(57)【要約】  複合材料で形成されているコア材、及び金属又は金属合金で形成されている外層を含み、外層はコア材を完全に取り囲んで覆っている、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートを開示する。かかるバッキングプレートをリサイクルする方法も開示する。【選択図】  図３
2017525846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料で形成されているコア材；及び
前記コア材を完全に取り囲んで覆っている金属又は金属合金の外層；
を含む、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレート。
【請求項２】
前記コア材が、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている、請求項１に記載のバッキングプレート。
【請求項３】
前記コア材が、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている、請求項１に記載のバッキングプレート。
【請求項４】
スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートであって：
複合材料で形成されており、上面、下面、及び側壁を有する円筒形状を有するコア材；
金属又は金属合金で形成されている環状リングであって、前記外側リングは前記側壁に取り付けられて前記コア材を取り囲んでいる、前記環状リング；
を含む、前記バッキングプレート。
【請求項５】
金属又は金属合金で形成されている、前記コア材の前記上面上のターゲット界面層を更に含む、請求項９に記載のバッキングプレート。
【請求項６】
前記コア材が、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている、請求項９に記載のバッキングプレート。
【請求項７】
前記コア材が、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている、請求項９に記載のバッキングプレート。
【請求項８】
スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートをリサイクルする方法であって：
少なくとも部分的に消費されたスパッタリングターゲットを前記バッキングプレートから取り外す工程；
前記取り外されたスパッタリングターゲットよりも消費が少ないスパッタリングターゲットを、物理蒸着プロセスにおいて用いるための前記バッキングプレートに接合する工程；
を含む、前記方法。
【請求項９】
前記バッキングプレートの外表面から材料を除去することによって、前記バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１０】
前記バッキングプレートの外表面に材料を付加することによって、前記バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１４年８月２０日出願の「封入複合体バッキングプレート」と題された米国仮特許出願６２／０３９，６９４（その全ての開示事項を参照として本明細書中に包含する）の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく利益を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は、物理蒸着において用いるためのバッキングプレートに関する。本発明はまた、消費されたスパッタリングターゲットを有するバッキングプレートをリサイクルする方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]物理蒸着（ＰＶＤ）は、ウエハ、チップ、又は他の表面上に材料の薄膜又は層を堆積させるために用いることができるプロセスである。ＰＶＤプロセスは、半導体製造プロセスにおいて用いることができる。代表的なＰＶＤプロセスにおいては、スパッタリングターゲットからの原子が周囲雰囲気中に放出されるまで、プラズマ、１以上のレーザー、又は１以上のイオンビームのようなエネルギー源をスパッタリングターゲットに衝突させる。放出された原子は基材の表面に向かって移動して、表面を被覆して材料の薄膜又は層を形成する。
【０００４】
[0004]ＰＶＤプロセスにおいて用いるための金属又は金属合金ターゲットは、バッキングプレートに接合することができる。幾つかの状況においては、現在の伝統的なバッキングプレートは金属又は金属合金で製造されており、求められる機械特性及び取扱い特性を満足させるためにそれらの能力が異なっている。ターゲットは、例えばエポキシ接合、ハンダ付け、及び拡散接合などの種々の接合方法によってバッキングプレートに接合又は取り付けることができる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]複数の態様を開示するが、本発明の更に他の態様は、本発明の具体的態様を示し且つ記載する以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に限定ではなく例示とみなすべきである。
【０００６】
[0006]ここでは、複合材料で形成されているコア材、及び金属又は金属合金の外層を含ませることができ、外層はコア材を完全に取り囲んで覆っている、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートを提示する。幾つかの態様においては、外層は、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される。
【０００７】
[0007]幾つかの更なる態様においては、バッキングプレートは円筒形状及び厚さを有し、外層は、外層と同じ材料で構成されている環状フランジを更に含み、環状フランジは、バッキングプレートの周縁の周りを放射方向にコア材の外側へ伸長している。他の態様においては、バッキングプレートは実質的に長方形又は実質的に正方形の形状である。更なる態様においては、環状フランジはバッキングプレートの厚さよりも小さい厚さを有する。幾つかの態様においては、環状フランジはそれを貫通して伸びる少なくとも１つの開口を含む。
【０００８】
[0008]幾つかの更なる態様においては、コア材は、金属マトリクス中に分散している強化材料（例えば、ＭＭＣ中に分散しているセラミックの粒状物、ウィスカー、又は繊維）を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている。更に幾つかの他の態様においては、金属マトリクスは、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される。更なる態様においては、コア材は、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている。
【０００９】
[0009]またここでは、複合材料で形成されており、上面、下面、及び側壁を有する円筒形状を有するコア材、並びに金属又は金属合金で形成されている環状リングを含ませることができ、外側リングは側壁に取り付けられてコア材を取り囲んでいる、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートも開示する。幾つかの態様においては、バッキングプレートはコア材の上面上にターゲット界面層を含み、ターゲット界面層は金属又は金属合金で形成されている。
【００１０】
[0010]幾つかの態様においては、環状リング及びターゲット界面層の少なくとも１つは、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される。更なる態様においては、環状リングは、放射状にその外側へ伸長しており、バッキングプレートの周縁の周りに配置されている環状フランジを含む。幾つかの他の態様においては、環状フランジは、それを貫通して伸びる少なくとも１つの開口を含む。
【００１１】
[0011]更に他の態様においては、コア材は、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている。金属マトリクスは、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択することができる。
【００１２】
