법에 의해 조합될 수 있다.
몇몇 구현으로, 즉 상기 모로리식 또는 일체형(unibody) 타겟 배열 상기 표면 타겟 컴포넌트 및 상기 코어 백킹 컴포넌트는 동일한 타겟 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 고찰된 모노리식 또는 일체형 타겟 배열 및 디자인이 있으며 여기서 상기 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리에 걸쳐 재료 구배(gradient)가 존재한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "재료 구배"는 본 명세서에서 고찰된 상기 재료 중 적어도 두개를 포함하는 상기 스퍼터링 타겟 또는 스퍼터링 타겟 어셈블리를 의미하며, 여기서 상기 재료는 스퍼터링 타겟 내에 구배 패턴으로 존재한다. 예를 들어, 스퍼터링 타겟 또는 타겟 어셈블리는 구리 및 티타늄을 포함할 수 있다. 이러한 동일한 타겟의 상기 표면 타겟 재료는 90% 구리 및 10% 티타늄을 포함할 수 있다. 타겟 어셈블리 또는 스퍼터링 타겟의 횡단면의 견지에서, 상기 구리의 양 또는 퍼센트는 상기 코어 백킹 컴포넌트에 근접할 수록 감소하며 상기 티타늄 퍼센트는 상기 코어 백킹 컴포넌트에 근접할수록 증가할 것이다. 상기 티타늄 퍼센트는 상기 코어 백킹 재료에 근접할수록 감소할수 있고 상기 구리 퍼센트는 상기 코어백킹 컴포넌트에 근접할수록 증가하여 100% 구리 코어 백킹 컴포넌트의 결과를 가져올 수 있는 것으로 고찰된다. 재료 구배는 상기 타겟 마멸의 검출 또는 다소의 특정 컴포넌트를 포함하는 후속적인 층의 제조에 유리할 수 있다. 층, 컴포넌트, 장치 및/또는 매주(vendor)의 필요에 따라 재료 구배는 세개 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있는 것 또한 고찰되었다.
하기를 포함하는 또 다른 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리가 본 명세서에 기술된다: a) 타겟 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트; b) 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 환형 코어 백킹 컴포넌트, 여기서 상기 커플링 표면은 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 연결되고; 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역에 끼워지며, 여기서 상기 코어 백킹 컴포넌트 또는 이들의 조합은 상기 코어 백킹 컴포넌트, 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 뒷면에 연결되거나 위치한 적어도 하나의 표면 특징을 가지며, 여기서 상기 표면 특징은 상기 타겟 표면 컴포넌트의 냉각 효율성을 증가시고 여기서 상기 표면 특징은 공제(subtractive) 특징, 첨가(additive) 특징 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 표면 특징은 하기 중 하나를 포함한다: a) 볼록 특징 오목 특징 또는 이들의 조합; 또는 b) 첨가 특징, 공제 특징 또는 이들의 조합.
몇몇 구현으로, 상기 적어도 하나의 표면 특징은 상기 코어 백킹 컴포넌트 및/또는 상기 타겟 표면 컴포넌트로(to)/이로부터(from) 편입되거나 또는 첨가/공제된다. 환형 코어 백킹 컴포넌트, 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 냉각 효율성을 증가시키기 위해 몇몇 구현에서 디자인된 적어도 하나의 표면 특징은 일반적인 스퍼터링 타겟 상의 통상적인 표면 특징과 상이하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 구문 "통상적인 표면 영역 특징"은 상기 특징의 냉각 효율성을 증가시키기 위해 의도적으로 변경된 표면 영역을 의미한다. 본 명세서에서 고찰된 적어도 하나의 표면 특징은 변경된 미세구조, 미세홈(microgrooves), 실트(silt) 또는 크랙(crack), 침식(erosion) 프로파일 변형 및 이들의 조합을 포함한다. 모든 이러한 변형된 표면 특징은 스퍼터링 타겟의 뒤에서 냉각 효율성을 증가시키기 위해 의도된 것으로 이해되어야 한다.
고찰된 표면 특징의 하나는 변경된 미세구조이며, 이는 상기 코어 백킹 컴포넌트 뒷면의 합금화(alloying), 표면에 대한 변형 또는 재료의 도입, 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 다른 고찰된 구현으로, 상기 뒷면의 미세구조는 a) 코팅이 상기 타겟의 코어 백킹 컴포넌트로 확산하도록 하는 어닐링(annealing) 공정이 후속될 수 있는, 전기도금 또는 증기증착과 같은 적절한 코팅 방법을 이용한 뒷면의 전체 또는 부분 코팅; b) 이온 주입(ion implantation)(또 다른 합금화 공정); c) 숏피닝(shot peening) 또는 어떠한 다른 적절한 변형 방법; d) 합금 원소의 작은 입자가 고속으로 뒷면에 충돌하는 기계적 합금화 방법; 또는 e)이들의 조합에 의해 변경될 수 있다.
