(57)【要約】本発明は、（例えば、側壁（１４）などの）非スパッタ領域を有するＰＶＤターゲットと、この非スパッタ領域に沿って形成された粒子トラップ形態とを含む。特定の態様においては、この粒子トラップ形態は、レセプタクルを形成する曲がった突出部のパターンを含むことが可能であり、この曲がった突出部上にミクロ構造を備えることが可能である。このターゲットは、ターゲット／バッキングプレート構造の一部分とすることも可能であり、またモノリシックとすることも可能である。本発明はまた、スパッタリングターゲットの側壁に沿って、又はターゲット／バッキングプレート構造の側壁に沿って粒子トラップ形態を形成する方法も含む。この形態は、最初に側壁に沿って突出部のパターンを形成することによって形成することができる。この突出部は、曲げ、その後に粒子にさらしてこの曲がった突出部上にミクロ構造を形成することができる。
2005538257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＶＤターゲットの非スパッタ領域を処理する方法であって、
前記非スパッタ領域に沿って突出部のパターンを形成するステップと、
前記突出部を曲げるステップと、
前記突出部を粒子の加圧された流れにさらして前記突出部上にミクロ構造を形成するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記ターゲットが、モノリシックターゲットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットをバッキングプレートに接合して前記ターゲットをターゲット／バッキングプレート構造に組み込むステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲットを前記バッキングプレートに接合する前記ステップが、前記非スパッタ領域に沿って突出部の前記パターンを形成するステップに先立って行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ターゲットが側壁を有し、前記非スパッタ領域が前記ターゲットの前記側壁の少なくとも一部分を含み、前記バッキングプレートが側壁を有し、前記バッキングプレートの前記側壁の少なくとも一部分に沿って、また前記ターゲットの前記側壁の一部分に少なくとも沿って広がる突出部の前記パターンを形成するステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記突出部が、前記突出部を前記粒子にさらすステップに先立って曲げられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記突出部が、前記突出部を前記粒子にさらすステップの後に曲げられる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
突出部の前記パターンが、ＣＮＣツールを利用して前記ターゲットの前記非スパッタ領域に切り込みを入れることによってスクロールパターンとして形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記粒子が、固体Ｈ２Ｏ及び固体ＣＯ２のうちの一方又は両方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子が、炭化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちの一方又は両方を含み、前記非スパッタ領域を前記加圧された流れにさらす前記ステップが、前記さらすステップ中に前記流れの内部で１．４１ｋｇ／ｃｍ２（20 psi）より低い圧力を利用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記粒子が、炭化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちの一方又は両方を含み、前記粒子にさらす前記ステップの後に前記非スパッタ領域をブラッシングするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記粒子が、炭化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちの一方又は両方を含み、前記粒子にさらす前記ステップの後に前記非スパッタ領域を洗浄剤の流れにさらすステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記洗浄剤が、固体Ｈ２Ｏ及び固体ＣＯ２のうちの一方又は両方を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記曲がった突出部が基部を有し、前記ターゲットの前記非スパッタ領域が前記曲がった突出部の前記基部間に広がる表面を有し、前記曲がった突出部が、前記表面上の約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約０．２５４ｍｍ（0.01 inches）までの最大高さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記非スパッタ領域にわたっての前記曲がった突出部の周期的な反復が、約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約２５．４ｍｍ（1 inch）までの距離で生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
スパッタリング面に近接した側壁を有するＰＶＤターゲットであって、前記側壁が、前記ターゲットの横方向の周辺部を形成し、前記ターゲットが、前記側壁に沿って横方向に開くキャビティを形成する湾曲した突出部のパターンを前記側壁に沿って含むターゲット。
【請求項１７】
前記ターゲットが、ターゲット／バッキングプレート構造の一部分である、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項１８】