[0012]他の態様においては、コア材は、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている。
[0013]更にここでは、少なくとも部分的に消費されたスパッタリングターゲットをバッキングプレートから取り外し；そして、取り外されたスパッタリングターゲットよりも消費が少ないスパッタリングターゲットを、物理蒸着プロセスにおいて用いるためのバッキングプレートに接合する；工程を含む、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートをリサイクルする方法を開示する。
【００１３】
[0014]この方法には、バッキングプレートの外表面から材料を除去することによって、バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含ませることができる。他の態様においては、この方法は、バッキングプレートの外表面に材料を付加することによって、バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含む。更に他の態様においては、消費が少ないスパッタリングターゲットは、取り外されるスパッタリングターゲットと同じ材料で形成され、バッキングプレートの表面に付加する材料は、バッキングプレートのの元々の組成と実質的に同じ組成の材料である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0015]図１は、代表的なＰＶＤ装置のグラフィック表示である。
【図２】[0016]図２は、本出願の代表的なバッキングプレート及びスパッタリングターゲットの上面図である。
【図３】[0017]図３は、図２の代表的なバッキングプレート及びスパッタリングターゲットの断面図である。
【図４】[0018]図４は、図２の代表的なバッキングプレート及びスパッタリングターゲットの他の代表的な態様の断面図である。
【図５】[0019]図５Ａ〜５Ｄは、本発明のバッキングプレートに関する代表的なリサイクルプロセスの工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0020]図１は、代表的な直流（ＤＣ）ＰＶＤ装置１００のグラフィック表示である。ＰＶＤ装置１００は、スパッタリングターゲットアセンブリ１０２（スパッタリング表面１０８を有するスパッタリングターゲット１０６に取り付けられているバッキングプレート１０４を含む）、磁石１１０、モーター１１２、ＤＣ電源１１４、プラズマ源１１６、プラットホーム１１８、基材１２０、クランプリング１２２、シールド１２４、及び台座１２６を含む。スパッタリングターゲット１０６は、基材１２０の上方に配置され、スパッタリング表面１０８が基材１２０に面するように配置されている。幾つかの態様においては、好適な基材１２０として半導体製造において用いられるウエハが挙げられる。
【００１６】
[0021]運転においては、ＰＶＤ装置１００によって原子をスパッタリング表面１０８から放出させて、基材１２０上に堆積させる。ＤＣ電源１１４は、ＰＶＤ装置１００の構成部品に電力を供給する。一態様においては、磁石１１０及びモーター１１２は、スパッタリングターゲット１０６がＰＶＤプロセス中にイオン移動のためのカソードとして機能するように構成される。プラットホーム１１８及び台座１２６によって基材１２０が保持され、基材１２０をＰＶＤ装置１００内の種々の高さに配置することを可能にすることができる。シールド１２４は、シールド１２４、基材１２０、及びスパッタリング表面１０８によって画定される容積の外側で原子がスパッタされることを阻止するのを助ける。クランプリング１２２は、基材をＰＶＤプロセス中にＰＶＤ装置１００内にしっかりと且つ適所に保持するのを可能にする。
【００１７】
[0022]代表的なＰＶＤプロセスにおいては、スパッタリング表面１０８からの原子が周囲雰囲気中に放出されて、次に基材１２０上に堆積されるまで、スパッタリングターゲット１０６にプラズマ源１１６からエネルギーを衝突させる。１つの代表的な用途においては、プラズマスパッタリングを用いて、電子機器において用いるためのチップ又はウエハ上に薄い金属膜を堆積させる。
【００１８】
[0023]スパッタリングターゲットアセンブリ１０２は、バッキングプレート１０４に取り付けられているか又は搭載されているスパッタリングターゲット１０６を含む。ＰＶＤ装置１００内においてスパッタリング表面１０８から基材１２０へ堆積させることを可能にする、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６を含むスパッタリングターゲットアセンブリ１０２の任意の構造が想起される。例えば、スパッタリングターゲットアセンブリ１０２の効率的な構造には、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６を含ませて、ＰＶＤ装置１００内においてスパッタリング表面１０８から基材１２０へ堆積させることを可能にすることができる。
【００１９】
[0024]スパッタリングターゲット１０６は、ＰＶＤ堆積プロセスのために好適な任意の金属から形成することができる。例えば、スパッタリングターゲット１０６には、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、並びにこれらの合金及び組合せを含ませることができる。かかる代表的な金属又は金属合金を表面上に膜として堆積させることを意図する場合には、金属ターゲットは、ＰＶＤ中にそれから金属イオンを取り出して表面上に堆積する所望の金属又は合金から形成する。
【００２０】
[0025]バッキングプレート１０４は、ＰＶＤ堆積プロセス中にスパッタリングターゲット１０６を支持することができる。ここで議論するように、ＰＶＤ堆積プロセスはスパッタリングターゲット１０６に望ましくない物理的変化をもたらす可能性があり、バッキングプレート１０４はこれらの望ましくない変化を減少させるように設計することができる。例えば、ＰＶＤ堆積プロセスには高熱が含まれる可能性があり、これによってスパッタリングターゲット１０６が歪曲又は変形する。高い熱容量及び／又は熱伝導性のようなバッキングプレート１０４の特性は、ターゲット１０６に対する望ましくない変化を回避するのを助けることができる。
【００２１】
[0026]図２は、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６を含むスパッタリングターゲットアセンブリ１０２の上面図である。スパッタリングターゲット１０６のスパッタリング表面１０８が、バッキングプレート１０４の前面１３０と共に示されている。スパッタリング表面１０８及び前面１３０は、幾つかの態様においては実質的に平坦又は平面状である。他の態様においては、表面は、ＰＶＤ装置１００における光学特性のための任意の形態で湾曲又は溝が形成されている。
【００２２】
[0027]スパッタリングターゲット１０６は、代表的な態様においては実質的に円形で示されている外周１４０を含む。他の態様においては、外周１４０は異なる形状、例えば実質的に楕円形状であってよい。
【００２３】
[0028]図２はまた、開口１３４を有する環状フランジ１３２も示す。示されている態様においては、環状フランジ１３２はバッキングプレート１０４の全外周の周りに伸長している。他の態様においては、環状フランジ１３２は、バッキングプレート１０４の周縁の全部ではなく一部の周りに伸長させることができる。開口１３４は、環状フランジ１３２を貫通して形成されている貫通孔であってよい。環状フランジ１３２及び開口１３４は、スパッタリングターゲットアセンブリ１０２をＰＶＤ装置１００内に接続又は搭載するために用いることができる。より多いか又はより少ない開口１３４が想起され、ＰＶＤ装置１００内における最適の配置を可能にする任意の別の構造も想起される。
【００２４】
