(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを含む基板層と、アルミニウム又は銅を含む導電層と、前記基板層と前記導電層の間に介装されたモリブデン含有層を含むタッチスクリーンであって、前記モリブデン含有層が
ｉ）７５乃至９８原子％のモリブデン、
ｉｉ）０．５乃至１０原子％のニオブ、及び
ｉｉｉ）０．５乃至１０原子のタンタル
を含み、
前記モリブデン含有層の厚さが１０ｎｍ乃至１００ｎｍである
ことを特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
前記モリブデン含有層の厚さが１０ｎｍ乃至５０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記基板層が半導体であることを特徴とする請求項１又は２記載のタッチスクリーン。              
【請求項４】
前記導電層がアルミニウム層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
前記導電層が銅層であり、前記モリブデン含有層のモリブデンの濃度が７５原子％乃至９５原子％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
前記モリブデン含有層におけるニオブの濃度が１乃至１０原子％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
前記モリブデン含有層におけるタンタルの濃度が１乃至１０原子％であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
前記モリブデン含有層におけるニオブの濃度が３原子％乃至１０原子％であり、前記モリブデン含有層におけるタンタルの濃度が３乃至１０原子％であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項９】
前記モリブデン含有層が、前記基板層と少なくとも部分的に接する第１の面と、前記導電層と少なくとも部分的に接する対向面を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本願は、米国特許出願第１２／８２７，５５０号（２０１０年６月３０日付で出願）の利益を主張し、あらゆる目的のために、その全体における引用によって本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明は、一般的にスパッタターゲット、スパッタターゲットを調製するための方法、フラットディスプレイパネル（例えば、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）を製造するために使用されるものなどの薄いモリブデンを含有する薄膜を調製する際のスパッタターゲットを使用する方法、および光電池、当該ターゲットによって製造された薄膜、並びに当該ターゲットを組み入れた製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
スパッタ蒸着は、半導体および光電子産業で使用される様々な製造プロセスにおいて金属層を生成するために使用される技術である。半導体および光電子産業への進歩に伴い、１つ以上の電気的な要件、耐久性の要件およびプロセス可能性要件を満たすスパッタターゲットのニーズが存在する。例えば、プロセスを容易にし、余り高価でなく、そしてより一様な膜を製造するために使用され得るスパッタターゲットのニーズが存在する。そのうえ更に、ディスプレイの大きさが増加するにつれて、性能上の適度の改善でさえその経済的な便益性が、増幅されるようになる。スパッタターゲットの組成における僅かな変化は、恐らく顕著な性能の変更につながり得る。さらに、ターゲットが製造される様々な方法は、同一の組成を使用して製造されたターゲットから結果として生じる様々な特性につながり得る。
【０００４】
モリブデンなどの金属から製造されるスパッタターゲット、当該ターゲットを調製する方法、およびフラットパネルディスプレイにおける当該スパッタの使用は、特許文献１、および、２００５年９月１日に公開されたＢｕｔｚｅｒらによる特許文献２に記載され、各々のその全体において、引用によって本明細書に組み入れられた。
【０００５】
モリブデンとチタンを含むスパッタターゲット、当該スパッタターゲットを調製する方法、フラットパネルディスプレイにおける当該スパッタターゲットの使用は、特許文献３、および、Ｇａｙｄｏｓらによる２００８年１２月２５日に公開された特許文献４、Ｇａｙｄｏｓらによる２００７年４月２６日に公開された特許文献５、およびＮｉｔｔａらによる２００７年１１月１日に公開された特許文献６に記載されており、当該特許文献は、各々の、その全体において引用によって本明細書に組み入れられた。
【０００６】
モリブデンおよび第２の金属を含むスパッタターゲットは、２００４年１２月３０日に公開されたＣｈａｏらによる特許文献７、２００７年５月３１日に公開されたＬｅｅらによる特許文献８、および２００５年１０月２０日に公開されたＩｎｏｕｅらの特許文献９、２００８年３月２７日に公開されたＣｈｏらによる特許文献１０および２００５年９月１日に公開されたＩｗａｓａｋｉらの特許文献１１に記載されており、各々のその全体において引用によって本明細書に組み入れられた。多くのデバイスの製造において、薄膜製品は、１つ以上の層を除去するために、１つ以上の材料除去工程（例えば、エッチング）によって一層毎にしばしば構築され得る。設計上の選択を促進するために材料の広い選択を提供するため、薄膜エッチング速度（すなわち、エッチングによる材料除去の速度）を選択的に制御することができることは魅力的である。例えば、適切なスパッタターゲットの選択によって特定のエッチング速度を達成することができることは魅力的である。スパッタターゲットから蒸着された層が、１つ以上の他の層のエッチング速度と一致し得るエッチング速度（例えば、同一のエッチング速度または約２５％未満だけ異なるエッチング速度）をもつ、および／または１つ以上の他の層のエッチング速度から異なる（例えば、約２５％以上だけ異なる）エッチング速度を有することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，３３６，３３６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開２００５／０１８９４０１号公報
【特許文献３】米国特許第７，３３６，８２４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０３１４７３７号公報
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／００８９９８４号公報
【特許文献６】米国特許出願公開第２００７／０２５１８２０号公報
【特許文献７】米国特許出願公開第２００４／０２６３０５５号公報
【特許文献８】米国特許出願公開第２００７／０１２２６４９号公報
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／０２３０２４４号公報
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００８／００７３６７４号公報
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００５／０１９１２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、いくつかの適用のために、５０原子％のモリブデンと５０原子％のチタンからなるスパッタターゲットから蒸着される層のエッチング速度もより速いフェリシアン化物溶液におけるエッチング速度などの比較的早いエッチング速度を有する蒸着層を生成するスパッタターゲットに対するニーズが継続して存在する。Ｓｉ含有層と、Ｃｕ含有層との間に置かれるか、あるいは、比較的低い電気抵抗率（例えば、約６０μΩ・ｃｍ未満）の場合、基板に対する強い接着力、良好なバリア特性、銅シリコン化合物（銅ケイ化物など）の形成を減じるか、あるいは妨げる能力のうちの１つまたは任意の組み合わせを有する蒸着された層を生成するためのスパッタターゲットのニーズも存在する。圧延工程を使用して、スパッタターゲットに処理され得る異種混合材料から調製される上述の特性の１つ以上を有するスパッタターゲットのニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述のニーズの１以上は、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）およびバナジウム（Ｖ）からなる群から選択された第２の金属元素、およびチタン、バナジウム、ニオブ、クロムおよびタンタルからなる群から選択された第３の金属元素を含むスパッタターゲットによって驚く程満たされることができ、前記第３の金属元素は第２の金属元素とは異なる。本発明は、したがって、種々の教示において、かかる組成物と当該組成物によって製造されたスパッタターゲットに関係し、並びに結果として生じる薄膜製品および関連する方法に関係する。
【００１０】
本発明の一態様は、スパッタターゲットを調製するためのプロセスおよび／または約５０原子％以上のモリブデンを含む第１の粉末、ニオブとバナジウムからなる群から選択された約５０原子％以上の第２の金属元素を含む第２の粉末、およびチタン、バナジウム、ニオブ、クロムおよびタンタルからなる群から選ばれた約５０原子％以上の第３の金属元素を含む第３の粉末を混合する工程を含むスパッタターゲットを製造するために使用されるブランクを準備するためのプロセスであり、前記第３の金属元素は第２の金属元素とは異なる。
【００１１】
本発明の他の態様は、スパッタターゲットおよび／またはスパッタターゲットを製造するために使用されるブランクに向けられ、前記スパッタターゲットは、前記スパッタターゲットにおける原子の総数に基づく約４０原子％以上のモリブデンを含み、前記スパッタターゲットは、前記スパッタターゲットにおける原子の総数に基づく約１原子％以上の第２の金属元素を含み、ここで前記第２の金属元素はニオブとバナジウムからなる群から選択され、前記スパッタターゲットは、前記スパッタターゲットにおける原子の総数に基づく約１原子％の第３の金属元素を含み、ここで、前記第３の金属元素は、タンタル、クロム、バナジウム、ニオブおよびチタンからなる群から選択され、ここで前記第３の金属元素は前記第２の金属元素とは異なり、その結果、前記スパッタターゲットが合金を含む前記蒸着された膜を調製するために使用されることができ、当該合金がモリブデン、前記第２の金属元素および前記第３の金属元素を含む。
【００１２】
本発明の他の態様は、スパッタターゲットおよび／またはスパッタターゲットを製造するために使用されるブランクに向けられ、前記スパッタターゲットは、第１相の前記スパッタターゲットにおける前記スパッタターゲットの全体積に基づく少なくとも約４０体積％を含み、ここで、前記第１相は、少なくとも約５０原子％の第１の金属元素（それゆえ前記第１の金属元素に富んでいると言える）を含み、ここで、前記第１の金属元素はモリブデンであり、第２相の前記スパッタターゲットの約１体積％から約４０体積％までを含み、ここで、前記第２相は、少なくも約５０原子％の第２の金属元素を含み（それゆえ、前記第２の金属元素に富んでいると言える）、ここで、前記第２の金属元素はニオブまたはバナジウムであり、第３相の前記スパッタターゲットの全体積に基づく約１体積％から約４０体積％までを含み、ここで前記第３相は、少なくとも約５０原子％の第３の金属元素を含み（それゆえ、前記第３の金属元素に富んでいると言える）、ここで前記第３の金属元素は、チタン、バナジウム、ニオブ、クロムおよびタンタルからなる群から選択され、ここで、前記第３の金属元素は前記第２の金属元素とは異なり、その結果、スパッタターゲットは合金を含む蒸着された膜を調製するために使用されることができ、前記合金は、モリブデンと、前記第２の金属元素と、および前記第３の金属元素とを含む。本明細書における教示において、前記第２の金属元素がバナジウムとニオブの組み合わせと置換され得ることは認識される。また、本明細書における教示において、前記第３の金属元素は、前記組み合わせが前記第２の金属元素とは異なるという条件で、チタン、バナジウム、ニオブ、クロムおよびタンタルからなる群から選択された２つ以上の金属元素の組み合わせと置換され得る。
【００１３】
本発明の他の態様は膜（例えば、スパッタ蒸着）に向けられており、前記膜は、約５０原子％以上のモリブデン、ニオブとバナジウムからなる群から選択された約０．５原子％以上の第２の金属元素、および、チタン、バナジウム、ニオブ、クロムおよびタンタルからなる群から選択された約０．５原子％以上の第３の元素を含み、ここで、前記第３の金属元素は第２の金属元素とは異なる。一例として、１つのそのような膜は、約５０原子％から約９０原子％のモリブデン、約５原子％から約３０原子％の前記第２の金属元素（例えば、ニオブまたはバナジウム）、および約５原子％から約３０原子％の前記第３の金属元素を有し得る。前記膜は、本明細書におけるエッチング速度の教示に従って比較的高いエッチング速度を示し得る。
【００１４】
本発明の他の態様は、本明細書に記載されているスパッタ標的から蒸着された膜を含む多層構造に向けられている。
【００１５】
本発明の他の態様は、本明細書に記載されているスパッタ標的を使用して、基板上に膜を蒸着するプロセスに向けられている。
【００１６】
本発明のスパッタターゲットは、有利には、一般に高いエッチング速度を有する膜を蒸着するために使用され得る。例えば、２５°Ｃのフェリシアン化物溶液において蒸着された膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／分以上であり得、好ましくは約１５０ｎｍ／分以上であり得、より好ましくは約２００ｎｍ／分以上であり得、もっとさらに好ましくは約２２５ｎｍ／分以上であり得、もっとさらに好ましくは約３００ｎｍ／分以上であり得、最も好ましくは約４００ｎｍ／分以上であり得る。スパッタターゲットは、以下の特徴を有する膜を蒸着するために使用され得る。すなわち、基板への強い接着力；良好なバリア特性；シリコン含有層と、銅含有層との間に置かれた時、実質的に銅ケイ化物の形成を回避すること；低い電気抵抗率；またはそれらの任意の組み合わせを含む。有利には、スパッタターゲットは、１つ以上の熱力学の変形動作によるなど、変形し得る材料から形成され得る。例えば、スパッタターゲットは、圧延され得る材料から調製されることができ（例えば、１以上の圧延動作を介して）、好ましくは、大きいスパッタターゲットが効率的に生成され得るように、亀裂なく調製されるのが好ましい。多くの個々のあらかじめ形成された構造（例えば、ブロック）を結合することによって、例えば、隣接するあらかじめ形成された構造の間に粉末を含んで、または、含まずに、熱間静水圧処理動作を介した拡散接合によって、大きなターゲットを作ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、二次電子撮像を使用して、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの実例となる走査型電子顕微鏡写真である。スパッタターゲットは、好ましくは、５０原子％以上のモリブデンを含むモリブデン豊富な相、５０原子％以上のニオブを含むニオブ豊富な相、および５０原子％以上のタンタルを含むタンタル豊富な相を含んでいる。
