(57)【要約】  スパッタリングターゲットアセンブリの接合の完全性をサーモグラフィーにより評価するための方法及び装置が記載される。本方法は、アセンブリの一方の表面に加熱又は冷却用媒体又はエネルギーを適用する工程、及び撮像装置を用いてアセンブリの反対側の表面の対応する温度変化のグラフィックによる記録を得る工程を含む。各フレームにおいて記録された画素データを数学的に分析して、アセンブリの接合の完全性を表す基準化された積分温度マップを作成する方法がさらに記載される。
2007531817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタターゲットに接合界面で接合されたバッキングプレートを含むスパッタリングターゲットアセンブリのサーモグラフィー分析を実施する工程を含む、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する方法。
【請求項２】
前記スパッタリングターゲットアセンブリが、平面カソード又は中空カソードマグネトロンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スパッタターゲットがタンタル又はタンタル合金であり、前記バッキングプレートが銅又は銅合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スパッタターゲットが、アルミニウム、チタン、銅、コバルト、ニオブ、金、白金、パラジウム、ニッケル、ハフニウム、モリブデン、ジルコニウム、タンタル又はそれらの合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記バッキングプレートが、銅、アルミニウム、チタン、それらの合金又は鋼を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スパッタターゲットと前記バッキングプレートの接合界面が、拡散接合、爆着、半田付け接合、蝋付け接合、溶接接合、摩擦圧接接合、金属圧入接合、熱膨張結合接合、又は突起と溝を差し込んだ圧入接合である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スパッタリングターゲットアセンブリと熱源又はヒートシンクの間の対流伝熱係数が約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ターゲットアセンブリの加熱速度が０．１〜１０℃／秒である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の少なくとも１つのサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得る工程；及び
当該少なくとも１つのサーモグラフィー画像を当該所定の撮像時間に対応する基準画像と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートをヒートシンクによって冷却する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び
当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算して積分された画素マップを形成する工程であって、接合界面の完全性が当該積分された画素マップによって表される工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記一連のサーモグラフィー画像が、約０．０１〜約１０フレーム／秒の頻度で得られる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱源が流体を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記流体が、水、エチレングリコール、ギ酸セシウム又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記熱源が液体浴又は液体スプレーを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱源が気体を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記気体が、高温空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱源が放射熱又は伝導熱を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱源が、少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋの比熱容量を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
前記スパッタターゲットの表面の一部が少なくとも約０．５の放射率を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２３】
前記スパッタターゲットの表面の一部にコーティングを施す工程であって、当該コーティングによって当該スパッタターゲットの表面の一部の放射率が増加される工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２４】
前記コーティングが塗料又はコロイド状黒鉛を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記熱源と前記バッキングプレートの間の対流伝熱係数が、約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、請求項１１に記載の方法。
【請求項２６】
前記赤外線サーモグラフィーが、約０．０１〜約１℃の熱感度を有する赤外線カメラを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２７】
前記撮像時間が約１〜約５００秒である、請求項１１に記載の方法。
【請求項２８】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートをヒートシンクによって冷却する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び
当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程
をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算して積分された画素マップを形成する工程であって、接合界面の完全性が当該積分された画素マップによって表される工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記一連のサーモグラフィー画像が、約０．０１〜約１フレーム／秒の頻度で得られる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記ヒートシンクが流体を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記流体が、水、エチレングリコール、ギ酸セシウム又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ヒートシンクが液体浴又は液体スプレーを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記ヒートシンクが気体を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３６】