[0029]幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４の外周１５４は、実質的に円形であり、スパッタリングターゲット１０６の外周１４０よりも大きい。他の態様においては、バッキングプレート１０４の外周１５４は、実質的に円形以外の形状でスパッタリングターゲット１０６の外周１４０と同心状でなくてもよい。例えば、外周１５４は実質的に楕円形状であってよい。幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６は、それらのそれぞれの外周１５４、１４０に関して規定して同じか又は実質的に同じ断面形状を有していて、互いに対して同心状であってよい。他の態様においては、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６は、外周１５４、１４０に関するものと同じか又は実質的に同じ形状を有していていなくてもよい。幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６は、ＰＶＤ用途に応じて実質的に異なる寸法の外周１５４、１４０を有していてよい。
【００２５】
[0030]図３は、図２の線３−３に沿ったスパッタリングターゲットアセンブリ１０２の断面側面図である。スパッタリングターゲット１０６は、後面１４２を更に含む。後面１４２は、スパッタリング表面１０８に対して反対側又は実質的に反対側に配置することができる。後面１４２は、更には又は或いは、スパッタリング表面１０８に対して平行又は実質的に平行、及び／又はバッキングプレート１０２の前面１５６に対して平行又は実質的に平行であってよい（下記において更に記載する）。幾つかの態様においては、スパッタリング表面１０８と後面１４２は、平行又は実質的に平行でなくてもよい。
【００２６】
[0031]スパッタリング表面１０８は、実質的に平坦又は平面状の表面であってよい。他の態様においては、スパッタリング表面１０８は、湾曲又は波状の表面、例えば本発明の譲受人に譲渡された米国特許８，３９８，８３３（その開示事項は参照として本明細書中に包含する）において開示されている「電場増強」表面のような非平面状の構造を有していてよい。同様に、後面１４２は実質的に平坦又は平面状であってよく、或いは非平面状の構造であってよい。スパッタリング表面１０８及び後面１４２は、同じか又は異なる構造を有していてよい。例えば、それぞれの表面は実質的に非平面状の表面であってよい。或いは、表面は異なっていてよい。例えば、スパッタリング表面１０８は非平面状であってよく、後面１４２は実質的に平面状であってよい。
【００２７】
[0032]スパッタリングターゲット１０６は、スパッタリング表面１０８と後面１４２の間に規定される高さ又は厚さｈ２を有していてよい。スパッタリングターゲット１０６に関して好適な厚さｈ２としては、約０．００２５４センチメートル（約０．００１インチ）〜約２５４センチメートル（約１００インチ）の厚さを挙げることができ、約０．２５４センチメートル（０．１インチ）〜約２．５４センチメートル（約１インチ）の厚さを挙げることができる。
【００２８】
[0033]スパッタリングターゲット１０６は、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、並びにこれらの合金及び組合せなど（しかしながらこれらに限定されない）の、ＰＶＤプロセスにおいて用いられるスパッタリングターゲットのために好適な任意の金属から形成することができる。スパッタリングターゲット１０６のための他の好適な材料としては、二元及び三元のコバルト、パラジウム、及びイリジウム；コバルト−ホウ素−鉄、マンガン−１７−イリジウム、コバルト−ホウ素、鉄−ホウ素、パラジウム−ホウ素、コバルト−鉄−ホウ素、コバルト−白金、及びイリジウム−マンガンなど（しかしながらこれらに限定されない）の、種々の組成を有するＭ−ＲＡＭ（磁気抵抗ランダムアクセスメモリー）／ＳＴＴ−ＲＡＭ（スピントランスファートルクランダムアクセスメモリー）合金を挙げることができる。スパッタリングターゲット１０６のための他の好適な材料としては、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化タンタル、酸化ニオブ、及び酸化タングステンなどの、Ｒｅ−ＲＡＭ（抵抗ランダムアクセスメモリー）材料のための化学量論的及び非化学量論的遷移金属酸化物を挙げることができる。
【００２９】
[0034]スパッタリングターゲット１０６のための他の好適な材料としては、Ｇｅ−Ｓｅ（ゲルマニウム−セレン）、Ｇｅ−Ｓ（ゲルマニウム−イオウ）、酸化物ベースのＷＯ３のようなカルコゲニド（少なくとも１種類のカルコゲンアニオン及び少なくとも１種類以上の陽性元素から構成される化合物）など（しかしながらこれらに限定されない）の、ＣＢ−ＲＡＭ（導電ブリッジランダムアクセスメモリー）のための固体電解質材料を挙げることができる。更に、ＰＣ−ＲＡＭ（相変化ランダムアクセスメモリー）のためのカルコゲニド合金としては、ゲルマニウム／アンチモン／テルル（ＧＳＴ）、ＳｂＴｅ（アンチモン−テルル）、ＧｅＴｅ（ゲルマニウム−テルル）、ＧｅＳｅ（ゲルマニウム−セレン）、ＡｓＳｅ（ヒ素−セレン）、並びに炭素及び炭素合金などの導体材料のような材料が挙げられる。
【００３０】
[0035]スパッタリングターゲット１０６のための他の好適な材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）、及びルテニウム−マンガン（ＲｕＭｎ）、ルテニウム−タンタル（ＲｕＴａ）、並びにルテニウム−チタン（ＲｕＴｉ）のような二元ルテニウム合金などのバリア材を挙げることができる。スパッタリングターゲット１０６のための他の好適な材料としては、ＮｉＰｔ合金及び金属−ケイ素合金などのサリシド(salicide)材料を挙げることができる。スパッタリングターゲット１０６のための更に他の好適な材料としては、Ｌａ（ランタン）、Ｌａ２Ｏ３、Ｓｉ単結晶、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）、Ａｌ２Ｏ３、ケイ化ハフニウム、ホウ化物、炭化物、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯなどの、金属ゲート／高ｋ（高誘電定数：材料がどのくらい多くの電荷を保持することができるかの指標）の非結晶質絶縁体を挙げることができる。
【００３１】
[0036]幾つかの態様においては、スパッタリングターゲット１０６は、全体にわたって同じか又は実質的に同じ材料組成を有する。或いは、ターゲット１０６の材料組成は、場所によって変化してよい。例えば、スパッタリング表面１０８又はその付近のスパッタリングターゲット１０６の部分は１つの組成を有していてよく、一方で、後面１４２又はその付近のような他の部分は異なる組成を有する。例えば、後面１４２には、スパッタリング表面１０８とは異なる１種類以上の金属を含ませることができ、或いは異なる比の金属を含ませることができる。
【００３２】
[0037]幾つかの態様においては、スパッタリングターゲット１０６は中実又は実質的に中実であってよい。或いは、スパッタリングターゲット１０６に中空又は実質的に中空の部分を含ませることができる。スパッタリングターゲット１０６は平面状又は実質的に平面状であってよい。或いは、スパッタリングターゲット１０６に、凸部、凹部、及び／又は中空部分を含ませることができ、並びに実質的に凸状、実質的に凹状、及び実質的に中空の部分を含ませることができる。
【００３３】
[0038]バッキングプレート１０４は、第１の側１４６、第２の側１４８、及び第３の側１５０を有し、外層１４４及び内部コア１６０を含む。後面１５２が第１の側１４６に沿って形成されており、外周１５４が第２の側１４８に沿って形成されており、前面１５６が前側１５０に沿って形成されている。幾つかの態様においては、外層１４４は内部コア１６０を完全に取り囲んでいるか又は封入している。他の態様においては、外層１４４は内部コア１６０の一部を覆っていてもよい。例えば、外層１４４は、第１の側１４６、第２の側１４８、又は第３の側１５０、或いはこれらの組合せの全部又は一部を覆っていてよい。
【００３４】
[0039]前面１５６、外周１５４、及び後面１５２を含む外層１４４には、同じ金属、合金、又は材料を含ませることができ、或いはこれらに互いと異なる材料を含ませることができる。前面１５６、外周１５４、及び後面１５２のための代表的な材料としては、商業グレードの銅、銅／アルミニウム合金、モリブデン、チタン、チタン合金、バナジウム、ニオブ、及び前述の材料のいずれかの合金を挙げることができるが、これらに限定されない。任意の好適な金属、合金、材料、及び組合せの材料によって、前面１５６、外周１５４、及び／又は後面１５２の１以上を形成して、外層１４４を形成することができる。幾つかの態様においては、外層１４４は、スパッタリングターゲット１０６と同じか又は実質的に同じ組成を有していてよい。或いは、外層１４４とスパッタリングターゲット１０６は異なる組成を有していてよい。
