(57)【要約】  本発明は、５０原子％以上のモリブデン、チタンの第２の金属元素、及びクロム又はタンタルの第３の金属元素を含むスパッタ標的と、並びにスパッタ標的により準備される蒸着膜を対象とする。本発明の好ましい態様において、スパッタ標的は、モリブデン豊富な相、チタン豊富な相、及び第３の金属元素が豊富な相を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ標的であって、
前記スパッタ標的は、
ｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約４０原子％以上のモリブデン、
ｉｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約１原子％以上のチタン、および、
ｉｉｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約１原子％以上のタンタル又はクロムである第３の金属元素、を含み、
その結果、前記スパッタ標的は、モリブデン、チタン、および、第３の金属元素を含む合金を含む蒸着膜を準備するために使用される、スパッタ標的。
【請求項２】
スパッタ標的におけるモリブデンの濃度は約６０原子％以上であり、スパッタ標的におけるチタンの濃度は約５原子％以上であり、スパッタ標的における第３の金属元素の濃度は約５原子％以上である、請求項１に記載のスパッタ標的。
【請求項３】
前記スパッタ標的は、
ｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第１相の約４０体積％であって、前記第１相は、前記第１相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の濃度でモリブデンを含む、第１相の少なくとも約４０体積％；
ｉｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第２相の約１乃至約４０体積％であって、前記第２相は、前記第２相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の濃度でチタンを含む、第２相の約１乃至約４０体積％、
ｉｉｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第３相の約１乃至約４０体積％であって、前記第３相は、前記第３相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の第３の金属元素を含む、第３相の約１乃至約４０体積％を、含む、請求項１または２に記載のスパッタ標的。
【請求項４】
前記第３の金属元素はタンタルである、請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項５】
前記第３の金属元素はクロムである、請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項６】
前記スパッタ標的におけるモリブデンの濃度は約５０原子％以上である、請求項１乃至５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項７】
前記スパッタ標的におけるモリブデンの濃度は約７０原子％以上である、請求項１乃至５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項８】
前記スパッタ標的は、バナジウム、クロム、及びタンタルから成る群から選択される１以上の第４の金属元素を含み、第４の金属元素は第３の金属元素とは異なる、請求項１乃至７のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項９】
前記スパッタ標的は、第４相を含み、前記第４相は、第４の金属元素の少なくとも５０原子％を含む、請求項８に記載のスパッタ標的。
【請求項１０】
前記スパッタ標的は、ニオブが実質的になく、又は１０原子％未満のニオブを含有する、請求項１乃至９のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１１】
前記第２相は、スパッタ標的の全体積に基づいて、５体積％以上の濃度で存在する、請求項３乃至１０のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１２】
前記第３相は、スパッタ標的の全体積に基づいて、５体積％以上の濃度で存在する、請求項３乃至９のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１３】
チタンの濃度は、スパッタ標的における原子の総数に基づいて、約５原子％から約２５原子％までである、請求項１乃至１２のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１４】
第３の金属元素の濃度は、スパッタ標的における原子の総数に基づいて、約５原子％から約２５原子％までである、請求項１乃至１３のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１５】
第１相の体積は、スパッタ標的の全体積に基づいて、約７０％以上である、請求項１乃至１４のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１６】
チタンと第３の金属元素の全濃度は、スパッタ標的における原子の総数に基づいて、約５原子％から約４５原子％までである、請求項１乃至１５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１７】
チタンと第３の金属元素の全濃度は、スパッタ標的における原子の総数に基づいて、約１０原子％から約３０原子％までである、請求項１乃至１６のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１８】
第１相は、本質的にモリブデンからなる相を含む、請求項３乃至１７のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１９】
第１相は、ＭｏｘＴｉ１−ｘの合金から本質的になる合金相を含み、ｘは合金におけるモリブデン原子の原子分率であり、ｘは約０．５以上かつ１未満である、請求項３乃至１８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２０】
第１相は、５０原子％以上のモリブデンと１原子％以上のチタンを含む、合金相を含んでいる、請求項３乃至１９のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２１】
第１相は、ＭｏｙＭ１−ｙの合金から本質的になる合金相を含み、ｙは合金相におけるモリブデン原子の原子分率であり、ｙは約０．５以上かつ１未満であり、Ｍは第３の金属元素である、請求項３乃至２０のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２２】
第１相は、５０原子％以上のモリブデンと１原子％以上のタンタルとを含む、合金相を含んでいる、請求項３乃至２１のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２３】
第１相は、本質的にモリブデンからなる一般的に純粋な相を含み、第１相は、ＭｏｘＴｉ１−ｘの合金から本質的になる合金相を含み、ｘは合金におけるモリブデン原子の原子分率の単位であり、ｘは約０．５以上かつ１未満である、請求項３乃至２２のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２４】
第１相は、本質的にモリブデンからなる一般的に純粋な相を含み、第１相は、ＭｏｙＭ１−ｙの合金から本質的になる合金相を含み、ｙは合金におけるモリブデンの原子分率であり、ｙは約０．５以上かつ１未満であり、Ｍはタンタル又はクロムである、請求項３乃至２３のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２５】
第１相は、本質的にモリブデンからなる一般的に純粋な相を含み、第１の相は、ＭｏｘＴｉ１−ｘの合金から本質的になる第１の合金相を含み、ｘは約０．５以上かつ１未満であり、および、第１相は、ＭｏｙＭ１−ｙの合金から本質的になる第２の合金相を含み、ｙは約０．５以上かつ１未満であり、Ｍはタンタル又はクロムである、請求項１乃至３１のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２６】
チタンは約５乃至約２５原子％の濃度で存在し、第３の金属元素は約５乃至約２５原子％の濃度で存在する、請求項３乃至２５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２７】
第２相は不連続相である、請求項３乃至２６のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項２８】
第２相は、約５０μｍ未満の加重平均領域の大きさを有する、請求項２７に記載のスパッタ標的。
【請求項２９】
第３相は不連続相である、請求項３乃至２８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３０】
第３相は、約５０μｍ未満の加重平均領域の大きさを有する、請求項２９に記載のスパッタ標的。
【請求項３１】
第１相は、連続相または共連続相である、請求項３乃至３０のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３２】
第１相は、少なくとも約９０原子％のモリブデンを含み、第２相は、少なくとも約９０原子％のチタンを含み、および、第３相は、少なくとも約９０原子％のタンタルを含む、請求項３乃至３１のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３３】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００によって測定されるような少なくともほぼ５Ｂのシリコンに対する接着を有する、請求項１乃至３２のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３４】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、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標的から準備された同じ厚みを有する蒸着層のエッチング速度未満の、２５℃でのフェリシアン化物溶液中のエッチング速度を有する、請求項１乃至３３のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３５】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、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標的から準備された同じ厚みを有する蒸着層の電気抵抗率未満の電気抵抗率を有する、請求項１乃至３４のいずれかに記載のスパッタ標的。  
【請求項３６】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２５ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層と、蒸着層の上に蒸着した銅の層とを含んでいる構造を、約３０分間、約３５０℃でアニール処理した後、シリコン層の表面の銅の濃度は、オージェ分析によって測定されるように約１原子％以下であり、銅層の表面のシリコンの濃度は、オージェ分析によって測定されるように約１原子％未満である、請求項１乃至３５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３７】
スパッタ標的は、約１ｎｍ以上の長さを有し、圧延の工程を含むプロセスによって形成される、請求項１乃至３６のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３８】
スパッタ標的は、理論密度の９０％以上の密度を有する、請求項１乃至３７のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項３９】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、約７５ｎｍ／分以下である２５℃でのフェリシアン化物溶液中のエッチング速度を有する、請求項１乃至３８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項４０】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、約６５ｎｍ／分以下である２５℃でのフェリシアン化物溶液中のエッチング速度を有する、請求項１乃至３８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項４１】
請求項１乃至４０のいずれかに記載のスパッタ標的を作る方法であって、
前記方法は、
ａ．少なくとも５０原子％のモリブデンを含む第１の粒子、少なくとも５０原子％のチタンを含む第２の粒子、および、少なくとも５０原子％の第３の金属元素を含む第３の粒子を混合する工程、
ｂ．予め決められた温度で混合した粒子を加熱する工程、
ｃ．均一な材料を作るために、予め決められた時間、混合した粒子に予め決められた圧力をかける工程、
ｄ．少なくとも均一な材料の長さを長くするために、前記材料を圧延する工程、を含む、方法。
【請求項４２】
予め決められた圧力は、少なくとも約５０００ｐｓｉであり、予め決められた温度は約１１００℃以上であり、予め決められた時間は約１時間以上である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
第１の粒子、第２の粒子、および、第３の粒子は、各々、約１００μｍ以下の加重平均粒径を有する、請求項４１または４２に記載の方法。
【請求項４４】
膜を蒸着するプロセスであって、前記プロセスは、膜が基板に蒸着されるように、請求項１乃至４０のいずれかに記載のスパッタ標的をスパッタ処理する工程を含む、プロセス。
【請求項４５】
基板と蒸着層を含む物品であって、前記蒸着層は請求項１乃至４０のいずれかに記載のスパッタ標的から蒸着される、物品。
【請求項４６】
蒸着層は、モリブデン、チタン、および第３の金属元素を含む合金を含んでいる、請求項４５に記載の物品。
【請求項４７】
第３の金属元素はタンタルである、請求項４５または４６に記載の物品。