前記気体が、空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ヒートシンクが、少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋの比熱容量を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３８】
前記スパッタターゲットの表面の一部が少なくとも約０．５の放射率を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３９】
前記スパッタターゲットの表面の一部にコーティング又は層を施す工程であって、当該コーティング又は層によって当該スパッタターゲットの表面の一部の放射率が増加される工程をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項４０】
前記コーティングが塗料又はコロイド状黒鉛を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ヒートシンクと前記バッキングプレートの間の対流伝熱係数が、約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、請求項２８に記載の方法。
【請求項４２】
前記赤外線サーモグラフィーが、約０．０１〜約１℃の熱感度を有する赤外線カメラを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項４３】
前記撮像時間が約１〜約５００秒である、請求項２８に記載の方法。
【請求項４４】
スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを加熱するための熱源；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
【請求項４５】
前記熱源が流体又は気体を含む、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記熱源が、放射、赤外線又は伝導熱を含む、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４７】
スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを冷却するためのヒートシンク；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
【請求項４８】
赤外線サーモグラフィーにより所定の撮像時間で得た一連のサーモグラフィー画像から得られる個々の画素データについての時間−温度曲線を決定する工程；及び
複数の時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、個々の画素について観測された積分温度を得る工程
を含む、サーモグラフィー分析の方法。
【請求項４９】
個々の画素データを基準化する工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
複数の観測された積分温度が積分された画素マップで表される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
放射率を高めるために前記スパッタリングターゲットアセンブリの表面に層が適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５２】
前記層が粉末状の層である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記層がプラスチック層である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記サーモグラフィー分析が、前記スパッタリングターゲットアセンブリを加熱する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５５】
前記加熱が誘導加熱である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記誘導加熱が、少なくとも１つの誘導コイルによって行われる、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記加熱が、ターゲットアセンブリ又はその一部に渦電流を誘導する装置によって行われる、請求項５４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッキングプレートに接合されたスパッタターゲットからなるスパッタリングターゲットアセンブリに関する。さらに詳しくは、本発明は、スパッタターゲット／バッキングプレートの接合の品質を定量的に評価する方法、及びスパッタリングターゲットアセンブリの非破壊接合評価を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ用途の分野では、スパッタリングターゲットアセンブリは、スパッタターゲットとバッキングプレートを典型的に含む。例えば、金属ターゲット又は金属ターゲットブランク（例えば、タンタル、チタン、アルミニウム、銅、コバルト、タングステンなど）がバッキングプレートに接合される。バッキングプレートは、例えば、銅、アルミニウム又はそれらの合金などのバッキングプレートフランジアセンブリであることができる。所与のスパッタリングターゲットアセンブリのスパッタリング性能に影響を及ぼす因子として、スパッタリングプロセスの際にスパッタターゲットとバッキングプレートの間で維持される熱的及び電気的接触の度合いがある。スパッタターゲットとバッキングプレートの間の所望の熱的及び電気的接触を達成するために、スパッタリングターゲットアセンブリ部材は、半田付け、蝋付け、拡散接合、クランピング、爆着、摩擦圧接、圧入、エポキシセメント付けなどの通常の手段によって互いに接合又は付着される。接合プロセスで達成される熱的及び電気的接触の度合いは、スパッタリングターゲットアセンブリ部材の接合面の間に位置する接合界面全体の接合の品質に左右される場合がある。
【０００３】
スパッタターゲットとバッキングプレートは、異なる熱膨張係数を有する材料から典型的に作製される。半田付け、蝋付け又は拡散接合など、接合が高温で行われる場合に生じるターゲット材料とバッキングプレート材料の膨張差は、スパッタリングターゲットアセンブリ部材の金属に非常に高いレベルの機械的応力を発生させる場合がある。この機械的応力によってスパッタリングターゲットアセンブリに撓みが生じ、接合の破壊によってバッキングプレートからスパッタターゲットが剥がれることがある。接合不良による接合の破壊は取り扱いの際にいつでも起こり得るが、使用の際、即ち、スパッタリングプロセスにおいて達する比較的高い温度にさらされることにより接合強度又は剪断強度が最小になる場合に起こる可能性が最も高い。ますます大きなスパッタターゲットを使用しようとする傾向が業界で高まっているため、剥離の恐れはさらに大きくなっている。
【０００４】
少なくとも上述した理由から、即ち、スパッタリング性能及び剪断破壊という理由から、通常の方法によって接合されたスパッタリングターゲットアセンブリでは、典型的には使用の前に接合の品質を検査して接合の完全性が満足できるものであることを確認する。超音波走査又は試験（ＵＴ）が、スパッタリングターゲットアセンブリにおけるターゲットとバッキングプレート間の接合の完全性を評価するのに典型的に用いられる。ＵＴでは、ターゲット／バッキングプレートアセンブリが水中に浸漬され、約１〜３０ＭＨｚで動作する超音波トランスデューサを用いてスパッタリングターゲットアセンブリ表面をｘ−ｙラスターパターンで走査する。接合界面全体の接合の完全性は、ターゲット／バッキングプレート界面からの超音波の反射を測定することにより決定することができる。強い反射が検出されなかった領域に関しては、接合が十分であると見なされる。これに対して、強い反射が検出された場合には、関連する領域は接合が不十分であると見なされる。