【図２】図２は、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。スパッタターゲットは、好ましくはモリブデン豊富な相、タンタル豊富な相およびニオブ豊富な相を含んでいる。
【図３Ａ】図３Ａは、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。図３Ａに示されるように、スパッタターゲットは好ましくはモリブデン豊富な相を含んでいる。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのスパッタターゲットの領域用の０から２０ｋｅＶエネルギーまでのエネルギーを有しているＸ線の度数分布を示す例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図３Ｂにおいて例証されるように、スパッタターゲットはほぼ完全に（例えば、約９０原子％以上、好ましくは約９５原子％以上、より好ましくは約９８原子％以上）モリブデンである相を含み得る。
【図４Ａ】図４Ａは、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。図４Ａにおいて例証されるように、スパッタターゲットは好ましくはニオブ豊富な相を含んでいる。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのスパッタターゲットの領域用の０から２０ｋｅＶエネルギーまでのエネルギーを有しているＸ線の度数分布を示す例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図４Ｂは、スパッタターゲットがほぼ完全に（例えば、約９０原子％以上、好ましくは約９５原子％以上、より好ましくは約９８原子％以上）ニオブである相を有し得ることを例証する。
【図５Ａ】図５Ａは、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。図５Ａにおいて例証されるように、スパッタターゲットは好ましくはタンタル豊富な相を含んでいる。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのスパッタターゲットの領域用の０から２０ｋｅＶエネルギーまでのエネルギーを有しているＸ線の度数分布を示す例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図５Ｂは、スパッタターゲットがほぼ完全に（例えば、約９０原子％以上、好ましくは約９５原子％以上、より好ましくは約９８原子％以上）タンタルである相を有し得ることを例証する。
【図６Ａ】図６Ａは、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。図６Ａにおいて例証されるように、スパッタターゲットは、本質的に、あるいは完全に、ニオブとモリブデンの合金、例えば、約１０原子％以上のニオブと約１０原子％以上のモリブデンを含む合金からなる相を随意に含み得る。例えば、前記合金におけるニオブおよびモリブデンの総濃度は約８０原子％以上であり得、好ましくは約９０原子％以上、好ましくは約９５原子％以上、より好ましくは約９８原子％以上であり得る。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａのスパッタターゲットの領域用の０から４ｋｅＶのエネルギーまでエネルギーを有しているＸ線の度数分布を示す例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図６Ｂは、スパッタターゲットがモリブデンとニオブを含んでいる相を有し得ることを例証する。
【図７Ａ】図７Ａは、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。図７Ａにおいて例証されるように、スパッタターゲットは、本質的に、あるいは完全に、タンタルとモリブデンの合金からなる合金、例えば、約１０原子％以上のタンタルと、約１０原子％以上のモリブデンを含む合金からなる相を随意に含み得る。例えば、前記合金におけるタンタルおよびモリブデンの総濃度は、約８０原子％であり得、好ましくは約９０原子％以上、より好ましくは約９５原子％以上、最も好ましくは約９８原子％以上であり得る。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａのスパッタターゲットの領域用の０から２０ｋｅＶのエネルギーまでのエネルギーを有しているＸ線の度数分布を示す例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図７Ｂは、スパッタターゲットがモリブデンとタンタルを含んでいる相を有し得ることを例証する。
【図８Ａ】図８Ａは、二次電子撮像を使用して、基板上に蒸着されたスパッタ処理膜の表面の例証的な走査型電子顕微鏡写真である。膜は、モリブデン豊富な相、ニオブ豊富な相およびタンタル豊富な相を含むスパッタターゲットからスパッタ処理されたものである。蒸着された膜は、好ましくはモリブデン、ニオブおよびタンタルを含有する合金相を含んでいる。
【図８Ｂ】図８Ａは、二次電子撮像を使用して、基板上に蒸着されたスパッタ処理膜の表面の例証的な走査型電子顕微鏡写真である。膜は、モリブデン豊富な相、ニオブ豊富な相およびタンタル豊富な相を含むスパッタターゲットからスパッタ処理されたものである。蒸着された膜は、好ましくはモリブデン、ニオブおよびタンタルを含有する合金相を含んでいる。
【図９】図９は、基板上に蒸着されたスパッタ処理膜の断面の例証的な走査型電子顕微鏡写真である。膜は、モリブデン豊富な相、ニオブ豊富な相およびタンタル豊富な相を含むスパッタターゲットからスパッタ処理されたものである。蒸着された膜は、好ましくは、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含有する合金相を含んでいる。蒸着された膜には図９で例証された形態のような円柱状形態を有し得る。
【図１０Ａ】図１０Ａは、シリコン基板と、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、および銅の第２のスパッタ処理された層を含む多層の構造の例証的な実例となるオージェスペクトル（Ａｕｇｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａ）である。スペクトルは約３０分のアニール処理の前のＣｕ、Ｓｉ、Ｔａ、ＮｂおよびＭｏの組成物対深さを例証している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、シリコン基板と、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、および銅の第２のスパッタ処理された層を含む多層の構造の例証的な実例となるオージェスペクトルである。スペクトルは約３０分のアニール処理の後のＣｕ、Ｓｉ、Ｔａ、ＮｂおよびＭｏの組成物対深さを例証している。
【図１０Ｃ】図１０Ｂは、シリコン基板と、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、および銅の第２のスパッタ処理された層を含む多層の構造の例証的な実例となるオージェスペクトルである。図１０Ｃは、層の間の界面領域におけるアニール処理の前後の濃度特性の例証的なオーバーレイである。
【図１１】図１１は、基板層、モリブデン含有層および導電層を含む例証的な多層構造である。モリブデン含有層は、モリブデン豊富な相、ニオブ豊富な相およびタンタル豊富な相を含むスパッタターゲットから蒸着されるのが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、その種々の態様において、薄膜バリア層、結合層（ｔｉｅ ｌａｙｅｒ）あるいは他の層などの薄膜層を含む１つ以上の種々のデバイス（例えば、フラットパネルディスプレイ）の製造に使用される誘引性のスパッタターゲットを引き出すために材料の特有の組み合わせを利用する。本発明のスパッタターゲットから調製された、蒸着された層は、比較的低い電気抵抗率、基板への良好な接着および／または優れたバリア特性の驚くべき組み合わせを有する。本明細書において教示されるように、スパッタターゲットは比較的高いエッチング速度（例えば、フェリシアン化物溶液において）を提供するために調整され得る。
【００１９】
本発明のスパッタターゲットは、所望の性能特性を達成するために、３つ以上の異なる元素を使用する。制限なしに、適切なスパッタ標ターゲット的は、３つの金属元素、４つの金属元素または５つ以上の金属元素を含むか備える、あるいは本質的に備える材料を含む。例えば、スパッタターゲットは、モリブデン（すなわち、Ｍｏ）、およびチタン（すなわち、Ｔｉ）、バナジウム（すなわち、Ｖ）、クロム（すなわち、Ｃｒ）、タンタル（すなわち、Ｔａ）およびニオブ（すなわち、Ｎｂ）からなる群から選択された２つ以上の追加の元素（２、３、または４以上の元素など）を含み得る、あるいは実質的に備え得るのであり、ここで当該追加の元素の少なくとも１つは、ニオブまたはバナジウムである。好ましいスパッタターゲットはＭｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、ＴａおよびＮｂを含んでおり、スパッタターゲットへの原子の総数に基づいて、約６０原子％以上、好ましくは約８０原子％以上、より好ましくは約９５原子％以上、さらにより好ましくは約９９原子％以上、最も好ましくは約９９．５原子％以上の総濃度で存在する。制限なしに、本発明のスパッタターゲットから調製された蒸着層は、３つからなる材料および／または４つからなる材料を含み得る。
【００２０】
スパッタターゲットは、モリブデン（例えば、モリブデン含有層における原子の総数に基づく少なくとも５０原子％の濃度で）、第２の金属元素および第３の金属元素を含む少なくとも１つのモリブデン含有層（例えば、バリア層）を有する膜を生成（例えば、蒸着）するために使用され得る。蒸着された層は、スパッタターゲットより少ない相を含有し得る。制限なしに、スパッタターゲットから生成された、例示的な蒸着層は、１または２の相を包含し得るが、蒸着層が調製されるスパッタターゲットは、好ましくは少なくとも３つの相（例えば、１つ以上の純金属相および／または１つ以上の合金相）を含有する。より好ましくは、蒸着層は、合金相を含むかあるいは本質的に備え、ここで当該合金はモリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素を含む。さらにより好ましくは、蒸着層は、合金層を含むか、あるいは実質的に備え、ここで、当該合金はモリブデン、ニオブおよび第３の金属元素を含む。最も好ましくは、蒸着層は、合金相を含むか、あるいは実質的に備え、ここで、当該合金はモリブデン、ニオブおよびタンタルを含む。
［スパッタターゲットの形態］
【００２１】
スパッタターゲットは複数の相を含む異種混合の材料であり得る。スパッタターゲットは好ましくは少なくとも３つの相を含む。例えば、ターゲットは、各々の約５０原子％以上のモリブデンを含む１つ以上の第１相、各々のモリブデンと異なる約５０原子％以上の第２の金属元素を含む１つ以上の第２相と、各々のモリブデンおよび第２の金属元素と異なる約５０原子％以上の第３の金属元素を含む１つ以上の第３相を含む。前記第２の金属元素は、好ましくは、ニオブとバナジウムからなる群から選択される。最も好ましくは、前記第２の金属元素はニオブである。前記第３の金属元素は、好ましくは、チタン、クロム、バナジウム、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される。最も好ましくは、第３の金属元素はタンタルである。
【００２２】
第２相は以下の１つ、または任意の組み合わせにおける第１相と異なり得る。すなわち、１、２または３以上の元素の濃度、密度、電気抵抗率、ブラベー格子構造、対称操作群、１以上の格子次元、または結晶学的な空間群。一例として、第１相と第２相は、約０．５重量％以上、あるいは約１重量％以上、あるいは約５重量％以上、あるいは約２０重量％以上だけ、１つの元素の濃度において異なり得る。第３相は、第１相および／または第２相と、つぎのうちの１つ、あるいはつぎの任意の組み合わせにおいて異なり得る。すなわち、１、２または３以上の元素の濃度、密度、電気抵抗率、ブラベー格子構造、対称操作群、１以上の格子次元、または結晶学的な空間群。一例として、第３相における元素の濃度は、第１相、第２相若しくは両方の元素の濃度と、約０．５重量％以上、あるいは約１重量％以上、あるいは約５重量％以上、あるいは約２０重量％以上だけ、異なり得る。スパッタ標的は、２つの相（第１相および第２相または第３相など）を含み得るのであり、当該２つの相の密度の違いは０．１ｇ／ｃｍ３以上であり、好ましくは、約０．３ｇ／ｃｍ３以上であり、さらにより好ましくは約０．６ｇ／ｃｍ３以上であり、最も好ましくは約１．２ｇ／ｃｍ３以上である。
【００２３】
第１相、第２相および第３相、各々独立して１４のブラベー格子の種類の１つ以上によって特徴付けられた結晶を含み得る。１つの相のブラベー格子は三斜晶系、単斜晶系（例えば、単純な単斜晶系かあるいは中心単斜晶）、斜方晶系（例えば、単純なベース中心斜方晶系で、体心斜方晶系、あるいは面心斜方晶系）、四角形（例えば、単純な四角形かあるいは体心四角形）、菱面体、六角形、又は立方体（例えば、単純立方、体心立法結晶または面心立方）であり得る。一例として、第１相、第２相および第３相は、各々、六角形の単純立方、体心立法結晶および面心立方であるブラベー格子を有する結晶、またはその任意の組み合わせを独立して含むか又は備え、若しくは本質的に備え得る。１つ以上の第２相は、前記１つ以上の第１相と同一又は異なるブラベー格子を有する結晶を含み得る。一例として、第１相は、体心立法結晶ブラベー格子を有する相を含み得るのであり、第２相は、体心立法結晶ブラベー格子、六角形のブラベー格子または両方を有する相を含み得る。１つ以上の第３相は、前記１つ以上の第１相と同じか又は異なり、前記１つ以上の第２相と同じか又は異なり、若しくはその組み合わせであるブラベー格子を有する結晶を含みうるのであり、前記１つ以上の第２相、またはその任意の組み合わせとは異なる。一例として、１つ以上の第３相は、体心立法結晶ブラベー格子、六角形のブラベー格子または両方を有する結晶を含むか、あるいは本質的に備え得る。