【請求項４８】
蒸着層は、約２５℃のフェリシアン化物溶液中で、約７５ｎｍ／分以下のエッチング速度を有する、請求項４５乃至４７のいずれかに記載の物品。
【請求項４９】
蒸着層は、約２５℃のフェリシアン化物溶液中で、約６５ｎｍ／分以下のエッチング速度を有する、請求項４５乃至４７のいずれかに記載の物品。
【請求項５０】
蒸着層は、４０μΩ・ｃｍ以下の電気抵抗率を有する、請求項４５乃至４９のいずれかに記載の物品。
【請求項５１】
請求項４５乃至５０のいずれかに記載の物品を作るプロセスであって、前記プロセスは、約６５ｎｍ／分未満の速度で、モリブデン含有層をエッチングする工程を含む、プロセス。
【請求項５２】
エッチングする工程は、モリブデン含有層をフェリシアン化物溶液に少なくとも部分的に接触させる工程を含む、請求項５１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〈優先権の主張〉
本出願は、２０１０年６月３０日出願の米国特許出願第１２／８２７，５６２号の利益を請求するものであり、全ての目的のためその全体において引用により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〈発明の分野〉
本発明は、一般的にスパッタ標的、スパッタ標的を準備するための方法、フラット表示パネル（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膜を準備する際にスパッタ標的を使用する方法、及び光電池、当該標的によって製造された薄膜、並びに当該標的を組み込んだ製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
スパッタ蒸着は、半導体及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。半導体及び光電子産業における進歩に伴い、１つ以上の電気的な要件、耐久性の要件、及びプロセス可能性要件を満たす、スパッタ標的のニーズが存在する。例えば、プロセスを容易にし、あまり高価でなく、そしてより一様な膜を製造するために使用され得る、スパッタ標的のニーズが存在する。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。スパッタ標的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、標的が製造される異なる方法は、同一の組成を使用して製造された標的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標的、当該標的を準備する方法、及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、２００５年９月１日に公開されたＢｕｔｚｅｒらによる米国特許第７，３３６，３３６Ｂ２号及び米国特許出願公報第２００５／０１８９４０１号に記載され、各々その全体において、引用によって本明細書に組み込まれる。
【０００５】
モリブデンとチタンを含むスパッタ標的、当該スパッタ標的を準備する方法、フラットパネルディスプレイにおける当該スパッタ標的の使用は、２００８年１２月２５日に公開されたＧａｙｄｏｓらによる米国特許第７，３３６，８２４Ｂ２号及び米国特許出願公報第２００８／０３１４７３７Ａ１号、２００７年４月２６日に公開されたＧａｙｄｏｓらによる米国特許出願公報第２００７／００８９９８４Ａ１号、及び２００７年１１月１日に公開されたＮｉｔｔａらによる米国特許出願公報第２００７／０２５１８２０号に記載されており、当該特許文献は、各々、その全体において引用によって本明細書に組み込まれる。
【０００６】
モリブデン及び第２の金属を含むスパッタ標的は、２００４年１２月３０日に公開されたＣｈａｏらによる米国特許出願公報第２００４／０２６３０５５Ａ１号、２００７年５月３１日に公開されたＬｅｅらによる米国特許出願公報第２００７／０１２２６４９Ａ１号、及び２００５年１０月２０日に公開されたＩｎｏｕｅらによる米国特許出願公報第２００５／０２３０２４４Ａ１号、２００８年３月２７日に公開されたＣｈｏらによる米国特許出願公報第２００８／００７３６７４Ａ１号、及び２００５年９月１日に公開されたＩｗａｓａｋｉらの米国特許出願公報第２００５／０１９１２０２Ａ１号に記載されており、各々その全体において引用によって本明細書に組み込まれる。多くのデバイスの製造において、薄膜製品は、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、適切なスパッタ標的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。例えば、適切なスパッタ標的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。スパッタ標的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するエッチング速度（例えば、同一のエッチング速度又は約２５％未満だけ異なるエッチング速度）を有する、及び／又は１つ以上の他の層のエッチング速度と異なる（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得る。
【０００７】
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％のチタンから成るスパッタ標的から蒸着される層のエッチング速度より遅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、比較的遅いエッチング速度を有する蒸着層を生成するスパッタ標的に対するニーズが、継続して存在する。基板に対する強い接着力、良好なバリア特性、Ｓｉ含有層とＣｕ含有層との間に置かれる時に銅シリコン化合物（銅ケイ化物など）の形成を減少又は防ぐ能力、或いは比較的低い電気抵抗率（例えば、約６０μΩ・ｃｍ以下）のうちの１つ又は任意の組み合わせを有する蒸着層を生成するためのスパッタ標的のニーズも、存在する。加えて、圧延工程を使用して、スパッタ標的に処理され得る異種混合材料から準備される、上述の特性の１つ以上を有する、スパッタ標的のニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００８】
上述のニーズの１以上は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及び第３の金属元素を含むスパッタ標的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、タンタル又はクロムである。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標的に関係し、並びに結果として生じる薄膜製品及び関連する方法にも関係する。
【０００９】
本発明の一態様は、スパッタ標的を準備するためのプロセス及び／又は約５０原子％以上のモリブデンを含む第１の粉末、約５０原子％以上のチタンを含む第２の粉末、及びクロム並びにタンタルから成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標的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る。
【００１０】
本発明の他の態様は、スパッタ標的及び／又はスパッタ標的を製造するために使用されるブランクに向けられ、前記スパッタ標的は、前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約４０原子％以上のモリブデン、前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約１原子％以上のチタン、及び前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約１原子％以上の第３の金属原子を含み、ここで、前記第３の金属元素は、タンタル又はクロムであり、その結果、前記スパッタ標的が合金を含む前記蒸着された膜を準備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、チタン、及び前記第３の金属元素を含む。
【００１１】
本発明の他の態様は、スパッタ標的及び／又はスパッタ標的を製造するために使用されるブランクに向けられ、前記スパッタ標的は、第１相の前記スパッタ標的の全体積に基づいて少なくとも約４０体積％、ここで、前記第１相は、少なくとも約５０原子％の第１の金属元素を含み（それゆえ前記第１の金属元素に富んでいると言える）、ここで、前記第１の金属元素はモリブデンであり；第２相の前記スパッタ標的の全体積に基づいて約１体積％から約４０体積％まで、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の金属元素はチタンであり；及び第３相の前記スパッタ標的の全体積に基づいて約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２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、クロム及びタンタルから成る群から選択され、その結果、スパッタ標的は、合金を含む蒸着された膜を準備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、チタン及び前記第３の金属元素を含む。本明細書における教示において、前記第３の金属元素は、クロムとタンタルの組み合わせにより置き換えられることが認識されるであろう。
【００１２】
本発明の別の態様は、膜（例えば、スパッタ蒸着された膜）に向けられており、前記膜は、約５０原子％以上のモリブデン、約０．５原子％以上のチタン、及びクロムとタンタルからなる群から選択される約０．５原子％以上の第３の元素を含む。一例として、１つのそのような膜は、約５０原子％乃至約９０原子％のモリブデン、約５原子％乃至約３０原子％のチタン、及び約５原子％乃至約３０原子％の前記第３の金属元素（例えば、クロム、タンタル、又はその両方）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、比較的遅いエッチング速度を示し得る。
【００１３】
本発明の別の態様は、本明細書に記載され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。
【００１４】
本発明の別の態様は、本明細書に記載され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。
【００１５】
本発明のスパッタ標的は、有利には、一般に低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℃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／分以下、好ましくは約７５ｎｍ／分以下、より好ましくは約７０ｎｍ／分以下、さらにより好ましくは約６８ｎｍ／分以下、さらにより好ましくは約６５ｎｍ／分以下、及び最も好ましくは約６２ｎｍ／分以下であり得る。スパッタ標的は、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、銅含有層との間に蒸着された時、銅ケイ化物の形成を実質的に回避すること；低い電気抵抗率；又はそれらの任意の組み合わせを含む。有利には、スパッタ標的は、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、スパッタ標的は、圧延され得る材料から準備されることができ（例えば、１以上の圧延動作を介して）、好ましくは、大きいスパッタ標的が効率的に生成され得るように、亀裂なく準備されるのが好ましい。また、多数の個々に予め形成された構造体（例えば、ブロック）を接合することによって、例えば、隣接する予め形成された構造体の間に粉末を有するか、或いは粉末なしの熱間静圧処理の動作を介した拡散接合によって、大きな標的を作ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、二次電子撮像を使用する、モリブデン、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的の例証的な走査型電子顕微鏡写真である。スパッタ標的は、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％以上のチタンを含むチタン豊富な相、及び５０原子％以上のタンタルを含むタンタル豊富な相を含む。
【図２】図２は、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的の例証的な走査型電子顕微鏡写真である。スパッタ標的は、好ましくはモリブデン豊富な相、タンタル豊富な相、及びチタン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、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的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、スパッタ標的は、好ましくはモリブデン豊富な相を含む。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのスパッタ標的の領域用の０から２０ｋｅＶまでのエネルギーを有するＸ線の度数分布を示す、例証的なエネルギー分散方式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、スパッタ標的は、本質的に完全に（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、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的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、スパッタ標的は、好ましくはチタン豊富な相を含む。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのスパッタ標的の領域用の０から２０ｋｅＶまでのエネルギーを有するＸ線の度数分布を示す、例証的なエネルギー分散方式Ｘ線分光法のグラフである。図４Ｂは、スパッタ標的が本質的に完全に（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）チタン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、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的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、スパッタ標的は好ましくはタンタル豊富な相を含む。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのスパッタ標的の領域用の０から２０ｋｅＶまでのエネルギーを有するＸ線の度数分布を示す、例証的なエネルギー分散方式Ｘ線分光法のグラフである。図５Ｂは、スパッタ標的が本質的に完全に（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、基板上で蒸着されるスパッタ処理された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、チタン豊富な相及びタンタル豊富な相を含むスパッタ標的からスパッタ処理される。蒸着された膜は、好ましくは、モリブデン、チタン及びタンタルを含む合金相を含む。