前記バッキングプレートが側壁を有し、湾曲した突出部の前記パターンが前記バッキングプレートの前記側壁に沿って広がる、請求項１７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１９】
前記バッキングプレートがフランジを有し、湾曲した突出部の前記パターンが、前記バッキングプレートの前記フランジに沿って広がる、請求項１８に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項２０】
前記湾曲した突出部が基部を有し、前記側壁が前記湾曲した突出部の前記基部間に広がる表面を有し、前記湾曲した突出部が、前記側壁表面上で約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約０．２５４ｍｍ（0.01 inches）までの最大高さを有する、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２１】
前記側壁上の前記湾曲した突出部の周期的な反復が、約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約２５．４ｍｍ（1 inch）までの距離で生ずる、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２２】
前記湾曲した突出部上にビードブラスト形成されたミクロ構造を更に備える、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２３】
前記スパッタリング表面が、上部表面として定義され、前記キャビティが上方に開く、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２４】
前記スパッタリング表面が、上部表面として定義され、前記キャビティが下方に開く、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２５】
前記スパッタリング表面が、上部表面として定義され、前記キャビティが横方向に開く、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２６】
前記側壁によって前記スパッタリング面から隔てられた、表面を有するフランジを更に備え、湾曲した突出部の前記パターンが、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる、請求項１６に記載のターゲット。
【請求項２７】
スパッタリング面に近接した側壁を有するＰＶＤターゲット／バッキングプレート構造であって、
前記側壁に沿った、レセプタクルの内部周辺部に沿って内部表面を有するレセプタクルの反復パターンと、
前記レセプタクルの前記内部表面上のミクロ構造と、を含むターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項２８】
前記側壁の一部分が、前記ターゲットによって構成され、前記レセプタクルのパターンが、前記ターゲットによって構成される前記側壁の前記一部分に沿っている、請求項２７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項２９】
前記側壁の一部分が、前記バッキングプレートによって構成され、前記レセプタクルのパターンが、前記バッキングプレートによって構成される前記側壁の前記一部分に沿っている、請求項２８に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３０】
前記側壁の一部分が、前記バッキングプレートによって構成され、レセプタクルの前記パターンが、前記バッキングプレートによって構成される前記側壁の前記一部分に沿っている、請求項２７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３１】
前記レセプタクルが、前記側壁から延びる曲がった突出部によって画定され、前記曲がった突出部が基部を有し、前記側壁が、前記曲がった突出部の前記基部間に広がる表面を有し、前記曲がった突出部が、前記側壁表面上で約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約０．２５４ｍｍ（0.01 inches）までの最大高さを有する、請求項２７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３２】
前記曲がった突出部の周期的な反復が、約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約２５．４ｍｍ（1 inches）までの距離で生ずる、請求項３１に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３３】
前記ミクロ構造が、ビードブラストされた構造に対応する、請求項２７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３４】
前記側壁によって前記スパッタリング面から隔てられた、表面を有するフランジを更に備え、レセプタクルの前記反復パターンが、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる、請求項２７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項３５】
前記ミクロ構造が、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる前記レセプタクル上に存在する、請求項３３に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、ＰＶＤ（physical vapor deposition;物理的蒸気堆積）のターゲット構造の非スパッタ領域に沿って粒子トラップを形成する方法に関し、少なくとも１つの非スパッタ領域（non-sputtered region）に沿って突出部を有するＰＶＤターゲット（target;標的）構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]堆積方法は、基板表面全体にわたって材料の膜を形成するために利用される。例えば半導体製造プロセスにおいて、堆積方法を利用して最終的に集積回路構造及びデバイスの製造に利用される各層を形成することができる。堆積方法の一例が、物理的蒸気堆積法（ＰＶＤ）であり、この方法は、スパッタリングプロセスを含む。
