(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングチャンバ用のスパッタリングターゲットであって、
円形スパッタリング板を備え、
前記円形スパッタリング板は、
スパッタリング表面と、
前記スパッタリング表面の反対側の裏側表面であって、半径方向内側領域、半径方向中央領域および半径方向外側領域を有し、
互いから間隔を置いて配置された複数の円形溝、ならびに
前記円形溝を横切り、前記環状のスパッタリング板の前記半径方向内側領域から前記半径方向外側領域まで延びる少なくとも１つの弧状チャネル
を有する前記裏側表面と、
前記スパッタリング表面の反対側の環状の裏面と、
前記スパッタリング表面の外側エッジから前記環状の裏面の外側エッジに延びる傾斜した外側周囲壁と、
前記裏側表面から前記環状の裏面の内側エッジに延びる内側周囲壁であって、前記円形スパッタリング板の前記裏側表面を露出させる凹部が、前記裏側表面と前記内側周囲壁によって画定される、内側周囲壁と、
を備え、
前記スパッタリングターゲットは、更に、
前記円形スパッタリング板に取り付けられる環形バッキング板であって、前記円形スパッタリング板の前記裏側表面を露出させる開環を画定する環形の本体を備える、環形バッキング板を備え、
前記環形の本体は、
前記円形スパッタリング板の前記環状の裏面に接する環状の正面と、
前記円形スパッタリング板の半径を超えて延び、外側フーチングを表面に載せるために有する周囲の円形表面を備える環状フランジと、
前記環状の正面の内側エッジから前記環状フランジに延び、前記円形スパッタリング板の内側周囲壁と整列する内側周囲壁と
によって画定される、
スパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記円形溝が同心の溝である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記円形溝が、約２０〜約３０の溝を含む、請求項２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記円形溝の全てが、前記裏側表面の前記半径方向中央領域に位置する、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記裏側表面が、少なくとも８つの弧状チャネルを有する、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記弧状チャネルが、前記裏側表面の中心から測定された約３０〜約９０度の角度だけ互いから離隔されている、請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
前記環形バッキング板が銅とクロムの合金を含む、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記環形バッキング板が、Ａｌ0.5Ｃｕ、Ａｌ1.0Ｓｉ、Ａｌ0.5Ｃｕ1.0Ｓｉ、純アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、タンタル、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、ゲルマニウム、ＧｅＳ2、シリコン、ＳｉＯ2、石英およびこれらの組合せの中から選択された第１の材料を含む、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記スパッタリング板がチタンまたは窒化チタンから選択される第２の材料からなり、前記第１の材料は前記第２の材料と異なる、請求項８に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
前記円形スパッタリング板の前記裏側表面の付近に熱伝達流体を保持することができる熱交換器ハウジングと、前記熱交換器ハウジング内の回転可能な複数の磁石とをさらに備える、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
スパッタリングチャンバであって、
前記スパッタリングチャンバ内に取り付けられ、円形スパッタリング板を備えたスパッタリングターゲットを備えており、
前記円形スパッタリング板が、
スパッタリング表面と、
前記スパッタリング表面の反対側にあり、半径方向内側領域、半径方向中央領域および半径方向外側領域を有する裏側表面であって、
互いから間隔を置いて配置された複数の円形溝、ならびに
前記円形溝を横切り、前記円形スパッタリング板の前記半径方向内側領域から前記半径方向外側領域まで延びる少なくとも１つの弧状チャネル
を有する裏側表面と、
前記スパッタリング表面の反対側の環状の裏面と、
前記スパッタリング表面の外側エッジから前記環状の裏面の外側エッジに延びる傾斜した外側周囲壁と、
前記裏側表面から前記環状の裏面の内側エッジに延びる内側周囲壁であって、前記円形スパッタリング板の前記裏側表面を露出させる凹部が、前記裏側表面と前記内側周囲壁によって画定される、内側周囲壁と、
を備え、
前記スパッタリングチャンバは、更に、
前記円形スパッタリング板に取り付けられる環形バッキング板であって、前記円形スパッタリング板の前記裏側表面を露出させる開環を画定する環形の本体を備える、環形バッキング板を備え、
前記環形の本体は、
前記円形スパッタリング板の前記環状の裏面に接する環状の正面と、
前記円形スパッタリング板の半径を超えて延び、外側フーチングを表面に載せるために有する周囲の円形表面を備える環状フランジと、
前記環状の正面の内側エッジから前記環状フランジに延び、前記円形スパッタリング板の内側周囲壁と整列する内側周囲壁と
によって画定され、
前記スパッタリングチャンバは、更に、
前記スパッタリングターゲットと向い合せに位置する基板支持体と、
前記スパッタリングチャンバにガスを導入するガス分配装置と、
前記ガスに通電して、スパッタリングターゲットをスパッタするプラズマを形成するガスエナジャイザと、
スパッタリングチャンバからガスを排出する排気口と
を備え、前記スパッタリングターゲットが第１の材料を備え、前記環形バッキング板が前記第１の材料と異なる第２の材料を備える
スパッタリングチャンバ。
【請求項１２】
前記円形溝が同心の溝である、請求項１１に記載のスパッタリングチャンバ。
【請求項１３】
前記円形溝が全て、前記裏側表面の前記半径方向中央領域に位置する、請求項１２に記載のスパッタリングチャンバ。
【請求項１４】
前記裏側表面が、少なくとも約８つの弧状チャネルを有する、請求項１１に記載のスパッタリングチャンバ。
【請求項１５】