【０００５】
スパッタリングターゲットアセンブリのＵＴのための走査時間は走査される面積に比例する。スパッタリングターゲットアセンブリに関する典型的な走査速度は約１５〜３０ｃｍ2／分である。典型的なスパッタリングターゲットアセンブリは、例えば、半導体製作で２００ｍｍのシリコンウェハをコーティングする場合には約１，０００ｃｍ2である。したがって、典型的な走査時間は３０〜６０分である。このような時間を要する評価は多くの理由から不利である。加えて、超音波試験で得られる結果の精度は走査を行う仕方に関係することがある。さらには、剥離個所に関して得られたデータは、グラフィック画像などの容易に観察できるメディアに整理することが有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、スパッタリングターゲットアセンブリの接合完全性を評価する方法であって、現在用いられている評価方法よりも実施するのに時間がかからない方法に対するニーズがある。また、スパッタリングターゲットアセンブリの非破壊検査を実施するためのシステムであって、結果の精度が機械的走査に固有の制限を受けない定量的な分析を提供するシステムに対するニーズがある。さらに、アセンブリの剥離個所の情報を代表的なマップにおいて与える方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
それゆえ、本発明の特徴は、接合されたターゲット／バッキングプレートアセンブリの非接合領域を検出するための非破壊検査方法を提供することである。
【０００８】
本発明の更なる特徴は、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する方法であって、評価時間が評価領域のサイズによらない方法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の特徴は、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するための、整合した接合品質の分析を与えるサーモグラフィックシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の更なる特徴及び利点は、以下の説明において部分的に記載され、この説明から部分的に明らかであるか又は本発明の実施によって知ることができる。本発明の目的及び他の利点は、この説明及び特許請求の範囲において特に指摘される構成要素及びその組み合わせによって実現及び達成されるであろう。
【００１１】
これら及び他の利点を達成するため並びに本発明の目的に従って、本明細書で具体化されかつ概括的に記載されるように、本発明は、スパッタターゲットに接合界面で接合又は他の方法で付着されたバッキングプレートを含むスパッタリングターゲットアセンブリのサーモグラフィー分析を用いてスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する方法に関する。本方法は、好ましくは、バッキングプレートを熱源又はヒートシンクによってそれぞれ加熱又は冷却する工程；赤外線サーモグラフィーによりスパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程を含む。
【００１２】
本発明はまた、サーモグラフィー分析の方法であって、好ましくは赤外線サーモグラフィーにより所定の撮像時間で得た一連のサーモグラフィー画像から得られる個々の画素データについての時間−温度曲線を決定する工程；及び複数の時間−温度曲線をある撮像時間にわたって積分し、個々の画素について観測された積分温度を得る工程を含む方法に関する。本方法は、任意選択で個々の画素データを基準化する工程を含む。観測された積分温度はまた、積分された画素マップで表すこともできる。
【００１３】
さらに本発明は、スパッタリングターゲットアセンブリ部材を加熱して接合界面に対して垂直に熱を流し、接合が不十分な場合に熱輸送が減少するようにし、それにより当該アセンブリ中の剥離領域を区別するのに利用できるスパッタターゲット／バッキングプレートアセンブリ表面の検出可能な温度勾配を作り出す方法に関する。
【００１４】
先の一般的な記載と以下の詳細な記載の両方は、例示的でかつ説明的なものでしかなく、特許請求の範囲に記載される本発明の更なる説明を提供しようとするものであると解されるべきである。
【００１５】
添付図面は、本願に含まれかつその一部を構成し、本発明の種々の態様を本明細書とともに示し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するための本発明による方法は、接合界面で互いに接合又は他の方法で付着されたバッキングプレートとスパッタターゲットを含むスパッタリングターゲットアセンブリのサーモグラフィー分析を行う工程を含む。サーモグラフィー分析は、バッキングプレートを熱源又はヒートシンクによってそれぞれ加熱又は冷却する工程；赤外線サーモグラフィーによりスパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程を含むことが好ましい。本方法は、任意選択で、複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程をさらに含む。
【００１７】
より詳細には、上記のスパッタリングターゲットアセンブリは、２つの構成部分又はアセンブリ部材、即ち、バッキングプレートとスパッタターゲットを含む。本発明を実施するのに用いられるスパッタターゲットは、２つの面、即ち、スパッタリング面とその反対側の接合面を含む。本発明のバッキングプレートは、２つの側面、即ち、接合面とその反対側の背面を含む。本発明のスパッタリングターゲットアセンブリは、これらの接合面を互いに対して固定することによって組み立てられるものである。このスパッタリングターゲットアセンブリは、好ましくは接合である任意の好適な技術によって互いに直接的又は間接的に付着されたターゲットとバッキングプレートを有するものであることができる。接合は、冶金接合、例えば、拡散接合、爆着、金属圧入（例えば、突起と溝を差し込んだもの）、熱膨張結合、電子ビーム（ｅ−ビーム）溶接、イナーシャ溶接、摩擦蝋付けなど又は半田付け技術によって得られる接合であることができる。接合界面は、接合されたアセンブリ部材の接合面の間の領域によって画定される。スパッタリングターゲットアセンブリはまた、産業において通常であるように中間層を有することもできる。この中間層は、ターゲット及びバッキングプレートについて上述した金属を含む任意の好適な金属又はそれらの合金で作製することができる。さらに、スパッタターゲットは、中空カソードマグネトロン（ＨＣＭ）のスパッタターゲットであることができ、他の形態のスパッタターゲット、例えば、固定又は回転永久磁石又は電磁石を組み込むよう適合された平面マグネトロンアセンブリであることができる。バッキングプレートは、フランジなどの特徴を含むことができるか及び／又は冷却装置を含むか又はそれに接続するよう適合させることもできる。
【００１８】