【００２４】
スパッタターゲットの第１相が約５０原子％以上のモリブデンを各々含む１つ以上の第１相を含み得ることは認識される。一例として、第１相は、実質的に純粋なモリブデンの相、モリブデンと小量の第２の金属元素（すなわち、５０原子％未満）、モリブデンと少量の合金を含む合金相、および小量の第３の金属元素を含む合金相、若しくはその任意の組み合わせを含み得る。スパッタターゲットの第２相は、各々の約５０原子％以上の第２の金属元素を含む、１つ以上の相を含み得る。一例として、第２相は、実質的に純粋な第２の金属元素の相、第２の金属元素および小量のモリブデンを含む合金層、第２の金属元素および小量の第３の金属元素を含む合金相、あるいはそれらの任意の組み合わせを含み得る。スパッタターゲットの第３相は、１又は２以上の相を含むことができ、当該相はそれぞれ約５０原子％以上の第３の金属元素を含みうる。一例として、第３相は、実質的に純粋な第３の金属元素の相、第３の金属元素および小量のモリブデンを含む合金相、第３の金属元素および小量の第２の金属元素を含む合金相、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００２５】
第１相、第２相および第３相は、各々独立して不連続相、または連続相であり得る。好ましくは、第１相は連続相である。理論によって縛られることなく、連続相である第１相は、その長さを増加させるため、その幅を増加させるため、あるいはその両方を増加させるために、スパッタターゲットを圧延する能力を改善し得ると信じられている。好ましくは、第２相は不連続相であり、好ましくは、第３相は不連続相である。当然のことながら、連続相とは、共連続相（すなわち、複数の連続相が存在する）のことを指すか、あるいは、単独の連続相である連続相のことを指す。
【００２６】
図１は、二次電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。本明細書の教示によれば、他の金属元素はスパッタターゲット内で使用され得る。図１に関して、スパッタターゲット（１０）は第１相（１６）、第２相（１４）および第３相（１２）を含み得る。スパッタターゲット（１０）の第１相（１６）は連続相であるか、５０原子％以上のモリブデン（例えば、約７５原子％以上のモリブデン）を含むか、あるいはその両方である。図１に例証されているように、第２相（１４）、第３相（１２）、あるいは両方は、不連続相（第１相で分散した不連続相など）であり得る。第２相、第３相、または連続相（例えば、共連続相）であるその両方も、本発明の範囲内である。第２相（１４）は、第２相における原子の総数に基づいたニオブまたはバナジウムなど第２の元素約５０原子％以上を含み得る。第３相（１２）は、第３相における原子の総数に基づいたチタン、クロム、ニオブ、バナジウムまたはタンタルなどの第３の元素の約５０原子％以上を含み得る。図１に例証されるように、１つ以上の第１相の体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、約４０体積％以上であり得るか、あるいは約５０体積％以上であり得る。１つ以上の第２相の体積、１つ以上の第３相の体積および１つ以上の第１相および第２相の全体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、約１体積％以上であり得るか、あるいは約５体積％以上であり得る。１つ以上の第２相の体積、１つ以上の第３相の体積、および１つ以上の第１相および第２相の全体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、各々約５０体積％以下であり得るか、あるいは約２５体積％以下であり得る。第２相、第３相またはその両方は、一般に、任意に配向され得る。第２相、第３相またはその両方は、一般に、細長く延ばされ得る。好ましくは、第２相、第３相またはその両方は、約２０：１以下、約１０：１以下、あるいは約５：１以下の長さ対幅の比を有している。第２相は、約０．３μｍ以上の平均長、あるいは約２００μｍ以下の平均長、若しくはその両方を有する粒子を含み得る。第３相は、約０．３μｍ以上の平均長を有する粒子、あるいは約２００μｍ以下の平均長さ、若しくはその両方を含み得る。相の長さおよび／または体積は、走査型電子顕微鏡法を使用して測定され得る。走査型電子顕微鏡法は、相の組成の測定のために、エネルギー分散式Ｘ線分光法などの追加の方法で補われ得る。
【００２７】
図２は、反射電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの例証的な走査型電子顕微鏡写真である。本明細書の教示によれば、他の金属元素は、スパッタターゲット内で使用され得る。図２に関して、スパッタターゲット（１０）は第１相（１６）、第２相（１４）および第３相（１２）を含み得る。個々の相の各々は、実質的に純粋な金属相（例えば、約８０原子％以上、あるいは約９０原子％以上、約９５原子％以上の量の金属を含む相）であり得る。スパッタターゲットは、また、モリブデンとタンタル（１８）を含む合金および／または金属間相を含み得る。
【００２８】
１つ以上の第１相は、随意に、比較的純粋な第１相と、比較的純粋な第１相より低い濃度のモリブデンを含有する高合金の第１相の両方を含み得る。例えば、比較的純粋な第１相は、比較的純粋な第１相の原子の総数に基づいて、約８０原子％以上、より好ましくは約９０％以上の濃度のモリブデンを含有し得る。一例として、高合金の第１相におけるモリブデンの濃度は、約９０原子％以下、約８０原子％以下、あるいは約７０原子％以下であり得る。好ましくは、１つ以上の第１相は一般に高いモリブデン濃度（例えば、約６０原子％以上のモリブデン、約７０原子％以上のモリブデン、約８０原子％以上のモリブデン、あるいは約９０原子％以上のモリブデン）を有する材料の充分な体積を含み、その結果、スパッタターゲットは、スパッタターゲットの幅、長さまたはその両方を増加させる工程において圧延され得る。
【００２９】
１つ以上の第２相は、随意に、比較的純粋な第２相（例えば、比較的純粋な第２相における原子の総数に基づいて、約８０原子％以上、より好ましくは約９０原子％以上の第２の金属元素を含有する相と、比較的純粋な第２相より低い濃度で（例えば、約９０原子％以下、約８０原子％以下の濃度で）第２の金属元素を含有する高合金の第２相の両方を含み得る。１つ以上の第３相は、随意に、比較的純粋な第３相（例えば、比較的純粋な第３相における原子の総数に基づいて、約８０原子％以上、より好ましくは約９０原子％以上の第３の金属元素を含有する相）と、比較的純粋な第３相におけるよりも低い濃度で（例えば、約９０原子％以下、あるいは約８０原子％以下の濃度で）低い濃度で第３の金属元素を含有している高合金の第３相の両方を含み得る。
【００３０】
１つ以上の第１相の体積は、好ましくは充分に高く、その結果、第１相は連続相（例えば１つ以上の他の相が分散したマトリックス相）である。１つ以上の第１相の体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、約４０体積％以上、約５０体積％以上、約６０体積％以上、あるいは約７０体積％以上であり得る。好ましくは、１つ以上の第１相の体積は、１つ以上の第２相の体積より大きい。好ましくは、１つ以上の第１相の体積は、１つ以上の第２相の体積より大きい。１つ以上の第１相の体積は、約９９体積％以下、約９５体積％以下、または約９２体積％以下、あるいは約９０体積％以下であり得る。
【００３１】
１つ以上の第２相、１つ以上の第３相、または１つ以上の第２相と１つ以上の第３相の組み合わせの体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、約１体積％以上、約２体積％以上、約３体積％以上、あるいは約５体積％以上であり得る。１つ以上の第２相、１つ以上の第３相、または１つ以上の第２相と１つ以上の第３相の組み合わせの体積は、スパッタターゲットの全体積に基づいて、約５０体積％以下、約４５体積％以下、約４０体積％以下、約３５体積％以下、約２５体積％以下、あるいは約２０体積％以下であり得る。
【００３２】
スパッタターゲットの１つ以上の第１相、１つ以上の第２相および１つ以上の第３相は、各々、個々に不連続相、連続相または共連続相であり得る。例えば、スパッタターゲットは、連続相である第１相を含み得る。好ましくは、１つ以上の第２相は不連続相を含み得る。例えば、不連続な第２相は、第１相内で不連続相であり得るか、または第３相内で不連続相であり得る。より好ましくは、スパッタターゲットは、５０原子％以上のモリブデンを含む第１相内で不連続相である５０原子％以上のニオブまたはバナジウムを含有する第２相を含む。好ましくは、１つ以上の第３相は不連続相を含む。例えば、不連続な第３相は、第１相内で不連続相、または第２相内で不連続相であり得る。より好ましくは、スパッタターゲットは、５０原子％以上のモリブデンを含む第１相内で不連続相である５０原子％以上のチタン、クロム、ニオブ、バナジウムまたはタンタルを含む第３相を含む。スパッタターゲットが少なくとも２つの第２相を有する場合、第２相の１つが約８０原子％以上の第２の金属元素を含有し、より低い濃度の第２の金属元素を含有する第２相の他の１つによって封入される形態を有し得る。スパッタターゲットが少なくとも２つの第３相を有する場合、第３相の１つが約８０原子％以上の第３相を含有し、より低い濃度の第３の金属元素を含有する第３相の他の１つによって封入される形態を有し得る。
【００３３】
スパッタターゲットの相の１つ以上、あるいはすべて相の領域（Ｄｏｍａｉｎｓ）（すなわち、相の１つ以上の粒子を含み得る接触する部位）の大きさは、比較的大きいものであり得る。例えば、スパッタターゲットの相の１つ以上、あるいはすべての相の領域の大きさは、スパッタターゲットから調製された、蒸着層の１つの相または複数相の領域の大きさよりさらに大きくてもよい（例えば、５０％以上、約１００％以上、約２００％以上、約５００％以上、あるいは、約１０００％以上）。制限なしに、１つ以上の第１相、１つ以上の第２相および／または１つ以上の第３相の領域の大きさ（例えば、領域の長さの平均）は、約０．３μｍ以上、好ましくは約０．５μｍ以上、より好ましくは約１μｍ以上、そして最も好ましくは、３μｍ以上であり得る。スパッタターゲットの相の領域の大きさを測定する際に、第１相のすべては１つの相と見なされる得るのであり、第２相のすべては１つの相と見なされる得るのであり、かつ第３相のすべては１つの相と見なされ得る。制限なしに、１つ以上の第１相、１つ以上の第２相および／または１つ以上の第３相の領域の大きさ（例えば、領域の長さの平均の数値）は、約２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下であり得る。より大きな領域の大きさが、スパッタターゲット内で使用され得ることが認識される。本明細書において教示されるように、相の１つ以上は連続相であり得る。第２相、第３相またはその両方の領域の形態は、一般に細長く延ばされ得る。好ましくは、第２相、第３相またはその両方は、約２０：１以下、約１０：１以下、あるいは約５：１以下の長さ対幅の比を有する。
【００３４】
図３Ａは、モリブデン相（１６）およびモリブデン相における点（３２）を含む、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの領域の走査型電子顕微鏡写真（反射電子）である。図３Ｂは、図３Ａの点（３２）で得られた例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法グラフである。図３Ｂのスペクトルグラフはモリブデンに対応するピーク（３４）のみを含む。図３Ｂによって例証されるように、スパッタターゲットは実質的に純粋なモリブデン（すなわち、約８０原子％以上のモリブデン、約９０原子％以上のモリブデン、あるいは約９５原子％以上のモリブデンを含む）の相を含む領域を含み得る。
【００３５】
図４Ａは、ニオブ相（１４）およびニオブ相における点（４２）を含む、モリブデン、ニオブ、およびタンタルを含むスパッタターゲットの領域の走査型電子顕微鏡写真（後方散乱電子）である。図４Ｂは、図４Ａの点（４２）で得られた例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法グラフである。図４Ｂのスペクトルグラフはニオブに対応するピーク（４４）のみを含んでいる。図４Ｂによって例証されるように、スパッタターゲットは充分に純粋なニオブの相、あるいは実質的にバナジウムの相などの、実質的に純粋な第２の金属元素（すなわち、約８０原子％以上の第２の金属元素、約９０原子％以上の第２の金属元素、または約９５原子％の第２の金属元素を含む）の相を含んでいる領域を含み得る。
【００３６】
図５Ａは、モリブデンと、ニオブと、およびタンタル相（１２）、モリブデン相（１６）およびタンタル相における点（５２）を含むタンタルを含むスパッタターゲットの相の走査型電子顕微鏡写真（後方散乱電子）である。図５Ｂは、図５Ａの点（５２）で得られた例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図５Ｂのスペクトルグラフはタンタルに対応するピーク（５４）、（５４´）、（５４´´）および（５４´´´）のみを含む。図５Ｂによって例証されるように、スパッタターゲットは、実質的に純粋なタンタルの相、実質的に純粋なチタンの相、または実質的に純粋なクロムの相などの実質的に純粋な第３の金属元素（すなわち、約８０原子％以上の第３の金属元素、約９０原子％以上の第３の金属元素、または約９５原子％以上の第３の金属元素を含む）の相を含む領域を含み得る。
【００３７】
図６Ａは、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの相の走査型電子顕微鏡写真（後方散乱電子）である。顕微鏡写真は、スパッタターゲットが、ニオブ相（１４）、モリブデン相（１６）、モリブデン／ニオブ合金相（１７）および合金相（１７）における点（６２）を含むことを例証する。図６Ｂは、図６Ａの点（６２）で得られた例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図６Ｂのスペクトルグラフは、Ｍｏに対応するピーク（６４）と、Ｎｂに対応するピーク（６６）の両方を含んでいる。図６Ｂによって例証されるように、スパッタターゲットは、ニオブとモリブデンの合金などの、第２の金属元素とモリブデンを含む合金相を含む相を含み得る。