【００３５】
[0040]スパッタリングターゲットアセンブリ１０２をＰＶＤ装置１００と共に使用している際には、バッキングプレート１０４の後面１５２を、磁石１１０と非常に近接させ、及び／又は水若しくはヒートシンク及び冷却ループのような他の冷却手段と接触又は非常に近接させることができる。
【００３６】
[0041]外層１４４の厚さは、側１４６、１４８、１５０に沿って同じか又は実質的に同じであってよく、或いは外層１４４の厚さは、側１４６、１４８、１５０においてか又はこれらに沿って変化させることができる。例えば、第１の側１４６及び第３の側１５０を、第２の側１４８よりも厚くすることができる。更には又は或いは、この厚さは１つの側においてか又はこれに沿って均一又は不均一であってよい。外層１４４の側１４６、１４８、及び１５０に関して好適な厚さは変化させることができる。幾つかの態様においては、外層１４４の好適な厚さは、外層１４４の原子の非意図的なスパッタリングによって引き起こされる損傷のようなＰＶＤプロセス中に外層１４４に引き起こされる損傷を考慮して十分なものにすることができる。幾つかの態様においては、外層１４４は、約０．０１、０．０５、０．０８、又は０．１０インチ（０．０３、０．１３、０．２０、又は０．２５センチメートル）程度の薄さ、或いは約０．２５、０．５０、０．８０、又は１．００インチ（０．６４、１．２７、２．０３、又は２．５４センチメートル）程度の厚さ、或いはこれらの任意の組合せであってよい。
【００３７】
[0042]バッキングプレート１０４の高さ又は厚さｈ１は、前面１５６と後面１５２の間の距離として規定される。バッキングプレート１０４の厚さｈ１には、内部コア１６０の厚さ及び外層１４４（例えば後面１５２及び／又は前面１５６に沿った外層１４４）の厚さが含まれる。スパッタリングターゲット１０６の厚さｈ２とバッキングプレート１０４の厚さｈ１は、同じであるか又は異なっていてよい。例えば、スパッタリングターゲット１０６の厚さｈ２は、バッキングプレート１０４の厚さｈ１よりも大きくてよい。或いは、スパッタリングターゲット１０６の厚さｈ２は、バッキングプレート１０４の厚さｈ１よりも小さくてよい。
【００３８】
[0043]幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４は金属又は金属合金から形成することができ、これらを成形、鍛接(forged)、又は当該技術において公知の任意の他の手段によって形成して外層１４４を形成する。他の態様においては、バッキングプレート１０４に、金属、金属合金、又はエポキシのような任意の他の材料の１つより多い片を含ませて、外層１４４を成形、鍛接、又は当該技術において任意の手段によって形成する。外層１４４には、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、或いはこれらの合金又は組合せを含ませることができる。例えば、外層１４４に、ハフニウム合金、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、銅のC10100-C15999、高銅合金のC16000-C19999、C20000-C49999黄銅のような黄銅、C50000-C69999青銅のような青銅、C70000-C73499銅ニッケルのような銅ニッケル合金、或いはC73500-C79999ニッケル銀のようなニッケル銀合金を含ませることができる。外層１４４のための他の好適な材料としては、ダクタイル鉄及び鋳鉄などの鉄、炭素及び／又は合金鋼、鋳鋼、マルエージング鋼、ステンレス鋼、鉛及び鉛合金、バビット合金及びハンダ合金、マグネシウム及びマグネシウム合金、ニッケル及びニッケル合金、耐熱合金、コバルト及びコバルト合金、析出硬化ステンレス鋼、鉄ベースの超合金、工具鋼、並びに亜鉛及び亜鉛合金、並びにこれらの任意の組合せが挙げられる。
【００３９】
[0044]バッキングプレート１０４の前面１５６と後面１５２は、実質的に反対側に配置することができる。幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４の前面１５６及び後面１５２は実質的に平面状である。他の態様においては、前面１５６及び／又は後面１５２は非平面状であってよい。例えば、前面１５６及び／又は後面１５２は湾曲又は波状であってよい。
【００４０】
[0045]幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４の前面１５６と後面１５２は、互いに対して実質的に平行であってよい。他の態様においては、前面１５６と後面１５２は非平行であってよい。
【００４１】
[0046]内部コア１６０は外層１４４内に封入されている。側１４６、１４８、及び１５０に沿って外層１４４のそれぞれの厚さを増加又は減少させることによって、内部コア１６０の体積を増加又は減少させることができる。或いは、厚さｈ１及び外周１５４の調節を用いて内部コア１６０の体積を調節することができる。
【００４２】
[0047]内部コア１６０は複合材料を含む。複合材料は、混合すると個々の成分とは異なる特性を有する材料を生成する、異なる物理的及び／又は化学的特性を有する２種類以上の構成材料から形成される材料である。幾つかの態様においては、複合材料は金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）材料であってよい。ＭＭＣは、金属マトリクス及び１種類以上の強化材料を含む複合材料である。ＭＭＣは、強化材料を金属マトリクス中に分散させることによって製造される。幾つかのＭＭＣは、連邦議会技術評価局アセスメント, Advanced Materials by Design, OTA-E-351（Washington, DC：米国政府印刷局, 1988年6月）の第４章、及びKainer, K.U., Metal Matrix Composites. Custom-made Materials for Automotive and Aerospace Engineering., 2006に記載されている。
【００４３】
[0048]マトリクス材料、又は主要相は、その中に強化材が埋封されているモノリス材料であってよい。幾つかの態様においては、金属マトリクスは連続的であり、埋封されている強化材料を完全に取り囲んでいる。金属マトリクスのために好適な金属としては、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、並びにこれらの合金及び組合せが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、金属マトリクス材料のために好適な材料として、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、銅のC10100-C15999、高銅合金のC16000-C19999、黄銅のC20000-C49999、青銅のC50000-C69999、銅ニッケルのC70000-C73499、ニッケル銀のC73500-C79999、或いはこれらの組合せを挙げることができる。内部コア１６０のＭＭＣには、金属マトリクス中の任意の好適なタイプ及び量の１種類又は複数の金属を含ませることができる。
【００４４】
[0049]金属マトリクスは、複合材料で形成されるバルク形態の部品又は製品を与える。例えば、金属マトリクスは強化材料を適所に保持することができる。幾つかの態様においては、金属マトリクスは強化材料を取り囲むか又は覆うことができる。幾つかの態様においては、ＭＭＣ材料に負荷が加えられる場合には、金属マトリクスは強化材料と負荷を分け合う。例えば、金属マトリクスを変形させて、強化材料によって主として又は実質的に応力を生成させることができる。
【００４５】
[0050]１以上の強化材料をマトリクス中に埋封することができる。ここで記載するように、強化材料は金属マトリクスを強化する。強化材料は、繊維、粒子、フレーク、又は他の形状の材料の形態であってよい。例えば、好適な強化材料は、モノフィラメント（細い線材）、ウィスカー（短繊維）、及び／又は粒子若しくは粒状物の形態であってよい。幾つかの態様においては、強化材料は不連続的な強化を与えることができる。ウィスカー及び粒子状強化材は、不連続的な強化の例である。他の態様においては、強化材料は連続的な強化を与えることができる。モノフィラメント及び繊維強化材は、連続的な強化の例である。