前記弧状チャネルが、前記裏側表面の中心から測定された約３０〜約９０度の角度だけ互いから離隔されている、請求項１４に記載のスパッタリングチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施態様は、基板を処理する目的に使用されるスパッタリングチャンバ用のスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路およびディスプレイの製造では、基板上に材料をスパッタ堆積させるためにスパッタリングチャンバが使用される。スパッタリングチャンバは通常、基板支持体と向い合せに位置するスパッタリングターゲットを取り囲む囲いと、プロセスガスが導入されるプロセスゾーンと、このプロセスガスに通電するガスエナジャイザ（ｇａｓ  ｅｎｅｇｉｚｅｒ）と、チャンバ内のプロセスガスを排出し、チャンバ内のプロセスガスの圧力を制御する排気口とを備える。スパッタリングターゲットは、通電されたガス中で形成された高エネルギーイオンによって衝撃され、それによってスパッタリングターゲットから材料が叩き出され、叩き出された材料は基板上に膜として堆積する。このスパッタされる材料は、例えばアルミニウム、銅、タングステン、チタン、コバルト、ニッケル、タンタルなどの金属、または、例えば窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタンなどの金属化合物であることがある。
ある種のスパッタリングプロセスでは、スパッタリング特性001およびスパッタリングターゲットのスパッタリング面を向上させるため、磁場発生装置が、スパッタリングターゲットのスパッタリング面の付近に、整形された磁場を提供する。例えば、マグネトロンスパッタリングでは、スパッタリングターゲットの裏側で、回転可能な一組の磁石が回転して、スパッタリングターゲットの前面の付近に磁場を生み出す。この回転磁場は、スパッタリング速度をスパッタリングターゲットを横切って制御することによって、改良されたスパッタリングを提供する。
磁石およびその下のスパッタリングターゲットを冷却するため、冷却システムが、回転可能な磁石を取り囲むハウジング内に熱伝達流体を流す。しかしながら、従来の冷却システムはしばしば、十分に高いレベルの熱をスパッタリングターゲットから除去すること、および／またはスパッタリングターゲットから空間的に均一に熱を除去することに失敗する。その結果、しばしば、スパッタリングターゲットのより高温の領域が、隣接する領域よりも高いスパッタリング速度でスパッタされ、その結果、スパッタリングターゲットを横切って一様でないスパッタリングに帰着する。一様でないターゲットスパッタリングと回転磁場とによって、スパッタリングターゲットのスパッタリング面が、侵食溝（ｅｒｏｓｉｏｎ  ｇｒｏｏｖｅ）を生じさせることがあり、さらに、侵食溝から下方へ延びる微小亀裂（ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋ）が形成されることもある。侵食溝のところに生じるこの局所的な微小亀裂の結果、スパッタリングプロセス中に、スパッタされた粒子が放出されることがあり、それらの粒子は次いで、基板上に堆積して歩留りを低下させる。加熱／冷却サイクルに起因する熱応力のため、チャンバ構成要素上に降着したスパッタされた粒子が後に剥離することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、ターゲット冷却システムによってより効率的にかつより均一に冷却することができるスパッタリングターゲットを有することが望ましい。このスパッタリングターゲットが、熱応力に起因する低減された局所的亀裂を示すことも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の実施態様は、基板を処理する目的に使用されるスパッタリングチャンバ用のスパッタリングターゲットに関する。一実施態様では、スパッタリングチャンバ用のスパッタリングターゲットが提供される。このスパッタリングターゲットは、半径方向内側領域、半径方向中央領域および半径方向外側領域を有する裏側表面を備えるスパッタリング板と、スパッタリング板に取り付けられた環形バッキング板とを備える。この裏側表面は、互いから間隔を置いて配置された複数の円形溝と、円形溝を横切り、スパッタリング板の半径方向内側領域から半径方向外側領域まで延びる少なくとも１つの弧状チャネルとを有する。この環形バッキング板は、スパッタリング板の裏側表面を露出させる開いた環（以後、開環）を画定する。
【０００５】
他の実施態様では、スパッタリングチャンバが提供される。このスパッタリングチャンバは、スパッタリングチャンバ内に取り付けられたスパッタリングターゲットと、スパッタリングターゲットと向い合せに位置する基板支持体と、スパッタリングチャンバにガスを導入するガス分配装置と、このガスに通電して、スパッタリングターゲットをスパッタするプラズマを形成するガスエナジャイザと、スパッタリングチャンバからガスを排出する排気口とを備える。このスパッタリングターゲットは、半径方向内側領域、半径方向中央領域および半径方向外側領域を有する裏側表面を備えるスパッタリング板と、スパッタリング板に取り付けられた環形バッキング板であり、スパッタリング板の裏側表面を露出させる開環を画定する環形バッキング板とを備える。裏側表面は、互いから間隔を置いて配置された複数の円形溝と、円形溝を横切り、スパッタリング板の半径方向内側領域から半径方向外側領域まで延びる少なくとも１つの弧状チャネルとを有する。
【０００６】
他の実施態様では、マグネトロンスパッタリングターゲットアセンブリが提供される。このマグネトロンスパッタリングアセンブリは、（ａ）回転可能な複数の磁石の付近に熱伝達流体を保持することができる熱交換器ハウジングと、（ｂ）スパッタリングターゲットであり、このスパッタリングターゲットの裏側表面に熱伝達流体が接触するような態様でハウジングに隣接するスパッタリングターゲットと、（ｃ）002バッキング板の前面に取り付けられたスパッタリング板とを備える。スパッタリングターゲットは、裏側表面を有する003バッキング板を備え、裏側表面は、半径方向内側領域、半径方向中央領域および半径方向外側領域を含み、半径方向中央領域は、裏側表面に位置する複数の同心の円形溝、および004裏側表面の半径方向中央領域に位置する複数の同心の円形溝、ならびに裏側表面の半径方向内側領域から半径方向外側領域まで延びる複数の弧状チャネルを有する。バッキング板とスパッタリング板のうちの少なくとも一方の板は、Ａｌ０．５Ｃｕ、Ａｌ１．０Ｓｉ、Ａｌ０．５Ｃｕ１．０Ｓｉ、純アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、タンタル、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、ゲルマニウム、ＧｅＳ2、シリコン、ＳｉＯ2、石英、これらの組合せの中から選択された材料を含む。
【０００７】