【０００３】
[0003]物理的蒸気堆積法の動作を、図１のスパッタリング装置１１０に関して説明する。装置１１０は、イオン金属プラズマ（ＩＭＰ）装置の一実施例であり、側壁１１４を有するチャンバ１１２を備える。チャンバ１１２は、一般に高真空チャンバである。ターゲット１０が、このチャンバの上部領域に設けられ、基板１１８は、このチャンバの下部領域に設けられる。基板１１８は、ホルダ１２０上に保持され、このホルダは、一般に静電チャックを備える。ターゲットは、適切な支持部材（図示せず）を用いて保持されるはずであり、この支持部材は、電源を含む可能性がある。上部シールド（図示せず）を提供してターゲット１０の端部をシールドすることができる。
【０００４】
[0004]基板１１８は、例えば、単結晶シリコンウェーハなどの半導体ウェーハを含むことが可能である。特定の用途においては、金属含有膜がこの基板の表面上に存在し得る。ターゲット１０は、例えば、１つ又は複数の様々な金属の合金を含めてニッケル、タンタル、チタン、銅、アルミニウム、銀、金、ニオビウム、白金、パラジウム、タングステン、及びルテニウムのうちの１つ又は複数を含むことが可能である。例示のターゲットは、例えばＴｉ／Ｎ、Ｔｉ／Ｎｂ、Ｔｉ／Ｗ及びＴｉ／Ａｌを含めて様々な混合物、化合物、又はアロイのうちの１つ又は複数を含むことが可能である。このターゲットは、モノリシックターゲットとすることも可能であり、またターゲット／バッキングプレート（target/backing plate）のアセンブリの一部分とすることも可能である。
【０００５】
[0005]材料が、ターゲット１０の表面からスパッタされ、基板１１８の方向に向けられる。このスパッタされた材料は、矢印１２２によって表される。[0006]全般には、このスパッタ材料は、このターゲット表面をいくつかの異なる方向に向かって離れることになる。これが問題になる可能性があり、このスパッタ材料が基板１１８の上部表面に対して比較的直交するように向けられることが好ましい。従って、集束コイル１２６がチャンバ１１２内に設けられる。この集束コイルは、スパッタ材料１２２の方向を改善することができ、基板１１８のこの上部表面に対して比較的直交するようにこのスパッタ材料を方向づけることが図に示される。
【０００６】
[0007]コイル１２６は、このコイルの側壁を介し、またチャンバ１１２の側壁１１４を介して延びるように示されるピン１２８によってチャンバ１１２内部に保持される。ピン１２８は、この図に示された構造においては留めネジ１３２の範囲内に留められる。図１のこの概略図には、コイル１２６の内側表面に沿ってこのピンのヘッド１３２と、チャンバ側壁１１４の外側表面に沿ってこの留めネジの別の組のヘッド１３０とが示される。
【０００７】
[0008]スペーサ１４０が、ピン１２８の周囲に延び、これを利用して側壁１１４からのコイル１２６の間隔があけられる。[0009]堆積プロセス中に粒子が形成される場合には、この粒子が堆積された膜中に入り、この膜の所望の特性を乱してしまうという点での問題が起こり得る。従って、堆積プロセス中に所望の材料に入る粒子に関連する問題を軽減することができるトラップ（traps;わな、落し穴）を開発することが望ましい。
【０００８】
[0010]ＰＶＤターゲットに手を加えて粒子形成を軽減するためのいくつかの努力が行われてきた。例えば、テクスチャ加工表面（textured surface）がこの表面に沿って形成される粒子をトラップすることになるということを見込んでターゲットの側壁に沿ってテクスチャ加工表面を形成するために、ビードブラスト（bead blasting）が利用されてきた。また、粒子をトラップすることになる適切なテクスチャを生成しようと努力してターゲット表面上にテクスチャを形成するために、ローレット切り（knurling）及び機械スクローリング（machine scrolling）が利用されてきた。
【０００９】
[0011]一部のこのテクスチャ加工表面では、粒子形成が低減されることが見出されてきたが、この粒子形成が所望のレベルまで低減されないことも頻繁に見られる。ある場合には、ターゲットの側壁表面上のテクスチャ加工が、最終的に非常に大きな粒子の形成をもたらす可能性もある。特に、スパッタ材料の膜が長い間にこのテクスチャ加工表面上に形成され、あるポイントで、これらの膜がこのターゲットからはがれ落ちてしまう。これらの膜がＰＶＤプロセス中に基板上に落ちて、このＰＶＤプロセス中に堆積された層中に欠陥を生じる可能性がある。この問題には、しばしば機械スクローリング及び／又はローレット切りを用いて形成されたテクスチャで遭遇することがある。
【００１０】
[0012]別の問題は、テクスチャ加工表面の形成が、それ自体汚染物質を導入する可能性があるという問題である。例えば、ビードブラストでは、一般にターゲットにおいて高エネルギーでブラスト（blast;吹付け）された粒子を利用してそのターゲットの表面がテクスチャ加工される。このブラストから形成された粒子の一部は、このブラストプロセス中にターゲット内に埋め込まれ、このターゲットがＰＶＤチャンバ中に挿入されるときに、このターゲットに残り、次いでスパッタリングプロセス中にこのターゲットから落下してこのスパッタリング中に問題となる汚染物質になってしまう可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