또 다른 고찰된 표면 특징은 미세홈, 실트 및 크랙을 코어 백킹 컴포넌트의 뒷면에 도입하여 획득되며, 이는 타겟의 기하학을 바꿔서 뒷면, 타겟 표면 또는 이들의 조합의 냉각 효율성이 증가될 수 있도록 한다. 미세구조, 실트 및 크랙의 랜덤, 패턴화된 또는 이들의 조합을 코어백킹 재료 내로 도입하는 것이 유익한지와 관련하여, 이러한 결정은 보통 마그네트론(magnetron)의 특수성 및 코어 백킹 컴포넌트 뒤 유체 흐름의 바라는 효과에 달려있다. 스퍼터링 타겟 어셈블리 기술 분야의 당업자는 이러한 기술을 검토한 후 이러한 개념을 이해하고 마그네트론의 특수성 및 코어 백킹 컴포넌트 뒤 유체 흐름의 바라는 효과에 기초하여 상기 표면 특징을 어떻게 변형하는지 이해해야 한다. 이러한 방식으로 상기 코어 백킹 컴포넌트의 표면 특징을 변형하는 하나의 방법이 "Morphologically Tailored Omni-Focal Target"명칭의 PCT 출원 시리얼 번호 PCT/US02/06146 또는 공개 번호 WO03/000950에 나타나며 이는 2002.2.20에 출원되어 공유되었고 이는 전체로서 본 명세서의 참고문헌으로 편입된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 구문 "볼록 특징", "오목 특징" 또는 "이들의 조합"은 각각의 특징과 관하여 각각의 컴포넌트들이 형성되는 경우 상기 특징이 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 부분으로 형성된 것을 의미한다. 이러한 구현의 예는 주형(mold) 및 상기 특징의 볼록 특징, 오목 특징 및/또는 이들의 조합을 사용하여 형성된 타겟 표면 컴포넌트가 뒷면 주형 디자인의 부분이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 구문 "첨가 특징", "공제 특징" 또는 이들의 조합은 각 특징과 관련하여 상기 특징이 개별적인 컴포넌트가 형성된 후에 형성된 것을 의미한다. 이들 구현의 예는 상기 코어 백킹 컴포넌트가 어떠한 적절한 방법 또는 장치에 의해 형성되고 그 후 상기 특징이 뒷면 또는 코어 백킹 컴포넌트의 커플링 면 내 또는 상에 드릴(drill), 솔더 공정 또는 몇몇 다른 공정 또는 상기 특징을 형성할 수 있는 방식으로 코어 백킹 컴포넌트로부터 재료를 첨가(이에 따라 첨가 특징을 형성) 또는 공제(이에 따라 공제 특징을 형성)하기 위해 사용될 수 있는 장치에 의해 형성된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 상기 구문 "첨가 특징", "공제 특징", "볼록 특징" 및 "오목 특징"은 스퍼터링 타겟의 코어 백킹 컴포넌트 내 또는 상에 만들어질 수 있는 채널, 홈, 융기 및/또는 만입(indentation)을 기술하기 위해 사용되었다. 상기 채널, 홈(groove), 융기(bump), 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합은 상술한 바와 같이 몇몇 유익한 요구를 만족시키며, 동시에 타겟 뒤 표면적을 증가시킨다. 전언한 바와 같이, 상기 타겟 표면 컴포넌트의 전체 뒷면 또는 중앙을 따라 상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple) 만입 또는 이들의 조합을 배치함에 의해, 냉각 방법의 냉각 효율성 및 냉각 유체가 통상적인 측면 냉각 보다 증가한다. 상기 이들의 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple) 만입 또는 이들의 조합은 또한 코어 백킹 컴포넌트의 커플링 표면 내 또는 상에 배치될 수 있다.
상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple) 만입 또는 이들의 조합은 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합 내 또는 상에 동심원 또는 홈, 나선형 배열, "옆"을 향하는 쉐브론(chevron) 또는 "중심"을 향하는 쉐브론을 포함하는 어떠한 적절한 모양으로 배열되거나 형성될 수 있다. 다른 구현으로, 상기 코어 백킹 컴포넌트 재료 또는 다른 유사한 재료로부터 형성된 융기 또는 다른 배열이 상기 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 뒷면 또는 커플링면 상에 "확립(built up)"되어 효과적으로 컴포넌트 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리의 표면적을 증기시킬 수 있다. 상기 컴포넌트의 뒤 상에 패턴 또는 형성의 확립에 사용된 재료는 백킹 플레이의 표면만을 증가시킬 수 없고, 냉각 장치/방법과 함께 타겟의 냉각 효과를 추가로 향상하고 그리고/또는 상기 스퍼터링 타겟 어셈블리의 타겟 표면 컴포넌트로부터 원하지 않는 원자 및/또는 분자의 결함을 감소시키는 작용을 하는 것이 더욱 고찰되었다.
상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합은 상술한 바와 같이 적어도 하나의 첨가 특징, 적어도 하나의 공제 특징 또는 이들의 조합의 결과를 가져오는 기계가공(machining), LASER 등을 포함하는 어떠한 적절한 방법 또는 장치를 사용하여 컴포넌트 상에 형성될 수 있다. 상기 타겟 컴포넌트는 또한 처음부터 상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합을 포함하여 매주(vendor)의 장치 및 상기 타겟을 사용하는 고객의 요구에 따라 적어도 하나의 볼록 특징, 적어도 하나의 오목 특징 또는 이들의 조합의 결과를 가져오도록 주조(mold)될 수 있다.