上に挙げた本開示の諸特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示された実施態様を参照することによって、上に概要を示した本開示をより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施態様だけを示したものであり、したがって添付図面を本開示の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意すべきである。等しく有効な別の実施態様を本開示が受け入れる可能性があるためである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】バッキング板上に取り付けられたスパッタリング板を備える、スパッタリングターゲットの一実施態様の側断面図である。
【図２】スパッタリング板の裏側表面の複数の交差円形溝および弧状チャネルを示す、スパッタリングターゲットの裏の005透視図である。
【図３】スパッタリング板の前面の上面図である。
【図４】バッキング板上に取り付けられたスパッタリング板を備える、スパッタリングターゲットの一実施態様の側断面図である。
【図５】バッキング板の裏側表面の複数の交差円形溝および弧状チャネルを示す、図４のバッキング板の裏の透視図である。
【図６】回転磁気アセンブリおよびスパッタリングターゲットの裏側表面を囲う熱交換器を示す、スパッタリングチャンバの略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。特段の言及なしに、１つの実施態様の中で開示された要素を他の実施態様で有益に使用することが企図される。
本開示の実施態様は、基板を処理する目的に使用されるスパッタリングチャンバ用のスパッタリングターゲットに関する。スパッタリングターゲットからのプロセスチャンバ熱の抽出は、スパッタリングターゲットを横切って一様でないスパッタリングを回避するために決定的に重要である。スパッタリングターゲットは普通、マグネトロンキャビティ内に収納された冷却流体（例えばＤＩ水）に裏側（非チャンバ側）をさらすことによって冷却される。スパッタリングターゲットの裏側のマグネトロンの間隔が約１ｍｍであり、マグネトロンが約６０ＲＰＭでスピンする（これらはマグネトロンの設計に依存する）とすると、スパッタリングターゲットの裏側と接触するのが薄い水の層でしかないことがある。この薄い水の層は、遠心力によってスピンされて、スパッタリングターゲットの中心から遠ざかり、このことが、スパッタリングターゲットの中心エリアの過熱につながり、この過熱が、006スパッタされた膜の性能を低下させる。いくつかの実施態様では、より深い水の膜が存在することを可能にするため、およびマグネトロンの遠心作用を使用して、加熱された水を中心の外へ流し、加熱された水をより冷たい水に置き換えるために、スパッタリングターゲットの裏側に溝が追加される。
【００１０】
長方形または他の形状のターゲットであり、それらの形状に対して適当となるように設計された溝プロファイルを有するターゲットに対して、本明細書に記載されたある種の実施態様を使用することもできる。本明細書に記載されたある種の実施態様は、スパッタターゲットの活性部分に対する冷却が大幅に増大しているという利点を有する。次いで、この増大した冷却を利用して、プロセスチャンバ内における電力密度をはるかに大きくし、それによって生産性、堆積速度および堆積特性を向上させることを可能にすることができる。さらに、熱が片側に加えられ、その反対側に冷却材流体が流される熱伝導性の任意の板を冷却する目的に、本明細書に記載された実施態様を使用することができる。
【００１１】
ある種の実施態様では、007バッキング板とスパッタリングターゲット堆積材料の両方の材料が異なる。ある種の実施態様では、008スパッタリング材料のバッキング材料を、アルミニウムおよびアルミニウム合金（例えば６０６１、２０２４、９９．５％Ａｌ／０．５％Ｃｕ）、銅、ＯＦＥ銅、銅合金（銅／クロム合金、銅／亜鉛合金、銅／スズ合金）または他の熱伝導金属などの適当な金属とすることができる。ある種の実施態様では、バッキング板が平らであり、または皿形である。
【００１２】
バッキング板とスパッタリング板のうちの少なくとも一方の板に対する他の例示的な材料は、Ａｌ０．５Ｃｕ（質量％）合金、Ａｌ１．０Ｓｉ（質量％）合金、Ａｌ０．５Ｃｕ１．０Ｓｉ（質量％）合金、純アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、タンタル、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、ゲルマニウム、ＧｅＳ2、シリコン、ＳｉＯ2、石英、これらの組合せおよびこれらの合金の中から選択された材料を含む。
スパッタされた材料を基板（例えば基板６０２）上に堆積させるためにスパッタリングプロセスチャンバ（例えばプロセスチャンバ６００）内で使用することができるスパッタリングターゲットであって、溝侵食および微小亀裂が少ないスパッタリングターゲットの例示的な実施態様１００が009図１〜６に示されている。図１を参照すると、一実施態様では、スパッタリングターゲット１００が、バッキング板１１０およびスパッタリング板１２０を備える。スパッタリング板１２０とバッキング板１１０は、同じ高純度材料から製作された単一の構造体を含みバッキング板とスパッタリング板の両方の役目を果たすモノリス（ｍｏｎｏｌｉｔｈ）とすることができ、または、スパッタリング板１２０およびバッキング板１１０を、一緒に接合されてスパッタリングターゲットを形成する別個の構造体とすることもできる。
【００１３】
スパッタリング板１２０は、スパッタリング面１３４の役目を果たす中心円筒メサ（ｍｅｓａ）１３０、スパッタリング面１３４の反対側に位置する裏側表面１４０、スパッタリング面１３４の反対側の裏面１４８、外側周囲壁１４２および内側周囲壁１４４を備える。外側周囲壁１４２および内側周囲壁１４４は円筒形とすることができ、これらの周囲壁はともに、わずかに傾斜させることができる。外側周囲壁１４２は、スパッタリング面１３４から裏面１４８まで延びる。内側周囲壁１４４は、裏側表面１４０から裏面１４８まで延びる。図１に示されているように、裏側表面１４０と内側周囲壁１４４の間には凹み１４６が形成されている。凹み１４６は、スパッタリング板１２０の裏側表面１４０を露出させる。
【００１４】