スパッタターゲット及びバッキングプレートは、それぞれ任意の好適なターゲットグレード及びバッキングプレートグレードの材料であることができる。ターゲット材料の例としては、アルミニウム、チタン、銅、コバルト、ニオブ、金、白金、パラジウム、ニッケル、ハフニウム、モリブデン、ジルコニウム、タンタル及びそれらの合金が挙げられるがそれらに限定されない。バッキングプレートの例としては、銅又は銅合金、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム及びそれらの合金、例えば、ＴａＷ、ＮｂＷ、ＴａＺｒ、ＮｂＺｒ、ＴａＮｂ、ＮｂＴａ、ＴａＴｉ、ＮｂＴｉ、ＴａＭｏ、ＮｂＭｏなど及び鋼が挙げられるがそれらに限定されない。好ましくは、スパッタターゲットはタンタル又はタンタル合金であり、バッキングプレートは銅又は銅合金である。スパッタターゲット及びバッキングプレートに用いられる材料のタイプについて制限はない。純度、組織及び／又は粒度、並びにサイズなどを含む他のパラメータは、本発明にとって極めて重要というわけではない。好ましくは、スパッタリングターゲットアセンブリ部材の材料は、周囲大気での伝熱係数が約０．１〜約３００Ｗ／ｃｍ2である。スパッタターゲットとバッキングプレートの厚さは、スパッタリングターゲットアセンブリで用いられる任意の好適な厚さであることができる。バッキングプレートとスパッタターゲットの好適な厚さの例としては、バッキングプレートが約０．２５インチ以下から約２インチ以上までの厚さであり、ターゲットが約０．０６インチ以下から約１インチ以上までの厚さであるがそれらに限定されない。
【００１９】
加熱は、スパッタリングターゲットアセンブリ部材のうちの一方又は両方を加熱することによって達成することができ、好ましくはバッキングプレートの加熱である。加熱は、アセンブリ部材の非接合面のいずれかの実質的にすべて又は任意の部分に熱を加える任意の直接的又は間接的な方法によって行うことができ、好ましくはスパッタターゲットのスパッタリング面又はバッキングプレートの背面を含む。加熱の前に、スパッタリングターゲット部材は、約１５〜約３５℃の温度であることができ、好ましくは約２０℃の周囲温度である。同様に加熱の前に、アセンブリ部材は平衡温度であることが好ましい。アセンブリ部材は、約２０〜約１００℃の温度に加熱することができる。加熱方法は、熱が加えられるアセンブリ部材を急速に加熱することが好ましい。加熱は、アセンブリ部材を約０．０１〜約１００℃／秒、例えば、約０．１〜約１０℃／秒の速度で加熱することが好ましい。
【００２０】
熱源は、スパッタリングターゲットアセンブリ部材を加熱するのに好適な任意の熱源であることができる。例えば、熱源は、水、エチレングリコール、ギ酸セシウム又はそれらの任意の組み合わせを含む流体であることができる。熱源は、液体浴又は液体スプレー、例えば、蒸気又は高温液体スプレーなどであることができる。熱源は、気体、例えば、高温空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又は他の気体系であることができる。熱源は、放射熱又は伝導熱であることができる。加熱は誘導加熱であることができる。熱源は、ターゲットアセンブリ、例えば、バッキングプレートの表面に渦電流を誘導することによってターゲットアセンブリを加熱する誘導コイルであることができる。渦電流を誘導できる任意の装置を使用することができる。好ましくは、熱源（例えば、液体）を使用してアセンブリを加熱する場合、使用される方法は高い熱容量と優れた熱伝導率の性質を有する。熱源の熱容量及び熱伝導率は、スパッタリングターゲットアセンブリ全体を急速に加熱するのに十分なものであることが好ましい。熱源の比熱容量は少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋであることが好ましい。好ましくは、熱源と加熱されるアセンブリ部材の間に約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2の対流伝熱係数が与えられる。
【００２１】
本発明の１つの実施態様によれば、アセンブリを加熱するよりはむしろその代わりにアセンブリは冷却を受ける。冷却は、アセンブリ部材の非接合面のいずれかの実質的にすべて又は任意の部分から熱を除去する任意の直接的又は間接的な方法によって行うことができ、好ましくはスパッタターゲットのスパッタリング面又はバッキングプレートの背面を含む。冷却の前に、スパッタリングターゲット部材は、約１５〜約１００℃の温度であることができ、好ましくは約２０℃の周囲温度である。同様に冷却の前に、アセンブリ部材は平衡温度であることが好ましい。アセンブリ部材は約０〜約−２７３℃の温度に冷却することができる。好ましくは、冷却方法は、熱が除去されるアセンブリ部材を急速に冷却する。冷却は、アセンブリ部材を約０．１〜約１０℃／秒の速度で冷却することが好ましい。
【００２２】
冷却はヒートシンクを用いて達成することができる。ヒートシンクは、スパッタリングターゲットアセンブリ部材を冷却するのに好適な任意のヒートシンクであることができる。例えば、ヒートシンクは、水、エチレングリコール又はギ酸セシウムを含む流体であることができる。ヒートシンクは、液体浴又は液体スプレーであることができる。ヒートシンクは、気体、例えば、空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又は他の気体系であることができる。好ましくは、アセンブリ部材を冷却するのに用いられるヒートシンクは、高い熱容量と優れた熱伝導率の性質を有する。ヒートシンクの熱容量及び熱伝導率は、スパッタリングターゲットアセンブリ全体を急速に冷却するのに十分なものであることが好ましい。ヒートシンクの比熱容量は少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋであることが好ましい。好ましくは、ヒートシンクと冷却されるアセンブリ部材の間に約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2の対流伝熱係数が与えられる。
【００２３】
本発明の１つの実施態様によれば、スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリを評価するサーモグラフィックシステムは、水浴に浸漬することによってアセンブリ部材を加熱又は冷却する工程を含む。例えば、１つ又は複数の機械的なシステムにより、アセンブリ部材を下げて水浴に接触させることができるか、水浴を上げてアセンブリ部材に接触させることができるか、又はその両方であることができる。また、固定浴−ターゲットシステムの流体レベルをポンプとドレーンの組み合わせによりアセンブリ部材まで上昇させ、アセンブリ部材と接触するように流体レベルを急速に上昇させることもできる。図１と図２は、スパッタリングターゲットアセンブリを加熱又は冷却するための２つの例示的なシステムの図を与えている。これらの図は、平面スパッタリングターゲットアセンブリの構成を示しているが、他のスパッタリングターゲットアセンブリの形状、例えば、円筒形又は円錐形のスパッタリングターゲットアセンブリも使用することができる。図１は例示的な水浴の配置を示し、図２はアセンブリ部材を加熱するためのスプレー法の図を与えている。この場合、加熱用流体はバッキングプレートの背面にスプレーされる。
【００２４】
本発明の１つの実施態様によれば、加熱されない（又は冷却されない）アセンブリ部材の露出面の温度測定は、アセンブリ部材（好ましくはスパッタターゲット）の表面の少なくとも一部を撮像することにより達成することができる。一般に、撮像では、撮像された表面に関して熱的変化のグラフィック記録が作成され、それをさらに時間領域で分析できることが好ましい。表面温度の変化は、上記のようにアセンブリ部材を加熱又は冷却することでスパッタリングターゲットアセンブリに生じる熱勾配から得られる接合界面を通過する熱流の特徴的な動力学と関係している。十分な接合が存在するときには熱流は接合界面を容易に通過する。しかしながら、接合が不連続であると、不十分に接合された領域では伝熱が妨げられる。この場合、不十分な接合に近い領域の加熱されない（又は冷却されない）アセンブリ部材の露出面における温度変化の速さは測定できる程度に遅い。アセンブリ部材の露出面の時間的な測定値を計測して接合界面の任意の領域における接合の品質を確認することができる。
【００２５】