【００３８】
図７Ａは、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットの相の走査型電子顕微鏡写真（後方散乱電子）である。顕微鏡写真は、スパッタターゲットが、タンタル相（１２）、モリブデン相（１６）、モリブデン／タンタル合金相（１９）および合金相１９における点（７２）を含むことを例証する。図７Ｂは、図７Ａの点（７２）で得られた例証的なエネルギー分散式Ｘ線分光法のグラフである。図７Ｂのスペクトルグラフは、Ｍｏに対応するピーク（７４）と、タンタルに対応するピーク（７６）、（７６´）の両方を含んでいる。図７Ｂによって例証されるように、スパッタターゲットは、タンタルとモリブデンの合金などの、第３の金属元素とモリブデンを含む合金相を含む領域を含み得る。
【００３９】
［スパッタターゲットのモリブデン濃度］
ターゲットにおけるモリブデンの総濃度は、約５０原子％以上、好ましくは約５５原子％以上、より好ましくは約６０原子％以上、さらにより好ましくは約６３原子％以上、そして最も好ましくは約６５原子％以上であり得る。ターゲットにおけるモリブデンの濃度は、約９５原子％以下、好ましくは約９０原子％以下、より好ましくは約８５原子％以下、さらにより好ましくは約８３原子％以下、そして最も好ましくは約８１原子％以下であり得る。
【００４０】
［添加元素］
モリブデンに加えて、ターゲットは、少なくとも２つの追加の金属元素（すなわち、第２の金属元素および第３の金属元素）を含んでいる。第２の金属元素および第３の金属元素は、各々、独立してモリブデンの原子質量以上、またはその原子質量未満の原子質量を有し得る。例えば、第２の金属元素は、モリブデンの原子質量未満の原子質量を有し得るのであり、かつ第３の金属元素はモリブデンの原子質量より大きい原子質量を有し得る。他の実施例として、第２の金属元素および第３の金属元素は、両方ともモリブデンの原子質量未満の原子質量を有し得る。第２および第３の金属元素は、ＩＵＰＡＣの群４、５および６の元素から選ばれ得る。好ましくは、ターゲットは、チタン、タンタル、ニオブ、クロム、バナジウム、ハフニウム、ジルコニウムおよびタングステンからなる群から選択された２つ以上の元素（すなわち、第２の金属元素および第３の金属元素）を含む。より好ましくは、ターゲットは、チタン、タンタル、ニオブ、クロムおよびバナジウムからなる群から選択された２つ以上の元素を含む。そのようなものとして、スパッタターゲットの第２の金属元素は、チタン、タンタル、ニオブ、クロムおよびバナジウムからなる群から選択された元素であり得る。同様に、スパッタターゲットの第３の金属元素は、第２の金属元素と異なり、かつチタン、タンタル、ニオブ、クロムおよびバナジウムからなる群から選択された元素であり得る。より好ましい第２の金属元素はニオブとバナジウムを含んでいる。最も好ましくは、第２の金属元素はニオブである。より好ましい第３の金属元素は、第３の金属元素が第２の金属元素と異なるという条件で、チタン、クロム、ニオブ、バナジウムおよびタンタルからなる群から選択された元素を含む。最も好ましくは、第３の金属元素はタンタルである。
【００４１】
制限なしに、例示的なターゲットは、モリブデン、ニオブおよびタンタル；モリブデン、ニオブおよびクロム；モリブデン、ニオブおよびバナジウム；モリブデン、ニオブおよびチタン；モリブデン、バナジウムおよびタンタル；モリブデン、バナジウムおよびクロム；モリブデン、バナジウムおよびチタン；モリブデン、ニオブ、バナジウムおよびクロム；モリブデン、ニオブ、バナジウムおよびタンタル；モリブデン、ニオブ、バナジウムおよびチタン；あるいはモリブデン、ニオブ、バナジウム、チタンおよびタンタルを含むか又は本質的になるか、若しくはなるターゲットを含む。好ましいターゲットは、モリブデン、ニオブおよびタンタル；モリブデン、ニオブおよびクロム；モリブデン、ニオブおよびバナジウム；モリブデン、ニオブおよびチタン；モリブデン、バナジウムおよびタンタル；モリブデン、バナジウムおよびクロム；あるいはモリブデン、バナジウムおよびチタンを含むか又は本質的になるか、若しくはなるターゲットを含む。最も好ましいターゲットは、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むか又は本質的になるか、若しくはなるターゲットを含む。
【００４２】
スパッタターゲットにおける第２の金属元素、第３の金属元素または第２および第３の金属元素の組み合わせの濃度は、ターゲットにおける原子の総濃度に基づいて、約０．１原子％以上、好ましくは約０．５原子％以上、より好ましくは約１％以上、さらにより好ましくは約２原子％以上、そして最も好ましくは約５原子％以上であり得る。スパッタターゲットにおける第２の金属元素、第３の金属元素、または第２および第３の金属元素の組み合わせの濃度は、ターゲットにおける原子の総濃度に基づいて、約５０原子％未満、好ましくは約４５％以下、より好ましくは約４０原子％以下、さらにより好ましくは約３５原子％以下、最も好ましくは約３０原子％以下であり得る。
【００４３】
スパッタターゲットの理論的な密度（ρｔ）は、個別の元素の密度によって計算され得る：
ρｔ＝［（Ｃ１Ｗ１）＋（Ｃ２Ｗ２）＋（Ｃ３Ｗ３）］／［（Ｃ１Ｗ１／ρ１）＋（Ｃ２Ｗ２／ρ２）＋（Ｃ３Ｗ３／ρ３）］
ここで、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれモリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素の濃度（原子％で）であり、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、それぞれモリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素の原子質量であり、そしてρ１、ρ２、ρ３は、モリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素の密度である。一般に、ｎ個の元素を含む組成物の理論的な密度は次によって推定され得る：
ρｔ＝［Σ（ＣｉＷｉ）］／［Σ（ＣｉＷｉ／ρｉ）］
ここで、和は元素ｉ＝１からｎまでであり、Ｃｉ、Ｗｉおよびρｉは、それぞれ、元素ｉの濃度、原子質量および密度である。
【００４４】
モリブデン、チタン、バナジウム、クロム、ニオブおよびタンタルの密度は、それぞれ約１０．２、４．５１、６．１１、７．１５、８．５７および１６．４ｇ／ｃｍ３である。スパッタターゲットの密度は、約０．８５ρｔより大きく、好ましくは約０．９０ρｔより大きく、より好ましくは約０．９２ρｔより大きく、さらにより好ましくは約０．９４ρｔより大きく、さらにより好ましくは約０．９６ρｔより大きく、そして最も好ましくは約０．９８ρｔよりも大きい。スパッタターゲットの密度は好ましくは約１．００ρｔ未満である。
【００４５】
［スパッタターゲットの構造］
スパッタターゲットの構造は、第１相、第２相、第３相またはその任意の組み合わせの粒子の配向など粒子の配向によって測定され得る。例えば、相の１つ以上は、＜１１０＞／／ＮＤ、＜１１１＞／／ＮＤ、＜１００＞／／ＮＤまたはその組み合わせで一般に配向され得る。スパッタターゲットがスパッタ処理される速度（例えば、スパッタ処理される膜の付着速度）は、粒子の配向に依存し得る。そのようなものとして、本発明のいくつかの態様では、スパッタターゲットは、一般に一様な配向を有する。粒子の配向は、（Ｍｉｌｌｅｒら、２００８年１１月６日に公開された）米国特許出願公開第２００８／０２７１７７９Ａ１号および（Ｂｏｚｋａｙａら、２００９年２月１２日に公開された）国際特許出願公開第２００９／０２０６１９号公報を用いて電子後方散乱回折によって測定され得る。当該両方の公報の内容は、それらの全体において引用によって本明細書に組み入れられた。このように測定されると、面心立方金属の単位体積における＜１００＞／／ＮＤの１５度以内に配向された粒子の内での割合は、約５％より大きいか、約８％より大きいか、約１０．２％より大きいか、約１３％より大きいか、約１５％より大きくてもよく、そして＜１１１＞／／ＮＤの１５度以内に配向された粒子の割合は、約５％より大きいか、約１０％より大きいか、約１３．６％より大きいか、約１５％より大きいか、あるいは約１８％より大きいか、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。このように測定されると、体心立方金属の単位体積における＜１１０＞ ／／ＮＤの１５度以内に整列した粒子の割合は、約５％より大きい、約１５％、２０．４％より大きい、あるいは約３０％より大きくてもよい。テクスチュア勾配（ｔｅｘｔｕｒｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ）（例えば、１００勾配、１１１勾配または両方）の標準偏差は、約４．０未満、好ましくは約２．０未満、より好ましくは約１．７未満、さらにより好ましくは約１．５未満、さらにより好ましくは約１．３未満、および最も好ましくは約１．１未満であり得る。
【００４６】
板厚方向での配向における変化は比較的小さなものでもよい。例えば、構造成分１００／／ＮＤ、１１１／／ＮＤの、あるいはその両方のテクスチュア勾配は、（国際特許出願公開第２００９／０２０６１９Ａ１号に開示された方法を用いて測定されるように）６％／ｍｍ以下、好ましくは４％／ｍｍ以下、より好ましくは２％／ｍｍ以下であり得る。
【００４７】
［蒸着されたモリブデン含有層］
前述されたように、スパッタターゲットは、少なくとも１つのモリブデン含有層（例えば、蒸着膜膜層などの蒸着層）を有する構造体を生成するために使用することができ、当該モリブデン含有層は、モリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素を含む。例えば、スパッタターゲットは、モリブデンと、ニオブおよびバナジウムから選択された第２の金属元素と、当該第２の金属元素と異なる第３の金属元素とを含む蒸着層を生成するために使用することができ、ここで第３の金属元素は、ニオブ、バナジウム、チタン、クロム、ニオブ、バナジウムおよびタンタルからなる群から選択される。好ましくは第２の金属元素はニオブである。好ましくは、第３の金属元素はタンタルである。最も好ましくは、第２の金属元素はニオブであり、かつ第３の金属元素はタンタルである。基板上にモリブデン含有層を蒸着するプロセスは、以下の１つまたは任意の組み合わせを含み得る：すなわち、荷電粒子などの粒子を提供する工程、粒子を加速する工程、あるいは粒子によりスパッタターゲットに激突させる工程を含み、その結果原子はスパッタターゲットから除去され、基板上に蒸着される。好ましい粒子は原子の粒子および亜原子の粒子を含む。一例として、亜原子の粒子はイオンであり得る。スパッタターゲットは、モリブデン含有層内の原子の総数に基づいて、約５０原子％以上のモリブデン、約０．５原子％以上の第２の金属元素、および約０．５原子％以上の第３の金属元素を含むモリブデン含有層を蒸着するために採用され得る。モリブデン含有層内でのモリブデンの濃度は、層内での原子の総濃度に基づいて、約６０原子％以上、約６５原子％以上、約７０原子％以上、あるいは約７５原子％以上であり得る。モリブデン含有層内でのモリブデンの濃度は、モリブデン含有層内での原子の総数に基づいて、約９８原子％以下、好ましくは約９５％以下、より好ましくは約９０原子％以下、さらにより好ましくは約８５原子％以下、最も好ましくは８３原子％以下であり得る。スパッタターゲット（原子％で）におけるモリブデンの濃度に対する蒸着された層内でのモリブデン（原子％で）の濃度の比は、約０．５０以上、約０．６７以上、約０．７５以上、約０．８０以上または約０．９以上であり得る。スパッタターゲットにおけるモリブデンの濃度に対する蒸着された層内でのモリブデンの濃度の比は、約２．００以下、約１．５以下、約１．３３以下、約１．２５以下または約１．１１以下であり得る。
【００４８】
第２の金属元素および第３の金属元素は、各々、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、約０．１原子％以上、好ましくは約１原子％以上、より好ましくは３原子％以上、さらにより好ましくは５原子％以上、そして最も好ましくは約７原子％以上の濃度で独立して存在し得る。第２の金属元素および第３の金属元素は、各々、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、約４０原子％以下、約３５原子％以下、約３０原子％以下、約２５原子％以下、約２０原子％以下、あるいは１０原子％以下の濃度で独立して存在し得る。
【００４９】
第２および第３の金属元素の総濃度は、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、好ましくは約５原子％以上、より好ましくは約１０原子％以上、そして最も好ましくは約１５原子％以上であり得る。一例として、第２および第３の金属元素の総濃度は、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、約２０原子％以上であり得る。第２の金属元素および第３の金属元素の合計は、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、約５０原子％以下、約４５原子％以下、約４０原子％以下、約３５原子％以下、約３０原子％以下、あるいは約２５原子％以下であり得る。スパッタターゲットにおける第２および第３の金属元素の総濃度（原子％で）に対する蒸着された層内での第２および第３の金属元素の総濃度の比率は、約０．５０以上、約０．６７以上、約０．８以上または約０．９以上であり得る。スパッタターゲット（原子％で）における第２および第３の金属元素の総濃度（原子％で）に対する蒸着層における第２および第３の金属元素（原子％で）の総濃度の比率は、約２．００以下、約１．５以下、約１．２５以下または約１．１１以下であり得る。
【００５０】
蒸着されたモリブデン含有層は、基板上に蒸着され得る（例えば、スパッタターゲットをスパッタ処理する工程を含むプロセスによって）。そのようなものとして、本発明の一態様は、約５０原子％以上のモリブデン、約０．１原子％以上の第２の金属元素、約０．１原子％の第３の金属元素を有する蒸着層の第１相を含む少なくとも第１の蒸着されたモリブデン含有層を有する多層材料であり、ここで、第２の金属元素はニオブまたはバナジウムであり、第３の金属元素は、第２の金属元素と異なり、チタン、クロム、ニオブ、バナジウムおよびタンタルからなる群から選択された金属元素である。モリブデン含有層の第１相は、６０体積％以上、７０体積％以上、８０体積％以上、９０体積％以上、あるいは９５体積％以上のモリブデンを含有する層を含み得る。モリブデン含有層は蒸着層の実質的に完全な第１相であり得る。蒸着されたモリブデン含有層の１相における、モリブデン、第２の金属元素、および第第３の金属元素の濃度は、モリブデン含有層における、モリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素の上述された濃度の任意の濃度であり得る。