スパッタリング面１３４は頂部平面１３２を有し、チャンバ６００内でスパッタリングターゲット１００が使用されている間、頂部平面１３２は、基板６０２の平面に対して平行に維持される。スパッタリング板１２０は金属または金属化合物から製作される。例えば、スパッタリング板１２０は、例えばアルミニウム、銅、コバルト、ニッケル、タンタル、チタン、タングステンおよびそれらの合金のうちの少なくとも１つからなることができる。スパッタリング板１２０を、例えば窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタンなどの金属化合物とすることもできる。一実施態様では、スパッタリング板１２０がチタンを高純度レベルで含み、例えば、スパッタリング板１２０がチタンを、少なくとも約９９．９％または少なくとも約９９．９９％含む。スパッタリング板１２０用の追加の金属および金属化合物が表Ｉに開示されている。
【００１５】
一実施態様では、スパッタリングターゲット１００が、スパッタリング面１３４の反対側に位置する裏側表面１４０を備え、裏側表面１４０が、円形溝１５０（または１５０ａおよび１５０ｂ）と、交差する弧状チャネル１５４（または１５４ａおよび１５４ｂ）とからなるパターンを有する。円形溝１５０は、スパッタリング板１２０の半径方向内側領域１２２から、スパッタリング板１２０の半径方向外側領域１２４まで広がることができる。円形溝１５０は、半径方向内側領域１２２と半径方向外側領域１２４の間に形成された半径方向中央領域１２６に配置することができる。円形溝１５０は、丸みが付けられた断面を有することができる。交差する弧状チャネル１５４は、交点における円形溝１５０に対する局所的な水平接線に対して６０〜９０度の範囲の角度で、円形溝１５０を横切る。いくつかの実施態様では、弧状チャネル１５４が、スパッタリング板１２０の裏側表面の中心から測定された約３０〜約９０度の角度だけ互いから離隔されている。交差する弧状チャネル１５４は、円形溝１５０の連続したトレンチ構造を分断して、熱伝達流体が、交点のところで、円形溝１５０間を循環することを可能にする。交差する弧状チャネル１５４は、円形溝１５０の連続するトレンチ構造内での流体の停滞をかなり低減させることが分かっている。予想外に、そして驚くべきことに、010バッキング板１１０の裏側表面の円形溝１５０と交差する弧状チャネル１５４との組合せは、スパッタリングプロセス中に特定の基板上に堆積する粒子の数を大幅に減少させることも分かった。弧状チャネル１５４は、丸みが付けられた断面を有することができる。
【００１６】
いくつかの実施態様では、弧状チャネル１５４の代わりに直線的チャネルが使用される。それらの直線的チャネルは、スパッタリング板１２０の裏側表面の中心から測定された約３０〜約９０度の角度だけ互いから離隔させることができる。それらの直線的チャネルは、交点における円形溝１５０に対する局所的な水平接線に対して６０〜９０度の範囲の角度で、円形溝１５０を横切ることができる。それらの直線的チャネルは、011弧状溝１５４の平均と同じ角度を有することができる。
【００１７】
スパッタリングターゲットからの微粒子汚染のこの低減は、スパッタリングターゲット１００の裏側表面１４０の円形溝１５０の中の熱伝達流体の流体動態に対する、交差する溝および弧状チャネル１５０、１５４の効果によるものと考えられる。一般に、円形溝１５０の底部の熱伝達流体および円形溝１５０の壁に最も近い部分の熱伝達流体は、流体と表面との間の摩擦のため、流体の大部分よりもゆっくりと移動する。この摩擦の効果により、裏側表面１４０の円形溝１５０の底部に、溝の中での熱伝達流体の循環を低減させる高温流体の停滞層が生じうる。交差する溝および弧状チャネルを持たない012バッキング板上では、この流体停滞層が、円形溝１５０の中に閉じ込められたままになり、過大な量の乱流にさらされることがない。さらに、熱伝達流体は通常、ハウジング内で中心軸を軸に回転する磁石アセンブリによって循環し、これによって円形溝１５０の中を通る流体の層流が増大し、このことがまた、高温流体を円形溝１５０の中に閉じ込めることに寄与する。交差する溝１５０および弧状チャネル１５４は、円形溝１５０をより短い部分に分断し、交点のところにコーナ（ｃｏｒｎｅｒ）を作り、このコーナの付近で流体流は乱流となると考えられる。この乱流は、円形溝１５０の底部の停滞層を撹拌して、この流体を溝の外に押し出し、新鮮な加熱されていない流体が溝に入ることを可能にする。このより速く移動する循環流体は、ゆっくりと移動する停滞層の厚さおよび断熱効果を相当に低減させ、それによってスパッタリング板１２０と熱伝達流体との間の熱伝達を増大させると考えられる。
【００１８】
円形溝１５０および弧状チャネル１５４はさらに、スパッタリング板１２０の裏側表面１４０の総表面積を増大させる。溝が切られた裏側表面１４０は、同様の寸法のスパッタリング板の平坦な裏側表面の表面積よりも５０％〜１２０％大きい表面積を有することができる。例えば、従来のスパッタリング板の平坦な裏側の表面積が「Ａ」ｃｍ2である場合、溝が切られたスパッタリング板１２０の面積は１．５Ａ〜２．２Ａになる。
一実施態様では、図２に示されているように、円形溝１５０が互い013から間隔を置いて配置されており、かつ互いに同心である。一実施態様では、円形溝の数が約２〜約５０の範囲にある。他の実施態様では、円形溝の数が約１０〜約４０の範囲にある。他の実施態様では、円形溝の数が約２０〜約３０の範囲にある。他の実施態様では、溝の数が約２０である。他の実施態様では、溝の数が約３０である。溝の数は、使用される流体および特定の用途に応じて変更することができることを当業者は理解するであろう。
【００１９】
円形溝１５０はそれぞれ、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲のΔｒ（特定の円形溝１５０の外側半径と内側半径の間の距離）を備える。一例ではΔｒが約６ｍｍである。円形溝１５０間の円形のリッジ（ｒｉｄｇｅ）１５２の幅は014約２ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲にある。一例では、円形溝１５０間の円形リッジ１５２の幅が約６ｍｍである。図２は、１０本の同心の環状円形溝１５０と、介在する８つの円形リッジ１５２とを有する裏側表面１４０を示す。
【００２０】
円形溝１５０および円形リッジ１５２の分布は、その上を磁石が回転する領域が、円形溝１５０および円形リッジ１５２によってほぼ完全にカバーされるような態様で、回転磁石アセンブリの回転軌道と重なるように選択される。円形溝１５０の効果を最大にするため、一実施態様では、円形溝１５０が、裏側表面１４０の面積の少なくとも約５０％、または裏側表面１４０の少なくとも７５％の面積にわたって広がる。円形溝１５０がカバーする面積が以前の設計に比べてより大きいことは、裏側表面１４０から追加の熱を協力して放散させるのに役立ち、それによって、スパッタ処理の間、スパッタリングターゲット１００は、その全体が、より低い温度で動作する。