より詳細には、赤外線（ＩＲ）ビデオカメラを用いてアセンブリ部材の露出面のすべて又は任意の部分の連続したサーモグラフィー画像（フレーム）を記録し蓄積することができる。各ビデオ画像は一定数の個々の画素から構成される。本明細書の範囲内で、画素とは、撮像されたアセンブリ部材の表面の矩形領域又は分解能要素に対応する画像配列又は画素マトリックスにおける小さな絵素である。各画素の強度は対応する分解能要素の温度に直接関係しているので、アセンブリ部材表面の各分解能要素の温度変化は画素のコントラストにおける変化によって分析することができる。蓄積されたビデオ画像を用いて、ある知られた時点を表す特定画像フレームの平均画素強度を同じ時点の個々の画素強度から引くことにより、ある画像フレームの各画素のコントラストを決定することができる。
【００２６】
好ましくは、ＩＲカメラにより、熱エネルギーがスパッタターゲット／バッキングプレート接合界面を通って流れるときの所定の撮像時間についてアセンブリ部材の露出面（例えば、接合面と反対側のスパッタリング面）の一連の画像が得られる。所定の撮像時間は約１〜約５００秒であることができる。一連のサーモグラフィー画像は、約０．０１〜約１００フレーム／秒の頻度で得ることができる。ＩＲカメラは、約０．０１〜約１℃の熱感度を有する。撮像は任意の方法で行うことができる。例えば、赤外線サーモグラフィーを用いて航空機構造物、フラットパネルディスプレイなどにおける接合の完全性を測定する方法が、その参照により全体として本明細書に含まれる米国特許第５，７０９，４６９号明細書；同第５，５８２，４８５号明細書；同第５，５６２，３４５号明細書；同第５，２４６，２９１号明細書；及び同第５，０３２，７２７号明細書に記載されている。
【００２７】
不均一なアセンブリの幾何学的形状及び不均一な加熱又は冷却によって生じる撮像されたアセンブリ部材面の任意の不均一な温度分布を考慮に入れることが好ましい。スパッタリングターゲットアセンブリの周囲温度及び熱源又はヒートシンク温度の変動も考慮に入れることが好ましい。幾何学的形状、熱流及び温度の変動について補正された１つの接合完全性マップを生成するようにこれら及び他の因子を考慮に入れる１つの方法は、サーモグラフィー分析のビデオ記録において得られるフレームにわたって基準化された温度を積分することにより与えられる。この手順は、まず次の関係式を用いて各フレームの各画素について基準化された温度を規定することにより数学的に記載することができる。
【数１】
2007531817.tif 000003
式中、ＴN（ｘ，ｙ，ｔ）及びＴ（ｘ，ｙ，ｔ）はそれぞれフレームのｘ、ｙに位置する画素についての基準化温度及び測定温度であり、ｔは特定のビデオフレームが取り込まれた時間であり；Ｔ0は測定を開始する前のアセンブリ部材の周囲温度であり；Ｔf（ｘ，ｙ）はサーモグラフィー分析で用いられる最後のフレームにおいて赤外線カメラが記録したアセンブリ部材表面の温度である。
【００２８】
画素マトリックスにおける個々の画素について観測された時間−温度曲線は、上記のようにして得られた基準化温度から作成することができる。次に、この観測された時間−温度曲線を対応する既知の又は予想される時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定することができる。予想される時間−温度曲線は、撮像の際に撮像されたアセンブリ部材の表面領域にわたって熱が流れかつ温度が変化する仕方についての理解を与えるよう有限要素法によってモデル化することができる。図３は、可能性のある伝熱モデルの概略図を与えている。Ｈは、この場合、熱源とスパッタリングターゲットアセンブリの間の対流伝熱係数である。得られる熱画像と測定感度に関するＨの変動の効果は、有限要素分析（ＦＥＡ）モデル化によって決定することができる。ＴBは熱源の温度を表す。Ｔf（ｘ，ｙ）の代わりにＴBを使用した式１と同様の計算を用いることができる。この場合、アセンブリ部材の平衡温度と熱源（又は、ヒートシンク）の温度の差は、カメラの放射率補正の尺度を与え、スパッタリングターゲットアセンブリ／空気界面における対流伝熱係数Ｐを決定するための方法を与える。
【００２９】
図４は、２つのＴａ／Ｃｕ−Ｃｒスパッタリングターゲットアセンブリについての実験データと、この実験データとＦＥＡモデル化を用いたモデル予測との比較を与えている。パラメータＰ及びＨを適合させることによりモデルと実験データの間に優れた一致が得られた。１２５Ｗ／ｍ2のＰ値及び１１００Ｗ／ｍ2のＨ値は水浴に関して妥当なものであり、予想される値とも合致する（Ｃａｒｓｌａｗ及びＪａｅｇｅｒの「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｅａｔ ｉｎ Ｓｏｌｉｄｓ」Ｏｘｆｏｒｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓを参照されたい）。図５は、適切に接合しているＴａ／Ｃｕ−Ｃｒスパッタリングターゲットアセンブリの中央領域と、スパッタターゲットとバッキングプレートの間に剥離が存在するアセンブリの縁の一点との間の時間−温度曲線の差異を示している。
【００３０】
本発明の１つの実施態様によれば、複数の観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分することにより、時間依存的な温度データを個々の画素に関して観測された積分温度に、即ち、各画素について１つのデータ点に整約する方法が与えられる。基準化された積分温度Ｉ（ｘ，ｙ）は、単にサーモグラフィー分析時間にわたって積分することにより式１から得られる。即ち、
【数２】
2007531817.tif 000004
式中、積分の下限と上限は、それぞれゼロとデータセットで用いられる最大時間であるか又は他の期間である。接合界面の完全性は、個々の画素の観測される基準化された積分温度を対応する基準積分温度と比較することにより決定することができる。
【００３１】
本発明の１つの実施態様によれば、複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算することにより積分された画素マップが形成され、接合界面の完全性が積分された画素マップによって表される。例えば、画素毎に、スパッタリングターゲットアセンブリの測定されたＩu（ｘ，ｙ）値を、十分な接合を有することがわかっているスパッタリングターゲットアセンブリのマップ、接合完全マップからの基準Ｉp（ｘ，ｙ）値から引くことによりＩp−Ｉuを得ることができる。Ｉuは撮像されたアセンブリの基準化された積分温度と規定される。Ｉpは剥離領域のない基準アセンブリの基準化された積分温度と規定される。好ましくは、ＩpとＩuは同様の幾何学的形状のスパッタリングターゲットアセンブリに関するものであり、同様の装置で連続的に測定される。Ｉp−Ｉu値が測定のノイズレベルを超える場合に、欠陥のある接合をアセンブリのある領域（ｘ，ｙ）において同定することができる。すべての位置（ｘ，ｙ）についてのＩp−Ｉu値が測定のノイズ限界以内である場合には、スパッタリングターゲットアセンブリは剥離領域がないとみなすことができる。
【００３２】
アセンブリ部材の撮像表面は、少なくとも０．１、より好ましくは約０．５〜約１、最も好ましくは可能な限り１に近い一貫した放射率を有することが好ましい。本発明の１つの実施態様では、撮像表面の少なくとも一部に撮像表面の放射率を増加させるためのコーティングが施される。コーティングは、塗料（例えば、黒色）又はコロイド状黒鉛を含むことが好ましい。コーティングは、少なくとも約０．９３の一貫した放射率を表面に与えることが好ましい。撮像表面上の薄い塗料層は、コーティングされた表面の温度に関する影響が最小であることが好ましい。熱伝導性の黒鉛コーティング（例えば、Ａｑｕａｄａｇ）を用いて撮像表面をコーティングし、表面放射率を高めかつ表面の十分な熱伝導性を維持することができる。