【００４６】
[0051]強化材料として粒子を用いる場合には、粒子はランダムに配向することができ、或いは粒子は好ましいか又は特定の配向を有していてよい。金属マトリクスのために好適な強化材料としては、セラミックの粒子（通常はサーメットと呼ばれる）、並びに他の金属、セラミクス、炭素、及びホウ素などの種々の材料の繊維が挙げられる。強化相の体積分率は、約０．１％〜約９９％の間の範囲であってよく、約１０％〜約７０％の範囲であってもよい。
【００４７】
[0052]強化材料には、更には又は或いは繊維を含ませることができる。内部コア１６０のＭＭＣには、任意の好適なタイプ、配向、及び／又は量の繊維を含ませることができる。幾つかの態様においては、繊維はランダムな配向を有していてよい。他の態様においては、繊維は規則的か又は特定の配向を有していてよい。幾つかの態様においては、連続的なＭＭＣは、バッキングプレート１０４内の強化成分として、セラミクス、グラファイト、炭化物、及び／又は酸化物から形成される繊維を用いる。幾つかの態様においては、短繊維強化複合体は強化材料として短繊維を含み、短繊維の長さは繊維直径の１００倍未満である。
【００４８】
[0053]幾つかの態様においては、ＭＭＣには複数の層を含ませることができ、それぞれの層は隣接する層の１以上と相違する異なる繊維配向を有する。かかる積層体は、積層複合体、多層複合体、又は斜交複合体と呼ぶことができる。
【００４９】
[0054]ＭＭＣの他の用途においては、種々の加工技術によってカーボンナノチューブ強化金属マトリクス（ＭＭ−ＣＮＴ）複合体を製造することができ、これにより種々の有利な特性を与えることができる。かかる加工技術及び特性は、Bakshi, S.R.ら, Carbon nanotube reinforced metal matrix composites - a review, International Materials Reviews 2010, vol.55, no.1, pp.41-64に記載されている。
【００５０】
[0055]金属マトリクス複合体を用いて金属を強化することによって、最小の延性又は硬度を維持しながら室温又はそれ以上の温度における降伏強さ及び引張り強さを増加させ；従来の合金のものと比べてより高い温度において耐クリープ性を増加させ；特により高い温度において疲労強度を増加させ；耐熱衝撃性を向上させ；耐腐食性を向上させ；ヤング率を増加させ；及び／又は熱伸長を減少させることができる。
【００５１】
[0056]強化材料は、構造的役割（例えば化合物の強化）を果たすように選択することができる。更には又は或いは、強化材料は、耐摩耗性、摩擦係数、及び熱伝導性のような１以上の物理特性を変化させるように選択することができる。
【００５２】
[0057]ＭＭＣ系の幾つかの例を下記に示す。アルミニウムマトリクスは、ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、及び／又はグラファイト繊維のような連続繊維と組み合わせて用いることができる。アルミニウムマトリクスはまた、アルミナ、及び／又はアルミナ−シリカ繊維のような不連続繊維と共に用いることもできる。炭化ケイ素「ウィスカー」は、アルミニウムマトリクスと共に用いることができる。更に、炭化ケイ素及び／又は酸化ホウ素のような粒状物をマトリクス中で用いることができる。
【００５３】
[0058]マグネシウムマトリクスは、グラファイト及び／又はアルミナのような連続繊維と組み合わせて用いることができる。更に、炭化ケイ素ウィスカー、及び／又は炭化ケイ素及び／又は炭化ホウ素のような粒状物を用いることができる。
【００５４】
[0059]チタンマトリクスは、炭化ケイ素及び／又は被覆ホウ素のような連続繊維と組み合わせて用いることができる。また、炭化チタンのような粒状物をチタンマトリクスと組み合わせて用いることもできる。
【００５５】
[0060]銅マトリクスは、グラファイト及び／又は炭化ケイ素のような連続繊維と組み合わせて用いることができる。ニオブ−チタン及び／又はニオブ−スズのような材料から製造される線材を、銅マトリクスと組み合わせて用いることができる。また、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び／又は炭化チタンのような粒状物を銅マトリクスと共に用いることもできる。
【００５６】
[0061]超合金マトリクスには、マトリクス中に埋封された線材を含めることができる。１つの例においては、線材はタングステンから製造することができる。
[0062]連続強化は、炭素繊維又は炭化ケイ素のようなモノフィラメント線材又は繊維を用いることができる。幾つかの態様においては、繊維をマトリクス中に幾つかの又は特定の方向で埋封して、材料の配列がその強度に影響を与える異方性の構造体を生成させる。バッキングプレート１０４に有益な特性を与えるように、複合材料内の強化材料の任意の順番が想起される（例えば図３〜４を参照）。
【００５７】
[0063]幾つかの場合においては、ＭＭＣの特性によって、特に弾性率、耐温度性、強度、硬度、伝導性、次元減衰(dimensional dampening)、及び／又は重量に関して、モノリス金属バッキングプレートの特性を凌ぐ有利性を与えることができる。例えば、ＭＭＣは、金属バッキングプレートよりも望ましい弾性率を有することができる。弾性率又は弾性係数は、それに力を加えた際の物体又は物質の弾性的（即ち非永久的）な変形に対する抵抗性を測るものである。幾つかの態様においては、（例えば内部コア１６０を導入することなどによって）バッキングプレート１０４の弾性率を増加させることによって、バッキングプレート１０４がＰＶＤプロセス中に弾性変形に抵抗することが可能になる。
【００５８】
[0064]耐温度性とは、熱源を加えるか又は取り除いた際の温度の上昇又は低下に抵抗する材料の能力を指す。複合材料を用いて、バッキングプレート１０４の耐温度性を増加させて、ＰＶＤプロセス中においてその温度を比較的安定にすることができる。ＭＭＣは、金属を凌ぐ向上した昇温強度及び弾性率を与えることができる。例えば、強化材料は、ＰＶＤ用途に関して限定された高温能力を有するアルミニウムのような低密度の金属の有用温度範囲を拡げることを可能にすることができる。幾つかの態様においては、ＭＭＣは、他の利用できるバッキングプレート材料よりも高い強度及び剛性を有することができる。この特性は、高熱ＰＶＤプロセス中においてバッキングプレート１０４及び／又はターゲット１０６が歪曲又は屈曲するのを阻止するのを助けることができる。
【００５９】
[0065]或いは又は更には、複合材料はバッキングプレート１０４の熱伝導性を増加させることができる。幾つかの態様においては、ＭＭＣは良好な熱伝導体になることができる。例えば、高い熱伝導性のグラファイト繊維、アルミニウムマトリクス、は銅マトリクスを用いる場合には、ＭＭＣは他のタイプの複合体と比べて非常に高い熱伝導性を有することができる。例えば、ＰＶＤ装置１００におけるＰＶＤプロセス中において、内部コア１６０のの熱伝導性を増加させることによって、バッキングプレート１０４がターゲット１０６内に蓄積される熱をバッキングプレート１０４全体に分散させることを可能にすることができる。幾つかの態様においては、バッキングプレート１０４は、冷却管、冷却ループ、ヒートシンク、及び／又はバッキングプレート内における同様の二次冷却手段を用いないでＰＶＤプロセス中において用いることができる。
【００６０】
[0066]強度とは、応力及び歪みに抵抗する材料の能力を指す。複合材料はバッキングプレート１０４の強度を増加させることができるので、ＰＶＤ装置１００におけるＰＶＤプロセス中において、バッキングプレート１０４はプロセス中に引き起こされる応力及び歪みに対して増加した抵抗性を有する。強度に関しては、ＭＭＣはモノリス金属のものと比べてより良好な耐摩耗性を有することができる。例えば、ＭＭＣ中に硬質セラミック強化材料を含ませることによって、改良された耐摩耗性を与えることができる。かかる有利な耐摩耗性は、有利な複合材料を用いることによってバッキングプレート１０４に与えることができる。
【００６１】
[0067]硬度は、固体物質が力を加えた際に種々の種類の永久的形状変化に対してどのくらい抵抗性であるかの指標である。複合材料は、バッキングプレート１０４の硬度を増加又は減少させて、バッキングプレート１０４を、力を加えた際に種々の種類の永久的形状変化に対して抵抗性がより多いか又はより少なくするように選択することができる。