[0013]ＰＶＤターゲット構造の側壁上又は他の非スパッタ表面上に形成されて、従来技術のテクスチャ（textures;組織）よりも粒子形成を良好に軽減することができる新しいテクスチャを開発することが望ましく、またこの新しいテクスチャが、ＰＶＤプロセス中にターゲット構造の側壁及び他の非スパッタ表面からの望ましくない材料のはく離をなくすることができる場合には特に望ましいはずである。また、ターゲット構造をスパッタリングする際に埋め込まれたビードブラスト粒子からもたらされるスパッタリングプロセスの汚染物質を削減し、好ましくはなくしてしまうことができれば、望ましいはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[0014]一態様においては、本発明は、ＰＶＤターゲット構造の、（例えば、側壁、フランジ、スパッタリング面の非スパッタ領域などの）非スパッタ表面を処理する方法を含む。突出部パターンが、この非スパッタ表面に沿って形成される。この突出部は、曲がっている。この突出部はまた、粒子にさらされこの突出部上にミクロ構造が形成される。この突出部は、この突出部を曲げる以前又は以降にこの粒子にさらすことができる。
【００１３】
[0015]一態様においては、本発明は、スパッタリング面に近い側壁を有するＰＶＤターゲット構造を含む。この側壁は、このターゲット構造の横方向の周囲を形成している。このターゲット構造は、この側壁に沿って湾曲した突出部のパターンを含む。この突出部は、この側壁に沿って横方向に開いたキャビティを形成する。
【００１４】
[0016]一態様においては、本発明は、スパッタリング面に近い側壁を有し、この側壁に沿ってレセプタクル（receptacle;入れ物）の反復パターンを含むＰＶＤターゲット構造を含む。このレセプタクルは、内部表面を有し、このターゲット構造は、このレセプタクルの内部表面上にミクロ構造を更に備える。[0017]本発明の好ましい実施形態について、以下の添付図面を参照して以下で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[0029]本発明の開示は、米国特許法の「科学と有用な技術の進歩を促進するために」（第１条第８項）の憲法上の目的を推進するために提示されるものである。[0030]本発明は、ＰＶＤターゲット又はターゲット／バッキングプレートアセンブリの１つ又は複数の表面上に形成され、このターゲット又はアセンブリ上に再堆積するスパッタ材料をトラップするために利用することができる新しいテクスチャを包含する。特定の態様においては、（例えば、曲がったスクロールパターンなど）湾曲した突出部が、ターゲット又はターゲット／バッキングプレートアセンブリの非スパッタ表面上に形成されて粒子トラップ区域が形成される。この非スパッタ表面はスパッタリング面に沿って側壁表面、フランジ表面、及び／又は非スパッタ表面を含むことができる。
【００１６】
この突出部を粒子にさらしてこの突出部の表面を粗面化することができる。この突出部はトラップ区域のマクロスケールの粗さを形成するものと考えることができ、この突出部の粗面は、このトラップ区域のミクロスケールの粗さを形成するものと考えることができる。従って、本発明は、マクロスケールの粗さもミクロスケールの粗さも併せて有し、トラップ区域で利用されるパターンを含むことができる。
【００１７】
[0031]マクロスケールパターンとミクロスケールパターンの両方を利用することは、有利な可能性がある。このマクロスケールパターン及びミクロスケールパターンは、ターゲット及び／又はバッキングプレート表面からの材料の落下をかなり低減することができる。また、このマクロスケールパターン上のミクロスケールの粗面の形成により、そうでない場合には、周期的なスパッタリングプロセス中に生ずる周期的な熱応力に関連し得る問題を効果的に低減することができる。特に、（例えば、長い機械スクロールなどの）マクロスケールパターンだけでは、再堆積された材料をトラップしてトラップ領域内に長い膜を形成してしまう可能性がある。（例えば、ターゲット及び／又はバッキングプレートの基材に対する再堆積された膜の異なる熱膨張係数に関連した応力などの）熱応力によって、ターゲット及び／又はバッキングプレートからのこの膜のはく離がもたらされる可能性がある。この膜がこのターゲット及び／又はバッキングプレートからはく離するとき、この膜は、このターゲットの下にある基板上に落下して、ＰＶＤプロセス中、この基板上にスパッタ堆積された層の内部に望ましくないことに粒子を形成してしまう可能性がある。      
【００１８】
追加して又は代替的に、このはく離膜は、この基板を支持するために設けられた静電チャック上に直接に落下する可能性もあり、これによってシステム障害が引き起こされる可能性もある。特定の態様においては、本発明は、最終的にパターン内に再堆積された材料を保持するのを助けるために利用することができ、従ってこのトラップ区域からの再堆積された膜材料のはく離を軽減し、又は防止することさえできる、パターン上のミクロ構造を形成するマクロスケールパターンの、ビードブラスト及び／又はスチールブラッシング（steel brushing）、及び／又は他の処理を包含する。
【００１９】
[0032]本発明の特定の態様について、図２〜１１を参照して説明する。最初に図２及び図３を参照すると、例示のスパッタリングターゲット構造１０が、平面図（図２）及び垂直断面図（図３）に示される。構造１０は、モノリシックな物理的蒸気堆積法のターゲットとすることができる。ターゲット構造１０は、スパッタリング面１２と、このスパッタリング面に近い側壁１４を備える。構造１０はまた、このターゲット構造の下部領域の周囲に延びるフランジ１６を備える。構造１０は、ハネウェルインターナショナル社から入手可能なものなど、ＶＥＣＴＲＡ−ＩＭＰ（商標）タイプのターゲットとして示されるが、本発明の様々な態様においては、他のターゲット構造を利用することも可能であることを理解されたい。
【００２０】
[0033]スパッタリング面１２は、全体としてはＰＶＤ動作中に材料がスパッタされる領域も、このＰＶＤ動作中に材料がスパッタされない領域も有することになる。この非スパッタリング領域は、例えば面１２の横方向の周辺領域に対応する側壁１４に近接した領域を包含する可能性がある。
【００２１】