【００３３】
本発明の１つの実施態様によれば、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する上記のようなサーモグラフィックシステムは、アセンブリ部材を加熱（又は冷却）するための装置、及び評価されるアセンブリ部材の表面の小区画又は分解能要素の時間−温度データを記録し蓄積するための撮像装置を一般に含む。より詳細には、サーモグラフィックシステムは、バッキングプレートを加熱（又は冷却）するための熱源（又はヒートシンク）；赤外線サーモグラフィーによりスパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機を含むことが好ましい。
【００３４】
１つの実施態様によれば、サーモグラフィー分析は、加熱されない（又は冷却されない）アセンブリ部材、例えば、スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を赤外線サーモグラフィーによって撮像して、加熱（又は冷却）又は撮像時間の所定の時点で画素マトリックスの個々の画素の少なくとも１つのサーモグラフィー画像を得る工程を含む。次いで、１つ又は複数のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間に対応する基準画像と比較して接合界面の完全性を決定することができる。１つ又は複数のサーモグラフィー画像を得るために、個々の静止画像を撮影できるＩＲカメラ並びに当技術分野で公知の任意のＩＲビデオカメラを含む任意の装置を使用することができる。
【００３５】
サーモグラフィーカメラを用いて撮像される表面の放射率が重要な場合がある。低放射率の金属の放射率を高めるのに種々の手段が利用及び使用可能である。１つの方法は、フラットな黒色塗料を用いて測定の感度を低下させることなく金属の放射率を改善することである。表面放射率を高めるのに用いられている他の方法としては、撮像される表面を塩、砂糖及びコーンスターチなどの粉末でコーティングして、好ましくは粉末状の層を形成することが挙げられる。放射率を改善するための好ましい方法は、ターゲット表面と密着する薄い黒色の電気テープ又は薄い１つ又は複数のポリマー層を用いることである。
【００３６】
本発明は以下の例によってさらに明らかにされるが、これらは本発明の例示を意図するものである。
【実施例】
【００３７】
本発明による水浴加熱プロセスを用いて得られた結果が、Ｃｕ−Ｃｒバッキングプレートに拡散接合されたＴａスパッタターゲットを含むスパッタリングターゲットアセンブリに関して図６及び図７に積分された画素マップとして示されている。図６に示される例においては、スパッタターゲットはバッキングプレートに適切に接合されている。マップにおいて観測できる変化は、アセンブリの幾何学的形状と加熱プロセスの際にアセンブリに生じた熱勾配によるものである。図７に示される例においては、マップはスパッタリングターゲットアセンブリがかなりの剥離領域を有することを示している。本発明によるサーモグラフィー分析では、縁の剥離並びにスパッタリングターゲットアセンブリ中央のそれほど深刻でない剥離を容易に検出した。縁の剥離と中央の剥離の両方とも超音波試験（ＵＴ）によって確認した。図６及び図７のマップは、上で詳細に記載したとおり、各フレームの各画素についての時間−温度曲線を積分することにより得た。
【００３８】
図８は、適切に接合されたアセンブリの半径方向の基準化された積分温度から大きな剥離領域を有するアセンブリの半径方向の基準化された積分温度を引いて得られた信号（Ｉp−Ｉu）を示す。両方のアセンブリが適切に接合されている領域では、Ｉp−Ｉuの値はノイズレベルの範囲内にあり、ほぼゼロに等しい。アセンブリが剥離している領域では、Ｉp−Ｉuの値はゼロより大きい。ノイズレベルはアセンブリが適切に接合しているところでの信号の変動から推定できる。例えば、０．００５のノイズレベルを見出すことができる。この値は、好ましくは約＋／−０．１℃であるカメラの感度と、約３５℃である熱源温度と周囲温度の差とから導き出される誤差と一致している。図８に示される半径に関する信号の変動は、信号がゼロを超えて増大し始める領域で勾配に顕著な変化を有する。この領域は、図８で半径８０から９５ｍｍの間にある。以下で説明するように、半径方向の信号曲線におけるこの変曲は、スパッタリングターゲットアセンブリのｘ−ｙ平面における剥離の正確な位置についての目安を与える。図８に示されるスパッタリングターゲットアセンブリでは、推定される半径方向の剥離長さは、スパッタターゲットの外縁から６５ｍｍ内側に及んでいる。
【００３９】
図９には、剥離がターゲットの外縁から１００ｍｍに及んでいるＴａ／Ｃｕ−Ｃｒスパッタリングターゲットアセンブリについて、Ｉp、Ｉu及びＩp−Ｉuの値が半径方向の位置の関数として与えられている。このデータは、Ｔａ／Ｃｕ−Ｃｒスパッタリングターゲットアセンブリにおける過渡的な熱流の有限要素解析から得た。剥離から遠く離れた領域ではＩpとＩuはほぼ等しいことが示される。したがって、これらの領域では、Ｉp−Ｉuはゼロになる。剥離領域のＩp−Ｉu曲線の形状は、実験に基づいて得られかつ図８に示される曲線に非常に類似している。このモデルではまた、曲線の変曲が剥離の縁に近い領域で起こることが予測される。この場合、剥離長さは１００ｍｍである。したがって、このモデル化から、曲線の変曲は、垂直の流れから横方向の流れへの伝熱の移行として剥離の縁に近いターゲット材料の領域で起こる時間−温度曲線のシフトによるものであることが見出される。横方向の熱の流れは剥離領域のターゲット材料を加熱するのに必要とされ、垂直方向の熱の流れはターゲットアセンブリが適切に接合されているところで起こる。結果として、ターゲット半径の関数としてのＩp−Ｉu値における変曲の形状と位置から、剥離の縁の位置を正確に決定することができる。
【００４０】
測定の感度は、欠陥長さＤと、加熱又は冷却用流体とスパッタリングターゲットアセンブリの間の伝熱係数Ｈとによって変化することがある。この問題の有限要素解析の結果が、タンタルターゲットの厚さが６．３ｍｍでかつバッキングプレートの厚さが７．５ｍｍのＴａ／Ｃｕ−Ｃｒスパッタリングターゲットアセンブリについて図１０に与えられている。Ｄが増加するにつれて信号Ｉp−Ｉuが増加する。０．００２５〜０．００５のノイズレベルに関して、長さ５ｍｍの縁の剥離をまさに検出することができる。Ｈが約１０００Ｗ／ｍ2よりも大きければ、測定はＨの変化にあまりセンシティブではない。Ｈの最適値は約２５００Ｗ／ｍ2であることが見出されている。Ｈが約１０００Ｗ／ｍ2よりも低いと測定の感度が低下し、Ｈが約２５００Ｗ／ｍ2を大きく超えても信号は大きなＤで少し増加するだけであり、小さなＤでは信号は実際に減少する。したがって、本発明による好ましい方法は、約１０００〜約２５００Ｗ／ｍ2の、ターゲットアセンブリと加熱又は冷却用流体の間の伝熱係数を提供することである。これは２℃／秒の誘導又は対流加熱の加熱速度に相当する。
【００４１】
本発明の先に記載した変形態様は、スパッタリングターゲットアセンブリの分析時間がスパッタリングターゲットアセンブリのサイズに関係なく５分以内であるということも含めて多くの利点がある。
【００４２】
本発明の他の実施態様は、本明細書を考慮し、本明細書に開示される本発明を実施することにより当業者に明らかであろう。本明細書及び例は単に例示的なものとみなされ、本発明の真の範囲及び趣旨は、特許請求の範囲及びそれと同等なものによって示されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するための本発明の特徴を具体化したシステムの概略図である。
【図２】スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するための本発明の特徴を具体化したシステムの別の変形態様の概略図である。