【００６２】
[0068]電気伝導性は、電流を伝導する材料の能力の指標である。複合材料は、バッキングプレート１０４の電気伝導性を増加又は減少させて、バッキングプレート１０４を、ＰＶＤ装置１００におけるＰＶＤプロセス中において電気伝導に対する抵抗性がより多いか又はより少なくすることができる。
【００６３】
[0069]次元減衰とは、系における振動が外乱後にどのくらい減衰するかを示す無次元の指標である減衰比を指す。複合材料は、バッキングプレート１０４の次元減衰を増加又は減少させて、バッキングプレート１０４を、ＰＶＤプロセス中においてＰＶＤ装置１００内で振動に対する抵抗性がより多いか又はより少なくすることができる。
【００６４】
[0070]幾つかの態様においては、ＭＭＣは熱膨張係数を減少させるように選択することができる。例えば、アルミニウム金属マトリクスのような金属マトリクス中に炭化ケイ素粒状物を導入することによって、より低い熱膨張係数を有するＭＭＣが得られる。適当な組成を選択することによって、幾つかのＭＭＣにおいて熱膨張係数をゼロ付近にすることができる。したがって、複合材料によって熱膨張係数を減少させると、ＰＶＤプロセス中におけるバッキングプレート１０４の熱膨張を減少又は排除することができる。
【００６５】
[0071]バッキングプレート１０４に有利な特性を与えるために複合材料を含む内部コア１６０に関して、タイプ、寸法、形状、量、配置、合金、及び／又は封入方法における任意の変化が想起される。例えば、複合材料を有するバッキングプレート１０４は、複合材料を有しない従来のバッキングプレートよりも強靱で、より高い耐熱性を有することができ、同時に外層１４４を金属又は金属合金のような従来のバッキングプレート材料で製造した場合には容易な機械加工性を示すことができる。しかしながら、弾性率、耐温度性、硬度、強度、電気伝導性、熱膨張、及び／又は次元減衰など（しかしながらこれらに限定されない）のバッキングプレート１０４の特性の１以上の変更の任意の組合せが想起される。
【００６６】
[0072]更には又は或いは、複合材料にセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）を含ませることができる。多くの異なるタイプのＣＭＣが存在する。当該技術におけるＣＭＣの命名は、通常は、炭素繊維及び炭化ケイ素マトリクスで製造されるＣＭＣを表すＣ／ＳｉＣのように、繊維及びマトリクス材料にしたがって分類される。ＣＭＣの繊維は非酸化物又は酸化物繊維であってよい。ＣＭＣ中において用いらる好適な非酸化物繊維としては、炭素又は炭化ケイ素が挙げられるが、これらに限定されない。好適な酸化物繊維としては、アルミナ、ムライト、又はシリカの酸化物繊維が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６７】
[0073]幾つかの態様においては、ＣＭＣは、小さな欠陥又は擦過によって生じる亀裂のために機械的又は熱機械的負荷下で容易に破砕する可能性があるアルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、又はジルコニアのような従来の工業用セラミクスに関連する問題を克服する。亀裂抵抗は、ガラスと同様に非常に低かった。亀裂抵抗又は破壊靱性を増加させるために、粒子（所謂単結晶質のウィスカー又は小板体）をマトリクス中に埋封した。長尺の多ストランド繊維を一体化することによって、亀裂抵抗、伸び、及び耐熱衝撃性が増加し、幾つかの新しい用途が得られた。
【００６８】
[0074]炭素（Ｃ）、特殊な炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、及びムライト（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）繊維は、ＣＭＣのために最も通常的に用いられる。マトリクス材料は、通常は同じであり、即ちＣ、ＳｉＣ、アルミナ、及びムライトである。
【００６９】
[0075]一般に、ＣＭＣの名称には、繊維のタイプ／マトリクスのタイプの組合せが含まれる。例えば、Ｃ／Ｃは炭素繊維強化炭素（炭素／炭素）を表し、或いはＣ／ＳｉＣは炭素繊維強化炭化ケイ素を表す。時には製造プロセスが含まれ、液体ポリマー浸潤（ＬＰＩ）プロセス（下記参照）によって製造されるＣ／ＳｉＣ複合体は、ＬＰＩ−Ｃ／ＳｉＣと略称される。
【００７０】
[0076]重要な商業的に入手できるＣＭＣは、Ｃ／Ｃ、Ｃ／ＳｉＣ、ＳｉＣ／ＳｉＣ、及びＡｌ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３である。これらは、次の特性において従来のセラミクスと相違する。
【００７１】
[0077]ＣＭＣのマトリクスは非酸化物又は酸化物マトリクスであってよい。好適な非酸化物マトリクスとしては、炭化ケイ素、炭素、又は炭化ケイ素とケイ素の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好適な酸化物マトリクスとしては、アルミナ、ジルコニア、ムライト、及び他のアルミノ−シリケートが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、酸化物繊維は酸化物マトリクスと組み合わせ、非酸化物繊維は非酸化物マトリクスと組み合わせる。例えば、ＣＭＣのタイプとしては、Ｃ／Ｃ（炭素繊維強化炭素）、Ｃ／ＳｉＣ（炭素繊維強化炭化ケイ素）、ＳｉＣ／ＳｉＣ、及びＯｘ／Ｏｘ（ここで、Ｏｘは上述した酸化物材料の１つを表す）が挙げられる。
【００７２】
[0078]図４は、バッキングプレート１０４の外周１５４と環状フランジ１３２の間に配置されている接合部１７０を有するバッキングプレート１０４を示す。代表的な態様においては、環状フランジ１３２はバッキングプレート１０４と異なる材料から製造して、バッキングプレート１０４に溶接又は当該技術において公知の任意の他の手段によって接続することができる。接合部１７０には、ハンダのような更なる材料を含ませることができ、或いは単純にバッキングプレート１０４と環状フランジ１３２の間の接合であってよい。上記したように、任意の構造及びタイプの複合材料を用いて、バッキングプレート１０４に有利な特性を与えることができる。
【００７３】
[0079]複合材料を含む内部コア１６０の封入は、拡散接合操作、鍛接、熱間等方圧プレス、又は当該技術において公知の任意の他の手段によって行うことができる。例えば、第１の側１４６及び第２の側１４８は、内部コア１６０を封入するプロセスの開始時においては第３の側１５０を有しない単一のユニットであってよい。ＭＭＣ又はＣＭＣ複合体インサートのような望ましい複合材料を第１の側１４６及び第２の側１４８内に配置して、第３の側１５０（蓋部とも呼ぶ）を第１の側１４６及び第２の側１４８の頂部上に付加して内部コア１６０を封入することができる。
【００７４】
[0080]蓋部には、銅又はアルミニウム合金、例えばC18200（ＣｕＣｒ）、C46400（ＣｕＺｎ）、C18000、又は2000-8000シリーズのアルミニウムを含ませることができる。蓋部を第２の側１４８の頂部上に配置したら、それを拡散接合又は熱間等方圧プレスによって第２の側１４８に接合することができる。幾つかの態様においては、多重積層熱間等方圧プレスを用いて、第３の側１５０を第１の側１４６及び第２の側１４８に付加することができ、及び／又はこれを用いてターゲット１０６をバッキングプレート１０４に接合することができる。
【００７５】
[0081]界面層１６６は、スパッタリングターゲット１０６の後面１４２とバッキングプレート１０４の前面１５６の間に配置されている。幾つかの代表的な態様においては、後面１４２と前面１５６の間の界面層１６６は、バッキングプレート１０４とスパッタリングターゲット１０６の間に少なくとも１つの更なる材料によって形成されている接合部である。例えば、界面層１６６は、バッキングプレート１０４とターゲット１０６の間に配置されている銀メッシュエポキシのようなエポキシ接合部であってよい。或いは、界面層１６６は、例えば場合によっては濡れ性を促進させるためにメッキ処理されているニッケルターゲットを、冷却すると硬化する溶融ハンダでバッキングプレート１０４に接合した場合に形成されるハンダ接合部であってよい。
【００７６】