몇몇 구현으로, 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 포함하는 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 효율성은 통상적인 코어 백킹 컴포넌트의 냉각 효율성과 비교할 때 증가된다. 다른 구현으로, 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 포함하는 상기 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 냉각 효율성은 통상적인 코어 백킹 컴포넌트의 냉각 효율성과 비교할 때 적어도 10%까지 증가된다. 또 다른 구현으로, 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 포함하는 상기 코어 백킹 컴포넌트, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합의 냉각 효율성은 통상적인 코어 백킹 컴포넌트의 효율성과 비교할 때 적어도 50%까지 증가된다.
몇몇 구현으로, 타겟이 코어 백킹 컴포넌트에 끼워지는(fit) 적어도 하나(또는 수개)의 개방 영역에서 상기 냉각 효율성을 향상시키는 것이 가능하다. 냉각은 높은 열 전도성을 갖는 백킹 플레이트의 사용, 냉각 표면적 증가, 냉각제의 흐름 패턴 조절, 회전 자석으로 냉각제 순환 향상, 및 마지막으로 타겟 재료의 두께 감소에 의해 향상시킬 수 있다. 이러한 요소들 중, 상기 두께가 냉각을 조절하는 가장 민감한 요소이다. 과거에, 다양한 디자인 변형을 통해 냉각 효율성을 향상시키기 위한 다양한 시도들이 행해졌으나, 가장 중요한-상기 두께 요소-는 열 감소를 위해 고려되지 않았다. 도 13에서는 ECAE 타겟 재료를 포함하며 예를 들어 오목한 포켓(pocket)(1362)은 타겟 표면 재료(1310)의 뒷면(1312)의 중앙 영역 내에 기계가공되며 이는 상기 스퍼터링 표면과 냉각제와 접촉하는 반대면 사이의 두께를 감소시킨다. 이러한 변형은 타겟 재료에 걸친 온도 구배를 감소시키고 효과적으로 타겟 온도를 감소시킨다. 용접 지점(1350)은 타겟 표면 재료(1310)와 코어 백킹 컴포넌트(1320)의 연결을 돕는 것을 나타낸다.
또 다른 고찰된 표면 특징은 상기 표면 특징을 끼워서 상기 타겟 표면의 침식 프로파일을 반영하도록 하며-이는 침식 프로파일 변형이라고 지칭되며, 도 14A 및 14B에 나타난다. 통상적인 타겟(1400)이 표면(1410)을 갖는 도 14A에 나타난다. 도 14B에서, 상기 표면 (1410)은 이제 도 14A 및 14B에 나타난 상기 침식 프로파일(1430)을 반영하는 침식(1420)을 나타낸다. 유사한 침식 프로파일이 또한 도 1C에 나타나며, 여기서 코어 백킹 컴포넌트 내 개방부는 상기 침식 프로파일에 끼워지도록 맞춰진다. 이러한 특정한 변형을 위한 배경으로, DC 마그네트론 스퍼터링 내, Ar+ 이온의 높은 플럭스가 높은 동력으로 타겟에 충격되고, 종종 조금 내지 수십 킬로-와트를 초과한다. 이러한 고동력은 적절한 냉각이 없으면 상기 타겟을 용융시키거나 또는 냉각이 불충분한 경우 기계적 안정성을 감소시킬 수 있다. 4개의 주된 요소, 즉 열 전도성, 냉각수 흐름 속도, 냉각 표면적, 및 타겟의 두께가 냉각을 조절한다.
스퍼터링 타겟의 표면 특징의 변형을 위한 어떠한 상기 변형 기술 및 변형을 위한 접근은 운전자의 필요에 따라 단독으로 또는 서로 조합으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 대상에 대해 예외적인 것은 이러한 접근은 스퍼터링 표면의 프로파일 변경없이 통상적인 스퍼터링 타겟 상에 사용될 수 있는 것이다. 이러한 구현들 중 많은 것이 또한 2007.1.22일에 출원된 미국 시리얼 번호 11/656705에 개시되어 있으며, 이는 Honeywell International Inc에 의해 공유되고 전체로서 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
전도성 재료 층을 포함하는 컴포넌트 및 재료와 같은 전기적 및 반도체적 어플리케이션 및 컴포넌트에 대해 재료의 전도성 층을 부설(lay down) 또는 도포하는데 사용되는 스퍼터링 타겟 또는 다른 유사한 유형의 컴포넌트를 위해 사용되는 냉각 장치가 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리의 컴포넌트에 인접하여 배치된다. 상술한 바와 같이 몇몇 고찰된 구현으로, 타겟 컴포넌트는 상기 컴포넌트의 커플링 면 또는 뒷면 내 또는 상에 형성된 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합을 가지며 상기 냉각 장치 또는 방법은 코어 백킹 컴포넌트와 접촉할뿐만 아니라, 상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합과도 접촉한다. 냉각 향상 방법 및/또는 장치가 모두 센싱(sensing)/센서(sensor)와 함께 사용되는 경우, 상기 타겟과 센싱(sensing)/센서(sensor) 장치를 위한 백킹 플레이트 사이에 위치한 채널이 존재할 것이며, 백킹 플레이트에 형성된 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합이 존재할 것이며, 이는 냉각 유체 또는 냉각 방법과 접촉하는 경우 상기 타겟의 백킹 플레이트의 효과적인 표면적을 증가시킬 것이다. 그러나, 상기 냉각 향상 방법 및/또는 장치는 센싱(sensing)/센서(sensor) 장치 및/또는 방법 없이 단독으로 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이, 몇몇 구현으로, a) 단순한 장치/기계 및/또는 기계적인 셋업(setup) 및 표면 또는 재료의 마손(wear), 마모(wear-out) 및/또는 저하(deterioration)를 결정하기 위한 단순한 방법을 포함하며; b) 특정 유지(maintenance) 스케줄 상의 재료의 질을 조사하는 것과 대조적으로, 유지가 필요한 경우 운전자에게 통지하며 ; 및 c) 재료의 이른 대체 또는 보상(repair)의 감소 및/또는 제거에 의해 재료 소모를 감소 및/또는 제거하는 센싱 시스템을 포함하는 것이 또한 유리할 것이다. 이러한 유형의 장치 및 방법이 PCT 출원 번호 PCT/US03/28832에 기술되어 있으며, 이는 2003.9.12일에 출되었고 2002.9.12일에 출원한 미국 가출원 시리얼 번호 60/410540에 대해 우선권을 주장하며, 이들 모두는 공유되고 전체로서 본 명세서에 편입된다.