【図３】本発明の実施態様に従ったスパッタリングターゲットアセンブリの加熱時の伝熱モデルを示す概略図である。
【図４】スパッタリングターゲットアセンブリの２つの例から得られた時間−温度データとＦＥＡモデルから予想される時間−温度曲線のグラフである。
【図５】ターゲットの縁に剥離領域を示す例のスパッタリングターゲットアセンブリの中央領域と縁領域で得られた時間−温度データのグラフである。
【図６】本発明の方法によって作成された基準化された積分温度のグラフィック画像であり、スパッタリングターゲットアセンブリに実質的に剥離領域がない場合を示す。
【図７】本発明の方法によって作成された基準化された積分温度のグラフィック画像であり、スパッタリングターゲットアセンブリに剥離領域がある場合を示す。
【図８】ターゲットの外径に剥離を有するスパッタリングターゲットアセンブリの例に関して信号（Ｉp−Ｉu）の理論的な半径方向の変化を示すグラフである。
【図９】スパッタリングターゲットアセンブリの例における１０ｃｍ幅の縁の剥離に関するＩp−Ｉuの有限要素モデルの結果を示すグラフである。
【図１０】熱源又はヒートシンクとスパッタリングターゲットアセンブリの間の種々の対流伝熱係数で予想される（Ｉp−Ｉu）に関するＦＥＡモデル計算のグラフである。
【図１】
2007531817.tif 000005
【図２】
2007531817.tif 000006
【図３】
2007531817.tif 000007
【図４】
2007531817.tif 000008
【図５】
2007531817.tif 000009
【図６】
2007531817.tif 000010
【図７】
2007531817.tif 000011
【図８】
2007531817.tif 000012
【図９】
2007531817.tif 000013
【図１０】
2007531817.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月19日(2006.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタターゲットに接合界面で接合されたバッキングプレートを含むスパッタリングターゲットアセンブリのサーモグラフィー分析を実施する工程を含む、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する方法。
【請求項２】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の少なくとも１つのサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得る工程；及び
当該少なくとも１つのサーモグラフィー画像を当該所定の撮像時間に対応する基準画像と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートをヒートシンクによって冷却する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び
当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程
をさらに含む、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算して積分された画素マップを形成する工程であって、接合界面の完全性が当該積分された画素マップによって表される工程をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スパッタターゲットの表面の一部にコーティングを施す工程であって、当該コーティングによって当該スパッタターゲットの表面の一部の放射率が増加される工程をさらに含む、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項８】
スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを加熱するための熱源；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
【請求項９】
スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを冷却するためのヒートシンク；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
【請求項１０】
赤外線サーモグラフィーにより所定の撮像時間で得た一連のサーモグラフィー画像から得られる個々の画素データについての時間−温度曲線を決定する工程；及び
複数の時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、個々の画素について観測された積分温度を得る工程
を含む、サーモグラフィー分析の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の他の実施態様は、本明細書を考慮し、本明細書に開示される本発明を実施することにより当業者に明らかであろう。本明細書及び例は単に例示的なものとみなされ、本発明の真の範囲及び趣旨は、特許請求の範囲及びそれと同等なものによって示されるものである。
以上説明した本発明を要約して示せば、次のとおりである。
（１）スパッタターゲットに接合界面で接合されたバッキングプレートを含むスパッタリングターゲットアセンブリのサーモグラフィー分析を実施する工程を含む、スパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価する方法。
（２）前記スパッタリングターゲットアセンブリが、平面カソード又は中空カソードマグネトロンを含む、（１）に記載の方法。
（３）前記スパッタターゲットがタンタル又はタンタル合金であり、前記バッキングプレートが銅又は銅合金である、（１）に記載の方法。
（４）前記スパッタターゲットが、アルミニウム、チタン、銅、コバルト、ニオブ、金、白金、パラジウム、ニッケル、ハフニウム、モリブデン、ジルコニウム、タンタル又はそれらの合金を含む、（１）に記載の方法。
（５）前記バッキングプレートが、銅、アルミニウム、チタン、それらの合金又は鋼を含む、（１）に記載の方法。
（６）前記スパッタターゲットと前記バッキングプレートの接合界面が、拡散接合、爆着、半田付け接合、蝋付け接合、溶接接合、摩擦圧接接合、金属圧入接合、熱膨張結合接合、又は突起と溝を差し込んだ圧入接合である、（１）に記載の方法。
（７）前記スパッタリングターゲットアセンブリと熱源又はヒートシンクの間の対流伝熱係数が約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、（１）に記載の方法。
（８）前記ターゲットアセンブリの加熱速度が０．１〜１０℃／秒である、（１）に記載の方法。
（９）前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の少なくとも１つのサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得る工程；及び
当該少なくとも１つのサーモグラフィー画像を当該所定の撮像時間に対応する基準画像と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、（１）に記載の方法。
（１０）前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートをヒートシンクによって冷却する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、（１）に記載の方法。