【００５１】
蒸着層は、約５〜１０，０００ｎｍの平均粒径を有し得る。平均粒径は、蒸着層の厚さに垂直な表面の顕微鏡検査（例えば、走査型電子顕微鏡法）を使用して測定され得る。個々の粒径は、蒸着層の厚さに垂直な相内での粒子の中で最大の寸法として得られ得る。蒸着層（例えば、蒸着層の第１相）は、比較的小さい粒径（例えば、スパッタターゲットの第１相、スパッタターゲットの第２相、スパッタターゲットの第３相、またはその任意の組み合わせの粒径未満の粒径）を好ましくは有する。蒸着層の第１相は、約５ｎｍ以上、約１０ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上または約５０ｎｍ以上の粒径を有し得る。粒子は、蒸着膜層の第１相は、約１０，０００ｎｍ以下の粒径を有し得る。好ましくは、蒸着膜層の第１相は、約１０００ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下または約１５０ｎｍ以下の粒径を有し得る。粒子は一般にランダムに配向され、粒子は一般に整列され得るか、あるいはその任意の組み合わせであり得る。粒子は、任意の形態を有し得る。例えば、粒子は一般に細長くされ得る。好ましくは、粒子は、約１００：１未満、より好ましくは約３０：１未満、そして最も好ましくは約１０：１未満の長さ対幅の比率を有する。蒸着層は、一般に大きい長さ対幅の比率（例えば、約５：１）を有する粒子と、一般に小さい長さ対幅の比率（例えば、約５：１未満、または約２：１未満）を有する粒子を含み得る。粒子は、約３：１未満、約２：１未満、または１．５：１未満の長さ対幅の比率を有する形態などの一般に一様な形態を有し得る。
【００５２】
一例として、図８Ａは、約８０原子％のモリブデン、約１０原子％の第２の金属元素、約１０原子％の第３の金属元素を含有する蒸着層の約５０，０００倍の拡大で二次電子走査型電子顕微鏡法を使用する微小構造を例証する（制限なし）。図８Ａに関して、蒸着層は実質的に単一相であり得る。
【００５３】
蒸着されたモリブデン含有層の厚さは、蒸着層の機能の要件に依存して変わり得る。制限なく、蒸着層の厚さは、約１ｎｍ以上、約５ｎｍ以上、約１０ｎｍ以上、約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約２５ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上または約３５ｎｍ以上であり得る。蒸着されたモリブデン含有層の厚さは約３μｍ以下であり得る。好ましくは、蒸着されたモリブデン含有層の厚さは、約１μｍ以下、より好ましくは約０．５μｍ以下、さらにより好ましくは約０．２μｍ以下、さらにより好ましくは約１００ｎｍ以下、そして最も好ましくは約５０ｎｍ以下である。約１ｎｍ未満の厚さを有する蒸着層もまた予期される。
【００５４】
図９は、基板（９２）上に約８０原子％のモリブデン、約１０原子％の第２の金属元素、および約１０原子％の第３の金属元素を含む蒸着層（９０）の断面の二次電子走査電子顕微鏡写真（約１０，０００の拡大）である。図９で示されるように、蒸着層は一般に柱状微小構造を含み得る。他の微構造も予期される。
【００５５】
蒸着されたモリブデン含有層内での原子の配置は、スパッタターゲットにおける原子の配置とは異なり得る。例えば、蒸着層は、ｉ）少なくとも５０原子％のモリブデン、および、ｉｉ）第２の金属元素および第３の金属元素の少なくとも１つを含む、１つ以上の第１の合金相を含み得る。そのようなものとして、蒸着層は、約９０原子％より大きいモリブデンの相が実質的にない（例えば、蒸着された層の全体積に基づいて、約３０体積％未満、より好ましくは約１０体積％未満、そして最も好ましくは約５体積％未満を含有）。好ましくは、蒸着された層内での第２の金属元素の多数は、１つ以上の第１の合金相に存在している。好ましくは、蒸着された層における、多数または第３の金属元素は、１つ以上の第１の合金相に存在している。
【００５６】
制限なしに、蒸着された層は、蒸着された層に約７０％以上のモリブデン、好ましくは蒸着された層に約８０％以上のモリブデン、より好ましくは蒸着された層に約９０％以上のモリブデン、そして最も好ましくは、蒸着された層に約９５％以上のモリブデンを含有する第１相を含み得る。制限なしに、蒸着された層は、蒸着された層に約７０％以上の第２の金属元素、好ましくは蒸着された層に約８０％以上の第２の金属元素、より好ましくは蒸着された層に約９０％以上の第２の金属元素、そして最も好ましくは蒸着された層に約９５％以上の第２の金属元素をさらに含有する第１相を含み得る。制限なしに、蒸着された層は、蒸着された層に約７０％以上の第３の金属元素、好ましくは蒸着された層に約８０％以上の第３の金属元素、より好ましくは蒸着された層に約９０％以上の第３の金属元素、そして最も好ましくは蒸着された層に約９５％以上の第３の金属元素をさらに含有する第１相を含み得る。
【００５７】
蒸着された層は、スパッタ蒸着プロセス（すなわち、スパッタ処理による）などのＰＶＤ法プロセスを使用して、基板上に蒸着され得る。蒸着プロセスは、ガス（好ましくは、アルゴンなどの不活性ガス）を使用して、スパッタターゲットから原子または原子団を取り除き、かつ取り除いた玄以の少なくとも一部を基板上に蒸着するために電場および／または磁場（好ましくは、両方）を採用し得る。蒸着プロセスは、スパッタターゲットを加熱する１つ以上の工程、スパッタターゲットおよび／または基板をエッチングする（例えば、酸化被膜を除去する）１つ以上の工程、スパッタターゲットおよび／または基板を洗浄する１つ以上の工程、若しくはその任意の組み合わせを採用し得る。スパッタ処理は大気圧未満の圧力で、真空チャンバー内で行なわれ得る。プラズマが形成されるように、圧力、温度および電場が選択され得る。一例として、プロセスは、約１００Ｔｏｒｒ以下（約１３．３ｋＰａ以下）、好ましくは約１０００ｍＴｏｒｒ以下（約１３３Ｐａ以下）以下、より好ましくは約１００ｍＴｏｒｒ以下（約１３．３Ｐａ以下）、そして最も好ましくは約２０ｍＴｏｒｒ以下（約２．６７Ｐａ以下）の１つまたはそれ以上の圧力でスパッタ処理する工程を含み得る。好ましくは、当該プロセスは、約０．１ｍＴｏｒｒ以上（約０．０１３３Ｐａ以上）、好ましくは約１ｍＴｏｒｒ以上（約０．１３３Ｐａ以上）、そしてより好ましくは約２ｍＴｏｒｒ以上（約０．２６７Ｐａ以上）の１つまたはそれ以上の圧力でスパッタ処理する工程を含み得る。
【００５８】
随意に、蒸着された層は１つ以上の第２の合金相を含むことができ、各々の、約５０原子％以下のモリブデンを含有している。存在する場合、そのような随意の第２の合金相は、蒸着された層の全体積に基づいて、約４０体積％以上、好ましくは約３０体積％以上、より好ましくは約２０体積％以上、そして最も好ましくは約１０体積％以上の全濃度で存在する。制限なしに、１つまたは２以上の蒸着された層の第２の合金相は、存在する場合、各々、第２の合金相への原子の総数に基づいて、少なくとも２５原子％の第２の金属、少なくとも２５原子％の第３の金属元素、少なくとも５０％の第２の金属および第３の金属、またはその任意の組み合わせを含み得る。
【００５９】
制限なしに、蒸着されたモリブデン含有層は、上層への下層の原子の移動を実質的にあるいは完全に回避するする機能を果たす、下層への上層の原子の移動を実質的にあるいは完全に回避する機能を果たす、若しくはその両方の機能を果たすなどの、バリア層として機能し得る。例えば、蒸着されたモリブデン含有層は、第１の材料（例えば、第１の基板材料）上に蒸着されることができ、次に、その上に第２の材料を蒸着させる。そのため、蒸着されたモリブデン含有層は、第２の材料への第１の材料の１つ以上の成分（すなわち、分子または元素）の移動、第１の材料への第２の材料の１つ以上の成分（すなわち、分子または元素）の移動、または両方の移動（例えば、形成工程の間のアニール処理工程、または使用の間）を防ぎ得る。モリブデン含有層は、基板（例えば、シリコン基板、またはガラス基板）と導電層（Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕまたはその任意の組み合わせの層を含有しているか、本質的に含むなど）の間に置かれ得る。蒸着されたモリブデン含有層（例えば、バリア層として使用される）の厚さは、約１０００ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下または約５０ｎｍ以下であり得る。蒸着されたモリブデン含有層（例えば、バリア層として使用される）の移動は、約１ｎｍ以上であり得る。モリブデン含有層は、約５０原子％以上のモリブデン（例えば、約８０原子％のモリブデン）、約１原子％以上の第２の金属元素（例えば、約１０原子％のニオブ）および約１原子％以上の第３の金属元素（例えば、約１０原子％のタンタル）を含み得る。
【００６０】
ついで、例えば、モリブデン含有層のバリア特性を測定するために、３５０°Ｃのアニール処理温度と、および約３０分のアニール処理時間を用いて、材料はアニール処理され得る。モリブデン含有層は、導電層および／またはモリブデン含有層への基板層の成分の移動が完全ではないものの、有利には、殆ど回避し、基板層および／またはモリブデン含有層、若しくはその任意の組み合わせへの導電層の成分の移動を、低減するか又は防止する。制限なしに、モリブデン含有層は、約３５０°Ｃで約３０分間アニール処理された後に、有利には、銅ケイ化物の組成を低減し得るか、あるいは防止し得る。例えば、銅ケイ化物の濃度は、約３５０°Ｃで約３０分間アニール処理された後に、Ｘ線回折法によって検知可能なレベル未満であり得る。蒸着されたモリブデン含有層は、アニール処理プロセスによって蒸着された層（例えば、各層、または蒸着された層の組み合わせ）の電気抵抗率の変化を回避するために使用され得る。約３５０°Ｃで約３０分間アニール処理された後、電気抵抗率は、好ましくは約３０％未満、より好ましくは約２０％未満、および最も好ましくは１０％未満変化する。そのような一般的に一定な電気抵抗率は、モリブデン含有層が、銅ケイ化物などのケイ化物の形成を妨げることを示し得る。蒸着された層は、シリコン層への銅原子の移動、銅層へのシリコン原子の移動、または両方を回避し得る。例えば、シリコン層の表面での銅原子の濃度は、クリーンシリコンウエハ（ｃｌｅａｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｗａｆｅｒ）上にモリブデン、第２の金属元素および第３の金属元素を含む蒸着層であって、マグネトロンを用いてスパッタ標的にスパッタ処理することによって蒸着され、約２５ｎｍの厚さを有する蒸着層と、前記蒸着層上に蒸着された銅の層と、を含む構造を、約３５０°Ｃの温度で約３０分間アニール処理した後に、１原子％未満、好ましくは約０．１原子％未満、および最も好ましくはオージェ分析によって測定されるような検出限界未満であり得る。同じ条件下で、銅層の表面でのシリコン原子の濃度は、約１原子％以下であり得、好ましくは約０．１原子％以下であり得、そして最も好ましくは、オージェ分析によって測定されるような検出限界未満であり得る。
【００６１】
一例として、図１０Ａは、蒸着されたモリブデン含有層および導電層と共にシリコン基板のオージェ深さ分析を例証する（制限なし）。図１０Ａに関して、モリブデン含有層は、シリコン基板と導電層の間に置かれ得る。図１０Ａで例証されるように、モリブデン含有層は、約５０原子％以上のモリブデン（例えば、約８０原子％のモリブデン）、約１原子％以上の第２の金属元素（例えば、約１０原子％のニオブ）、および約１原子％以上の第３の金属元素（例えば、約１０原子の％のタンタル）を含み得る。ついで、例えば、モリブデン含有層のバリア特性を測定するために、３５０°Ｃのアニール温度および約３０分のアニール時間を用いて、材料はアニール処理され得る。図１０Ｂ内で例証されるように、モリブデン含有層は、完全ではないものの、有利には、基板層から銅層および／またはモリブデン含有層へのシリコン原子の移動を殆ど回避し、導電層からシリコン層および／またはモリブデン含有層、若しくはその任意の組み合わせへの原子の移動を、低減するか、あるいは防止する。制限なしに、モリブデン含有層は、約３５０°Ｃで約３０分間アニール処理された後に、有利には、銅ケイ化物の形成を低減し得るか、あるいは妨げ得る。
【００６２】
蒸着されたモリブデン含有層は、下記の１つまたは任意の組み合わせを特徴とし得る。すなわち、モリブデンを含有している蒸着された層（例えば、約２００ｎｍ以下の厚さを有し、好ましくは約３５ｎｍ以下の厚さを有し、そしてより好ましくは約２５ｎｍ以下の厚さを有している）が、ＳｉとＣｕの間に置かれると共にこれに接し、約３５０°Ｃで約３０分間アニール処理され、あるいは約２００ｎｍの厚さを有する膜に対して、約６０未満の電気抵抗率、好ましくは約４５未満の電気抵抗率、より好ましくは約３５μΩｃｍであるとき、一般的にガラスとの良好な接着性（例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００に従ってよって試験された時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、または少なくとも５Ｂの等級）、一般的にシリコンとの良好な接着性（例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００によってテストされた時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、または少なくとも５Ｂの等級）、銅、アルミニウム、クロム、あるいは任意の組み合わせを含むか、あるいは本質的に備える層などの、導電層との一般的に良好な接着性（例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００によってテストされた時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、あるいは少なくとも５Ｂの等級）、銅ケイ化物の形成を妨げる能力。
【００６３】
蒸着されたモリブデン含有層は比較的低い電気抵抗率を有し得る。例えば、モリブデン含有層の電気抵抗率は、５０原子％モリブデンと、５０原子％チタンからなる同じ厚さの蒸着された層の電気抵抗率より小さくてもよい。
【００６４】