몇몇 구현으로 상기 채널, 홈, 융기, 패인부분(dimple), 만입 또는 이들의 조합의 편입은 스퍼터링 타겟 및/또는 스퍼터링 타겟 어셈블리의 냉각을 향상시킬뿐만 아니라, 코어 백킹 구성요소를 따르는 냉각 유체 흐름도 향상시킨다. 냉각 유체 흐름에서 이러한 향상은 일반적인 유체역학 원리에 의해 용이하게 귀착되거나 설명될 수 있다.
냉각 향상 장치 및/또는 방법에서 사용된 냉각 유체는 표면의 냉각을 목적으로 특정 온도에서 수용(hold)될 수 있거나 또는 접촉에서 표면의 냉각에 효과를 미칠 수 있는 어떠한 유체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 상기 용어 "기체(gas)"에 대한 어떠한 참고는 질소, 헬륨 또는 아르곤, 이산화탄소, 또는 공기를 포함하는 혼합기체를 포함하는 순수한 기체를 함유하는 환경을 의미한다. 본 발명의 대상의 이러한 목적을 위해, 전기적 또는 반도체적 어플리케이션에서의 사용에 적절한 어떠한 기체가 본 명세서에서 고찰된다.
본 명세서에 개시된 고찰된 스퍼터링 타겟은 전자, 반도체 및 통신 컴포넌트를을 제조, 형성 또는 다른 방식으로 변형하는 어떠한 공정 또는 제조 디자인으로 편입될 수 있다. 전자, 반도체 및 통신 컴포넌트는 일반적으로 전자-계, 반도체-계 또는 통신-계 제품에서 사용될 수 있는 어떠한 층상 컴포넌트를 포함하는 것으로 생각된다. 본 명세서에서 기술된 컴포넌트는 반도체 칩, 회로기판, 칩 패키징, 세퍼레이터(separator) 시트, 회로기판의 유전체 컴포넌트, 인쇄-배선판, 터치 패드, 디스플레이, 도파관(wave guide), 광 파이버(fiber optic) 및 광자 수송 및 음파 수송 컴포넌트, 듀얼다마신(dual-damascene) 공정을 이용하거나 편입하여 제조된 어떠한 재료 및 캐퍼시터(capacitor), 인덕터(inductor) 및 레지스터(resistor)와 같은 회로기판의 다른 컴포넌트를 포함한다.
본 명세서에서 기술된 타겟으로부터의 원자 또는 분자의 스퍼터링에 의해 제조된 필름의 얇은 층은 다른 금속 층, 기판 층, 유전체 층, 하드마스트 또는 에치스탑(etchstop) 층, 포토리소그래프 층, 반사-방지 층 등을 포함하는 어떠한 수 또는 밀착(consistency)의 층 상에 형성될 수 있다. 몇몇 바람직한 구현으로, 상기 유전체 층은 하기를 포함하는 Honeywell International, Inc.에 의해 고찰된, 생산된 또는 개시된 유전체 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다: a) 발행된 미국 특허 US5959157, US5986045, US6124421, US6156812, US6172128, US6171687, US6214746에 개시된 화합물과 같은 FLARE(폴리아릴렌에테르) 및 계류 중인 출원 09/197478, 09/538276, 09/544504, 09/741634, 09/651396, 09/545058, 09/587851, 09/618945, 09/619237, 09/792606, b) 계류 중인 출원 09/545058; 2001.10.17일에 출원된 시리얼 PCT/US01/22204; 2001.12.31에 출원된 PCT/US01/50182; 2001.12.31일에 출원된 60/345374; 2002.1.8일에 출원된 60/347195; 및 2002.1.15일에 출원된 60/350187에 나타난 바와 같은 아다만탄-계 재료 ; c) 공동으로 양도된 미국 특허 5,115,082; 5,986,045; 및 6,143,855; 및 2001.4.26일에 공개된 공동으로 양도된 국제 특허 공개 WO 01/29052; 및 2001.4.26일에 공개된 WO 01/29141; 및 (d) 모두가 본 명세서에 참고 문헌으로 편입되는 발행된 특허 US6022812, US6037275, US6042994, US6048804, US6090448, US6126733, US6140254, US6204202, US6208014 및 계류 중인 출원 09/046474, 09/046473, 09/111084, 09/360131, 09/378705, 09/234609, 09/379866, 09/141287, 09/379484, 09/392413, 09/549659, 09/488075, 09/566287, 및 09/214219 내에 개시된 화합물과 같은 나노다공성 실리카 재료 및 실리카-계 화합물 및 (e) Honeywell HOSP®오르가노실록산.