[0034]前述のように、スパッタリング動作中でターゲット構造１０又は他のターゲット構造を利用することに伴う問題は、面１２からスパッタされた一部の材料が、（側壁１４、フランジ１６、及び面１２の非スパッタ領域を含めて非スパッタ領域など、）このターゲット構造の他の表面上に再堆積される可能性があるということである。この再堆積された材料は、ＰＶＤ動作中に最終的にはこのターゲット構造から粒子として落下する可能性がある。この粒子は、このＰＶＤ動作中にスパッタ堆積された層内に堆積してこの層の特性に悪影響を及ぼし、且つ／又は基板を支持するために設けられる静電チャック上に落下する可能性がある。従って、スパッタ堆積された層の粒子汚染物質を回避するためにこのターゲットの側壁及び／又はフランジ、及び／又は他の非スパッタ表面を処理するための方法を開発することが望ましい。
【００２２】
[0035]本発明の一態様によれば、面１２の表面（この非スパッタ表面）、側壁１４及び／又はフランジ１６は、新しい方法で処理されて粒子形成が軽減される。例えば、この処理領域は、図３の括弧１８で示される領域にわたって部分的又は全体的に広がる可能性がある。本発明の方法を利用してＰＶＤ反応チャンバ内の真空にさらされる（面１２、側壁１４又はフランジ１６のいずれであれ）ターゲットのすべての非スパッタ表面を処理することが特に好ましい可能性がある。
【００２３】
[0036]図４は、本発明の方法の一例の前処理段階における側壁１４の拡大された領域２０を示すものである。この側壁は、比較的平面的な面２１を有する。
[0037]図５は、側壁１４が処理されてこの側壁表面全体に広がる突出部２２のパターンが形成された拡大領域２０を示す。突出部２２は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ツール、ローレット切り装置、又は他の適切な機械ツールを利用して形成することができ、スクロールパターンに対応する可能性がある。例えば、ＣＮＣツールを利用して側壁１４に切り込みを入れ、図に示すこのパターンを残すことができ、且つ／又はローレット切り装置を利用して側壁１４に圧力をかけ、このパターンを残すことができる。このパターンは、例えばビードブラストによって形成されるはずのランダムパターンと異なり、反復パターンである。突出部２２のこのパターンは、マクロパターンと称してこのパターンを（以下で考察する）その後に形成することができるミクロパターンとは区別する。
【００２４】
この突出部２２は、２．５４ｃｍ当たり（per inch）約２８から、２．５４ｃｍ当たり約８０の、一般には２．５４ｃｍ当たり約４０の密度に形成することができる。特定の用途では、この突出部は、約２８の２．５４ｃｍ当たり歯数（ＴＰＩ;teeth per inch）から約８０ＴＰＩで、一般には約４０ＴＰＩを有するツールで形成することができる。このツールの歯は、この突出部２２と一対一の対応になる可能性がある。この突出部２２は、この側壁表面１４に沿ってこの突出部の形成を行う代わりに又はそれに追加して、フランジ１６（図３）の表面及び／又は面１２の非スパッタ領域の全体に形成することができる。
【００２５】
[0038]図６は、この突出部２２がこの突出部を曲げる機械的な力を加えられた後の拡大領域２０を示すものである。この機械的な力は、例えばボール又はローラを含めて任意の適切なツールによって提供することができる。この曲がった突出部は、ＣＮＣツールを用いた適切な方向性の機械加工を利用して形成することもできる。この曲がった突出部により、これら突出部の間のキャビティ２３が画定され、かかるキャビティは、再堆積された材料及び／又は他の粒子源のためのトラップとしての機能を果たすことができる。
【００２６】
[0039]図３を再度参照すると、側壁１４は、スパッタリング面１２に近接しており、このスパッタリング面の周囲のターゲット構造１０の横方向の周辺部を形成すると考えることが可能である。従って、図６の（湾曲した突出部と呼ぶこともできる）曲がった突出部２２は、この側壁に沿って横方向に開いたキャビティ２３を形成するものと理解することが可能である。このキャビティ２３は、その代わりに曲がった、又は湾曲した突出部２２が形成するレセプタクルの反復パターンと考えることも可能である。これらのレセプタクル２３は、最終的には再堆積された材料、又はＰＶＤプロセス中の粒子源の１つとなり得る他の材料を保持するために利用することができる。このレセプタクル２３は、このレセプタクルの内部周辺部の周囲に内部表面２７を有する。
【００２７】
[0040]このスパッタリング表面１２（図３）が、ターゲット構造１０の上部表面として定義される場合（即ち、このターゲット構造が図３の方向にあると考えられる場合）には、この図に示すキャビティは下方に向かって開いている。本発明の他の態様（図示せず）においては、この湾曲した突出部は、図３の方向において上方に向かって、あるいは横方向に向かって開いたキャビティを形成することができる。従って、本発明は、スパッタリング表面がターゲット構造の上部表面として定義され、湾曲した突出部がターゲット構造の側壁に沿って形成されてこのスパッタリング表面の定義された上部表面に対して下方、上方及び横方向のうちの１方向又は複数の方向に側壁に沿って横方向に開くキャビティが形成される態様を包含する。
【００２８】
[0040]このスパッタリング面は、基準の外部フレームに対してこのターゲット構造の特定の任意の方向を示すものとしてではなく、この湾曲された突出部が形成するキャビティの相対的な方向を示す目的のために上部表面として定義されることに留意されたい。従って、このスパッタリング表面１２（図３）は、このターゲット構造の外部にいる閲覧者にとっては、このターゲット構造の上方表面、このターゲット構造の下方表面、又はこのターゲット構造の横方向表面として見える可能性がある。しかし、この開示及び添付特許請求の範囲を解釈する目的では、この表面は、定義された上方表面であると考えて、湾曲した突出部２２が形成するキャビティ２３の開口部の方向性に対するこのスパッタリング表面の関係を理解することができる。
【００２９】