[0082]他の代表的な態様においては、後面１４２と前面１５６の間の界面層１６６は、更なる材料を有しないで後面１４２と前面１５６の間に形成されている接合部を表す。例えば、類似又は非類似の金属を接合させるための通常の固体状態加工技術である拡散接合においては、清浄な金属表面の間で昇温温度で接触させながら原子を相互拡散させることによって接合がもたらされる。好適な接合方法としては、拡散接合、熱間等方圧プレス（ＨＩＰ）、真空ホットプレス（ＶＨＰ）、１以上のエポキシ樹脂の適用、及び／又はスパッタリングターゲット１０６とバッキングプレート１０４の間の熱間鍛接が挙げられる。幾つかの態様においては、接合はＰＶＤプロセスに耐えるのに好適な強度のものである。界面層１６６は、Ｘ線スキャン又はＣスキャンのような当該技術において公知の任意の好適な手段によって接合強度に関して検査することができる。
【００７７】
[0083]図３の代表的な態様においては、バッキングプレート１０４は随意的な環状フランジ１３２を含む。幾つかの態様においては、環状フランジ１３２は外周１５４の全体を軸方向に取り囲んでいてよく、幾つかの他の態様においては、環状フランジ１３２は外周１５４の全体を取り囲んでいなくてもよい。図３の態様においては、フランジ１３２は外層１４４の一部であり、同じ材料及び組成で形成されている。環状フランジ１３２には、場合によって、図２に関して上記に記載したように、環状フランジ１３２内に配置されている１以上の開口１３４を含ませることができる。バッキングプレート１０４及び環状フランジ１３２の厚さ又は高さｈ１は、図３においては実質的に同等に示されているが、バッキングプレート１０４と環状フランジは、ＰＶＤ装置１００内で用いるために好適な異なる高さ又は厚さにすることができる。
【００７８】
[0084]図４の代表的な態様においては、バッキングプレート１０４は随意的な環状フランジ１３２を含む。幾つかの態様においては、環状フランジ１３２は外周１５４の全体を軸方向に取り囲んでいてよく、幾つかの他の態様においては、環状フランジ１３２は外周１５４の全体を取り囲んでいなくてもよい。図４の態様においては、フランジ１３２は、当初は外層１４４とは別の独立したリングであり、外層１４４に溶接、鍛接、又は他の方法で取り付けられる。環状フランジ１３２には、場合によって、図２に関して上記に記載したように、環状フランジ１３２内に配置されている１以上の開口１３４を含ませることができる。バッキングプレート１０４及び環状フランジ１３２の厚さ又は高さｈ１は、図４においては実質的に同等に示されているが、バッキングプレート１０４と環状フランジは、ＰＶＤ装置１００内で用いるために好適な異なる高さ又は厚さにすることができる。
【００７９】
[0085]環状フランジ１３２は、前面１５６、外周１５４、及び／又は後面１５２と同じ金属又はその合金など（しかしながらこれらに限定されない）の組成を有していてよい。幾つかの態様においては、環状フランジ１３２は、前面１５６、外周１５４、及び／又は後面１５２の材料と異なる組成を有する。幾つかの態様においては、好適な環状フランジ１３２は、アルミニウム、バナジウム、ニオブ、銅、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、ゲルマニウム、セレン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、或いはこれらの合金又は組合せで形成することができる。例えば、好適な環状フランジ１３２は、C18200銅−クロム合金、C46400銅−亜鉛合金、C18000銅−ニッケル−ケイ素−クロム合金、2000-8000シリーズのアルミニウム、銅のC10100-C15999、高銅合金のC16000-C19999、黄銅のC20000-C49999、青銅のC50000-C69999、銅ニッケルのC70000-C73499、ニッケル銀のC73500-C79999、或いはこれらの任意の組合せで形成することができる。
【００８０】
[0086]環状フランジ１３２は、当該技術において公知の任意の手段によって形成又は成形することができる。環状フランジ１３２は、バッキングプレート１０４を製造した後に、当該技術において公知の任意の手段、例えば溶接によってバッキングプレート１０４の外周１５４に付加することができる。
【００８１】
[0087]環状フランジ１３２には、場合によっては環状フランジ１３２内に配置される１以上の開口１３４を含ませることができる。開口１３４を有する環状フランジ１３２は、ＰＶＤプロセス中においてバッキングプレート１０４をＰＶＤ装置１００内に配置、整列、位置付け、及び／又は保持することを助けることができる。開口１３４は、ボルト、ネジ、ロッド、或いは当該技術において公知の任意の同様の取付手段によって、バッキングプレート１０４及びスパッタリングターゲット１０６をＰＶＤ装置１００中にしっかりと配置することを可能にすることができる。図２〜４において示すように、環状フランジ１３２はバッキングプレート１０４と同じ厚さｈ１を有するが、他の態様においては、環状フランジ１３２はバッキングプレート１０４のｈ１よりも大きいか又は小さい厚さのものにすることができる。
【００８２】
[0088]図５Ａ〜Ｄは、スパッタリングターゲットアセンブリ１０２に関する代表的なリサイクルプロセスを示す。図５Ａは、スパッタリングプロセス後（幾つかの態様においてはＰＶＤターゲットの寿命の終了時でもある）のスパッタリングターゲットアセンブリ１０２の断面図である。幾つかの態様においては、スパッタリングターゲット１８０は浸食されて、スパッタリングターゲットが非平面状のスパッタリング表面を有している可能性がある。スパッタリングターゲット１８０は、ＰＶＤプロセス中において使用した後は「消費されたターゲット」と呼ぶことができる。例えば、スパッタリングターゲット１８０は１以上の摩損した溝１８４を有する可能性がある。ユーザーがリサイクルプロセスに取りかかることを決定する際には、スパッタリングターゲット１８０の任意の部分が消費されている可能性がある。
【００８３】
[0089]更には又は或いは、バッキングプレート１８２は、リサイクルプロセスに取りかかる際には損傷部又は浸食部を含む可能性がある。例えば、バッキングプレート１８２は、ＰＶＤプロセス中において、バッキングプレート１８２の表面１８６から表面原子が非意図的に放出される（又はスパッタされる）際に損傷又は浸食される可能性がある。かかるスパッタプロセスにより、表面１８６に沿って浸食された部分１８８及び／又は平坦でない表面が生成する可能性がある。示されている代表的な態様においては、バッキングプレート１８２の表面１８６はいずれの点においても完全には浸食又はスパッタされておらず、したがって、ＰＶＤ装置１００におけるＰＶＤプロセス中において、バッキングプレート１８２の内部コア１６０、及び複合材料のようなその中の材料は、保護されており、曝露されていない。
【００８４】
[0090]リサイクルプロセスにおいては、図５Ｂに示すようにスパッタリングターゲット１８０をバッキングプレート１８２から取り外すか又は分離する。ターゲット１８０とバッキングプレート１８２は、スパッタリングターゲット１８０とバッキングプレート１８２の間の接合を除去するか又は取り除く当該技術において公知の任意の手段によって分離することができる。かかる除去手段としては、フライス削り、研削、機械加工、熱の印加、及び１以上の化学物質の適用が挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、スパッタリングターゲット１８０の１００％又は約１００％をバッキングプレート１８２から取り除くか又は分離することができる。他の態様においては、ターゲット１８０とバッキングプレート１８２を分離した後に、スパッタリングターゲット１８０の一部をバッキングプレート１８２に接合した状態で残留させることができる。
【００８５】
[0091]バッキングプレート１８２からターゲット１８０を取り除いた後、バッキングプレート１８２の表面１８６を検査することができる。幾つかの態様においては、バッキングプレート１８２の表面１８６がその後のＰＶＤプロセスのために満足できない、例えば寸法的及び／又は美的に満足できないことのいずれかであると決定される場合には、表面１８６を場合によっては補修することができる。例えば、表面１８６は、外層の全部又は一部を除去することによって補修することができる。幾つかの態様においては、外層の一部を、表面１８６を平滑又は平面状にするのに必要な程度まで除去する。例えば、浸食された部分１８８を除去又は排除するのに十分な量の表面１８６を除去することができる。表面１８６は、研削、フライス削り、機械加工、及び／又は研磨など（しかしながらこれらに限定されない）の、表面１８６の一部を除去するための任意の好適な手段によって平滑化することができる。