一実施態様では、円形溝１５０が、最も内側の半径方向内側015溝１５０ａおよび最も外側の半径方向外側円形溝１５０ｂを016含み、内側円形溝１５０ａと外側円形溝１５０ｂの間に複数の円形溝１５０が分布する。内側円形溝１５０ａの内径は、回転磁石アセンブリのシャフトの直径に関して選択され、磁石アセンブリシャフトと同じ直径にすることもできる。内側円形溝１５０ａはシャフトの真下に位置し、外側円形溝１５０ｂの半径は、回転シャフトを軸とした磁石アセンブリの最大回転半径に関して選択される。例えば、外側円形溝１５０ｂの半径は、回転シャフトを軸とした磁石アセンブリの最大回転半径と実質的に同じになるように選択することができる。溝が切られたこの表面は、循環流体に対応する領域と、磁気的に強化されたスパッタリングを有し、さらなる温度制御の必要性を有する可能性があるスパッタリング面１３４の領域に対応する領域の両方において、冷却表面積を増大させる。
【００２１】
弧状チャネル１５４は、円形溝１５０の複数の円形リッジ１５２を横切ることによって円形溝１５０と交差する。弧状チャネル１５４は、円形溝１５０の中での熱伝達流体の停滞を防いで、交差する円形溝１５０と弧状チャネル１５４とからなるパターンからの熱伝達を大幅に向上させる排出チャネルの役目を果たす。弧状チャネル１５４は、湾曲し、主に半径方向に沿って延びる弧を備える。弧状チャネル１５４は、互いから距離を置いて配置されており、この距離は、半径方向に沿って変化し、裏側表面１４０の周縁の近くでは間隙がより大きく、裏側表面１４０の中心に近づくにつれて小さくなる。一実施態様では、017図２に示されているように、それぞれの弧状チャネルの形状を、下の極方程式によって近似することができる。
ｒ＝ａｒｃｓｉｎ（θ）  ここで０＜θ＜π／３
【００２２】
一実施態様では、弧状チャネル１５４が、図６の矢印６５９によって示されたチャンバ６００内での回転磁石の方向に対して凸形に湾曲する。018整形された弧状チャネル１５４は、加熱された流体が円形溝１５０から流出することを可能にすることによって、円形溝１５０の中での熱伝達流体の停滞を防ぐ。この方向の弧形は、円形溝１５０を通り円形溝１５０から出る流体の層流を促進する。
【００２３】
図１および２に示されているように、弧状チャネル１５４はさらに、010バッキング板１１０の裏側表面１４０まで上方へ次第に浅くなる湾曲した先端領域１５６を有することができる。湾曲した先端領域１５６は、ほぼ外側円形溝１５０ｂの半径のところから始まる。この次第に浅くなる先端は階段状の先端よりも好ましい。これは、この次第に浅くなる先端が、弧状チャネル１５４の端からより層状の流体流が流出することを可能にするためである。
円形溝１５０および弧状チャネル１５４は、010バッキング板１１０の機械加工、例えば旋盤よる切削またはフライス削りによって形成することができる。この機械加工プロセスにおいて、円形溝１５０および結果として生じる円形リッジ１５２のコーナを丸めて、それらのコーナにおける侵食および応力集中を低減させることもできる。
【００２４】
溝が切られたスパッタリングターゲットは、ＣＮＣフライス盤および／または旋盤を使用して製造することができる。ターゲットブランク（ｔａｒｇｅｔ  ｂｌａｎｋ）を形成した後、ボールエンドミルフライス（フライス盤用）またはレイジアスド（ｒａｄｉｕｓｅｄ）もしくはシングルポイント（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｉｎｔ）旋盤カッタを使用し、次いでボールエンドミル（多頭旋盤またはミル）を使用して、溝を形成することができる。旋盤上で円形溝を形成することができ、次いで、フライス削りシステムまたは多頭旋盤を使用して、螺旋状または弧状のチャネルを切削することができる。標準ＣＮＣフライス削りシステム上で、円および弧を心残し削り（ｔｒｅｐａｎｎｉｎｇ）するボールエンドミルを使用して、全ての溝を切削することができる。これらの溝は通常、スパッタリングターゲットの十分な冷却を容易にする十分な深さに切削されるが、プロセス条件下にあるときにスパッタリングターゲットの構造的剛性を低下させるほどには深く切削されない。例えば２００ｍｍアルミニウムターゲットに対しては、溝を０．２５インチ程度とすることができる。他のターゲット直径およびターゲット材料に対しては、それらに応じて溝のサイズを調整することができる。丸いターゲットに対しては円形溝を使用することができ、これは、円形溝は製造が容易であり、真空装填下でもスパッタリングターゲットの一様でない撓みにつながらないためである。その後、スピンするマグネトロンによって支援された中心からエッジへの水の抽出を容易にするために、螺旋形の弧状019溝を追加することができる。
【００２５】
一実施態様では、スパッタリング板１２０が、別個の構造体であるバッキング板１１０上に取り付けられる。バッキング板１１０は、前面１６０、内側周囲壁１１４および環状フランジ１６２によって画定された環形の本体を有する。環形の本体１１２は開環１１６を画定する。環形の本体１１２は、スパッタリング板１２０の裏側表面１４０を取り囲み、開環１１６を通して裏側表面１４０を露出させるようにサイズが決められる。前面１６０はスパッタリング板１２０を支持する。環状フランジ１６２は、スパッタリング板１２０の半径を超えて延びる。環状フランジ１６２は円形の周囲表面を備え、外側フーチング（ｏｕｔｅｒ  ｆｏｏｔｉｎｇ）１６４を有し、外側フーチング１６４は、図６に示されているように、チャンバ６００内においてアイソレータ（ｉｓｏｌａｔｏｒ）６５８上に載る。アイソレータ６５８は、バッキング板１１０をチャンバ６００から電気的に絶縁および分離する。アイソレータ６５８は通常、酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製作されたリングである。
【００２６】
例示的なバッキング板１１０は、銅−クロムを含む金属合金から製作される。銅−クロムの抵抗率は、その温度が摂氏６００度を超えるまで変化しない。摂氏６００度は、標準スパッタリングプロセス温度を超える十分に高い温度である。一実施態様では、この銅−クロム合金の銅とクロムの比が約８０：１〜約１６５：１である。この銅−クロム合金は、銅を約９８．５〜約９９．１質量％、クロムを約０．６〜約１．２質量％含むことができる。この銅−クロム合金は、約３４０Ｗ／ｍＫの熱伝導率および約２．２μΩｃｍの電気抵抗率を有する。いくつかの実施態様では、バッキング板１１０が、表Ｉに開示された材料から製作される。
【００２７】