好ましくは、蒸着されたモリブデン含有層は、一般に低い電気抵抗率を有する。例えば、蒸着されたモリブデン含有層の電気抵抗率（約２００ｎｍの厚さを有する膜上で４点プローブによって測定されるように）は、好ましくは、約７５μΩｃｍ以下、より好ましくは約６０μΩｃｍ以下、さらにより好ましくは約５０μΩｃｍ以下、さらにより好ましくは４０μΩｃｍ以下、さらにより好ましくは約３０μΩｃｍ以下、さらにより好ましくは約２８μΩｃｍ以下、さらにより好ましくは約２５μΩｃｍ以下、最も好ましくは２０μΩｃｍ以下である。好ましくは、蒸着されたモリブデン含有層の電気抵抗率は約５μΩｃｍ以上である。蒸着されたモリブデン含有層の抵抗率が、また約５μΩｃｍであり得ることは認識される。蒸着されたモリブデン含有層は、好ましくは、一般的に一定の電気抵抗率を有する。例えば、平均電気抵抗率（７６．２ｍｍの直径のシリコンウエハに蒸着された２００ｎｍの厚い層の上で測定された）に対する電気抵抗率の標準偏差の比率は、好ましくは約０．２５以下、より好ましくは約０．２０以下、さらにより好ましくは約０．１２以下、さらにより好ましくは０．１０以下、そして最も好ましくは０．０６以下である。
【００６５】
［蒸着されたモリブデン含有層のエッチング］
モリブデン含有層を蒸着した後に、モリブデン含有層を少なくとも部分的にエッチングすることは望まれ得る。一例として、モリブデン含有層の下側の層の一部が暴露されるように（例えば、導電層などの他の層が蒸着されるまで）、エッチングの工程が採用され得る。短いエッチング時間が使用されるように、穏やかなエッチング化学薬品が使用され得るように、厚いモリブデン含有層が採用され得るか、その任意の組み合わせが採用され得るように、あるいは、それらの任意の組み合わせモリブデン含有層のエッチング速度を一般的に速くすることが望まれる。
【００６６】
エッチングの工程は、蒸着されたモリブデン含有層のうちのいくらかまたはすべてを除去することができる、化学薬品または溶液でエッチングする工程を含み得る。より好ましくは、エッチング工程が充分にモリブデン層をエッチングすることを含み、その結果、基板層などのモリブデン層より下の層が、エッチング工程の後に少なくとも部分的に暴露される。エッチング工程は、酸を含む溶液または化学物質を採用し得る。例えば、エッチング工程は、約ｐＨ８以上、約ｐＨ１０以上または約ｐＨ１２以上の溶液または化学薬品を採用し得る。エッチング工程は、基剤を含む溶液または化学物質を採用し得る。例えば、エッチング工程は、約ｐＨ６以下、約ｐＨ４以下、約ｐＨ２以下の溶液または化学物質を採用し得る。エッチング工程は、一般に中性の溶液または化学薬品を採用し得る。一般に、中性溶液または化学薬品は、は約ｐＨ６を超えるＰＨ、約ｐＨ６．５以上、約ｐＨ６．８以上、約ｐＨ７より大きいｐＨを有する。一般に、中性溶液または化学薬品にはまた約８未満のｐＨ、約ｐＨ７．５以下、約ｐＨ７．２以下または約ｐＨ７以下のｐＨを有する。
【００６７】
エッチングプロセスは１つ以上の酸を使用してもよい。使用されてもよい典型的な酸としては、硝酸、硫酸、塩酸およびその組み合わせを含んでもよい。エッチングプロセスは硫酸を使用してもよい。典型的な硫酸は、硫酸第二鉄と硫酸第二鉄アンモニウムのような、引用によって本明細書に明確に組み込まれた、米国特許５，５１８，１３１号の第２欄３−４６行目と第５欄５４行目に記載されたものを含む。エッチングプロセスは、フェリシアン化物イオン、クロム酸イオン、二クロム酸イオン、鉄イオンまたはその任意の組み合わせを含む溶液を使用してもよい。例えば、エッチングプロセスは、引用によって本明細書に明確に組み込まれた、米国特許４，７４７，９０７号の第８欄２行目に記載されている１つ以上のイオンを含有する溶液を使用してもよい。モリブデン含有層をエッチングするための特に好ましい溶液は、フェリシアン化物イオンを含む溶液である。
【００６８】
好ましくは、多層構造を準備するプロセスは、約７５ｎｍ／分またはそれ以上、より好ましくは、約１００ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約１５０ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約２００ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約３００ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約４００ｎｍ／分またはそれ以上、および、もっとも好ましくは約５００ｎｍ／分またはそれ以上の速度で、モリブデン含有層をエッチングする工程を含む。エッチング工程は、モリブデン含有層をエッチングすることができる任意のエッチング溶液を使用してもよい。エッチング工程は、上記の速度の１またはそれ以上のフェリシアン化物溶液を使用してもよい。
【００６９】
蒸着したモリブデンを含有する層は、同じエッチング条件を用いて５０原子％モリブデンと５０原子％チタンからなる蒸着層のエッチング速度よりも速いエッチング速度といった、２５°Ｃでのフェリシアン化物溶液中の比較的速いエッチング速度を有することもある。例えば、２５°Ｃでのフェリシアン化物溶液中の蒸着したモリブデン含有層のエッチング速度は、約７５ｎｍ／分またはそれ以上、好ましくは約１００ｎｍ／分またはそれ以上、より好ましくは約１５０ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約１５０ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約２００ｎｍ／分またはそれ以上、さらにもっと好ましくは約３００ｎｍ／分、さらにもっと好ましくは約４００ｎｍ／分、および、最も好ましくは約５００ｎｍ／分またはそれ以上であってもよい。２５°Ｃでのフェリシアン化物溶液中の蒸着したモリブデン含有層のエッチング速度は、好ましくは約１０，０００ｎｍ／分またはそれ以下であり、および、最も好ましくは約２，０００ｎｍ／分またはそれ以下である。
【００７０】
［工程］
一般に、ターゲット（または集めてターゲットを作るためのブロックのような前もって形作られた構造）は、金属粉末出発物質を使用して作られてもよい。そのような１つの手法は、熱、圧力またはその両方などによって、そのような粉末を固める（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅ）ことを含む。例えば、粉末は圧縮されて焼結され、冷間静水圧プレスされ、熱間静水圧プレスされ、または、その組み合わせがなされてもよい。
【００７１】
ターゲットを作るプロセスは、２００７年４月２６日に公開された米国特許出願公報２００７／００８９９８４Ａ１号と、２００８年１２月２５日に公開された米国２００８／０３１４７３７号で、Ｇａｙｄｏｓらによって開示された工程の１つ以上または任意の組み合わせを含んでもよく、これらの文献の内容は、そのまま引用することによって本明細書に組み込まれる。
【００７２】
スパッタターゲットを作るプロセスは、約５０原子％またはそれ以上のモリブデンを含む少なくとも第１の粉末と、５０原子％またはそれ以上の第２の金属元素を含む第２の粉末と、５０原子％またはそれ以上の第３の金属元素を含む第３の粉末とを提供する工程を含んでもよく、第２の金属元素は、ニオブまたはバナジウムであり、第３の金属元素は第２の金属元素とは異なる要素であり、チタン、クロム、ニオブ、バナジウムおよびタンタルからなる群から選択される。個々の粉末（例えば、第１の粉末、第２の粉末、および、第３の粉末）は、混合粉末を生成するために、一緒に混合されてもよい。該プロセスは、固めた粉末を生成するために、混合粉末を固める１またはそれ以上の工程を随意に含んでもよい。混合工程は、好ましくは、粉末が一緒に融合しないほどに十分に低い温度を使用する。混合は、好ましくは、第１の粉末、第２の粉末、および、第３の粉末が一般的に任意に分配されるような十分な混合時間および速度を使用する。一例として、混合は、Ｖミキサー（Ｖ−ｂｌｅｎｄｅｒ）内で約１００°Ｃ以下（例えば、で、約２５°Ｃで）の温度で行なわれてもよい。
【００７３】
好ましくは、スパッタターゲットを調製するプロセスには、合金が形成される温度で、第１の粉末、第２の粉末、および、第３の粉末の２以上を混合する（例えば、機械的に混合する）工程がない。例えば、該プロセスは、約５５０°Ｃまたはそれ以上、約７００°Ｃまたはそれ以上、約９００°Ｃまたはそれ以上、約１１００°Ｃまたはそれ以上、約１２００°Ｃまたはそれ以上、あるいは、約１５００°Ｃまたはそれ以上の温度で、第１の粉末、第２の粉末、および、第３の粉末の２以上を混合する工程がなくてもよい。
【００７４】
該プロセスは、カプセルに入れられた粉末を生成するために、混合した粉末または固めた粉末をカプセルに入れる１以上の工程、および／または、第１のターゲットプレートを生成するために、カプセルに入れられた粉末を熱しながら圧縮する１つ以上の工程を含んでもよい。
【００７５】
好ましくは、スパッタターゲットを調製するプロセスは、あらかじめ決められた時間に、あらかじめ決められたプレス圧力で、および、粉末が一緒に融合し、その結果、該材料の密度が約０．８５ρｔまで増加するほどに（ρｔは理論密度である）十分高いあらかじめ決められたプレス温度でプレスことによって、ターゲットプレート（例えば、ブロックまたはブランク）を形成するために、粉末または固めた粉末をプレスする１以上の工程を含む。ターゲットプレート（例えば、ブロックまたはブランク）は、スパッタターゲットを形成するために、（例えば、以下に記載されるように）さらに処理されてもよい。そのため、ターゲットプレートとターゲットプレートを生成する方法とは、本明細書の教示に含まれることが分かるだろう。様々な圧縮方法は、限定されないが、不活性ガス一軸ホットプレス（ｉｎｅｒｔ ｇａｓ ｕｎｉａｘｉａｌ ｈｏｔ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）、真空ホットプレス、熱間静水圧プレス、および、急速な全方向性圧縮である、Ｃｅｒａｃｏｎ（登録商標）プロセスのような方法を含む当該技術で知られている。プレス工程は、好ましくは、粉末を熱間静水圧プレスする工程を含む。好ましくは、あらかじめ決められた温度は、約８００°Ｃまたはそれ以上、より好ましくは約９００°Ｃまたはそれ以上、さらにもっと好ましくは約１０００°Ｃまたはそれ以上、さらにもっと好ましくは約１１００°Ｃまたはそれ以上、および、もっとも好ましくは約１２００°Ｃまたはそれ以上である。好ましくは、あらかじめ決められた温度は、約１７００°Ｃまたはそれ以下、より好ましくは約１６００°Ｃまたはそれ以下、さらにもっと好ましくは約１５００°Ｃまたはそれ以下、さらにもっと好ましくは約１４００°Ｃまたはそれ以下、および、もっとも好ましくは約１３００°Ｃまたはそれ以下である。あらかじめ決められたプレス時間は、約１分またはそれ以上、好ましくは約１５分またはそれ以上、および、さらに好ましくは、約３０分またはそれ以上であってもよく、あらかじめ決められた時間は、好ましくは、約２４時間またはそれ以下、より好ましくは約１２時間またはそれ以下、さらに好ましくは約８時間またはそれ以下、および、もっとも好ましくは約５時間またはそれ以下である。あらかじめ決められたプレス圧力は、約５ＭＰａまたはそれ以上、約２０ＭＰａまたはそれ以上、約５０ＭＰａまたはそれ以上、あるいは、約７０ＭＰａまたはそれ以上であってもよい。あらかじめ決められた圧力は、約１０００ＭＰａまたはそれ以下、好ましくは、約７００ＭＰａまたはそれ以下、より好ましくは、約４００ＭＰａまたはそれ以下、および、もっとも好ましくは約２５０ＭＰａまたはそれ以下であってもよい。
【００７６】
ターゲットを作るプロセスは、結合したターゲットプレートを生成するために、２以上のターゲットプレート（例えば、第１のターゲットプレートと第２のターゲットプレート）を結合する工程を随意に含んでもよい。一例として、結合の工程はエッジ結合の工程であってもよい。結合プロセスは拡散溶接プロセスであってもよい。結合工程は、比較的面積の大きな（例えば、約６７インチ（１７０２ｍｍ）よりも大きく、約８４インチ（２１３４ｍｍ）よりも大きな長さと、約５５インチ（１３９７ｍｍ）よりも大きく、または、約７０インチ（１７７８ｍｍ）よりも大きな幅の）ターゲットを生成するのに有利なこともある。
【００７７】
本明細書で教示されるように、本発明の好ましい態様では、プレスによって形成されるターゲットプレートは、ターゲットプレートの長さが増すように、ターゲットプレートの幅が増すように、または、その両方となるように、圧延されてもよい。そのため、スパッタターゲットを形成するプロセスは、２以上のターゲットプレートを結合（例えば、エッジ結合）する工程がほとんどないか、または、まったくなくてもよい。ターゲットプレートを圧延する１つ以上の工程が使用されてもよいことが分かるだろう。ターゲットプレートを圧延することによって、大型の金型および／または大型のプレス機（少なくとも最終的なスパッタターゲットの大きさの金型および／またはプレス機など）は必要とされなくなる。圧延の１つ以上の工程は、比較的大きな面積（例えば、約６７インチ（１７０２ｍｍ）よりも大きいかまたは約８４インチ（２１３４ｍｍ）よりも大きな長さと、約５５インチ（１３９７ｍｍ）よりも大きいかまたは約７０インチ（１７７８ｍｍ）よりも大きな幅）を有するスパッタターゲットを生産するのに好都合なこともある。
【００７８】
［鍛造］
ターゲットを作るプロセスは、随意に１以上の鍛造の工程を含んでもよい。用いられると、鍛造工程は、熱間鍛造（例えば、ターゲット材料の再結晶温度以上の温度）を含んでもよい。使用されてもよい適切な鍛造方法は、プレス鍛造、アプセット鍛造、自動熱間鍛造、ロ−ル鍛造、精密鍛造、誘導鍛造（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒｇｉｎｇ）、および、その任意の組み合わせを含む。制限なく、鍛造工程は、例えば、国際特許出願公報ＷＯ２００５／１０８６３９Ａ１（Ｍａｔｅｒａらによる。２００５年１１月１７日に公開される）に記載されるような回転式の軸鍛造（ｒｏｔａｒｙ ａｘｉａｌ ｆｏｒｇｉｎｇ）を使用してもよく、この文献の内容はそのまま引用されることによって本明細書に組み込まれる。回転式の軸鍛造工程は、ＷＯ２００５／１０８６３９Ａ１の００３２段落に記載されたような回転式の軸鍛造機を用いてもよい。
【００７９】
［テクスチャのばらつきの減少／除去］
ターゲットを作るプロセスは、国際特許出願２００９／０２０６１９Ａ１（Ｂｏｚｋａｙａらによる。２００９年２月１２日に公開される）に記載されるような方法または装置を用いて、傾斜圧延または他の非対称圧延の工程を含んでもよく、その内容はそのまま引用されることによって本明細書に組み込まれる。
【００８０】
［応用例］