상기 웨이퍼 또는 기판은 어떠한 바람직한 실질적으로 고체인 재료를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 기판은 유리, 세라믹, 플라스틱, 금속 또는 코팅된 금속, 또는 복합 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 구현으로, 상기 기판은 실리콘 또는 게르마늄 비소 다이(die) 또는 웨이퍼 표면, 구리, 은, 니켈 또는 금 도금된 리드프레임(leadframe)에서 발견되는 것과 같은 패키징 표면, 회로배선판 또는 패키지 상호연결 트레이스(trace), 비아-웰(via-well) 또는 보강재(stiffener) 인터페이스("구리"는 나동(bare copper) 및 이의 산화물을 포함), 폴리이미드-계 플렉스 패키지, 납 또는 다른 금속 합금 솔더 볼(solder ball) 표면, 유리 및 폴리이미드와 같은 폴리머에서 발견되는 것과 같은 폴리머-계 패키징 또는 보드 인터페이스(board interface)에서 발견되는 것과 같은 구리 표면을 포함한다. 보다 바람직한 구현으로, 상기 기판은 실리콘, 구리, 유리 또는 폴리머와 같은 패키징 및 회로기판 산업에 일반적인 재료를 포함한다.
본 명세서에서 고찰된 기판층은 또한 적어도 두 개의 재료 층을 포함할 수 있다. 상기 기판을 포함하는 재료의 한 층은 상술한 기판 재료를 포함할 수 있다. 상기 기판 층을 포함하는 재료의 다른 층은 폴리머, 모노머, 유기 화합물, 무기 화합물, 오르가노메탈릭 화합물, 연속적인 층 및 나노다공성 층의 층을 포함할 수 있다.
재료에 대해 연속적인 것 대신 나노다공성(nanoporous)인 것이 바람직한 경우 상기 기판 층은 또한 복수의 공간(void)을 포함할 수 있다. 공간은 전형적으로 구형이나, 택일적으로 또는 추가적으로 관상, 층상, 워반 또는 다른 모양을 포함하는 어떠한 적절한 모양을 가질 수 있다. 또한 상기 공간은 어떠한 적절한 직경을 갖는 것으로 고찰되었다. 적어도 몇몇의 공간은 인접한 공간과 연결되어 상당량의 연결된 또는 "개방" 다공성을 갖는 구조를 형성할 수 있는 것으로 더욱 고찰되었다. 바람직하게 상기 공간은 1 미크로미터 미만의 평균 직경을 가지며, 더욱 바람직하게는 100 나노미터 미만의 평균 직경을 가지며, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 미만의 평균 직경을 갖는다. 상기 공간은 기판 층 내에서 일정하게 또는 랜덤하게 분산될 수 있는 것으로 더욱 고찰되었다. 바람직한 구현으로, 상기 공간은 기판 내에서 일정하게 분산된다.
본 명세서에 개시된 고찰된 구현으로 확산 접합된, 솔더된(soldered) 또는 모노 타겟/백킹 플레이트 디자인을 갖는 통상적인 타겟 디자인에 대해 몇몇 이점이 밝혀졌다. 표준 솔더된 또는 확산 접합된 타겟에 비한 이점은 하기를 포함한다: a) 타겟 그레인 입자 또는 미세구조 크기를 증가시키지 않는 저온 방법, b) 특히 기계적 부착에 대해, 탈커플링(decoupling)(탈접합 동안 나타나는 것과 같은)의 적은 위험 또는 이러한 위험 없이 타겟과 코어 백킹 재료 사이의 강한 커플링, c) 침식 프로파일 아래에 연결 인터페이스기 없고 그에 따라 상기 침식 프로파일이 깊어질 수 있기 때문에 연장된 타겟 수명, d) 타겟과 냉각 유체의 직접 접촉, 스퍼터링 타겟 부피와 냉각 유체 사이에 없거나 작은 인터페이스 및 백킹 플레이트 및 타겟 두께가 국부적으로 감소될 수 있음에 기인하여 향상된 냉각, 및 d) 타겟과 백킹 플레이트 사이의 인터페이스에서 갭에 의해 타겟이 횡으로 확장하도록 증가된 공간에 기인하여 감소된 타겟 와핑. 모노리식 디자인에 비한 몇몇 이점이 또한 나타나며, 하기를 포함한다: a) 더욱 강한 백킹 플레이트 재료에 기인하여 특히 플랜지 영역에서 더욱 강한 디자인, 및 b) 1) 보다 강한 플랜지 2) 타겟이 보다 횡적으로 그리고 덜 수직적으로 확장하도록 하는 타겟과 백킹플레이트 사이의 인터페이스에서의 갭 때문에 감소된 휨(warpage)이 기대된다.
도 1A는 타겟 표면 컴포넌트에 연결된 환형 백킹 컴포넌트를 갖는 고찰된 구현을 나타낸다.
도 1B는 복수의 실린더형 개방부(115)를 갖는 타겟의 저면 및 측면의 견지를 갖는 고찰된 타겟을 나타낸다-이 경우에서, 5개의 실린더형 개방부.