バッキング板１１０、４１０は、表Ｉに開示されたバッキング板材料からなることができる。スパッタリング板１２０、４２０は、表Ｉに開示された堆積材料からなることができる。表Ｉの第３列に示されているように、バッキング板１１０、４１０およびスパッタリング板１２０、４２０は、モノリス型または接合型とすることができる。バッキング板のスパッタリング板への接合は、例えば溶接、拡散接合、はんだ付け、ろう付けまたは鍛造接合（ｆｏｒｇｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）によって実行することができる。表記「Ａｌ０．５Ｃｕ（質量％）合金」は、その合金が銅を０．５質量％含むことを示す。本明細書で使用されるとき、用語「銅」は無酸素銅（例えばＣ１０１００（オキシジェン−フリーエレクトロニック（Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｒｅｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ：ＯＦＥ））、酸素含量０．０００５％の９９．９９％純銅）、Ｃ１０２００（オキシジェン−フリー（Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｒｅｅ：ＯＦ））およびＣ１１０００（エレクトロリチック−タフ−ピッチ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ−Ｔｏｕｇｈ−Ｐｉｔｃｈ：ＥＴＰ））を含む。
【００２８】
【表１】
0006600307.tif 000002
【００２９】
バッキング板１１０は通常、高い熱伝導率を有するように、また、その中で熱伝達流体を循環させるように選択された材料から製作される。バッキング板１１０の適当に高い熱伝導率は、少なくとも約２００Ｗ／ｍＫ、例えば約２２０〜約４００Ｗ／ｍＫである。このような熱伝導率レベルは、スパッタリングターゲット１００の内部で発生した熱を効率的に放散させることにより、スパッタリングターゲット１００が、より長いプロセス時間の間、操作されることを可能にする。一実施態様では、バッキング板１１０が、銅、アルミニウムなどの金属から製作される。他の実施態様では、バッキング板１１０が、例えば銅−亜鉛合金（ネーバル黄銅（ｎａｖａｌ  ｂｒａｓｓ））、クロム−銅合金などの金属合金を含む。例示的な一実施態様では、バッキング板１１０がＣ１８０００を含む。Ｃ１８０００は、Ｃｒ（０．８％）、Ｃｕ（９６．１％）、Ｎｉ（２．５％）およびＳｉ（０．６％）の成分質量を有する合金である。バッキング板１１０を、１つまたは接合された複数の板を含む別個の構造体とすることもできる。
バッキング板１１０はさらに、侵食溝の形成を低減させ、同時に、スパッタリングターゲット１００の長時間にわたる操作を依然として可能にする望ましい範囲にある電気抵抗率を有することができる。この電気抵抗率は、スパッタリングの間、スパッタリングターゲット１００が電気的にバイアスまたは充電されることを可能にする十分に低いものであるべきである。しかしながら、この電気抵抗率は同時に、スパッタリングターゲット１００内の渦電流の影響を低減させる十分に高いものであるべきである。これは、スパッタリングターゲット１００内を通る経路に沿って渦電流が流れたときに渦電流によって発生する熱は、その経路に沿って遭遇する電気抵抗に比例するためである。一実施態様では、バッキング板１１０の電気抵抗率が、約２〜約５μΩｃｍ、または約２．２〜約４．１μΩｃｍである。
【００３０】
一実施態様では、バッキング板１１０と021スパッタリングターゲット１２０とを互いの上に置き、それらの板を適当な温度、通常は少なくとも摂氏約２００度まで加熱することにより、スパッタリング板１２０がバッキング板１１０の前面１６０に、拡散接合によって取り付けられる。バッキング板１１０を021スパッタリングターゲットに結合する他の例示的な方法には、はんだ付け、真空または水素ろう付け、拡散接合および鍛造接合などがある。
【００３１】
一実施態様では、プロセス堆積物の剥離を低減させるために、スパッタリング板１２０のスパッタリング面１３４のプロファイルが、図２および５に示されているように作られる。例示的な実施態様では、外側周囲壁１４２が、中心円筒メサ１３０の頂部平面１３２を取り囲む傾斜した周囲リム（ｒｉｍ）１７０を形成する。傾斜したリム１７０は、中心円筒メサ１３０の頂部平面１３２に対して垂直な平面に対し、少なくとも約８度（例えば約１０度〜約２０度、例えば約１５度）の角度αだけ傾斜している。
【００３２】
図４は、表Ｉに記載された材料を含むことができるスパッタリングターゲットの他の実施態様４００の側断面図である。図５は、図４のバッキング板の裏の透視図であり、バッキング板４１０の裏側表面４４０の複数の交差円形溝および弧状チャネルを示している。スパッタリングターゲット４００は、バッキング板４１０上に取り付けられたスパッタリング板４２０を備える。スパッタリングターゲット１００とは違い、バッキング板４１０は、複数の交差する円形溝４５０（４５０ａおよび４５０ｂ）および弧状チャネル４５４をバッキング板の裏側表面に含む、中実のバッキング板である。いくつかの実施態様では、バッキング板４１０の代わりに、平らな表面（例えば図４および５に示された円形溝および弧状チャネルを含まない平らな表面）を有する平らなバッキング板を使用することができる。
【００３３】
スパッタリング板４２０とバッキング板４１０は、同じ高純度材料から製作された単一の構造体を含みバッキング板とスパッタリング板の両方の役目を果たすモノリスとすることができ、または、スパッタリング板４２０およびバッキング板４１０を、一緒に接合されてスパッタリングターゲットを形成する別個の構造体とすることもできる。スパッタリング板４２０は、スパッタリング面４３４の役目を果たす中心円筒メサ４３０を備え、中心円筒メサ４３０は頂部平面４３２を有し、チャンバ（例えばチャンバ６００）内でスパッタリングターゲット４００が使用されている間、頂部平面４３２は、基板の平面に対して平行に維持される。スパッタリング板４２０は金属または金属化合物から製作される。例えば、スパッタリング板４２０は、表Ｉ中で識別される材料のうちの任意の材料からなることができる。
一実施態様では、スパッタリング板４２０が、別個の構造体であるバッキング板４１０上に取り付けられ、バッキング板４１０が、スパッタリング板４２０を支持する前面４３８と、スパッタリング板４２０の半径を超えて延びる環状フランジ４３６とを有する。環状フランジ４３６は円形の周囲表面を備え、外側フーチング４４２を有し、外側フーチング４４２は、図６に示されているように、チャンバ６００内においてアイソレータ６５８上に載る。アイソレータ６５８は、バッキング板４１０をチャンバ６００から電気的に絶縁および分離する。アイソレータ６５８は通常、酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製作されたリングである。
【００３４】