【図６Ｂ】図６Ｂは、後方散乱電子撮像を使用する、基板上で蒸着されるスパッタ処理された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、チタン豊富な相及びタンタル豊富な相を含むスパッタ標的からスパッタ処理される。蒸着された膜は、好ましくは、モリブデン、チタン及びタンタルを含む合金相を含む。
【図７】図７は、基板上で蒸着されるスパッタ処理された膜の断面図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、チタン豊富な相及びタンタル豊富な相を含むスパッタ標的からスパッタ処理される。蒸着された膜は、好ましくは、モリブデン、チタン及びタンタルを含む合金相を含む。蒸着された膜は、図７で例証された形態のような円柱状形態を有し得る。
【図８Ａ】図８Ａは、シリコン基板と、モリブデン、チタン及びタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、及び銅の第２のスパッタ処理された層を含む多層の構造の、例証的なオーガスペクトル（Ａｕｇｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａ）である。スペクトルは、約３０分間、約３５０℃でのアニール処理の前（図８Ａ）に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ及びＭｏの組成物対深さを例証する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、シリコン基板と、モリブデン、チタン及びタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、及び銅の第２のスパッタ処理された層を含む多層の構造の、例証的なオーガスペクトル（Ａｕｇｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａ）である。スペクトルは、約３０分間、約３５０℃でのアニール処理の後（図８Ｂ）に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ及びＭｏの組成物対深さを例証する。
【図９Ａ】図９Ａは、モリブデン、チタン及びタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、銅の第２のスパッタ処理された層（図９Ａ）との間のインターフェースの、例証的なオーガ・スペクトルである。スペクトルは、約３０分間、約３５０℃でのアニール処理の前及びその後に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ及びＭｏの組成物対深さを例証する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、モリブデン、チタン及びタンタルを含む第１のスパッタ処理された層と、シリコン基板（図９Ｂ）との間のインターフェースの、例証的なオーガ・スペクトルである。スペクトルは、約３０分間、約３５０℃でのアニール処理の前及びその後に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ及びＭｏの組成物対深さを例証する。
【図１０】図１０は、基板層、モリブデン含有層及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、チタン豊富な相及びタンタル豊富な相を含むスパッタ標的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】
【００１７】
本発明は、その種々の態様において、薄膜バリア層、連結層（ｔｉｅ  ｌａｙｅｒ）或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標的を引き出すために、材料の特有の組み合わせを利用する。本発明のスパッタ標的から準備された、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性及び／又は優れたバリア特性の驚くべき組み合わせを有する。スパッタ標的は、好ましくは、比較的低いエッチング速度（例えば、フェリシアン化物溶液において）を有する蒸着層提供するために調整され得る。
【００１８】
本発明のスパッタ標的は、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利用する。制限なしに、適切なスパッタ標的は、３つの金属元素、４つの金属元素又は５つ以上の金属元素を含むか、或いは本質的それらから成る材料を含む。例えば、スパッタ標的は、モリブデン（すなわち、Ｍｏ）、チタン（すなわち、Ｔｉ）、及びバナジウム（すなわち、Ｖ）、クロム（すなわち、Ｃｒ）、タンタル（すなわち、Ｔａ）並びにニオブ（すなわち、Ｎｂ）から成る群から選択される１つ以上の追加の金属元素を含み得る、或いは実質的にそれらから成る。好ましいスパッタ標的は、モリブデン、チタン、及びタンタルとクロムから選択される第３の金属元素を含む、或いは実質的にそれらから成る。好ましいスパッタ標的は、約６０原子％以上、より好ましくは約８０原子％以上、さらにより好ましくは約９５原子％以上、さらにより好ましくは約９９原子％以上、及び最も好ましくは約９９．５原子％以上の総濃度で、モリブデン、チタン、及び第３の金属元素を含む。制限なしに、本発明のスパッタ標的から準備された蒸着層は、３つからなる材料及び／又は４つからなる材料を含み得る。
【００１９】
スパッタ標的は、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いて少なくとも５０原子％の濃度で）、チタン、及び第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、スパッタ標的より少ない相を含有し得る。制限なしに、スパッタ標的から生成された、例示的な蒸着層は、１又は２の相を包含し得るが、蒸着層が準備されるスパッタ標的は、好ましくは少なくとも３つの相（例えば、１つ以上の純金属相及び／又は１つ以上の合金相）を含有する。より好ましくは、蒸着層は、合金相を含む或いは本質的に合金相から成り、ここで当該合金は、モリブデン、チタン及び第３の金属元素を含む。さらにより好ましくは、蒸着層は、合金相を含む或いは本質的に合金相から成り、ここで、当該合金は、モリブデン、チタン及び第３の金属元素を含む又は本質的にそれらから成る。最も好ましくは、蒸着層は、合金相を含む或いは本質的に合金相から成り、ここで、当該合金は、モリブデン、チタン及びタンタルを含む又は本質的にそれらから成る。
【００２０】
〈スパッタ標的の形態〉
スパッタ標的は、複数の相を含む異種の材料であり得る。スパッタ標的は、好ましくは少なくとも３つの相を含む。例えば、標的は、各々約５０原子％以上のモリブデンを含む１つ以上の第１相、各々約５０原子％以上のチタンを含む１つ以上の第２相、及び各々約５０原子％以上の第３の金属元素を含む１つ以上の第３相を含み得、前記第３の金属元素は、タンタル又はクロムである。
【００２１】
第２相は、以下の１つ又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又は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、又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％以上だけ、約１重量％以上だけ、約５重量％以上だけ、或いは約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相及び／又は第２相と、以下の１つ又は任意の組み合わせにおいて異なり得る。すなわち、１、２又は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、又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％以上だけ、約１重量％以上だけ、約５重量％以上だけ、或いは約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相と第２相又は第３相など）を含み得、当該２つの相の密度の違いは、０．１ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは約０．３ｇ／ｃｍ３以上、さらにより好ましくは約０．６ｇ／ｃｍ３以上、及び最も好ましくは約１．２ｇ／ｃｍ３以上である。
【００２２】
第１相、第２相及び第３相は、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。相のブラベー格子は、三斜晶系、単斜晶系（例えば、単純な単斜晶系か或いは中心単斜晶系）、斜方晶系（例えば、単純なベース中心斜方晶系、体心斜方晶系、或いは面心斜方晶系）、四角形（例えば、単純な四角形か或いは体心四角形）、菱面体、六角形、又は立方体（例えば、単純立方、体心立法結晶又は面心立方）であり得る。一例として、第１相、第２相及び第３相は、各々独立して、六角形、単純立方、体心立法結晶及び面心立方であるブラベー格子を有する結晶、又はその任意の組み合わせを含むか、或いは本質的にそれらから成り得る。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、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又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相と同じ或いは異なる、前記１つ以上の第２相と異なる、又はそれらの任意の組合せである、ブラベー格子を有する結晶を含み得る。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、又はその両方を有する結晶を含むか、或いは本質的にそれらから成り得る。
【００２３】
図１は、二次電子撮像を使用する、モリブデン、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的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標的内で使用され得る。図１に関して、スパッタ標的（１０）は、第１相（１６）、第２相（１４）及び第３相（１２）を含み得る。スパッタ標的（１０）の第１相（１６）は連続相であり得、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）、或いはその両方を含み得る。図１に例証されているように、第２相（１４）、第３相（１２）、或いはその両方は、不連続相（第１相で分散した不連続相など）であり得る。連続相（例えば、共連続相）である、第２相、第３相、又はその両方も、本発明の範囲内にある。第２相（１４）は、第２相における原子の総数に基づいて、チタンなど第２の金属元素の約５０原子％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て、クロム又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、スパッタ標的の全体積に基づいて、約４０体積％以上、又は約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、及び１つ以上の第１相と第２相の全体積は、スパッタ標的の全体積に基づいて、約１体積％以上、又は約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、及び１つ以上の第１相と第２相の全体積は、スパッタ標的の全体積に基づいて、各々約５０体積％以下、又は約２５体積％以下であり得る。第２相、第３相、又はその両方は、一般に、任意に配向され得る。第２相、第３相、又はその両方は、一般に、細長く延ばされ得る。好ましくは、第２相、第３相、又はその両方は、約２０：１以下、約１０：１以下、或いは約５：１以下の長さ対幅の比を有する。第２相は、約０．３μｍ以上の平均長さを有する粒子、或いは約２００μｍ以下の平均長さを有する粒子、若しくはその両方を含み得る。第３相は、約０．３μｍ以上の平均長さを有する粒子、或いは約２００μｍ以下の平均長さを有する粒子、若しくはその両方を含み得る。相の長さ及び／又は体積は、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、相の組成物の測定のために、エネルギー分散方式Ｘ線分光法などの追加の方法で補われ得る。
【００２４】
図２は、後方散乱電子撮像を使用する、モリブデン、ニオブ及びタンタルを含むスパッタ標的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、スパッタ標的内で使用され得る。図２に関して、スパッタ標的（１０）は第１相（１６）、第２相（１４）及び第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、約９０原子％以上、又は約９５原子％以上の量の金属を含む相）であり得る。スパッタ標的はまた、モリブデンとタンタル（１８）及び／又は金属間相を含む合金相などの合金相を含み得る。
【００２５】