[0041]キャビティ２３は、ターゲット構造１０が（例えば、図１のチャンバなどの）スパッタリングチャンバ中で最終的に利用されることになる方向では上方に開いていることが有利な可能性がある。従って、このターゲット構造の上部表面として定義されるスパッタリング表面１２に対して、このキャビティがこの図示された下方向の構造で開くことが有利な可能性がある。
【００３０】
[0042]図７は、図６の構造の拡大領域３０を示しており、詳細に１つの突出部２２を示す。[0043]図６及び図７のこの湾曲した突出部２２は、表面１４からの例えば約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inch）から約２．５４ｍｍ（0.1 inch）（一般に約０．２５４ｍｍ（0.01 inch））の高さ「Ｈ」を有し、約０．０２５４ｍｍ（0.001 inch）から約２５．４ｍｍ（1 inch）（一般に約０．６８６ｍｍ（0.027inch））の反復距離（「Ｒ」）を有することができる。この距離「Ｒ」は、この湾曲した突出部２２の周期的反復距離と考えることができる。
【００３１】
[0044]特定の態様においては、湾曲した突出部２２は、この湾曲した突出部が側壁１４に結合する基部２５を有すると考えることができ、側壁１４は、これらの湾曲した突出部の基部の間に広がる表面１５を有すると考えることができる。この湾曲した突出部は、一般にこの側壁表面１５上で約０．００２５４ｍｍ（0.0001 inches）から約０．２５４ｍｍ（0.01 inches）までの最大高さを有することになる。
【００３２】
[0045]図８及び図９は、粒子の加圧された流れ（例えば、ビードブラスト）にさらされてキャビティ又はディボット（divot）としてこの突出部に沿って広がるミクロ構造３２を形成した後の突出部２２を示す。この粒子は、このレセプタクル２３にも入り込んで（図示されるように）この内部表面２７も粗面化することが好ましい。
【００３３】
[0046]このミクロ構造を形成するために使用される粒子は、例えば炭化ケイ素、酸化アルミニウム、固体のＨ２Ｏ（氷）又は固体二酸化炭素のうちの１つ又は複数を含むことができる。これらの粒子が、不揮発性の材料を含む場合、ディボット３２の形成後に洗浄ステップを導入してこれらの粒子を除去することができる。例えば、これらの粒子が炭化ケイ素又は酸化アルミニウムを含む場合には、突出部２２を洗浄材料の浴又は流れにさらし、且つ／又は（ワイヤブラシなどの）適切なブラッシングツールでブラッシングする洗浄ステップを利用することができる。適切な流れは、固体Ｈ２Ｏ粒子又は固体二酸化炭素粒子を含む流れとすることが可能である。これらの粒子を最初に利用して（固体の氷又は固体ＣＯ２などの）揮発性粒子から実質的に構成され、又は構成されるディボット３２を形成する場合には、上述の清浄ステップは省略することができる。特定の態様においては、このビードブラスト媒体は、粒度２４のＡｌ２Ｏ３媒体であり、このビードブラストは、例えば約０．０２５４μｍＲＡから約１０２μｍＲＡ（about 1 to about 4000 micro-inch RA）で、好ましくは約１．２７μｍＲＡから約５０．８μｍＲＡ（about 50 to about 2000 micro-inch RA）で、また一般に約２．５４μｍＲＡから約７．６２μｍＲＡ（about 100 to about 300 micro-inch RA）で実施される。
【００３４】
[0047]本発明のビードブラストは、従来技術プロセスの典型的な圧力よりもずっと低い圧力で実施することができ、それにより、本発明を用いて処理される構造中にビードブラスト粒子が埋め込まれるようになる可能性を低減することができる。特に従来技術のビードブラストは、一般に少なくとも約５．６３ｋｇ／ｃｍ２（80 pounds per square inch(psi)）の圧力で実施される（即ち、平均して少なくとも約５．６３ｋｇ／ｃｍ２（80 psi）の、構造上に粒子によって与えられる衝撃圧力で構造に対して粒子を押しつけることによって実施される）。それに対して、本発明のビードブラストは、１．４１ｋｇ／ｃｍ２（20 psi）以下の圧力で実施することができる。本発明に従って処理される表面に埋め込まれ、又は別のやり方に関連して残るビードブラスト粒子の可能性を更に低減するために、（例えばワイヤブラシを利用して）その表面を機械的にブラッシングすることにより、（例えば、ＣＯ２で表面をブラストすることにより）揮発性の洗浄剤を用いて表面を吹き付けることにより、且つ／又は不揮発性の洗浄剤を用いて表面を吹き付けることにより、ビードブラスト後にその表面を洗浄することができる。
【００３５】
[0048]図８及び９の処理段階において示した側壁１４は、そこにマクロスケール構造もミクロスケール構造も共に有するトラップ区域を含む表面を有すると考えることができる。詳細には、突出部２２は、０．２５４ｍｍ（0.01 inches）の長さを有することができ、これは、基板上に形成されたマクロスケール形態（feature）であると考えることができる。この突出部内に形成されたディボットは、突出部２２の表面に沿って形成されたミクロスケール構造であると考えることができる。このミクロスケール構造とマクロスケール構造の組合せは、スパッタ堆積された層中への粒子の望ましくない組込みに関する本開示中で以前に説明した問題を軽減し、防止さえすることができる。
【００３６】
[0049]本明細書中で説明した本発明の例示の態様では、突出部を曲げた後に突出部２２上でミクロ構造が形成されるが、本発明は、このミクロ構造がこの突出部を曲げるのに先立って形成される他の態様（図示せず）も包含することを理解されたい。詳細には、突出部２２は、曲げられ、その後にビードブラストを行うのではなく、図５の処理段階においてビードブラストを行い、その後に曲げることもできる。
【００３７】
[0050]図５〜図９の突出部２２は、図３の領域１８の一部又は全部に沿って形成されることが可能である。従って、この突出部は、側壁１４に沿って少なくとも部分的に且つ／又はフランジ１６に沿って少なくとも部分的に、且つ／又は面１２の非スパッタの横方向の周辺領域に沿って広がる可能性がある。特定の態様においては、この突出部は、側壁表面１４に沿って全体的に広がり、且つ／又はフランジ１６に沿って全体的に広がり、且つ／又は面１２の非スパッタの横方向の周辺領域に沿って全体的に広がることになる。