スパッタリングターゲット１００を使用して基板６０２を処理することができるスパッタリングプロセスチャンバの例示的な実施態様６００が図６に示されている。チャンバ６００は、プラズマゾーン６０６を囲う囲い壁６０４を備え、側壁６０８、底部壁６１０および天井６１２を含む。チャンバ６００を、022チャンバ間で基板６０２を移送するロボットアーム機構によって接続された相互接続された一群のチャンバを有する多チャンバプラットホーム（図示せず）の部分とすることができる。示された実施態様では、プロセスチャンバ６００が、基板６０２上にチタンをスパッタ堆積させることができる、物理的気相堆積チャンバまたはＰＶＤチャンバとも呼ばれるスパッタリングチャンバを構成する。しかしながら、例えばアルミニウム、銅、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、タングステンまたは窒化タングステンを堆積させるなどの他の目的にチャンバ６００を使用することもでき、したがって、本開示の特許請求の範囲を、本開示を例示するために本明細書に記載された例示的な実施態様だけに限定すべきではない。
【００３５】
一実施態様では、さまざまな目的に対してチャンバ６００を適合させるために、チャンバ６００がプロセスキット（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｋｉｔ）を備える。このプロセスキットは、チャンバ６００から取り出すことができるさまざまな構成要素、例えば、構成要素表面からスパッタリング堆積物を取り除くための構成要素、侵食された構成要素を取り替えるための構成要素、または侵食された構成要素を修復するための構成要素を含む。一実施態様では、このプロセスキットが、図６に示されているように、基板支持体６２０の周囲壁付近に置くためのリングアセンブリ６１４を含み、リングアセンブリ６１４は、基板６０２の張り出したエッジの前に終わる。リングアセンブリ６１４は、堆積リング６１６およびカバーリング６１８を含み、これらのリングは、互いに協力して、基板支持体６２０の周囲壁または基板６０２の張り出したエッジでのスパッタ堆積物の形成を低減させる。
【００３６】
このプロセスキットはさらにシールドアセンブリ６２４を023含むことができ、シールドアセンブリ６２４は、スパッタリングターゲット１００のスパッタリング面１３４および基板支持体６２０の周囲エッジを図６に示されているように包囲して、チャンバ６００の側壁６０８および基板支持体６２０の下部へのスパッタリング堆積物の堆積を低減させる。図６に示されているように、シールドアセンブリ６２４は、上部シールド６２６および下部シールド６２８を含む。チャンバ環境に影響を及ぼすため、基板を処理する間、例えば上部シールド６２６などのシールドアセンブリ６２４の部分をバイアスすることができる。シールドアセンブリ６２４は、基板支持体６２０の表面、ならびにチャンバ６００の側壁６０８および底部壁６１０へのスパッタリング材料の堆積を、これらの表面を陰に隠すことによって低減させる。
【００３７】
プロセスチャンバ６００は、基板６０２を支持する基板支持体６２０を備え、基板支持体６２０はペデスタル６３０を備える。ペデスタル６３０は、基板６０２を受け取り、処理の間、基板６０２を支持する基板受取り面６３２を有し、基板受取り面６３２は、上方のスパッタリングターゲット１００のスパッタリング面１３４に対して実質的に平行な平面を有する。基板支持体６２０はさらに、基板６０２を静電的に保持する静電チャック６３４、および／または電気抵抗ヒータ、熱交換器などのヒータ（図示せず）を含むことができる。動作について説明すると、チャンバ６００の側壁６０８にある基板装填口（図示せず）を通して基板６０２をチャンバ６００に導入し、基板支持体６２０上に置く。基板６０２を基板支持体６２０上に置く間、基板支持体６２０を上げたりまたは下げたりして、基板６０２を持ち上げたり、基板支持体６２０上に下ろしたりすることができる。プラズマ操作の間、ペデスタル６３０を、電気的に浮遊した電位または大地電位に維持することができる。
【００３８】
スパッタリングプロセスの間、スパッタリングターゲット１００、基板支持体６２０および上部シールド６２６は、電源６３６によって互いに対して電気的にバイアスされる。スパッタリングターゲット１００、上部シールド６２６、基板支持体６２０、および電源６３６に接続されたスパッタリングターゲットの他のチャンバ構成要素は、スパッタリングガスのプラズマを形成しまたはそれを持続させるガスエナジャイザとして動作する。このガスエナジャイザはさらに、源コイル（図示せず）を含むことができ、このコイルは、このコイルに電流を流すことによって作動する。プラズマゾーン６０６内で形成されたプラズマは、スパッタリングターゲット１００のスパッタリング面１３４に高エネルギーで衝突し、スパッタリング面１３４を衝撃し、それによってスパッタリング面１３４から材料をスパッタして、基板６０２上に堆積させる。
【００３９】
スパッタリングガスは、ガス送達システム６３８を通してチャンバ６００に導入される。ガス送達システム６３８は、プロセスガス源６４０からのガスを導管６２２を通して供給し、導管６２２は、設定された流量のガスを通過させる質量流量制御装置などのガス流量制御弁６４４を有する。これらのガスは混合マニホルド（これも図示されていない）に送られ、その中で混合されてプロセスガス組成物を形成し、これが、チャンバ６００内にガス出口を有するガス分配装置６４６に送られる。プロセスガス源６４０は、ターゲットに高エネルギーで衝突しターゲットから材料をスパッタすることができるアルゴン、キセノンなどの非反応性ガスを含むことができる。プロセスガス源６４０は、酸素含有ガスと窒素含有ガスのうちの１種または数種のガスなど、スパッタされた材料と反応して基板６０２上に層を形成することができる反応性ガスを含むこともできる。使用済みのプロセスガスおよび副生物は、排気装置６４８を通してチャンバ６００から排出される。排気装置６４８は、使用済みプロセスガスを受け取り、排気導管６５２に渡す排気口６５０を含む。排気導管６５２は、チャンバ６００内のガスの圧力を制御する絞り弁６５４を有する。排気導管６５２は、１つまたは複数の排気ポンプ６５６に接続されている。チャンバ６００内のスパッタリングガスの圧力は通常、真空環境など、大気圧よりも低いレベル、例えば１ミリトル〜４００ミリトルのガス圧に設定される。
【００４０】
チャンバ６００はさらに熱交換器を含むことができ、この熱交換器は、スパッタリングターゲット１００の裏側表面１４０に隣接して取り付けられた、熱伝達流体を保持することができるハウジング６６０を備える。ハウジング６６０は、スパッタリングターゲット１００の裏側表面１４０を取り巻く密封された壁を備える。ハウジング６６０は、ガラス繊維などの断熱媒体から製作することができる。ハウジング６６０には、冷却された脱イオン水などの熱伝達流体が入口を通して導入され、この熱伝達流体は、出口（図示せず）を通してハウジング６６０から取り出される。この熱交換器は、スパッタリングターゲット１００をより低い温度に維持して、スパッタリングターゲット１００内で侵食溝および微小亀裂を形成する可能性をさらに低減させる役目を果たす。
【００４１】