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％原子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、或いは約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、或いは約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、スパッタ標的は、スパッタ標的の幅、長さ又はその両方を増加させる工程において圧延され得る。
【００２６】
１つ以上の第２相は、随意に、比較的純粋な第２相と、比較的純粋な第２相より低い濃度のチタンを含有する高合金の第２相の両方を含み得る。例えば、比較的純粋な第２相は、比較的純粋な第２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原子％以上の濃度のチタンを含有し得る。一例として、高合金の第２相におけるチタンの濃度は、約９０原子％以下、約８０原子％以下、或いは約７０原子％以下であり得る。
【００２７】
１つ以上の第３相は、随意に、比較的純粋な第３相と、比較的純粋な第３相より低い濃度の第３の金属元素を含有する高合金の第３相の両方を含み得る。例えば、比較的純粋な第３相は、比較的純粋な第３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％以上の濃度の第３の金属元素を含有し得る。一例として、高合金の第３相における第３の金属元素の濃度は、約９０原子％以下、約８０原子％以下、或いは約７０原子％以下であり得る。
【００２８】
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、スパッタ標的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、或いは約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、スパッタ標的の全体積に基づいて、約９９体積％以下、約９５体積％以下、約９２体積％以下、或いは約９０体積％以下であり得る。
【００２９】
１つ以上の第２相、１つ以上の第３相、又は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、スパッタ標的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、或いは約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、又は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、スパッタ標的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３０体積％以下、約２５体積％以下、或いは約２０体積％以下であり得る。
【００３０】
スパッタ標的の１つ以上の第１相、１つ以上の第２相、及び１つ以上の第３相は、各々個々に、不連続相、連続相、又は共連続相であり得る。好ましくは、スパッタ標的は、連続相である第１相を含み得る。理論によって縛られることなく、連続的な第１相は、その長さ、幅、又はその両方を増加させるために、スパッタ標的を圧延する能力を改善し得る。好ましくは、１つ以上の第２相は、不連続な第２相を含む。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、又は第３相内で不連続相であり得る。より好ましくは、スパッタ標的は、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％以上のチタンを含む第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、又は第２相内で不連続相であり得る。より好ましくは、スパッタ標的は、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％以上のクロム又はタンタルを含む第３相を含む。スパッタ標的が少なくとも２つの第２相を有する場合、スパッタ標的は、第２相の一つが約８０原子％以上のチタンを含有し、より低い濃度の第２の金属元素を含有する第２相の他の一つによってカプセルに入れられる（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）形態を有し得る。スパッタ標的が少なくとも２つの第３相を有する場合、スパッタ標的は、第３相の一つが約８０原子％以上の第３の金属元素を含有し、より低い濃度の第３の金属元素を含有する第３相の他の一つによって封入される形態を有し得る。
【００３１】
スパッタ標的の相の１つ以上、或いはすべて相の領域（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、比較的さらに大きいものであり得る。例えば、スパッタ標的の相の１つ以上、或いはすべての相の領域の大きさは、スパッタ標的から準備された、蒸着層の１つの相又は複数の相の領域の大きさよりさらに大きい（例えば、５０％以上だけ、約１００％以上だけ、約２００％以上だけ、約５００％以上だけ、或いは、約１０００％以上だけ）ものであり得る。制限なしに、１つ以上の第１相、１つ以上の第２相及び／又は１つ以上の第３相の領域の大きさ（例えば、領域の数平均の長さ）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。スパッタ標的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つの相と見なされ得、第２相のすべては１つの相と見なされ得、及び第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相及び／又は１つ以上の第３相の領域の大きさ（例えば、領域の数平均の長さ）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、スパッタ標的内で使用され得ることが認識されるであろう。例えば、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相又はその両方の領域の形状は、一般に細長く延ばされ得る。好ましくは、第２相、第３相又はその両方は、約２０：１以下、約１０：１以下、或いは約５：１以下の長さ対幅の比を有する。
【００３２】
図３Ａは、モリブデン相（１６）を含み、及びモリブデン相における点（３２）を例証する、モリブデン、チタン、及びタンタルを含むスパッタ標的の相の走査型電子顕微鏡写真（後方散乱電子）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方式Ｘ線スペクトルグラフ（３０）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、スパッタ標的は、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、或いは約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。
【００３３】
図４Ａは、チタン相（１４）と、チタン相における点（４２）とを含む、モリブデン、チタン、及びタンタルを含むスパッタ標的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方式Ｘ線スペクトルグラフである。図４Ｂのスペクトルグラフは、チタンに対応するピーク（４４）、（４４’）及び（４４’’）のみを含む。図４Ｂによって例証されるように、スパッタ標的は、実質的に純粋なチタン（すなわち、約８０原子％以上のチタン、約９０原子％以上のチタン、又は約９５原子％のチタンを含む）の相を含む領域を含み得る。
【００３４】
図５Ａは、タンタル相（１２）、モリブデン相（１６）及びタンタル相における点（５２）を含む、モリブデン、ニオブ、及びタンタルを含むスパッタ標的の領域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方式Ｘ線スペクトルグラフである。図５Ｂのスペクトル（５０）は、タンタルに対応するピーク（５４）、（５４’）、（５４’’）及び（５４’’’）のみを含む。図５Ｂによって例証されるように、スパッタ標的は、実質的に純粋なタンタル（すなわち、約８０原子％以上のタンタル、約９０原子％以上のタンタル、又は約９５原子％以上のタンタルを含む）の相、又は実質的に純粋なクロム（すなわち、約８０原子％以上のクロム、約９０原子％以上のクロム、又は約９５原子％以上のクロムを含む）の相などの、実質的に純粋な第３の金属元素の相を含む領域を含み得る。
【００３５】
〈スパッタ標的のモリブデン濃度〉
標的におけるモリブデンの総濃度は、約５０原子％、好ましくは約６０原子％、より好ましくは約６５原子％、さらにより好ましくは約７０原子％以上、及び最も好ましくは約７５原子％であり得る。標的におけるモリブデンの濃度は、約９５原子％未満、好ましくは約９０原子％未満、より好ましくは約８５原子％未満、さらにより好ましくは約８３原子％未満、及び最も好ましくは約８１原子％未満であり得る。スパッタ標的は、好ましくは、スパッタ標的を形成するため材料を圧延する工程を含むプロセスを使用して準備される。そのため、スパッタ標的は、好ましくは、十分な量のモリブデンを含み、その結果、材料は、以下に記載の圧延工程などの圧延工程を受けることができる。
【００３６】
〈追加の元素〉
モリブデンに加えて、標的は、少なくとも２つの追加の金属元素（すなわち、第２の金属元素及び第３の金属元素）を含む。第２の金属元素及び第３の金属元素は、各々独立して、モリブデンの原子質量より多くの、又はそれ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、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。別の実施例として、第２の金属元素及び第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及び第３の金属元素は、ＩＵＰＡＣの群４、５及び６の元素から選ばれ得る。好ましくは、標的は、チタン、タンタル、クロム、ハフニウム、ジルコニウム、及びタングステンから成る群から選択された２つ以上の元素（すなわち、第２の金属元素及び第３の金属元素）を含む。より好ましくは、標的は、チタン、タンタル、及びクロムから成る群から選択された２つ以上の元素を含む。好ましくは、スパッタ標的の第２の金属元素は、チタンである。好ましくは、スパッタ標的の第３の金属元素は、タンタル又はクロムである。
【００３７】
制限なしに、例示的な標的は、モリブデン、チタン及びタンタル；モリブデン、チタン及びクロム；モリブデン、タンタル、及びクロム、又はモリブデン、チタン、タンタル及びクロムを含む、本質的にそれらから成る、或いはそれらから成る標的を含む。
【００３８】
スパッタ標的における第２の金属元素、第３の金属元素又は第２及び第３の金属元素の組み合わせの濃度は、標的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、及び最も好ましくは約５原子％以上であり得る。スパッタ標的における第２の金属元素、第３の金属元素、又は第２及び第３の金属元素の組み合わせの濃度は、標的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、及び最も好ましくは約３０原子％以下であり得る。
【００３９】
スパッタ標的の理論的な密度（ｐｔ）は、個別の元素の密度によって計算され得る：
ｐｔ＝［（Ｃ１Ｗ１）＋（Ｃ２Ｗ２）＋（Ｃ３Ｗ３）］／［（Ｃ１Ｗ１／ｐ１）＋（Ｃ２Ｗ２／ｐ２）＋（Ｃ３Ｗ３／ｐ３）］
ここで、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれ、モリブデン、第２の金属元素及び第３の金属元素の濃度（原子％における）であり、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、それぞれモリブデン、第２の金属元素及び第３の金属元素の原子質量であり、そしてｐ１、ｐ２、ｐ３は、モリブデン、第２の金属元素及び第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：
ｐｔ＝［Σ（ＣｉＷｉ）］／［Σ（ＣｉＷｉ／ｐｉ）］
ここで、和は、元素ｉ＝１からｎまでであり、Ｃｉ、Ｗｉ及びｐｉは、それぞれ、元素ｉの濃度、原子質量及び密度である。
【００４０】
モリブデン、チタン、バナジウム、クロム、ニオブ及びタンタルの密度は、それぞれ約１０．２、４．５１、６．１１、７．１５、８．５７及び１６．４ｇ／ｃｍ３である。スパッタ標的の密度は、約０．８５ｐｔより大きく、好ましくは約０．９０ｐｔより大きく、より好ましくは約０．９２ｐｔより大きく、さらにより好ましくは約０．９４ｐｔより大きく、さらにより好ましくは約０．９６ｐｔより大きく、及び最も好ましくは約０．９８ｐｔよりも大きいものであり得る。スパッタ標的の密度は好ましくは約１．００ｐｔ未満である。
【００４１】
〈スパッタ標的の構造〉
スパッタ標的の構造は、第１相、第２相、第３相又はその任意の組み合わせの粒子の配向などの、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又はその組み合わせで一般に配向され得る。スパッタ標的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蒸着速度）は、粒子の配向に依存し得る。そのため、本発明のいくつかの態様において、スパッタ標的は、一般に一様な配向を有する。粒子の配向は、米国特許出願公報第２００８／０２７１７７９Ａ１号（Ｍｉｌｌｅｒら、２００８年１１月６日に公開）及び国際特許出願公報第２００９／０２０６１９Ａ１号（Ｂｏｚｋａｙａら、２００９年２月１２日に公開）に記載の方法を用いた、電子後方散乱回折によって測定され得、その内容はその全体において引用により両方とも本明細書に組み込まれる。それゆえ測定された、面心立方金属の単位体積における、＜１００＞／／ＮＤの１５度以内の位置にある粒子の割合は、約５％より大きい、約８％より大きい、約１０．２％より大きい、約１３％より大きい、又は約１５％より大きくてもよく、そして＜１１１＞／／ＮＤの１５度以内の位置にある粒子の割合は、約５％より大きい、約１０％より大きい、約１３．６％より大きい、約１５％より大きい、或いは約１８％より大きいか、又はそれらの任意の組み合わせより大きくてもよい。したがって測定された、＜１１０＞／／ＮＤの１５度以内に整列した体心立方金属の単位体積における粒子の割合は、約５％より大きい、約１５％より大きい、２０．４％、或いは約３０％より大きくてもよい。構造勾配（例えば１００勾配、１１１勾配、又は両方）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、及び最も好ましくは約１．１未満であり得る。