도 1C는 가장 깊은 침식 홈(160)에 대응하는 몇몇 개방부(115)를 갖는 고찰된 타겟을 나타낸다.
도 2A는 수직 잠금 핀(230)이 쐐기 디자인 특징이 단단하게 조여진 후 삽입되는 고찰된 코어 백킹 컴포넌트(220)의 측면의 견지를 나타낸다.
도 2B는 고찰된 코어 백킹 컴포넌트(220)의 밑면을 나타내며, 여기서 컴포넌트가 두 개의 기계적인 보강재를 포함함다-상기 코어 백킹 컴포넌트(220)와 회전을 갖는 상기 타겟 표면 재료(210) 사이의 상기 커플링을 단단히 하기 위해 디자인된 쐐기 디자인(240), 및 환형 코어 백킹 컴포넌트(220)의 회전의 말단을 고정하고 이를 상기 타겟 표면 컴포넌트(210)에 대해 일정한 위치에 고정하기 위해 디자인된 수직 잠금 핀(230).
또 2C는 용접의 "단조(forge) 보강재"를 나타내며, 상기 코어 백킹 컴포넌 트(220) 및 타겟 표면 컴포넌트(210)는 용접되기 위한 부분의 근처에 위치하는 상호잠금 또는 "수/암(male/female)" 커플링 포인트(215) 및 (217)을 갖는다.
도 3은 고찰된 코어 백킹 컴포넌트(320) 및 타겟 표면 컴포넌트(310)가 기계적 보강재와 같은 둘 사이의 나사결합식(threaded) 경계면(370)의 사용에 의해 어떻게 연결될 수 있는지를 나타낸다.
도 4A는 고찰된 타겟 어셈블리 디자인의 또 다른 구현을 나타낸다. 이러한 코어 백킹 컴포넌트(420)는 타겟 표면 컴포넌트(410)에 상기 두 컴포넌트 (410)와 (420) 사이의 "리벳(rivet)-유사" 또는 "열쇠-유사" 부속품(480)의 사용을 통해 연결된다.
도 4B는 고찰된 타겟 어셈블리 디자인의 또 다른 구현을 나타낸다. 상기 코어 백킹 컴포넌트(420)은 타겟 표면 컴포넌트(410)에 상기 두 컴포넌트 (410)와 (420) 사이의 "리벳(rivet)-유사" 또는 "열쇠-유사" 부속품(480)의 사용을 통해 연결된다.
도 5는 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 6은 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 7은 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 8은 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 9는 고찰된 조합 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 10A는 타겟 재료가 프레스되는 경우 리벳 형성을 촉진하기 위한 몇몇 전략을 나타낸다.
도 10B는 플랜지(flange) 상(도 8 및 9와 같이 바닥 대신)에 열쇠-유사 커넥터(connector)를 갖는 거의 네트(net) 모양 링의 제조를 위한 제조 공정을 나타낸다.
도 11은 타겟이 일반적으로 어떻게 기계화되는지, 그리고 필요한 경우 프레싱 단계 이후에 용접되는지를 나타낸다.
도 12는 적어도 하나의 추가적인 재료(1290)가 타겟 표면 재료(1210)와 코어 백킹 컴포넌트(1220) 사이의 경계면에 배치되어 열적 및 전기적 접촉을 향상시키는 하나의 고찰된 구현을 나타낸다.
도 13은 고찰된 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 14A는 침식(erosion) 프로파일을 갖는 통상적인 타겟을 나타낸다.
도 14B는 침식을 나타내며 침식 프로파일을 갖는 통상적인 타겟을 나타낸다.
도 15는 고찰된 타겟 어셈블리를 나타낸다.
도 16은 단조(forge) 보강재 단계 후의 타겟 어셈블리의 도면을 나타낸다.
도 17은 고찰된 타겟 어셈블리의 모델 연구를 나타낸다.
실시예 1
도 15에 나타난 바와 같이 실온에서 서브미크론 ECAE Al 0.5 Cu 타겟 재료(1510)를 환형 Al 2024 T851 백킹 플레이트(1520)에 단조 보강하였다. 상기 단조 보강은 냉간단조(1530)를 통해 압력을 적용하여 수행된다. 상기 중앙 타겟 재료의 초기 및 최종 높이는 각각 1.25 인치 및 1.05 인치였다. 광학 현미경에 의해 관찰된 바와 같이 단조 후 상기 서브미크론 Al 0.5 Cu 구조는 안정하다. 그레인 크기는 액 0.5 미크론이었다. 상기 단조 리벳(1560)이 횡단면으로 나타난다.
실시예 2
실온 또는 150C에서 ECAE Cu 타겟 재료(1610)을 5-15 미크론 초미세 그레인 크기로 환형 CuCr 백킹 플레이트(1620)에 단조보강하였다. 두 개의 유형의 리벳 디자인(1650)을 갖는 4 개의 샘플이 발생되었다. 단조 전 및 후의 중앙 타겟 재료의 초기 및 최종 높이는 각각 1.0 인치 및 0.6 인치였다. 도 16은 단조 보강 단계 후 이러한 어셈블리의 사진을 나타낸다. 단조 보강 단계 후 두개의 샘플을 e-빔 용접(1640)하였다. 상기 단조 단계 후 재료가 흘러야하는 영역(열쇠(key) 영역)-(1670)에 나타난 영역을 제외하고는 5-15 미크론 구조의 그레인 크기가 보존되었다. 상기 작은 영역에서, 구조가 변형되지만 상기 영역이 스퍼터될 면과 반대편이기 때문에 스퍼터링 수향게 영향을 주지 않는다.