スパッタターゲットは、平面パネルディスプレイまたは光起電力電池の電極基板中の１つ以上の層（例えば、１つ以上のバリヤー層として）を生成するのに用いられてもよい。本発明のスパッタターゲットを利用するのに長けている平面パネルディスプレイの例は、液晶ディスプレイ（例えば、薄膜トランジスタ−液晶ディスプレイ（すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤ）のようなアクティブマトリクス液晶ディスプレイ）、発光ダイオード、プラズマディスプレイパネル、真空蛍光ディスプレイ、電界放出ディスプレイ、有機発光（ｏｒｇａｎｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）ディスプレイ、電子発光ディスプレイ、および、エレクトロクロミックディスプレイを含む。
【００８１】
スパッタターゲットによって調製されたモリブデン含有膜を含んでもよいデバイスは、コンピュータ用モニター、光ディスク、太陽電池、磁気データ記憶装置、光通信、化粧塗料（ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ）、硬質被膜、ＷＥＢ被膜を含むガラス被膜、カメラ、ビデオ記録装置、ビデオゲ−ム、携帯電話、スマートフォン、タッチスクリーン、全地球測位衛星装置、ビデオスコアボード（ｖｉｄｅｏ ｓｃｏｒｅｂｏａｒｄ）、電光掲示板、他の表示パネルなどを含む。
【００８２】
図１１に関して、そのようなデバイスの１つは、多層構造（１０２）を含んでもよい。多層構造は、基板層（１０４）と蒸着したモリブデンを含有する層（１０６）とを含む、２以上の層を含む。基板層は、ガラス、半導体、金属、ポリマー、または、その任意の組み合わせから作られてもよい。当然のことながら、基板層は複数の材料を含んでもよい。好ましい基板層は、ガラスを含むか、あるいは、本質的にガラスからなる。別の好ましい基板層は、シリコンを含むか、あるいは、本質的にシリコンからなる。多層構造は１つ以上の蒸着層（１０６）を含む。蒸着層（１０６）は、本明細書の教示に従ったスパッタ方法によって形成されてもよく、本明細書の教示に従ってスパッタ標的から形成されてもよく、または、その両方であってもよい。蒸着層（１０６）は薄膜であってもよい。蒸着層は、基板層（１０２）の厚さ未満の厚みを有してもよい。蒸着層は、約１μｍ未満、より好ましくは、約２００ｎｍ未満、さらにもっと好ましくは約１００ｎｍ未満、および、最も好ましくは約５０ｎｍ未満の厚みを有してもよい。蒸着層（１０６）は基板（１０４）上に蒸着してもよく、あるいは、蒸着層（１０６）は、基板層（１０４）と蒸着層（１０６）の間に置かれた１つ以上の中間層（図示せず）上に蒸着してもよい。多層構造（１０２）は、１つ以上の導電層（１０８）を含んでもよい。導電層（１０８）は、基板層（１０４）よりも大きな、蒸着層（１０６）よりも大きな、あるいは、好ましくは、基板層（１０４）と蒸着層（１０６）の両方よりも大きな導電率を有してもよい。蒸着層（１０６）は、好ましくは、基板層（１０４）と導電層（１０８）の間に置かれる。例えば、蒸着層（１０６）は、基板層（１０４）に少なくとも部分的に接した第１の面と、導電層（１０８）に少なくとも部分的に接した対向面を含んでもよい。そのため、蒸着層（１０６）は、導電層（１０８）と基板層（１０２）の間の原子の拡散を減らすまたは防ぐバリア層であってもよい。
【００８３】
＜検査方法＞
［接着］
接着は、ＡＳＴＭ Ｂ９０５−００によって、接着テープ検査を用いて測定される。５Ｂの等級は、優れた接着を示しており、蒸着層が該テープによって取り除かれない。
【００８４】
［蒸着速度］
蒸着速度は、蒸着層の厚みを測定し（ｎｍの単位で）、蒸着時間（分の単位で）で割ることによって、測定される。
【００８５】
エッチング速度
２５°Ｃでフェリシアン化物溶液に浸されると、エッチング速度（μｍ／分の単位）は、蒸着層の厚みの変化速度として測定される。
【００８６】
［電気抵抗率］
蒸着した膜のシート抵抗は、四点プローブを使用して測定される。２つのサンプルが各蒸着状態について測定される。その後、抵抗率は試験サンプルの形状によって計算される。
【００８７】
［蒸着膜の微細構造］
走査電子顕微鏡検査を用いて、蒸着膜の微細構造は入手可能である。反射電子と二次電子を測定することができるＪＥＯＬ  ＪＳＭ−７０００Ｆ電界放出電子顕微鏡は、実施例で使用される。
【００８８】
［スパッタターゲットの微細構造］
走査電子顕微鏡検査を用いて、スパッタターゲットの微細構造を入手可能である。ＡＳＰＥＸ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｓｏｓｃｏｐｅが使用される。作動距離は約２０ｍｍであり、加速電圧は約２０ＫｅＶである。二次電子検出器は、Ｅｖｅｒｈａｒｔ−Ｔｈｏｒｎｌｅｙタイプである。画像も反射電子から得られる。電子顕微鏡は、約１μｍのスポットサイズを使用して、エネルギ−分散型Ｘ線分光法の測定のために使用される。スパッタ  の電子顕微鏡検査のためのサンプルは、摩耗性のカットオフホイールで薄片化し、高分子材料中に薄片をのせ、ＳｉＣ紙で粗磨きして次第に細かな粒にし、ダイヤモンドペーストで仕上げ研磨し、その後、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２懸濁液で仕上げ研磨することによって、調製される。
【００８９】
［Ｘ線回折測定］
Ｘ線回折研究は、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  ＸＰｅｒｔ  ＰｒｏＸ線回折計を用いて行なわれる。
【００９０】
任意の低い値と任意の高い値の間に少なくとも２つの単位が分かれている場合、本明細書で列挙された任意の数値は、１単位ずつ低い値から高い値までのすべての値を含む。一例として、構成要素の量、または、例えば、温度、圧力、時間などのようなプロセス変量の値が、例えば、１〜９０、好ましくは、２０〜８０、さらに好ましくは、３０〜７０である場合、１５〜８５、２２〜６８、４３〜５１、３０〜３２などの値は、本明細書で明確に列挙されることを意図している。１未満の値については、１単位は、必要に応じて、０．０００１、０．００１、０．０１、または、０．１であるとみなされる。これらは特別に意図された例に過ぎず、列挙された最低値と最高値の間の数値のすべての可能な組み合わせは、同じように本出願で明らかに述べられるものとみなされるべきである。
【００９１】
特に指定しない限り、すべての範囲は、エンドポイントと、エンドポイント間のすべての数の両方を含む。範囲に関連した「約」あるいは「およそ」の使用は、範囲の両端に適用される。したがって、「約２０〜３０」は、「約２０〜約３０」を包含するように意図され、少なくとも指定されたエンドポイントを含む。
【００９２】
特許出願と出版物を含むすべての記事および引用文献の開示は、すべての目的のための引用によって組み込まれる。組み合わせを記載するための用語「〜から本質的になる」は、特定された要素、成分、構成要素、または、工程、および、該組み合わせの基本的かつ新規な特徴に実質的に影響しない他のそのような要素、成分、構成要素、または、工程を含むものとする。本発明の要素、成分、構成要素、または、工程の組み合わせを記載するための用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇまたはｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の使用は、要素、成分、構成要素、または、工程からなる、または、これらから本質的になる実施形態も熟慮する。
【００９３】
複数の要素、成分、構成要素、または、工程は、１つの一体化された要素、成分、構成要素、または工程によって提供され得る。あるいは、１つの要素、成分、構成要素、または工程は、別の複数の要素、成分、構成要素、または、工程に分けられてもよい。要素、成分、構成要素、または、工程を記載するための「１つ（“ａ”または“ｏｎｅ”）」の開示は、追加の要素、成分、構成要素、または工程を除外するようには意図されていない。
【００９４】
上記の特徴は説明的なものであり、限定的なものではないと意図されていることに留意する。提供される実施例に加え、多くの実施形態と多くの適用は、上記の説明を読んだ当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、上記の特徴に関して決定されてはならないが、代わりに、添付の請求項が付与される同等物の完全な範囲に沿って、上記請求項に関連して決定されなければならない。特許出願と出版物を含むすべての記事と引用文の開示は、すべての目的のための引用によって組み込まれる。本明細書で開示される主題の任意の態様を以下の請求項で省略することは、そのような主題を放棄したことではなく、発明者たちが、そのような主題が、開示された創造性のある主題の一部であるということを考えなかったとみなされてもならない。
【００９５】
［実施例］
実施例１−１３ −モリブデン／ニオブ／タンタル
実施例１は、モリブデン、ニオブおよびタンタルを含むスパッタターゲットを示す。実施例２−１３は、実施例１のスパッタターゲットから調製された蒸着膜を示す。
【００９６】
実施例１
実施例１は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％ニオブ、及び、約１０原子％タンタルを含む粉末混合物を形成するために、約３−４μｍの粒径を有するモリブデン粉末、約４５−９０μｍの粒径を有するタンタル粉末、および、１０−４５μｍの粒径を有するニオブ粉末をまず混合することによって調製されるスパッタターゲットである。３つの異なる粉末の均一混合物を得るために、混合は、約２０分間、Ｖミキサーで行われる。その後、結果として生じた粉末混合物は、約３４０，０００ｋｇの加えられた力で（すなわち、約４７０ＭＰａの圧力で）約２３°Ｃの温度で一軸にプレスすることによって固められ、約９５ｍｍの直径を有するペレットになる。その後、プレスされたペレットは、低炭素鋼で作られた缶に入れられ、約４時間、約１３２５°Ｃの温度および約１００〜約１２０ＭＰａの圧力で、熱間静水圧プレスされる。このように調製された実施例１は、理論密度の約９４％よりも大きな密度を有している。その後、固められた材料が缶から取り除かれ、約５８．４ｍｍの直径および約６．４ｍｍの厚みに機械加工される。
【００９７】
ターゲットは、５０原子％以上のモリブデンを含有する少なくとも１つの第１の相、５０原子％以上のニオブを含有する少なくとも１つの第２の相、および、５０原子％以上のタンタルを含有する第３の相を含む。二次電子を用いるスパッタターゲットの走査型電子顕微鏡写真が、図１で示される。反射電子を用いるスパッタターゲットの走査型電子顕微鏡写真は、図２、３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ、および、７Ａで示される。これらの図で例証されるように、スパッタターゲットは、モリブデン（１６）の連続相、タンタル（１２）の不連続相（明領域によって示される）、および、ニオブ（１４）の不連続相（暗領域によって示される）を含む形態を有してもよい。スパッタターゲットは、さらに、ターゲットの異なる領域において、元素分析のためのＸ線吸収分光法を用いて分析される。図３Ｂで例証されるように、スパッタターゲットは、モリブデンから本質的になる相を含む。図４Ｂで例証されるように、スパッタターゲットは、ニオブから本質的になる相を含む。図５Ｂで例証されるように、スパッタターゲットは、タンタルから本質的になる領域を含む。図６Ｂで例証されるように、スパッタターゲットは、モリブデンとニオブの合金から本質的になる領域を含む。図７Ｂで例証されるように、スパッタターゲットは、モリブデンとタンタルの合金から本質的になる領域を含む。
【００９８】
図１〜７で示されるように、ほとんどのスパッタターゲットは、第１の相（すなわち、５０原子％またはそれ以上のモリブデンを包含している相）であってもよく、第１の層は連続相であってもよい。理論によって縛られることなく、金属元素の拡散（例えば、モリブデン原子のニオブ領域（ｎｉｏｂｉｕｍ ｄｏｍａｉｎｓ）とタンタル領域（ｔａｎｔａｌｕｍ ｄｏｍａｉｎｓ）への拡散）による熱間静水圧プレス工程の間に合金相（例えば、モリブデン／ニオブ合金相およびモリブデン／タンタル合金相）は形成されると信じられている。
【００９９】
実施例２〜１３
実施例２〜１３は、本明細書で教示されるスパッタターゲットを用いて、基板（例えば、ケイ素を含有する基板、または、ガラスを含有する基板）上に薄膜層をスパッタ処理する工程を含む方法を示している。スパッタ処理はマグネトロンを用いて行なわれてもよい。一般に、スパッタ処理は、約１から約１００ｍＴｏｒｒ圧力（好ましくは、約２〜約２０ｍＴｏｒｒの圧力）までの真空条件下で、および、基板とスパッタターゲットの間に約５〜３００ｍｍ（好ましくは、約２０〜約１５０ｍｍまで）の間隔を開けて、約１乃至約２４０分間生じるであろう。結果として生じた構造は、実施例２−１３と一致する特徴を有している。
【０１００】
実施例２−１３は、表１Ａと１Ｂに記載されていた条件を用いて、マグネトロンスパッタ蒸着チャンバーに実施例１のスパッタターゲットを入れることにより調製される。基板はシリコンウェーファー（１００）配向、または、Ｃｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラスのいずれかである。蒸着前に、基板は、アセトンとエチルアルコールの超音波浴における連続水洗によって洗われる。その後、基板は、窒素ガスを放射することによって乾かされる。基板は、次に、スパッタターゲットと共に蒸着チャンバーに入れられる。ターゲットは、約１０分間、２００Ｗ ＤＣで約５ｍＴｏｒｒの圧力のアルゴンの流動でスパッタ洗浄される。ターゲットの洗浄のあいだ、基板への蒸着を防ぐために、シャッターがターゲットの前に置かれる。
【０１０１】
ガラス基板を使用する場合、基板は、基板表面の起こり得る汚染物を除去するために、３０分間にわたって６０ｍＴｏｒｒでスパッタ処理することによりエッチングされる。
【０１０２】
ターゲットのスパッタ洗浄後、シャッターは取り除かれ、ターゲット材料は３００Ｗの直流を用いて基板上にスパッタ処理され、基板は０Ｖで接地される。基板とターゲットの間隔は約１２１ｍｍで維持される。約５分と約３０分のスパッタ時間、および、約３、約５、および、約８ｍＴｏｒｒのチャンバー圧力が、表１Ａと１Ｂで示されるように使用される。
【０１０３】
【表１】
0005933887.tif 000002
【０１０４】
【表２】
0005933887.tif 000003
【０１０５】