このチャンバはさらに、回転可能な複数の磁石を備える磁場発生装置６８０を含むことができる。一実施態様では、図６に示されているように、磁場発生装置６８０が、共通の板６６６上に取り付けられた回転可能な磁石の２つのセット６６２、６６４を備え、これらの２つの磁石セットは、スパッタリングターゲット１００の裏で中心軸を軸に回転することができる。
回転可能な磁石の第１のセット６６２は、第１の磁束または磁場方向を有する１つまたは複数の中心磁石６７０、および第２の磁束または磁場方向を有する１つまたは複数の周囲磁石６７２を備える。一実施態様では、第１の磁束と第２の磁束の比が少なくとも約１：２、例えば約１：３〜約１：８、または約１：５である。このことは、周囲磁石６７２からの磁場が、基板６０２に向かってチャンバ６００内へより深く延びることを可能にする。一例では、回転可能な磁石の第１のセット６６２が、第２の磁場方向を有する一組の周囲磁石６７２によって取り囲まれた第１の磁場方向を有する一組の中心磁石６７０を備える。この第２の磁場方向は、例えば、極性の向きが中心磁石６７０の極性の向きとは反対になるように周囲磁石６７２を配置することによって発生させることができる。
【００４２】
図６の実施態様は、回転可能な磁石のより大きな第２のセット６６４を示す。回転可能な磁石の第２のセット６６４は、第１の磁束または磁場方向を有する中心磁石６７４、および第２の磁束または磁場方向を有する周囲磁石６７６を備える。一実施態様では、第１の磁束と第２の磁束の比が約１：１である。
磁場発生装置６８０は、回転可能な磁石のセット６６２、６６４がその上に取り付けられた共通の板６６６を回転させるモータ６８２および回転軸６８４を備える。この回転システムは、回転可能な磁石のセット６６２、６６４を、約６０〜約１２０ｒｐｍ、例えば約８０〜約１００ｒｐｍで回転させる。一実施態様では、回転可能な磁石のセット６６２、６６４がＮｄＦｅＢを含む。回転可能な磁石の第１のセット６６２は、スパッタリングターゲット１００のエッジを走査して、高度にイオン化されたスパッタ束を生成するために使用される。回転可能な磁石の第２のセット６６４は、スパッタリングターゲット１００の中心領域および周囲領域の付近にイオン衝撃束を生成するために使用される。回転可能な磁石のより大きなセットまたは第２のセット６６４をオンにして、スパッタリングターゲットの中心および周縁付近に再堆積した材料を取り除くことができる。変化する回転磁場をスパッタリング面１３４付近に提供することに加えて、磁場発生装置６８０および回転可能な磁石のセット６６２、６６４は、熱伝達流体を押したり撹拌したりし、それによってハウジング６６０内の熱伝達流体を循環させる。
【００４３】
スパッタリングターゲット１００に送達される大量の電力に対抗するため、スパッタリングターゲット１００の裏を、裏側冷却材チャンバに対して密封することができる。この裏側冷却材チャンバはハウジング６６０とは別個とすることができ、または、図６に示されているように、冷却材チャンバとハウジング６６０を、統合された単一のチャンバとすることもできる。熱伝達流体６９０、例えば冷却された脱イオン水または他の冷却液を含む熱伝達流体６９０を、冷却材チャンバの内部で循環させて、スパッタリングターゲット１００を冷却する。磁場発生装置６８０は通常、熱伝達流体６９０中に浸されており、回転軸６８４は、ロータリシール６８６を通って裏側チャンバを通過する。
【００４４】
チャンバ６００はコントローラ６９２によって制御され、コントローラ６９２は、チャンバ６００内の基板６０２を処理するようにチャンバ６００の構成要素を動作させる命令セットを有するプログラムコードを備える。コントローラ６９２は例えば、基板支持体６２０および基板輸送機構を動作させる基板位置決め命令セット、チャンバ６００へのスパッタリングガスの流量をセットするようにガス流量制御弁６４４を動作させるガス流量制御命令セット、チャンバ６００内の圧力を維持するように絞り弁６５４を動作させるガス圧制御命令セット、ガスに通電する電力レベルをセットするようにガスエナジャイザを動作させるガスエナジャイザ制御命令セット、基板６０２または壁６０８の温度をセットするように、ペデスタル６３０または壁６０８の中の温度制御システム（図示せず）を制御する温度制御命令セット、およびチャンバ６００内のプロセスを監視するプロセス監視命令セットを含む、プログラムコードを備えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
このスパッタリングプロセスを使用して、チタンまたはチタン化合物を含む層を基板上に堆積させることができる。これらのチタン層は単独で使用することができ、または他の層と組み合わせて使用することもできる。例えば、024スパッタされたチタン層をバリア層として使用することができる。例えば、積み重ねられたＴｉ／ＴｉＮ層はしばしば、ライナ（ｌｉｎｅｒ）バリア層として使用され、また、トランジスタのソースおよびドレインへの接点を提供するために使用される。他の例では、シリコンウエハ上にチタン層を堆積させ、そのチタン層のシリコンと接触した部分を、アニールによってケイ化チタン層に転化させる。他の構成では、基板６０２上にチタンをスパッタ堆積させ、次いでその基板を酸化チャンバに移し、酸素環境中でチタンを加熱することによりチタンを酸化して酸化チタンを形成することによって形成された酸化チタン層を、金属導体の下の拡散バリア層が含む。酸化チタンは、チタンがスパッタされている間に酸素ガスをチャンバに導入することによって堆積させることもできる。窒化チタンは、チタンをスパッタリングしている間に窒素含有ガスをチャンバに導入することによる反応性スパッタリング法によって堆積させることができる。
【００４６】
本開示を、その好ましいある種の実施態様に関して説明したが、他の実施態様も可能である。例えば、スパッタリングターゲット１００のスパッタリング板１２０およびバッキング板１１０は本明細書に記載された材料以外の材料から製作することもでき、他の形状およびサイズを有することもできる。したがって、添付の特許請求項の趣旨および範囲を、本明細書に含まれている好ましい実施態様の記述だけに限定すべきではない。
【００４７】
以上の説明は本開示の実施態様を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の追加の実施態様を考案することができる。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
0006600307.tif 000003
【図２】
0006600307.tif 000004
【図３】
0006600307.tif 000005
【図４】
0006600307.tif 000006
【図５】
0006600307.tif 000007
【図６】
0006600307.tif 000008