【００４２】
板厚方向での配向における変化はまた、比較的低いかもしれない。例えば、構造構成要素１００／／ＮＤ、構造構成要素１１１／／ＮＤ、又はその両方に対する板厚構造勾配は、（国際特許出願公報第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。
【００４３】
〈蒸着されたモリブデン含有層〉
前述されたように、スパッタ標的は、少なくとも１つのモリブデン含有層（例えば、蒸着膜層などの体積層）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、及び第３の金属元素を含む。例えば、スパッタ標的は、モリブデン、チタン、及びクロム並びにタンタルから成る群から選択される第３の金属元素を含む蒸着層を生成するために使用され得る。好ましくは、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つ又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、或いは粒子によりスパッタ標的にぶつける（ｉｍｐａｃｔｉｎｇ）工程を含み、その結果原子はスパッタ標的から除去され、基板上に蒸着される。好ましい粒子は、原子の粒子及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。好ましくは、モリブデン含有層は、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％以上のチタン、及び約０．５原子％以上のタンタルを含む。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％以上、約６５％以上、約７０原子％以上、或いは約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、及び最も好ましくは８３原子％以下であり得る。スパッタ標的（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、又は約０．９以上であり得る。スパッタ標的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、又は約１．１１以下であり得る。
【００４４】
第２の金属元素及び第３の金属元素は、各々独立して、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％より大きい、好ましくは約１原子％より大きい、より好ましくは約３原子％より大きい、さらにより好ましくは約５原子％より大きい、及び最も好ましくは約７原子％より大きい濃度で存在し得る。第２の金属元素及び第３の金属元素は、各々独立して、モリブデン含有層内での原子の総濃度に基づいて、約４５原子％以下、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、又は約１０原子％以下の濃度で存在し得る。
【００４５】
第２及び第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、及び最も好ましくは約１５原子％以上であり得る。一例として、第２及び第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の金属元素及び第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、或いは約２５原子％以下であり得る。スパッタ標的（原子％で）における第２及び第３の金属元素の総濃度に対する、蒸着された層内での第２及び第３の金属元素（原子％で）の総濃度の比率は、約０．５０以上、約０．６７以上、約０．８以上、又は約０．９以上であり得る。スパッタ標的（原子％で）における第２及び第３の金属元素の総濃度に対する、蒸着層内での第２及び第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、又は約１．１１以下であり得る。
【００４６】
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、スパッタ標的をスパッタ処理する工程を含むプロセスによって）。例えば、スパッタ標的は、約５０原子％以上のモリブデン、約０．１原子％以上のチタン、約０．１原子％の第３の金属元素を有するモリブデン含有層の第１相を含む、モリブデン含有層（例えば、蒸着層）を含む多層材料を作るプロセスにおいて利用され得、ここで、第３の金属元素は、クロム又はタンタルである。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、或いは９５体積％以上のモリブデン含有層を含み得る。モリブデン含有層は、実質的に完全に蒸着層の第１相であり得る。蒸着されたモリブデン含有層の第１相における、モリブデン、第２の金属元素、及び第３の金属元素の濃度は、モリブデン、モリブデン含有層内でのモリブデン、第２の金属元素、及び第３の金属元素に関して上述された濃度のいずれかであり得る。
【００４７】
蒸着されたモリブデン含有層は、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。個々の粒子の大きさは、蒸着層の厚さに垂直な面内での粒子の中で最大の寸法として得られ得る。蒸着されたモリブデン含有層（例えば、蒸着層の第１相）は、好ましくは、比較的小さい粒径（例えば、スパッタ標的の第１相、スパッタ標的の第２相、スパッタ標的の第３相、又はその任意の組み合わせの粒径未満の粒径）を有する。蒸着されたモリブデン含有層の第１相は、約５ｎｍ以上、約１０ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、又は約５０ｎｍ以上の粒径を有し得る。蒸着されたモリブデン含有層の第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、又は約１５０ｎｍ以下の粒径を有する。粒子は一般にランダムに配向され得、粒子は一般に一列に並べられ得、或いはそれら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、及び最も好ましくは約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、又は約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、又は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。
【００４８】
一例として、図６Ａは、約８０原子％のモリブデン、約１０原子％のチタン、約１０原子％のタンタルを含有する蒸着層を約５０，０００倍に拡大して、二次電子走査型電子顕微鏡法を使用して微小構造を例証する（制限なし）。図６Ａに関して、蒸着されたモリブデン含有層は、実質的に単一相であり得る。
【００４９】
蒸着されたモリブデン含有層の厚さは、蒸着層の機能的な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、又は約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、及び最も好ましくは約５０ｎｍ以下である。約１ｎｍ未満の厚さを有する蒸着層もまた熟慮される。
【００５０】
図７は、基板（７２）上に約８０原子％のモリブデン、約１０原子％のチタン、及び約１０原子％のタンタルを含む蒸着層（７０）の断面の二次電子走査電子顕微鏡写真（約１０，０００倍に拡大して）である。図７で示されるように、蒸着層は一般に円柱状微小構造を含み得る。他の微小構造も熟慮される。
【００５１】
蒸着されたモリブデン含有層内での原子の配置は、スパッタ標的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、及びｉｉ）少なくとも１つの第２の金属元素及び第３の金属元素を含む、１つ以上の第１の合金相を含み得る。蒸着層は、約９０原子％より大きいモリブデンを含む相が実質的にない（例えば、蒸着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、及び最も好ましくは約５体積％未満を含有する）。好ましくは、蒸着層内での第２の金属元素の多数は、１つ以上の第１の合金相に存在する。好ましくは、蒸着層内での第３の金属元素の多数は、１つ以上の第１の合金相に存在する。
【００５２】
制限なしに、蒸着層は、蒸着層に約７０％以上のモリブデン、好ましくは蒸着層に約８０％以上のモリブデン、より好ましくは蒸着層に約９０％以上のモリブデン、及び最も好ましくは蒸着層に約９５％以上のモリブデンを含有する、１以上の第１合金相を含み得る。制限なしに、蒸着層は、蒸着層に約７０％以上のチタン、好ましくは蒸着層に約８０％以上のチタン、より好ましくは蒸着層に約９０％以上のチタン、及び最も好ましくは蒸着層に約９５％以上のチタンをさらに含有する、１以上の第１合金相を含み得る。制限なしに、蒸着層は、蒸着層に約７０％以上の第３の金属元素、好ましくは蒸着層に約８０％以上の第３の金属元素、より好ましくは蒸着層に約９０％以上の第３の金属元素、及び最も好ましくは蒸着層に約９５％以上の第３の金属元素をさらに含有する、１以上の第１合金相を含み得る。
【００５３】
随意に、蒸着層は１つ以上の第２合金相を含むことができ、各々、約５０原子％未満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合金相は、好ましくは、蒸着層の全体積に基づいて、約４０体積％未満、より好ましくは約２０体積％未満、及び最も好ましくは約１０体積％未満の全濃度で存在する。制限なしに、１以上の第２合金相は、存在する場合、各々、少なくとも５０原子％の第２の金属、少なくとも５０原子％の第３の金属元素、少なくとも５０％の第２の金属及び第３の金属、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００５４】
蒸着層は、スパッタ蒸着プロセス（即ち、スパッタ処理により）など、物理的な蒸気蒸着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標的から原子又は原子団を除去し、かつ基板上に少なくとも除去された原子の一部を蒸着するために、電界及び／又は磁界（好ましくは両方）を利用し得る。蒸着プロセスは、スパッタ標的を熱する１つ以上の工程、スパッタ標的及び／又は基板（例えば、酸化層を除去するため）をエッチングする１つ以上の工程、スパッタ標的及び／又は基板をきれいにする１つ以上の工程、又はそれらの任意の組み合わせを利用し得る。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実行され得る。プラズマが形成されるように、圧力、温度及び電界が選ばれる。一例として、そのプロセスは、１００ｍＴｏｒｒ以下（約１３．３Ｐａ以下）、好ましくは約１０００以下ｍＴｏｒｒ（約１３３Ｐａ以下）、より好ましくは約１００ｍＴｏｒｒ以下（約１３．３Ｐａ以下）、及び最も好ましくは約２０ｍＴｏｒｒ以下（約２．６７Ｐａ以下）の１以上の圧力でのスパッタ処理を含み得る。そのプロセスは、約０．１ｍＴｏｒｒ以上（約０．０１３３Ｐａ以上）、好ましくは約１ｍＴｏｒｒ以上（約０．１３３Ｐａ以上）、及びより好ましくは約２ｍＴｏｒｒ以上（約０．２６７Ｐａ以上）の１以上の圧力でのスパッタ処理を含み得る。
【００５５】
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或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或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つ以上の構成要素の移動、第１の材料への第２の材料の１つ以上の構成要素の移動、又はその両方の移動（例えば、アニール処理工程中に、形成工程中に、又は使用中に）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、又はガラス基板）と導電層（Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ又はその任意の組み合わせの層を含有している、又は本質的にそれらから成るなど）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、又は約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）の厚さは、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％以上のチタン（例えば、約５原子のチタン）及び約１原子％以上の第３の金属元素（例えば、約５原子％以上のタンタル）を含み得る。
【００５６】
材料はその後、モリブデン含有層のバリア特性を測定するために、例えば、３５０℃のアニール処理温度と、約３０分のアニール処理時間を用いて、アニール処理され得る。モリブデン含有層は、導電層及び／又はモリブデン含有層への基板層の構成要素の移動を完全でないまでもほとんど回避し、有利には、基板層及び／又はモリブデン含有層への導電層の構成要素の移動を低減する又は防止し、若しくはその任意の組み合わせを行う。制限なしに、モリブデン含有層は、有利には、約３５０℃で約３０分間アニール処理した後に、銅ケイ化物の形成を低減し得るか、或いは防止し得る。例えば、銅ケイ化物の濃度は、約３５０℃で約３０分間アニール処理した後に、Ｘ線回折法によって検知可能なレベルを下回り得る。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、又は蒸着層の組み合わせ）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℃で約３０分間アニール処理した後、電気抵抗率は、好ましくは約３０％未満だけ、より好ましくは約２０％未満だけ、及び最も好ましくは１０％未満だけ変化する。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、又はその両方を回避し得る。例えば、シリコン層の表面での銅原子の濃度は、シリコンウェハー上にモリブデン、第２の金属元素及び第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る、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℃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、及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、好ましくは約０．１原子％以下、及び最も好ましくは、オージェ分析によって測定されるような検出限界を下回り得る。