図８Ａは、実施例３の蒸着層（約３ｍＴｏｒｒの蒸着圧力および約３０分の蒸着時間を用いて蒸着させた）の表面を例証する、約５０，０００倍に拡大した二次電子走査型電子顕微鏡写真である。蒸着層の形態は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％ニオブ、および、約１０原子％タンタルを含有する単一の合金相から本質的になる。図８Ａで例証されるように、実施例３の合金は、約４９ｎｍの平均粒径を有する。図８Ｂは、実施例７の蒸着層（約８ｍＴｏｒｒの蒸着圧力および約３０分の蒸着時間を用いて蒸着させた）の表面を例証する、約５０，０００倍に拡大した二次電子走査型電子顕微鏡写真である。蒸着層の形態は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％ニオブ、および、約１０原子％タンタルを含有する単一の合金相から本質的になる。図８Ｂで例証されるように、合金は約６２ｎｍの平均粒径を有する。
【０１０６】
図９は、実施例７の蒸着層の断面積を例証する、約３０，０００倍に拡大した二次電子走査型電子顕微鏡写真である。蒸着層は円柱状の形態を有する。
【０１０７】
実施例２−１３において、蒸着層は、約３３〜約４１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着される。約５分の蒸着時間で準備されたサンプルの厚みは約２００ｎｍである。約３０分の蒸着時間で準備されたサンプルは、約９００ｎｍ−約１３００ｎｍの厚みを有する。約５ｍＴｏｒｒの圧力で準備された実施例１０のガラス基板への接着は、ほぼ４Ｂである。３および８ｍＴｏｒｒの圧力でそれぞれ準備された実施例８および１２のガラス基板への接着は、ほぼ５Ｂである。３、５、および、８ｍＴｏｒｒの圧力でそれぞれ準備された実施例２、４、および、６のシリコン基板への接着は、ほぼ５Ｂである。
【０１０８】
蒸着層の電気抵抗率は、実施例８−１３の表１Ｂで与えられる。ガラス基板上の蒸着層の平均電気抵抗率は、約１００−約２００ｎｍの厚みを有する層については約１９．２μΩ−ｃｍであり、０．９μｍよりも大きな厚みを有するサンプルについては約１８．２μΩ−ｃｍである。電気抵抗率の均一性は、３インチのウェーハー上の多数の位置で電気抵抗率を測定することにより、実施例４で測定される。電気抵抗率の均一性は、平均電気抵抗率に対する電気抵抗率の標準偏差の比率である。実施例４の電気抵抗率の均一性は約０．０７である。
【０１０９】
実施例３、５、および、７のフェリシアン化物溶液中の蒸着層のエッチング速度は、２５°Ｃで測定される。エッチング速度はエッチング時間で厚みの変化を割ることにより測定される。ｎｍ／分の単位のエッチング速度が表１Ａで与えられる。実施例１スパッタ標的で準備された膜の平均エッチング速度は、約４７８ｎｍ／分である。
【０１１０】
実施例１４
実施例１４は、実施例１のスパッタターゲットからの３５ｎｍのモリブデン含有層をシリコン基板に蒸着することによって、その後、モリブデン含有層の上に約３００ｎｍの厚みを有する銅（Ｃｕ）層を蒸着することによって、調製される。多層材料の組成物深さプロファイルは、オージェ深さ方向分析を用いて測定される。その後、サンプルは３５０°Ｃで３０分間アニール処理され、オージェ深さ方向分析が繰り返される。図１０Ａは、アニール処理の前に、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、酸素（Ｏ）、および、ケイ素（Ｓｉ）のオージェ深さ方向分析を例証する。図１０Ｂはアニール処理の後にオージェ深さ方向分析を例証する。図１０Ｃは、モリブデンを含有する層と、シリコン基板および銅層の両方との間のインターフェース付近でのアニール処理の前後に、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏ、および、Ｓｉのオージェ深さ方向分析を例証する。図１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃで見られるように、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏ、および、Ｓｉの組成プロファイルは、アニール処理工程の前後でほぼ同じである。モリブデン含有層は、ＣｕのＳｉ基板への移動およびＳｉのＣｕ層への移動を減らすおよび／または防ぐためのバリアとして機能する。アニール処理後のサンプルのＸ線分析は、検知可能な銅ケイ化物がないことを示す。このことは、３５０°Ｃで３０分間アニール処理した後に銅ケイ化物の形成を防ぐために、実施例１のスパッタターゲットからＭｏ−Ｎｂ−Ｔａ蒸着した膜の能力を例証する。銅層の電気抵抗率は、アニール処理前は約１．７μΩ−ｃｍであり、アニール処理後は約１．７μΩ−ｃｍである。銅層の一般的に一定の電気抵抗率は、モリブデンを含有する層が銅ケイ化物の形成を防いでいることをさらに示している。
【０１１１】
実施例１５−１６  −モリブデン（５０％）およびチタン（５０％）
【０１１２】
実施例１５
実施例１５は、約５０原子％モリブデンおよび約５０原子％チタンを含むスパッタターゲットである。スパッタターゲットは、チタンとモリブデンの粒子のみがＭｏ：Ｔｉが５０：５０の原子比率で用いられる以外は、実施例１に記載の方法を用いて調製され、スパッタターゲットは、４時間にわたって、約１３２５°Ｃの温度で、かつ、約１００乃至１２０ＭＰａの圧力で熱間静水圧プレスされる。
【０１１３】
実施例１６
実施例１６は、実施例１５のスパッタターゲットが使用される以外は、実施例１０の方法を用いてガラス基板に蒸着された２００ｎｍの厚膜である。蒸着速度は約１０２．６ｎｍ／分である。２００ｎｍの厚膜の電気抵抗率は約７９．８μΩ−ｃｍである。ガラスへの蒸着層の接着はほぼ５Ｂである。蒸着層のエッチング速度は約７７ｎｍ／分である。蒸着層は円柱状の形態を有する。
【０１１４】
実施例１７−２５ −モリブデン／チタン／タンタル
実施例１７は、モリブデン、チタンおよびタンタルを含むスパッタターゲットを示し、実施例１８−２５は、スパッタターゲットから調製された蒸着膜を示す。
【０１１５】
実施例１７は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％チタン、および、約１０原子％タンタルを有する粉末混合物を作るために、約３−４μｍの粒径を有するモリブデン粉末、約１０−４５μｍの粒径を有するチタン粉末、および、約４５−９０μｍの粒径を有するタンタル粉末をまず混合することによって調製されるスパッタターゲットである。３つの異なる粉末の均一混合物を得るために、混合は約２０分間Ｖミキサー内で行われます。その後、結果として生じた粉末混合物は、約３４０，０００ｋｇの加えられた力で（すなわち、約４７０ＭＰａの圧力で）約２３°Ｃの温度で一軸にプレスすることによって固められ、約９５ｍｍの直径を有するペレットになる。その後、プレスされたペレットは低炭素鋼で作られた缶に入れられ、約４時間、約１３２５°Ｃの温度および約１００〜約１２０ＭＰａの圧力で、熱間静水圧プレスされる。このように調製され、実施例１７は理論密度の約９４％よりも大きな密度を有する。その後、固められた材料が缶から取り除かれ、約５８．４ｍｍの直径と約６．４ｍｍの厚みに機械加工される。
【０１１６】
実施例１８−２５は、表２に記載された条件を用いて、実施例１７のスパッタターゲットを、マグネトロンスパッタ蒸着チャンバーに入れることによって調製される。基板はシリコンウェーファー（１００）配向またはＣｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラスのいずれかである。蒸着前に、基板は、アセトンとエチルアルコールの超音波浴における連続水洗によって洗われる。その後、基板は窒素ガスを放射することによって乾かされる。基板は、次に、スパッタターゲットと共に蒸着チャンバーに入れられる。ターゲットは、約１０分間、２００Ｗ ＤＣで約５ｍＴｏｒｒの圧力のアルゴンの流動でスパッタ洗浄される。ターゲットの洗浄のあいだ、基板への蒸着を防ぐために、シャッターがターゲットの前に置かれる。
【０１１７】
ガラス基板を使用する際、基板は、基板表面の起こり得る汚染物を除去するために、３０分間にわたって６０ｍＴｏｒｒでスパッタ処理することによってエッチングされる。
【０１１８】
ターゲットのスパッタ洗浄後、シャッターは取り除かれ、ターゲット材料は２００Ｗの直流を用いて基板上にスパッタされ、基板は０Ｖで接地される。基板とターゲットの間隔は約７６ｍｍで維持される。３分と３０分のスパッタ時間と、５および８ｍＴｏｒｒのチャンバー圧は、表２に示されるように用いられる。
【０１１９】
【表３】
0005933887.tif 000004
【０１２０】
基板上への実施例１７のターゲットの蒸着率は、実施例１８−２５の条件を用いて、約６２．４ｎｍ／時である。蒸着膜は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％チタン、および、約１０原子％タンタルを含有する。
【０１２１】
実施例２３および２５の蒸着層の平均粒径は、蒸着層の表面を約５０，０００倍に拡大した二次電子走査型電子顕微鏡写真を用いて測定される。実施例２０および２１の平均粒径は、それぞれ１２５ｎｍおよび８９ｎｍである。
【０１２２】
実施例１７のスパッタターゲットが蒸着した薄膜（約２００ｎｍの厚みを有しており、約５分の蒸着時間で調製される）は、約２６．５μΩ−ｃｍの電気抵抗率を有し、厚膜（約１μｍ以上の厚みを有し、約３０分の蒸着時間で調製される）は、約２２．６μΩ−ｃｍの電気抵抗率を有する。
【０１２３】
約２５°Ｃでフェリシアン化物溶液中にエッチングされる際、蒸着膜は実施例１７を形成し、約６１ｎｍ／分の平均エッチング速度を有する。ガラス基板への蒸着膜の接着は、ほぼ２Ｂ〜ほぼ５Ｂで変動し、シリコン基板への蒸着膜の接着はほぼ５Ｂである。
【０１２４】
実施例２６ −モリブデン／ニオブ／チタン
実施例２６のスパッタターゲットは、タンタル粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するチタン粉末に取り替えられることを除けば、実施例１の方法を用いて調製される。その後、蒸着膜は、モリブデン、ニオブ、および、チタンを含むスパッタターゲットが用いられることを除けば、実施例２−１３の方法を用いて調製される。蒸着膜は約４９７ｎｍ／分のエッチング速度を有する。蒸着膜はほぼ５Ｂのガラスに対する接着を有する。蒸着膜はほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する。蒸着膜は約５１−９８ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は、（２００ｎｍの厚膜について）約３０．９μΩ−ｃｍと（１μｍの厚膜について）約２０．０μΩ−ｃｍの導電率を有する。
【０１２５】
実施例２７ −モリブデン／バナジウム／チタン
実施例２７のスパッタターゲットは、タンタル粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するチタン粉末に取り替えられ、ニオブ粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するバナジウム粉末に取り替えられることを除けば、実施例１の方法を用いて調製される。その後、蒸着膜は、モリブデン、バナジウム、および、チタンを含むスパッタターゲットが用いられることを除けば、実施例２−１３の方法を用いて調製される。蒸着膜は約２７０ｎｍ／分のエッチング速度を有する。蒸着膜はほぼ５Ｂのガラスに対する接着を有する。蒸着膜はほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する。蒸着膜は約４９−７２ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は（２００ｎｍの厚膜について）約３２．５μΩ−ｃｍと（１μｍの厚膜について）約２８．５μΩ−ｃｍの導電率を有する。
【０１２６】
実施例２８ −モリブデン／バナジウム／タンタル
実施例２８のスパッタターゲットは、ニオブ粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するバナジウム粉末に取り替えられる以外は、実施例１の方法を用いて調製される。その後、蒸着膜は、モリブデン、バナジウム、および、タンタルを含むスパッタターゲットが用いられることを除けば、実施例２−１３の方法を用いて調製される。蒸着膜は約３４９ｎｍ／分のエッチング速度を有する。蒸着膜はほぼ５Ｂのガラスに対する接着を有する。蒸着膜はほぼ０Ｂ−ほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する。蒸着膜は約４６−７５ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は、（２００ｎｍの厚膜について）約２２．８μΩ−ｃｍと、（１μｍの厚膜について）約１７．５μΩ−ｃｍの導電率を有する。
【０１２７】
実施例２９ −モリブデン／バナジウム／ニオブ
実施例２９のスパッタターゲットは、タンタル粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するバナジウム粉末に取り替えられることを除けば、実施例１の方法を用いて調製される。その後、蒸着膜は、モリブデン、ニオブおよびバナジウムを含むスパッタターゲットが用いられることを除けば、実施例２−１３の方法を使用して調製される。蒸着膜は約２４３ｎｍ／分のエッチング速度を有する。蒸着膜は、ほぼ１Ｂ−ほぼ５Ｂのガラスに対する接着を有する。蒸着膜は、ほぼ１Ｂ−ほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する。蒸着膜は約５０−８９ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は、（２００ｎｍの厚膜について）約３５．２μΩ−ｃｍと、（１μｍの厚膜について）約３３．２μΩ−ｃｍの導電率を有する。
【０１２８】
実施例３０ −モリブデン／ニオブ／クロム
実施例２９のスパッタターゲットは、チタン粉末が約１０−４５μｍの粒径を有するクロム粉末に取り替えられることを除けば、実施例１の方法を用いて調製される。その後、蒸着膜は、モリブデン、ニオブおよびクロムを含むスパッタターゲットが用いられることを除けば、実施例２−１３の方法を用いて調製される。蒸着膜は約４４１ｎｍ／分のエッチング速度を有する。蒸着膜はほぼ３Ｂ−ほぼ５Ｂのガラスに対する接着を有する。蒸着膜はほぼ３Ｂ−ほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する。蒸着膜は約４５−６３ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は、（２００ｎｍの厚膜について）約２７．９μΩ−ｃｍと、（１μｍの厚膜について）約２１．４μΩ−ｃｍの導電率を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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