（１１）前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートを熱源によって加熱する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、（１）に記載の方法。
（１２）複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び
当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程
をさらに含む、（１１）に記載の方法。
（１３）複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算して積分された画素マップを形成する工程であって、接合界面の完全性が当該積分された画素マップによって表される工程をさらに含む、（１２）に記載の方法。
（１４）前記一連のサーモグラフィー画像が、約０．０１〜約１０フレーム／秒の頻度で得られる、（１１）に記載の方法。
（１５）前記熱源が流体を含む、（１１）に記載の方法。
（１６）前記流体が、水、エチレングリコール、ギ酸セシウム又はそれらの任意の組み合わせを含む、（１５）に記載の方法。
（１７）前記熱源が液体浴又は液体スプレーを含む、（１１）に記載の方法。
（１８）前記熱源が気体を含む、（１１）に記載の方法。
（１９）前記気体が、高温空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又はそれらの任意の組み合わせを含む、（１８）に記載の方法。
（２０）前記熱源が放射熱又は伝導熱を含む、（１１）に記載の方法。
（２１）前記熱源が、少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋの比熱容量を有する、（１１）に記載の方法。
（２２）前記スパッタターゲットの表面の一部が少なくとも約０．５の放射率を有する、（１１）に記載の方法。
（２３）前記スパッタターゲットの表面の一部にコーティングを施す工程であって、当該コーティングによって当該スパッタターゲットの表面の一部の放射率が増加される工程をさらに含む、（１１）に記載の方法。
（２４）前記コーティングが塗料又はコロイド状黒鉛を含む、（２３）に記載の方法。
（２５）前記熱源と前記バッキングプレートの間の対流伝熱係数が、約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、（１１）に記載の方法。
（２６）前記赤外線サーモグラフィーが、約０．０１〜約１℃の熱感度を有する赤外線カメラを含む、（１１）に記載の方法。
（２７）前記撮像時間が約１〜約５００秒である、（１１）に記載の方法。
（２８）前記サーモグラフィー分析が、
前記バッキングプレートをヒートシンクによって冷却する工程；
赤外線サーモグラフィーにより前記スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成する工程；及び
当該観測された時間−温度曲線を対応する基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定する工程
を含む、（１）に記載の方法。
（２９）複数の個々の画素について観測された時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、複数の画素について観測された積分温度を得る工程；及び
当該観測された積分温度を対応する基準積分温度と比較して接合界面の完全性を決定する工程
をさらに含む、（２８）に記載の方法。
（３０）複数の個々の画素に関する基準積分温度と観測された積分温度との差を計算して積分された画素マップを形成する工程であって、接合界面の完全性が当該積分された画素マップによって表される工程をさらに含む、（２９）に記載の方法。
（３１）前記一連のサーモグラフィー画像が、約０．０１〜約１フレーム／秒の頻度で得られる、（２８）に記載の方法。
（３２）前記ヒートシンクが流体を含む、（２８）に記載の方法。
（３３）前記流体が、水、エチレングリコール、ギ酸セシウム又はそれらの任意の組み合わせを含む、（３２）に記載の方法。
（３４）前記ヒートシンクが液体浴又は液体スプレーを含む、（２８）に記載の方法。
（３５）前記ヒートシンクが気体を含む、（２８）に記載の方法。
（３６）前記気体が、空気、ヘリウム、アルゴン、窒素又はそれらの任意の組み合わせを含む、（３５）に記載の方法。
（３７）前記ヒートシンクが、少なくとも約４，０００Ｊ／Ｋｇ・Ｋの比熱容量を有する、（２８）に記載の方法。
（３８）前記スパッタターゲットの表面の一部が少なくとも約０．５の放射率を有する、（２８）に記載の方法。
（３９）前記スパッタターゲットの表面の一部にコーティング又は層を施す工程であって、当該コーティング又は層によって当該スパッタターゲットの表面の一部の放射率が増加される工程をさらに含む、（２８）に記載の方法。
（４０）前記コーティングが塗料又はコロイド状黒鉛を含む、（３９）に記載の方法。
（４１）前記ヒートシンクと前記バッキングプレートの間の対流伝熱係数が、約５００〜約２０，０００Ｗ／ｍ2である、（２８）に記載の方法。
（４２）前記赤外線サーモグラフィーが、約０．０１〜約１℃の熱感度を有する赤外線カメラを含む、（２８）に記載の方法。
（４３）前記撮像時間が約１〜約５００秒である、（２８）に記載の方法。
（４４）スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを加熱するための熱源；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
（４５）前記熱源が流体又は気体を含む、（４４）に記載のシステム。
（４６）前記熱源が、放射、赤外線又は伝導熱を含む、（４４）に記載のシステム。
（４７）スパッタターゲットに接合されたバッキングプレートから構成されるスパッタリングターゲットアセンブリの接合界面を評価するサーモグラフィックシステムであって、
当該バッキングプレートを冷却するためのヒートシンク；
赤外線サーモグラフィーにより当該スパッタターゲットの表面の少なくとも一部を撮像して画素マトリックスの個々の画素の一連のサーモグラフィー画像を所定の撮像時間で得、個々の画素について観測された時間−温度曲線を作成するための撮像装置；及び
当該観測された時間−温度曲線を基準時間−温度曲線と比較して接合界面の完全性を決定するための計算機
を含む、サーモグラフィックシステム。
（４８）赤外線サーモグラフィーにより所定の撮像時間で得た一連のサーモグラフィー画像から得られる個々の画素データについての時間−温度曲線を決定する工程；及び
複数の時間−温度曲線を撮像時間の少なくとも一部にわたって積分し、個々の画素について観測された積分温度を得る工程
を含む、サーモグラフィー分析の方法。
（４９）個々の画素データを基準化する工程をさらに含む、（４８）に記載の方法。
（５０）複数の観測された積分温度が積分された画素マップで表される、（４８）に記載の方法。
（５１）放射率を高めるために前記スパッタリングターゲットアセンブリの表面に層が適用される、（１）に記載の方法。
（５２）前記層が粉末状の層である、（５１）に記載の方法。
（５３）前記層がプラスチック層である、（５１）に記載の方法。
（５４）前記サーモグラフィー分析が、前記スパッタリングターゲットアセンブリを加熱する工程を含む、（１）に記載の方法。
（５５）前記加熱が誘導加熱である、（５４）に記載の方法。
（５６）前記誘導加熱が、少なくとも１つの誘導コイルによって行われる、（５５）に記載の方法。
（５７）前記加熱が、ターゲットアセンブリ又はその一部に渦電流を誘導する装置によって行われる、（５４）に記載の方法。
【国際調査報告】
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