【００５７】
一例として、図８Ａは、蒸着されたモリブデン含有層及び導電層と共にシリコン基板のオージェ深さプロファイルを例証する（制限なし）。図８Ａ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％以上のチタン（例えば、約５原子のチタン）、及び約１原子％以上の第３の金属元素（例えば、約５原子％以上のタンタル）を含み得る。材料はその後、モリブデン含有層のバリア特性を測定するために、例えば、３５０℃のアニール処理温度及び約３０分のアニール処理時間を用いて、アニール処理され得る。図８Ｂ内で例証されるように、モリブデン含有層は、有利には、基板層から銅層及び／又はモリブデン含有層へのシリコン原子の移動を完全でないまでもほとんど回避し、導電層からシリコン層及び／又はモリブデン含有層への銅原子の移動を低減又は防止し、若しくはその任意の組み合わせを行う。制限なしに、モリブデン含有層は、約３５０℃で約３０分間アニール処理した後に、有利には、銅ケイ化物の形成を低減し得るか、或いは妨げ得る。
【００５８】
蒸着されたモリブデン含有層は、下記の１つ又は任意の組み合わせを特徴とし得る。すなわち、一般的にガラスとの良好な接着性（例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００に従って試験された時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、又は少なくとも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によって試験された時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、又は少なくとも５Ｂの等級）、銅、アルミニウム、クロム、或いはそれらの任意の組み合わせを含むか、或いは本質的にそれらから成る層などの、導電層との一般的に良好な接着性（例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ９０５−００によって試験された時、少なくとも２Ｂ、少なくとも３Ｂ、少なくとも４Ｂ、或いは少なくとも５Ｂの等級）、モリブデンを含有する蒸着層が、例えば、約２００ｎｍ以下の厚さ、好ましくは約３５ｎｍ以下の厚さ、及びより好ましくは約２５ｎｍ以下の厚さを有する際の銅ケイ化物の形成を妨げる能力、モリブデンを含有する蒸着層（例えば、約２００ｎｍ以下の厚さ、好ましくは約３５ｎｍ以下の厚さ、及びより好ましくは約２５ｎｍ以下の厚さを有する）がＳｉとＣｕの間に置かれ、及びＳｉとＣｕに接触し、約３５０℃で約３０分間アニール処理される際の銅ケイ化物の形成を妨げる能力、或いは約２００ｎｍの厚さを有する膜に対して約６０μΩｃｍ未満、好ましくは約４５μΩｃｍ未満、より好ましくは約３５μΩｃｍの電気抵抗率。
【００５９】
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％のモリブデンと、５０原子％のチタンから成る同じ厚さの蒸着層の電気抵抗率より小さい可能性がある。
【００６０】
好ましくは、蒸着されたモリブデン含有層は、一般的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約４０μΩｃｍ、さらにより好ましくは約３０μΩｃｍ以下、及び最も好ましくは約２８μΩｃｍ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電気抵抗率がまた、約５μΩｃｍ未満であり得ることは認識されるであろう。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ェハに蒸着された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０．２０以下、及び最も好ましくは０．１８以下である。
【００６１】
〈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が望まれ得る。一例として、エッチングの工程が利用され、その結果、多層構造の一部がエッチングされる。モリブデン含有層の少なくとも一部がエッチングされないように、より強力なエッチング化学薬品が利用されるように、薄いモリブデン含有層が利用されるように、又はそれらの任意の組み合わせとなるように、モリブデン含有層のエッチング速度を一般的に低くすることが望まれる。
【００６２】
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又はすべてを除去することができる、化学物質又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、エッチング工程は、モリブデン層を充分にエッチングする工程を含み、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、酸を含む溶液又は化学物質を利用し得る。例えば、エッチング工程は、約ｐＨ８以上、約ｐＨ１０以上、又は約ｐＨ１２以上の溶液又は化学物質を利用し得る。エッチング工程は、基剤を含む溶液又は化学物質を利用し得る。例えば、エッチング工程は、約ｐＨ６以下、約ｐＨ４以下、又は約ｐＨ２以下の溶液又は化学物質を利用し得る。エッチング工程は、一般に中性の溶液又は化学物質を利用し得る。一般に、中性溶液又は化学物質は、約ｐＨ６より多く、約ｐＨ６．５以上、約ｐＨ６．８以上、約ｐＨ７以上を有する。一般に、中性溶液又は化学物質はまた、約ｐＨ８未満、約ｐＨ７．５以下、約ｐＨ７．２以下、又は約ｐＨ７以下のｐＨを有する。
【００６３】
エッチングプロセスは、１以上の酸を利用し得る。使用され得る例示的な酸は、硝酸、硫酸、塩酸、及びその組み合わせを含む。エッチングプロセスは硫酸を使用し得る。例示的な硫酸は、硫酸鉄と硫酸鉄アンモニウムなどの、引用により明らかに本明細書に組み込まれる米国特許第５，５１８，１３１号、２段落３−４６行目及び２段落６２行目、５段落５４行目までに記載のものを含む。エッチングプロセスは、フェリシアン化物イオン、クロム酸塩イオン、二クロム酸塩イオン、鉄イオン、又はそれらの任意の組み合わせを含む溶液を利用し得る。例えば、エッチングプロセスは、本明細書において引用により組み込まれる米国特許第４，７４７，９０７号、１段落６６行目乃至８段落２行目に記載の溶液を包含する１つ以上のイオンを利用し得る。モリブデン含有層をエッチングするために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。
【００６４】
好ましくは、多層構造を準備するプロセスは、約１００ｎｍ／分以下、より好ましくは約７０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約６０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約５０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約４０ｎｍ／分以下、及び最も好ましくは約３０ｎｍ／分以下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、多層構造の１以上の層をエッチングすることのできる任意のエッチング溶液を利用し得る。エッチング工程は、上記の速度の１以上でフェリシアン化物溶液を利用し得る。
【００６５】
蒸着されたモリブデン含有層は、同じエッチング条件を使用して、５０原子％のモリブデンと５０原子％のチタンから成る蒸着層のエッチング速度よりも低いエッチング速度などの、２５℃のフェリシアン化物溶液において比較的低いエッチング速度を有し得る。２５℃のフェリシアン化物溶液内のモリブデン含有層のエッチング速度は、好ましくは約１００ｎｍ／分以下、より好ましくは約７０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約６０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約５０ｎｍ／分以下、更により好ましくは約４０ｎｍ／分以下、及び最も好ましくは約３０ｎｍ／分以下である。２５℃のフェリシアン化物溶液内のモリブデン含有層のエッチング速度は、好ましくは約０．１ｎｍ／分以上である。
【００６６】
〈プロセス〉
一般的に、標的（又は組み立てて標的とするためのブロックなどの、予め作られた構造）は、金属粉出発材料（ｍｅｔａｌ  ｐｏｗｄｅｒ  ｓｔａｒｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）から作られ得る。１つのそのような手法は、熱、圧力、又はその両方などにより、そのような粉末を固める工程を含む。例えば、粉末は、圧縮及び焼結され、冷間静水圧プレスされ、熱間静水圧プレスされ、又は、その組み合わせがなされ得る。
【００６７】
標的を作るためのプロセスは、Ｇａｙｄｏｓらの、２００７年４月２６日公開の米国特許出願公開第２００７／００８９９８４Ａ１号、及び２００８年１２月２５日公開の米国特許出願公開２００８／０３１４７３７号に開示される工程の１以上の任意の組合せを含み得、その内容は、その全体において引用により本明細書に組み込まれる。
【００６８】
スパッタ標的を作るためのプロセスは、少なくとも５０原子%のモリブデンを含む第１の粉末、第２の金属元素の少なくとも５０原子％を含む第２の粉末、及び第３の金属元素の少なくとも５０原子％を含む第３の粉末を提供する工程を含み得る。例えば、標的を作るためのプロセスは、少なくとも５０原子％のモリブデンを含む第１の粉末を提供する工程、少なくとも５０原子％のチタンを含む第２の粉末を提供する工程、少なくとも５０原子％のタンタル又はクロムを含む第３の粉末を提供する工程、又はそれらの任意の組合せを含み得る。個々の粉末（例えば、第１の粉末、第２の粉末、及び第３の粉末）は、混合粉末を作るために一緒に混合され得る。混合工程は、好ましくは十分に低い温度を使用し、その結果粉末は共に融合しない。混合工程は、好ましくは十分な混合時間及び速度を使用し、その結果、第１の粉末、第２の粉末、及び第３の粉末は、一般的に不規則に分配されるようになる。一例として、混合工程は、Ｖミキサー内で、１００℃未満の温度で（例えば、約２５℃で）実行され得る。
【００６９】
好ましくは、スパッタ標的を準備するプロセスは、合金が形成される温度で、第１の粉末、第２の粉末、及び第３の粉末の２つ以上を混合する（例えば機械的に混合する）工程がない。例えば、そのプロセスは、約５５０℃以上、約７００℃以上、約９００℃以上、約１１００℃以上、約１２００℃以上、又は約１５００℃以上の温度で、第１の粉末、第２の粉末、及び第３の粉末の２つ以上を混合する工程が無いこともある。
【００７０】
そのプロセスは、固めた粉末を作るため、混合粉末を固める１以上の工程を随意に含み得る。
【００７１】
そのプロセスは、カプセルに入れた粉末を作るため、混合粉末又は固めた粉末をカプセルに入れる１以上の工程、及び／又は第１の標的プレートを作るため、カプセルに入れた粉末を圧縮し、一方で加熱する１以上の工程を含み得る。
【００７２】
好ましくは、スパッタ標的を準備するプロセスは、粉末が共に融合し、及び／又は材料の密度が約０．８５ｐｔ以上にまで増加するように、所定の時間、所定のプレス圧力、及び所定の十分に高いプレス温度で圧迫することにより標的プレート（例えば、ブロック又はブランク）を形成するため、粉末又は固めた粉末をプレスする１以上の工程を含み、ここで、ｐｔは理論密度である。標的プレート（例えば、ブロック又はブランク）は、スパッタ標的を形成するために（例えば、以下に記載されるように）さらに処理され得る。そのため、標的プレート及び標的プレートを作るための方法が、本明細書の教示に含まれることは認識されるであろう。様々な圧縮方法は、当該技術分野において既知であり、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、及び、急速な全方向性圧縮である、Ｃｅｒａｃｏｎ（登録商標）プロセスを含む。プレス工程は、好ましくは、熱平衡に粉末をプレスする工程を含む。好ましくは、所定の温度は、約８００℃以上、より好ましくは約９００℃以上、更により好ましくは約１０００℃以上、更により好ましくは約１１００℃以上、及び最も好ましくは約１２００℃以上である。好ましくは、所定の温度は、約１７００℃以下、より好ましくは約１６００℃以下、更により好ましくは約１５００℃以下、更により好ましくは約１４００℃以下、及び最も好ましくは約１３００℃以下である。所定のプレス時間は、約１分以上、好ましくは約１５分以上、及びより好ましくは約３０分以上である。所定の時間は、好ましくは、約２４時間以下、より好ましくは約１２時間以下、更により好ましくは約８時間以下、及び最も好ましくは約５時間以下であり得る。所定のプレス圧力は、約５ＭＰａ以上、約２０ＭＰａ以上、約５０ＭＰａ以上、又は約７０ＭＰａ以上であり得る。所定の圧力は、約１０００ＭＰａ以下、好ましくは約７００ＭＰａ以下、より好ましくは約４００ＭＰａ以下、及び最も好ましくは約２５０ＭＰａ以下であり得る。
【００７３】
標的を作るためのプロセスは、混合標的プレートを作るため、２つ以上の標的プレート（例えば、第１の標的プレート及び第２の標的プレート）を接合する（例えば、エッジ接合（ｅｄｇｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ））工程を随意に含み得る。接合プロセスは、拡散接合プロセスであり得る。接合プロセスは、拡散接合プロセスであり得る。このような接合工程は、相対的に大きな領域（例えば、約６７インチ（１７０２ｍｍ）より大きな長さ、又は約８４インチ（２１３４ｍｍ）より大きな長さ、及び約５５インチ（１３９７ｍｍ）より大きな幅、又は約７０インチ（１７７８ｍｍ）より大きな幅）を有する標的を作る際に有利であり得る。
【００７４】