실시예 3
실온에서 두 개의 ECAE Cu 타겟 재료를 5-15 미크론의 초미세 그레인 크기로 환형 Al 2024 T851 백킹 플레이트에 단조보강하였다. 단조 보강 단계 후의 최종 타겟 높이는 0.6 인치 및 1.0 인치였다. 1.5 인치, 4 인치, 13.8 인치 및 18.35 인치의 다양한 타겟 직경을 사용하였다. 하나의 샘플에서, 상부 고리는 Cu 타겟의 보서리를 프레스하는데 사용되어 리벳-유사 특징을 형성할 수 있도록 하여 도 10A 및 10B에 기술된 방법에 따라 거의 네트(net) 모양의 디자인을 제공한다. 다른 샘플에 대해, 프레스(press)될 Cu 타겟 표면은 단조 보강 단계 전에 기계가공되고, 상기 모서리 부분을 프레스하여 도 10A에 따른 리벳-유사 특징을 형성한다. 모든 경우에서, 단조 단계는 실온에서 수행되고 5-15 미크론의 초기 타겟 그레인 크기의 변경을 가져오지 않는다.
실시예 4
환형 백킹 플레이트를 갖는 다양한 타겟 디자인의 열-기계적 거동을 평가하는데 Finite Element 모델링을 사용하였다. 예를 들어, 환형 고강도 Al 합금 백킹 플레이트에 접합된 Al 0.5 Cu ECAE 타겟을 주조하였다. 상기 전체적인 배열은 300mm Al ALPS 타겟의 배열이었다. 상기 부분을 용접으로 겹합하고, 상기 용접을 40MP의 항복강도(yield strength)를 갖는 렌티큘러 모양의 '용접 및 ECAE 재료의 항복강도가 50 미크론을 초과하는 그레인 크기를 갖는 고순도 Al 0.5 Cu로 감소된(190MP로부터 24MPa로 하강) 반원의 열 침범된 영역을 포함하도록 주조(mold)하였다. 렌티큘러 모양의 용접을 제외하고, 백킹 플레이트와 타겟 재료 사이의 인터페이스를 도 17에 나타난 바와 같이 상기 재료 사이의 열적 단절(갭)으로서 주조하였다. 도 17에서, 타겟 어셈블리(1700)의 브레익아웃(breakout) 부분(17670)이 나타난다. 상기 열 침범된 영역(1730), 갭(1740) 및 용접 위치(1750)가 상기 타겟 표면 재료(1710)와 코러 백킹 컴포넌트(1720) 사이의 인터페이스 위치 상에 나타난다.
상기 모델들의 하나의 목적은 인터페이스가 타겟 온도에 대해 갖는 위치의 효과를 연구하는 것이다. 본 발명자들은 정상 작동 조건 하에서 최대 타겟 온도를 모노리식 디자인의 최대 온도에 대해 비교하였다. 본 말명자들은 ID가 13" 미만이 되면 최대 온도가 상승하기 시작하고 12"에서 약 50℃로 베이스 경우(base case) 보다 높은 것을 발견하였다. 유사하게, 300mm Cu SIP Encore 타겟은 상기 백킹 플레이트의 ID가 14"를 초과하여 정상 작동 조건 하에서 모노리식 디자인과 비교할 때 온도가 50℃를 초과하여 상승하는 것을 억제할 것을 요구한다. 이러한 결과는 인터페이스가 열적 단절로서 주조되기 때문에 최악의 경우의 시나리오로 보아야 한다. 실제에서는, 상기 타겟 및 백킹 플레이트는 적어도 몇몇 영역에서 인터페이스를 따라 열적 접촉을 할 것이고 타겟 온도는 낮아질 것이다. 열적 필러(filler) 재료 또한 전체 인터페이스를 따라 열적 접촉을 보장하는데 사용될 수 있다.
상기 타겟은 박막의 증착 동안 점점 뜨거워지고 웨이퍼가 교환되는 동안 냉각된다. 따라서, 상기 모델의 또 다른 목적은 어떻게 열적 순환이 용접에 영향을 미치는 지를 연구하는 것이다. 본 발명자들은 용접에 축적된 응력(strain) 및 응력의 양이 상기 재료 사이 갭의 크기에 민감한 것을 발견하였다. 용접의 변화성을 감소시키고 신뢰성(reliability)을 증가시키기 위해 본 발명자들은 용접 앞의 인터페이스의 모양을 변형하여 열적 팽창에 따른 힘이 백킹 플레이트와 타겟 재료의 직접 상호작용에 의해 운반되고 따라서 용접 내의 응력의 양을 감소시키도록 하는 것이 유리함을 발견하였다. 일 구현으로, 용접 내 상기 응력은 이러한 용접 보강의 도입 에 의해 8에서 6%로 감소되었다.