【００８６】
[0092]幾つかの態様においては、外層の全部又は一部を除去することに加えて、又はこれに代えて、材料を外層に付加することができる。例えば、金属又は合金のような材料（表面１８６の元の材料と同じか又は異なるもの）を、鍛接、溶接、成形、ハンダ付け、クラッディング、又は当該技術において公知の任意の好適な手段によって表面１８６に付加することができる。図５Ｃに示すように、付加プロセスによって表面１８６の元の特質及び特性を回復させることができる。
【００８７】
[0093]バッキングプレート１８２の表面１８６を平滑な状態に好適に補修した後、新しいターゲット１９４を、当該技術において公知であり、ここで既に議論した拡散接合のような任意の手段によって、バッキングプレート１８２に接合することができる。図５に示す態様のような代表的なバッキングプレートリサイクルプロセスは、連続プロセス又は連続適用で実施することを想起している。しかしながら、ＰＶＤ用途においてターゲットを用いるユーザーは、リサイクルプロセスを適用するか又は実施する同じユーザーでなくてもよい。
【００８８】
[0094]現在の製造手順によれば、ＰＶＤプロセスによってターゲットが消費された後は、バッキングプレートは廃棄され、通常は再使用されない。しかしながら、有利な特性を有するバッキングプレートを製造するために用いられる材料、特に複合材料は高価であり、したがってバッキングプレートを補修して再使用する能力によって、新しいバッキングプレートを製造するコスト及び時間を節約することができる。
【００８９】
[0095]したがって、本発明は、バッキングプレートを容易に機械加工して、硬質の複合材料の機械加工を行わずにそれらを従来の製造プロセスに適合させることを可能にする、金属、幾つかの場合においては伝統的なバッキングプレートにおいて用いられている金属又は合金で封入したＭＭＣ及び／又はＣＭＣ材料を提示する。幾つかの態様においては、複合材料を封入することによって、ターゲットとバッキングプレートの封入材料との間での熱間等方圧プレス（ＨＩＰ）、真空ホットプレス（ＶＨＰ）、又は熱間鍛接のような伝統的な接合が可能になる。また、複合材料を封入することによって、幾つかの態様においては、取り付けられたターゲットを使用した後に表面研磨、洗浄、及び／又は小規模補修に供することができるリサイクル可能なバッキングプレートも提供される。
【００９０】
[0096]ここで議論した一態様においては、スパッタリングターゲット１０６及び／又はバッキングプレート１０４は、円形の外周を有する。これらの態様においては、スパッタリングターゲット１０６の直径は変化させることができるが、一態様においては、スパッタリングターゲット１０６は、スパッタリングターゲット１０６を４５０ｍｍの半導体ウエハ上に材料をスパッタリング又は堆積させるために用いることができるように、３２インチ以上の直径を有する。３２インチ以上の直径を有するこれらの大径のスパッタリングターゲットは、その比較的大きな直径のために、しばしばターゲットの歪曲、変形、又は屈曲に関係する潜在的な問題に遭遇する。有利なことに、ここで議論したように、機械的に非常に硬質又は剛性である複合材料で製造されている内部コア１６０を含む本発明によるバッキングプレート１０４を用いることによって、ここに開示したバッキングプレート１０４は、４５０ｍｍの半導体ウエハ上に材料をスパッタリングするのに用いるために３２インチ以上の直径を有するかかるスパッタリングターゲット１０６と共に有利に用いることができる。
【００９１】
[0097]本発明の範囲から逸脱することなく、議論した代表的な態様に対して種々の修正及び付加を行うことができる。例えば、上記に記載した態様は特定の特徴に関するが、本発明の範囲は、複数の特徴の異なる組合せを有する態様、並びに上記に記載した特徴の全部を含まない態様も包含する。
【図１】
2017525846.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月3日(2017.3.3)
【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】
複合材料で形成されているコア材；及び
前記コア材を完全に取り囲んで覆っている金属又は金属合金の外層；
を含む、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレート。
【請求項２】
前記コア材が、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている、請求項１に記載のバッキングプレート。
【請求項３】
スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートであって：
複合材料で形成されており、上面、下面、及び側壁を有する円筒形状を有するコア材；
金属又は金属合金で形成されている環状リングであって、前記環状リングは前記側壁に取り付けられて前記コア材を取り囲んでいる、前記環状リング；
を含む、前記バッキングプレート。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
[0097]本発明の範囲から逸脱することなく、議論した代表的な態様に対して種々の修正及び付加を行うことができる。例えば、上記に記載した態様は特定の特徴に関するが、本発明の範囲は、複数の特徴の異なる組合せを有する態様、並びに上記に記載した特徴の全部を含まない態様も包含する。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]
複合材料で形成されているコア材；及び
前記コア材を完全に取り囲んで覆っている金属又は金属合金の外層；
を含む、スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレート。
[２]
前記コア材が、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている、[１]に記載のバッキングプレート。
[３]
前記コア材が、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている、[１]に記載のバッキングプレート。
[４]
スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートであって：
複合材料で形成されており、上面、下面、及び側壁を有する円筒形状を有するコア材；
金属又は金属合金で形成されている環状リングであって、前記外側リングは前記側壁に取り付けられて前記コア材を取り囲んでいる、前記環状リング；
を含む、前記バッキングプレート。
[５]
金属又は金属合金で形成されている、前記コア材の前記上面上のターゲット界面層を更に含む、[９]に記載のバッキングプレート。
[６]
前記コア材が、金属マトリクス中に分散している強化材料を含む金属マトリクス複合体（ＭＭＣ）で形成されている、[９]に記載のバッキングプレート。
[７]
前記コア材が、セラミックマトリクス中に分散しているセラミック繊維を含むセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）で形成されている、[９]に記載のバッキングプレート。
[８]
スパッタリングターゲットと共に用いるためのバッキングプレートをリサイクルする方法であって：
少なくとも部分的に消費されたスパッタリングターゲットを前記バッキングプレートから取り外す工程；
前記取り外されたスパッタリングターゲットよりも消費が少ないスパッタリングターゲットを、物理蒸着プロセスにおいて用いるための前記バッキングプレートに接合する工程；
を含む、前記方法。
[９]
前記バッキングプレートの外表面から材料を除去することによって、前記バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含む、[１７]に記載の方法。
[１０]
前記バッキングプレートの外表面に材料を付加することによって、前記バッキングプレート内の表面欠陥を修正する工程を更に含む、[１７]に記載の方法。
【国際調査報告】
2017525846.tif 000011
2017525846.tif 000012