【００３８】
[0051]図２及び図３は、モノリシックターゲット構造を示す。スパッタリングターゲット構造は、ターゲット／バッキングプレート構造も含むことができることが当業者には理解されよう。特に、スパッタリングターゲットは、（図１を参照して説明したチャンバなどの）スパッタリングチャンバ中でこのターゲットを用意するのに先立ってバッキングプレートに接合することができる。このターゲット／バッキングプレート構造は、図２及び３のモノリシックターゲットの形状を含めて所望の任意の形状を有することが可能である。このバッキングプレートは、このターゲットよりも安価な、このターゲットよりも製造しやすい、又はこのターゲットが所有していない所望の他の特性を有する材料から形成することが可能であり、このスパッタリングチャンバ中でこのターゲットを保持するために利用される。本発明を利用して、モノリシックターゲット構造を処理するための、図２〜図９で説明した方法と類似した方法でターゲット／バッキングプレート構造を処理することができる。
【００３９】
[0052]図１０及び図１１は、本発明の方法に従って処理することができる例示のターゲット／バッキングプレート構造（又はアセンブリ）を示すものである。図１０及び図１１を参照するに際して、適切な場合には図２〜９を説明する際に以上で使用したものと同じ番号を利用している。
【００４０】
[0053]構造２００は、バッキングプレート２０４に接合されたターゲット２０２を備える。このターゲットとバッキングプレートは、この図に示すアセンブリでは境界面２０６において接合している。ターゲット２０２とバッキングプレート２０４との接合は、例えばはんだ接合又は拡散接合を含めて、適切な任意の接合とすることが可能である。ターゲット２０２は、金属、セラミックスなどを含めて所望の任意の材料を含むことが可能である。特定の態様においては、このターゲットは、図２及び３のターゲット１０に対して以前に説明した材料のうちの１つ又は複数を含むことが可能である。バッキングプレート２０４は、適切な任意の材料又は材料の組合せを含むことが可能であり、しばしば例えばＡｌ、Ｃｕ及びＴｉのうちの１つ又は複数など、１つ又は複数の金属を含むことになる。
【００４１】
[0054]構造２００は、図２及び図３のターゲット構造１０に類似した形状を有している。従って、構造２００は、スパッタリング面１２、側壁１４及びフランジ１６を有している。構造２００の様々な非スパッタ表面はどれも、図２〜９を参照して以上で説明した処理と同様の本発明の方法を用いて処理することができる。従って、構造２００の図に示す領域１８のすべて又は一部分を処理することができる。
【００４２】
[0055]図１１の構造２００と、図３の構造１０との違いは、図１１の構造の側壁１４が、バッキングプレート（２０４）の側壁もターゲット（２０２）の側壁も含むのに対して、図３の構造の側壁１４は、ターゲットの側壁しか含んでいなかったことである。従って図１１の構造のこの処理された領域１８は、バッキングプレート２０４の側壁に沿って形成された粒子トラップ、及び／又はターゲット２０２の側壁に沿って形成された粒子トラップを含むことが可能である。追加して又はその代わりに、この処理領域は、フランジ１６に沿って形成された粒子トラップを含むことが可能であり、且つ／又は面１２の非スパッタ部分に沿って形成された粒子トラップを含むことが可能である。この粒子トラップは、図４〜図９を参照して説明した方法と同一の方法を用いて形成することができる。
【００４３】
[0056]ターゲットがバッキングプレートに接合される以前又は以後に、構造２００のターゲット２０２を処理して、このスパッタリング面の側壁領域及び／又は非スパッタ領域に沿って粒子トラップを形成することができる。同様に、このバッキングプレートがこのターゲットに接合される以前又は以後に、この構造のバッキングプレート２０４を処理して、側壁領域及び／又はフランジ領域に沿って粒子トラップを形成することができる。一般に、このターゲットもこのバッキングプレートも共に、粒子トラップを形成するために処理される１つ又は複数の表面を有することになり、構造２００のこのターゲット及び／又はバッキングプレートの処理は、このターゲット及びバッキングプレートをこの同じ処理ツールを用いて同時に処理することができるように、このターゲットをそのバッキングプレートに接合した後に行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】物理的蒸気堆積（例えば、スパッタリング）中を示す、従来技術の物理的蒸気堆積装置を図示する断面図である。
【図２】本発明の方法において使用するのに適するターゲット構造の一例を示す平面図である。
【図３】図２の線３−３に沿う図解的な断面図である。
【図４】図３のターゲット構造（図３の「４」でラベル付けされた領域）の拡大領域であり、本発明の方法の一例の前処理段階を示す図である。
【図５】図４の処理段階の後続の処理段階を示す図４の拡大領域を示す図である。
【図６】図５の処理段階の後続の処理段階を示す図４の拡大領域を示す図である。
【図７】図６の構造の一部分を示す拡大図である。
【図８】図６の処理段階の後続の処理段階を示す図４の拡大領域を示す図である。
【図９】図８の構造の一部分を示す拡大図である。
【図１０】本発明の方法において使用するのに適するターゲット／バッキングプレート構造の一例の図解的な平面図である。
【図１１】図１０の線１１−１１に沿う概略断面図である。
【図１】
2005538257.tif 000003
【図２】
2005538257.tif 000004
【図３】
2005538257.tif 000005
【図４】
2005538257.tif 000006
【図５】
2005538257.tif 000007
【図６】
2005538257.tif 000008
【図７】
2005538257.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月22日(2005.3.22)