따라서, 저항률(resistivity) 및/또는 저항성(resistance)의 증가, 감소된 와상전류(eddy current) 및 향상된 냉각을 위한 타겟 디자인의 특정한 구현 및 응용 및 관련 방법이 개시된다. 그러나 당해 기술분야의 숙련자에게는 이미 기술된 것 비외의 추가의 변형이 본 발명의 견지를 벗어나지 않고 가능한 것이 명백하다. 따라서, 본 발명의 대상은 청구의 범위를 포함하며 본 명세서에 개시된 설명의 견지 내라면 이에 제한되지 않는다. 나아가, 상세한 설명 및 청구 범위의 해석에 있어서, 모든 용어들은 문맥과 일치하는 가능한 가장 방식의 가장 넓은 의미로 해석되어야 한다. 특히 상기 용어 "포함(comprises 및 comprising)"은 요소, 구성성분 또는 단계들을 비제한적으로 나타내며 언급된 요소, 구성성분 또는 단계들이 존재하거나, 사용되거나, 또는 명백히 언급되지 않은 다른 요소, 구성성분 또는 단계들과 조합될 수 있음을 지시하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (23)

  1. 타겟 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트; 및
    상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 커플링된 커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 포함하며,
    상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역에 끼워지는(fit) 스퍼터링 타겟.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 코어 백킹 컴포넌트는 코어 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 타겟 재료는 알루미늄, 구리, 티타늄, 탄탈륨, 코발트, 텅스텐, 칼코겐화물(chalcogenides), 니켈, 루테늄, 이들의 조합 및 합금을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 코어 재료는 알루미늄, 구리, 크롬, 강철(steel), 티타늄, 이들의 조합 및 합금을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 코어 백킹 컴포넌트는 적어도 하나의 커플링 메커니즘을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커플링 메커니즘은 기계적 보강, 단조(forge) 보강 또는 이들의 조합을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 기계적 보강은 회전, 병진 또는 이들의 조합에 의해 삽입된, 틀에 맞게 제조된 수/암(male/female) 열쇠, 쐐기(wedge) 또는 나사결합(thread)과 같은 두 재료 사이의 기계적인 간섭을 제공하는 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 단조 보강은 저온 프레싱(pressing) 단계를 사용하여 제 1 컴포넌트의 영역이 제 2 컴포넌트로 흐르도록 하는 단계를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 단조 보강은 적용된 압력, 시간 및 온도에 따라 갭을 갖거나 갖지 않는 인터페이스를 만드는 형쇠-유사 또는 리벳-유사 특징(feature)을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 스퍼터링 타겟.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 커플링 표면은 상기 타겟 표면 컴포넌트 또는 코어 백킹 컴포넌트와 상이한 적어도 하나의 추가 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 재료는 커플링 표면을 따라 향상된 접합, 열적 및 기계적 전도성 또는 이들의 조합을 제공하는 스퍼터링 타겟.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 재료는 솔더(solder), 전도성 폴리머, 전도성 페이스트(paste), 접착제, 급속 및 합금을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  13. 제 1항에 있어서, 용접 영역에 적어도 하나의 용접 지점을 포함하는 스퍼터 링 타겟.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용접 지점은 E-빔, 마찰용접, 확산용접, LASER 용접 또는 이들의 조합에 의해 제조되는 스퍼터링 타겟.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용접 지점은 용접 영역을 따라 향상의 일부로 필러(filler) 재료 또는 브레이징(brazing) 재료를 이용하여 제조되는 스퍼터링 타겟.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용접 지접은 기계적 보강, 단조 보강 또는 이들의 조합을 사용하여 용접에 인접하여 상기 타겟과 코어 백킹 재료 사이의 인터페이스를 연결하여 보강된 스퍼터링 타겟.
  17. 제 6항 또는 제 16항에 있어서, 상기 기계적 보강은 쐐기 디자인, 잠금 핀, 열쇠-유사 디자인, 리벳-유사 디자인 또는 이들의 조합을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 코어 백킹 컴포넌트 뒷면, 타겟 표면 컴포넌트 또는 이들의 조합에 커플링되거나 배치된 적어도 하나의 표면 특징을 추가로 포함하며, 여기서 상기 표면 특징은 타겟 표면 컴포넌트의 냉각 효율성을 증가시키는 스퍼터링 타겟.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표면 특징은 채널, 홈(groove), 융기(bump), 패인부분(dimple), 만입(indentation) 또는 이들의 조합을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 타겟 재료는 알루미늄, 구리 또는 이들의 조합을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  21. 표면 재료를 포함하는 타겟 표면 컴포넌트를 제공하는 단계;
    커플링 표면, 뒷면 및 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역을 갖는 코어 백킹 컴포넌트를 제공하는 단계; 및
    상기 커플링 표면을 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분에 커플링하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 타겟 표면 컴포넌트의 적어도 부분은 상기 코어 백킹 컴포넌트의 적어도 하나의 개방부 또는 개방 영역으로 끼워지는(fit) 스퍼터링 타겟의 형성 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 코어 백킹 컴포넌트의 뒷면, 상기 타겟 표면 구성요소 또는 이들의 조합에 커플링되거나 배치된 적어도 하나의 표면 특징을 제조하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 상기 표면 특징은 상기 타겟 표면 구성요소의 냉각 효율성을 증가시키는 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 적어도 하나의 표면 특징을 채널, 홈(groove), 융기(bump), 패인부분(dimple), 만입(indentation) 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
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