本明細書に教示されるように、本発明の好ましい態様において、プレスによって形成される標的プレートは、圧延されることができ、その結果、標的プレートの長さが増加し、標的プレートの幅が増加し、又はその両方の結果となる。そのため、スパッタ標的を形成するプロセスは、２つ以上の標的プレートを接合する（例えば、エッジ接合する）工程が実質的にない、又は完全にないこともある。標的プレートを圧延する１つ以上の工程が利用され得ることが認識されるであろう。標的プレートの圧延によって、大きな型及び/又は大きなプレス（少なくともおよそ最終的なスパッタ標的のサイズである型及び／又はプレス）の必要性は、避けられ得る。圧延の１つ以上の工程は、比較的大きな領域（例えば、約６７インチ（１７０２ｍｍ）より大きな長さ、又は約８４インチ（２１３４ｍｍ）より大きな長さ、及び約５５インチ（１３９７ｍｍ）より大きな幅、約７０インチ（１７７８ｍｍ）より大きな幅）を有するスパッタ標的の生産において有利であり得る。
【００７５】
〈鍛造〉
標的を作るためのプロセスは、１以上の鍛造工程を随意に含み得る。利用される場合、鍛造工程は、熱い鍛造（例えば、標的材料の再結晶温度より上の温度の）を含み得る。使用され得る適切な鍛造方法は、プレス鍛造、アプセット鍛造、自動的な熱間鍛造、ロール鍛造、精度鍛造、誘導鍛造、及びそれらの任意の組み合わせを含む。制限せずに、鍛造工程は、国際特許出願第ＷＯ２００５／１０８６３９Ａ１号（Ｍａｔｅｒａら、２００５年１１月１７日に公開）における実施例に関して記載されるように回転軸鍛造（ｒｏｔａｒｙ  ａｘｉａｌ  ｆｏｒｇｉｎｇ）を利用し得、その内容はその全体における引用によって本明細書に組み込まれる。ロータリー軸鍛造工程は、国際特許出願第ＷＯ２００５/１０８６３９Ａ１号の３２段落に記載のもの等のロータリー軸鍛造機を利用し得る。
【００７６】
〈構造におけるばらつきの減少／排除〉
標的を作るためのプロセスは、国際特許出願第ＷＯ２００９／０２０６１９Ａ１号（Ｂｏｚｋａｙａら、２００９年２月１２日公開）に記載のもの等の方法又は手法を使用して、傾き圧延又は他の非対称の圧延工程を含み得、その内容はその全体における引用によって本明細書に組み込まれる。
【００７７】
〈用途〉
スパッタ標的は、平面パネルディスプレイ又は光電池の電極基材において１以上の層（例えば、１以上のバリア層として）を作る際に利用され得る。本発明のスパッタ標的を有利に利用す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（即ち、ＴＦＴ−ＬＣＤ）等のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ）、発光ダイオード、プラズマ表示パネル、真空蛍光ディスプレイ、電解放出ディスプレイ、有機発光ディスプレイ、電気発光ディスプレイ、及び電子クロムディスプレイを含む。
【００７８】
スパッタ標的によって準備されたモリブデン含有膜を含み得るデバイスは、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、他のディスプレイパネルなどを含む。
【００７９】
図１０に関して、そのようなデバイスの１つは、多層構造（１０２）を含み得る。多層構造は、基板層（１０４）と蒸着したモリブデン含有層（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、又は、その任意の組み合わせから作られ得る。当然のことながら、基板層は複数の材料を含み得る。好ましい基板層は、ガラスを含むか、或いは、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、或いは、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処理方法によって形成され得、本明細書の教示に従ってスパッタ標的から形成され得、又は、その両方であり得る。蒸着層（１０６）は薄膜であり得る。蒸着層は、基板層（１０２）の厚さ未満の厚みを有し得る。蒸着層は、約１μｍ未満、より好ましくは約２００ｎｍ未満、さらにより好ましくは約１００ｎｍ未満、及び最も好ましくは約５０ｎｍ未満の厚みを有し得る。蒸着層（１０６）は基板（１０４）上に蒸着し、或いは、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）上に蒸着し得る。多層構造（１０２）は、１つ以上の導電層（１０８）を含み得る。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、或いは好ましくは、基板層（１０４）と蒸着層（１０６）の両方よりも大きな導電率を有し得る。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み得る。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又は防ぐバリア層であり得る。
【００８０】
〈検査方法〉
【００８１】
〈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ことを示している。
【００８２】
〈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。
【００８３】
〈エッチング速度〉
２５℃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。フェリシアン化物溶液が使用される。
【００８４】
〈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。
【００８５】
〈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。後方散乱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。
【００８６】
〈スパッタ標的の微細構造〉
走査電子顕微鏡検査を用いて、スパッタ標的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。画像も後方散乱電子から得られる。電子顕微鏡は、約１μｍのスポットサイズを使用して、エネルギー分散型Ｘ線分光法の測定のために使用される。スパッタ標的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、すなわち、ＳｉＯ２懸濁液で仕上げ研磨することによって、準備される。 
【００８７】
〈Ｘ線回折〉
Ｘ線回折研究は、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  ＸＰｅｒｔ  ＰｒｏＸ線回折計を用いて行なわれる。
【００８８】
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、又は、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、又は、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。 
【００８９】
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」或いは「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。 
【００９０】
特許出願と出版物を含むすべての記事及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、又は、工程、及び、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、又は、工程を含むものとする。本発明の要素、成分、構成要素、又は、工程の組み合わせを記載するための用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ又はｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の使用は、要素、成分、構成要素、又は、工程からなる、或いはこれらから本質的になる実施形態も熟慮する。
【００９１】
複数の要素、成分、構成要素、又は、工程は、１つの一体化された要素、成分、構成要素、又は工程によって提供され得る。或いは、１つの一体化された要素、成分、構成要素、又は工程は、別の複数の要素、成分、構成要素、又は、工程に分けられてもよい。要素、成分、構成要素、又は、工程を記載するための「１つ（“ａ”又は“ｏｎｅ”）」の開示は、追加の要素、成分、構成要素、又は工程を除外するようには意図されていない。
【００９２】
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。
【実施例】
【００９３】
〈実施例１−１０：モリブデン／チタン／タンタル〉
実施例１は、モリブデン、チタン及びタンタルを含むスパッタ標的を示す。実施例２−９は、実施例１のスパッタ標的から準備された蒸着膜を示す。
【００９４】
〈実施例１〉
実施例１は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％チタン、又は、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、及び、約１０−４５μｍの粒径を有するチタン粉末をまず混合することによって準備されるスパッタ標的である。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２３℃の温度で、約３４０，０００ｋｇの加えられた力で（すなわち、約４７０ＭＰａの圧力で）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℃の温度及び約１００〜約１２０ＭＰａの圧力で、熱間静水圧プレスされる。このように準備された実施例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の直径及び約６．４ｍｍの厚みに機械加工される。
【００９５】
標的は、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相、５０原子％以上のチタンを含有する少なくとも１つの第２相、及び、５０原子％以上のタンタルを含有する第３相を含む。二次電子を用いるスパッタ標的の走査型電子顕微鏡写真が、図１で示される。後方散乱電子を用いるスパッタ標的の走査型電子顕微鏡写真は、図２、３Ａ、４Ａ、及び５Ａで示される。これらの図で例証されるように、スパッタ標的は、モリブデン（１６）の連続相、タンタル豊富領域（１２）の不連続相（明領域によって示される）、及び、チタン豊富領域（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。スパッタ標的はまた、標的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、スパッタ標的は、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、スパッタ標的は、チタンから本質的になる相を含む。図５Ｂで例証されるように、スパッタ標的は、タンタルから本質的になる領域を含む。図１−５で例証されるように、スパッタ標的のほとんどは、第１相（すなわち、５０原子％以上のモリブデンを含有する相）でもよく、第１相は、連続相であってもよい。
【００９６】
純粋な金属層の間のインターフェースの近くに、モリブデンとチタンの合金層、モリブデンとタンタルの合金層などが存在してもよい。理論によって縛られることなく、金属元素の拡散（例えば、モリブデン原子のチタン領域とタンタル領域（ｔａｎｔａｌｕｍ  ｄｏｍａｉｎｓ）への拡散）による熱間静水圧プレス工程の間に、スパッタ標的における合金相（例えば、モリブデン／チタン合金相及びモリブデン／タンタル合金相）は形成されると信じられている。
【００９７】
〈実施例２−９〉
実施例２〜９は、本明細書で教示されるスパッタ標的を用いて、基板（例えば、シリコンを含有する基板、又は、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得る。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、及び、基板とスパッタ標的の間に約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、本明細書に記載の実施例２−９と一致する特徴を有している。
【００９８】
実施例２、３、４、５、６、７、８、及び９は、表１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のスパッタ標的を入れることにより準備される。基板は、シリコンウェハー（１００）配向、又は、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、スパッタ標的と共に蒸着チャンバーに入れられる。標的は、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。標的の洗浄の間、基板への蒸着を防ぐために、シャッターが標的の前に置かれる。
【００９９】
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。
【０１００】
標的のスパッタ洗浄後、シャッターは取り除かれ、標的材料は２００Ｗ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。基板と標的の間隔は約７６ｍｍで維持される。３分と約３０分のスパッタ時間、及び、５並びに８ｍＴｏｒｒのチャンバー圧力が、表１で示されるように使用される。
【０１０１】
【表１】
2013539500.tif 000003
【０１０２】
図６Ａは、約５ｍＴｏｒｒの蒸着圧力及び約３０分の蒸着時間を用いる、実施例７の蒸着層の表面を例証する、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。図６Ａで例証されるように、粒子は、約１２５ｎｍの平均粒径を有する。
【０１０３】
図６Ｂは、約８ｍＴｏｒｒの蒸着圧力及び約３０分の蒸着時間を用いる、実施例９の蒸着層の表面を例証する、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。図６Ｂで例証されるように、粒子は、約８９ｎｍの平均粒径を有する。
【０１０４】
図６Ａと６Ｂで例証されるように、蒸着されたモリブデンの大半（例えば、ほぼ全て）、蒸着されたチタンの大半（例えば、ほぼ全て）、及び蒸着されたタンタルの大半（例えば、ほぼ全て）は、約５０原子％以上のモリブデンを含有する単一の合金相に存在する。
【０１０５】