【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】
ＰＶＤターゲットの非スパッタ領域を処理する方法であって、
前記非スパッタ領域に沿って突出部のパターンを形成するステップと、
前記突出部を曲げるステップと、
前記突出部を粒子の加圧された流れにさらして前記突出部上にミクロ構造を形成するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記ターゲットが、モノリシックターゲットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットをバッキングプレートに接合して前記ターゲットをターゲット／バッキングプレート構造に組み込むステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲットを前記バッキングプレートに接合する前記ステップが、前記非スパッタ領域に沿って突出部の前記パターンを形成するステップに先立って行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ターゲットが側壁を有し、前記非スパッタ領域が前記ターゲットの前記側壁の少なくとも一部分を含み、前記バッキングプレートが側壁を有し、前記バッキングプレートの前記側壁の少なくとも一部分に沿って、また前記ターゲットの前記側壁の一部分に少なくとも沿って広がる突出部の前記パターンを形成するステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記突出部が、前記突出部を前記粒子にさらすステップに先立って曲げられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記突出部が、前記突出部を前記粒子にさらすステップの後に曲げられる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記粒子が、固体Ｈ２Ｏ及び固体ＣＯ２のうちの一方又は両方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記粒子が、炭化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちの一方又は両方を含み、前記非スパッタ領域を前記加圧された流れにさらす前記ステップが、前記さらすステップ中に前記流れの内部で１．４１ｋｇ／ｃｍ２（20 psi）より低い圧力を利用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子が、炭化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちの一方又は両方を含み、前記粒子にさらす前記ステップの後に固体Ｈ２Ｏ及び固体ＣＯ２のうちの一方又は両方を含む前記洗浄剤の流れに前記非スパッタ領域をさらすステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
スパッタリング面に近接した側壁を有するＰＶＤターゲットであって、前記側壁が前記ターゲットの横方向の周辺部を形成し、前記ターゲットが、前記側壁に沿って横方向に開くキャビティを形成する、前記側壁に沿った湾曲した突出部のパターンと、前記湾曲した突出部上のビードブラスト形成されたミクロ構造と、を備えるターゲット。
【請求項１２】
前記ターゲットが、ターゲット／バッキングプレート構造の一部分である、請求項１１に記載のターゲット。
【請求項１３】
前記バッキングプレートが側壁を有し、湾曲した突出部の前記パターンが前記バッキングプレートの前記側壁に沿って広がる、請求項１２に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１４】
前記バッキングプレートがフランジを有し、湾曲した突出部の前記パターンが、前記バッキングプレートの前記フランジに沿って広がる、請求項１３に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１５】
前記側壁によって前記スパッタリング面から隔てられた、表面を有するフランジを更に備え、湾曲した突出部の前記パターンが、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる、請求項１１に記載のターゲット。
【請求項１６】
スパッタリング面に近接した側壁を有するＰＶＤターゲット／バッキングプレート構造であって、前記側壁に沿った、レセプタクルの内部周辺部に沿って内部表面を有するレセプタクルの反復パターンと、前記レセプタクルの前記内部表面上のミクロ構造と、を含むターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１７】
前記側壁の一部分が、前記ターゲットによって構成され、前記レセプタクルのパターンが、前記ターゲットによって構成される前記側壁の前記一部分に沿っている、請求項１６に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１８】
前記側壁の一部分が、前記バッキングプレートによって構成され、前記レセプタクルのパターンが、前記バッキングプレートによって構成される前記側壁の前記一部分に沿っている、請求項１７に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項１９】
前記側壁によって前記スパッタリング面から隔てられた、表面を有するフランジを更に備え、レセプタクルの前記反復パターンが、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる、請求項１６に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【請求項２０】
前記ミクロ構造が、前記フランジの前記表面の少なくとも一部分に沿って広がる前記レセプタクル上に存在する、請求項１９に記載のターゲット／バッキングプレート構造。
【国際調査報告】
2005538257.tif 000014