１０，０００倍に拡大した二次電子走査型電子顕微鏡法を使用した実施例９の蒸着膜の断面図が図７に示される。図７は、蒸着材料が円柱状の微細構造を有することを示す。実施例１の基板への蒸着速度は、実施例２乃至９の条件を使用して約６２．４ｎｍ／ｈｒである。蒸着膜は、約８０原子％モリブデン、約１０原子％チタン、及び約１０原子％タンタルを含有する。
【０１０６】
実施例１のスパッタ標的をスパッタ処理することにより蒸着される薄膜（約２００ｎｍの厚みを有する）は、約２６．５μΩ−ｃｍの電気抵抗率を有し、厚膜（約１μｍより大きい厚みを有する）は、２２．６μΩ−ｃｍの電気抵抗率を有する。
【０１０７】
約２５℃で、フェリシアン化物溶液内でエッチングされる場合、蒸着膜は、約６１ｎｍ／分の平均エッチング速度を有する。蒸着膜のガラス基板への接着は、２Ｂから５Ｂまで変わり、蒸着膜のシリコン基板への接着はほぼ５Ｂである。
【０１０８】
〈実施例１０〉
実施例１０は、実施例１のスパッタ標的からの２００ｎｍ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５００ｎｍの厚みを有する銅（Ｃｕ）層を蒸着することによって、準備される。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℃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８Ａと８Ｂは、それぞれ、アニール処理の前及び後に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、及びＴａのオージェ深さ方向分析を例証する。図９Ａは、アニール処理の前後に、銅層とモリブデン含有層との間のインターフェース付近での、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、及びＣｕのオージェ深さ方向分析を例証する。図９Ｂは、アニール処理の前後に、シリコン基板とモリブデン含有層との間のインターフェース付近での、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、及びＣｕのオージェ深さ方向分析を例証する。図８Ａ、８Ｂ、９Ａ、及び９Ｂで見られるように、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り、モリブデン含有層は、ＣｕのＳｉ基板への移動及びＳｉのＣｕ層への移動を減らす及び／又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。アニール処理／オージェ分光法研究は、実施例１のスパッタ標的から蒸着された膜の良好なバリア能力を例証する。例えば、研究は、３５０℃で３０分間のアニール処理の後に銅シリコンの形成を防ぐために、実施例１のスパッタ標的からＭｏ−Ｔｉ−Ｃｒ蒸着した膜の能力を例証する。
【０１０９】
〈実施例１１−１２：モリブデン（５０％） 及びチタン（５０％）〉
〈実施例１１〉
比較例１１は、約５０原子％モリブデン及び約５０原子％チタンを含むスパッタ標的である。スパッタ標的は、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準備され、スパッタ標的は、４時間にわたって、約１３２５℃の温度で、かつ、約１００乃至約１２０ＭＰａの圧力で熱間静水圧プレスされる。
【０１１０】
〈実施例１２〉
実施例１２は、実施例６のスパッタ標的が使用される以外は、実施例７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。
【０１１１】
〈実施例１３−２５：モリブデン／ニオブ／タンタル〉
実施例１３は、モリブデン、ニオブ及びタンタルを含むスパッタ標的を示し、実施例１４−２５は、スパッタ標的から準備された蒸着膜を示す。
【０１１２】
実施例１３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４５−９０μｍの粒径を有するタンタル粉末、及び、約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準備されるスパッタ標的である。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る。その後、結果として生じた粉末混合物は、約２３℃の温度で、約３４０，０００ｋｇの加えられた力で（すなわち、約４７０ＭＰａの圧力で）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℃の温度及び約１００〜約１２０ＭＰａの圧力で、熱間静水圧プレスされる。このように準備され、実施例１３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。
【０１１３】
実施例１４−２５は、表２Ａと２Ｂに記載された条件を用いて、実施例１３のスパッタ標的を、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準備される。基板はシリコンウェファ（１００）配向又は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、スパッタ標的と共に蒸着チャンバーに入れられる。標的は、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。標的の洗浄の間、基板への蒸着を防ぐために、シャッターが標的の前に置かれる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
標的のスパッタ洗浄後、シャッターは取り除かれ、標的材料は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。基板と標的の間隔は約１２１ｍｍで維持される。約５分と約３０分のスパッタ時間と、約３、約５及び約８ｍＴｏｒｒのチャンバー圧は、表２Ａと２Ｂに示されるように用いられる。
【０１１６】
【表２Ａ】
2013539500.tif 000004
【０１１７】
【表２Ｂ】
2013539500.tif 000005
【０１１８】
実施例１４−２５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は、約２００ｎｍの厚みを有する。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２２のガラス基板への接着は、ほぼ４Ｂである。３及び８ｍＴｏｒｒの圧力でそれぞれ準備された実施例２０及び２４のガラス基板への接着は、ほぼ５Ｂである。３、５、及び、８ｍＴｏｒｒの圧力でそれぞれ準備された実施例１４、１６、及び１８のシリコン基板への接着は、ほぼ５Ｂである。
【０１１９】
蒸着層の電気抵抗率は、実施例２０−２５の表２Ｂ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インチのウェハ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１６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。
【０１２０】
実施例１５、１７、及び１９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℃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２Ａで与えられる。実施例１の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。
【０１２１】
〈実施例２６：モリブデン／チタン／クロム〉
実施例２６のスパッタ標的は、タンタル粉末が約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の方法を用いて準備される。その後、蒸着膜は、モリブデン、チタン及びクロムを含むスパッタ標的が用いられることを除けば、実施例２−９の方法を用いて準備される。蒸着膜は約１３ｎｍ／分のエッチング速度（約２５℃のフェリシアン化物溶液）を有する。蒸着膜は、ほぼ４Ｂ−５Ｂのガラスへの接着を有する。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７０−７９ｎｍの粒径を有する。蒸着膜は、（２００ｎｍの厚膜について）約３１．０μΩ−ｃｍと、（１μｍの厚膜について）約２７．１μΩ−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７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月29日(2013.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ標的であって、
前記スパッタ標的は、
ｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約４０原子％から約８５原子％のモリブデン、
ｉｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約５原子％から約３０原子％のチタン、および、
ｉｉｉ）前記スパッタ標的における原子の総数に基づいて約５原子％から約３０原子％の、タンタル又はクロムである第３の金属元素、を含み、
その結果、前記スパッタ標的は、モリブデン、チタン、および、第３の金属元素を含む合金を含む蒸着膜を準備するために使用される、スパッタ標的。
【請求項２】
スパッタ標的におけるモリブデンの濃度は約６０原子％以上であり、スパッタ標的における第３の金属元素の濃度は約３０原子％以下である、請求項１に記載のスパッタ標的。
【請求項３】
前記スパッタ標的は、
ｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第１相の約４０体積％以上であって、前記第１相が前記第１相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の濃度でモリブデンを含む、第１相の約４０体積％以上；
ｉｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第２相の約１乃至約４０体積％であって、前記第２相が前記第２相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の濃度でチタンを含む、第２相の約１乃至約４０体積％、
ｉｉｉ）スパッタ標的の全体積に基づいて第３相の約１乃至約４０体積％であって、前記第３相が前記第３相における原子の総数に基づいて約５０原子％以上の第３の金属元素を含む、第３相の約１乃至約４０体積％を、含む、請求項１に記載のスパッタ標的。
【請求項４】
前記第２相は、スパッタ標的の全体積に基づいて、５体積％以上の濃度で存在し、前記第３相は、スパッタ標的の全体積に基づいて、５体積％以上の濃度で存在する、請求項３に記載のスパッタ標的。
【請求項５】
第１相は、９０原子％以上のモリブデンを含む比較的純粋な第１相と、チタンおよびモリブデンを含有する高合金の第１相とを含み、
モリブデンの濃度は少なくとも５０原子％であり、９０原子％未満である、請求項３または４に記載のスパッタ標的。
【請求項６】
第１相は、本質的にモリブデンからなる一般的に純粋な相を含み、第１相は、ＭｏｘＴｉ１−ｘから本質的になる第１の合金相を含み、ｘは約０．５以上かつ１未満であり、および、第１相は、ＭｏｙＭ１−ｙから本質的になる第２の合金相を含み、ｙは約０．５以上かつ１未満であり、Ｍはクロムである、請求項３乃至５のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項７】
チタンは約５乃至約２５原子％の濃度で存在し、第３の金属元素は約５乃至約２５原子％の濃度で存在し、
前記スパッタ標的におけるモリブデンの濃度は約７０原子％以上である、請求項３乃至６のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項８】
第２相は約５０μｍ未満の平均領域の大きさを有する不連続相であり、第３相は約５０μｍ未満の平均領域の大きさを有する不連続相である、請求項３乃至７のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項９】
前記第３の金属元素はタンタルである、請求項１乃至８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１０】
前記第３の金属元素はクロムである、請求項１乃至８のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１１】
マグネトロンを用いてスパッタ標的をスパッタ処理することによって蒸着された、約２００ｎｍの厚みを有する、清潔なシリコンウェハー上の蒸着層は、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標的から準備された同じ厚みを有する蒸着層の電気抵抗率未満の電気抵抗率を有する、請求項１乃至１０のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１２】
スパッタ標的は、約１ｍ以上の長さを有し、圧延の工程を含むプロセスによって形成され、スパッタ標的は、理論密度の９０％以上の密度を有する、請求項１乃至１１のいずれかに記載のスパッタ標的。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかのスパッタ標的を作る方法であって、
前記方法は、
ａ．少なくとも５０原子％のモリブデンを含む第１の粒子、少なくとも５０原子％のチタンを含む第２の粒子、および、少なくとも５０原子％の第３の金属元素を含む第３の粒子を混合する工程、
ｂ．予め決められた温度で混合した粒子を加熱する工程、
ｃ．均一な材料を作るために、予め決められた時間、混合した粒子に予め決められた圧力をかける工程、
ｄ．少なくとも均一な材料の長さを長くするために、均一な材料を圧延する工程、を含む、方法。
【請求項１４】
膜を蒸着するプロセスであって、
前記プロセスは、膜が基板に蒸着されるように、請求項１乃至１２のいずれかに記載のスパッタ標的をスパッタ処理する工程を含む、プロセス。
【請求項１５】
基板と蒸着層を含む物品を製造するプロセスであって、
前記蒸着層は請求項１乃至１２のいずれかのスパッタ標的から蒸着され、前記蒸着層は、モリブデン、チタン、および、第３の金属元素を含む合金を含み、
前記プロセスは、約６５ｎｍ／分未満の速度で、モリブデン含有層を部分的にエッチングする工程を含む、プロセス。
【国際調査報告】
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