(57)【要約】スパッターターゲット清浄度特性決定のための好ましい非破壊的な方法が、試験試料（５２´）に、主としてターゲットスパッタートラック領域において、音響エネルギー（６２´）を順次照射し、該音響エネルギー（６２´）によって誘起されるエコー（６４´）を検出し、組織に関係する後方散乱ノイズを該エコー（６４´）と区別して、修正振幅信号を得る、各ステップを含む。これらの修正振幅信号は一つ以上の検量値と比較され、この比較により少なくとも一つの欠陥（７２´）の存在が示される、いくつかの位置または場所の欠陥データ点が検出される。もっとも好ましくは、単一の大きな欠陥に対応する欠陥データピクセルのグループをひとまとめにして、それぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成される。欠陥データ点の調整済み集合は、試料の清浄度特性を示す、一つ以上の清浄度因子の算出またはヒストグラムの作成に使用される。【選択図】図４
2004538463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの表面を定めるスパッターターゲット材料の試験試料の特性を決定する非破壊的な方法であって、一つ以上の検量値を使用する方法において、
ａ）前記試験試料に、前記表面の複数の位置において、音響エネルギーを順次照射し、
ｂ）該音響エネルギーによって誘起されるエコーを検出し、
ｃ）組織に関係する後方散乱ノイズを該エコーと区別して、修正振幅信号を得、
ｄ）該修正振幅信号を一つ以上の検量値と比較して、
ｉ）修正振幅信号と一つ以上の検量値との比較により少なくとも一つの欠陥の存在が示される、前記複数の位置のうちのいくつかの位置の欠陥データ点、
ｉｉ）修正振幅信号と少なくとも一つの検量値との比較により欠陥の存在が示されない、前記複数の位置のうちのその他の位置の非欠陥データ点、
を検出し、
ｅ）単一の大きな欠陥に対応する欠陥データ点のグループをひとまとめにして、欠陥データ点のグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにし、
ｆ）欠陥データ点の調整済み集合の成員をカウントして、少なくとも一つの欠陥カウント数ＣFを決定し、
ｇ）データ点の総数ＣDPを決定し、
ｈ）清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出する、
各ステップから成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記表面がスパッタートラック領域を定め、
各欠陥データ点が複数の位置の一つに対応するものであり、
欠陥データ点の調整済み集合の実質的にすべての成員が、スパッタートラック領域とその近くの複数の位置に含まれる位置に対応するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
欠陥データ点の調整済み集合の成員を寸法範囲によって分類して、寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合を構成し、このとき“ｎ”が寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合の集合数を示すような追加ステップを含み、
前記ステップｆ）が、寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合の成員をカウントして、欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを決定することを含み、
前記ステップｈ）が、複数の清浄度因子ＦCj＝（ＣFj／ＣDP）×１０6を算出することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
欠陥データ点の調整済み集合の成員を、欠陥寸法０．５ｍｍ以下の欠陥に対応する欠陥データ点から成る第一の部分集合、欠陥寸法０．５〜０．８ｍｍの範囲の欠陥に対応する欠陥データ点から成る第二の部分集合、欠陥寸法０．８ｍｍ以上の欠陥に対応する欠陥データ点から成る第三の部分集合、に分類する追加ステップを含み、
前記ステップｆ）が、欠陥データ点から成る第一の部分集合の成員をカウントして、第一の欠陥カウント数ＣF1を決定することを含み、
さらに、前記ステップｆ）が、欠陥データ点から成る第二の部分集合の成員をカウントして、第二の欠陥カウント数ＣF2を決定することを含み、
さらに、前記ステップｆ）が、欠陥データ点から成る第三の部分集合の成員をカウントして、第三の欠陥カウント数ＣF3を決定することを含み、
前記ステップｈ）が、第一の清浄度因子ＦC1＝（ＣF1／ＣDP）×１０6を算出することを含み、
さらに、前記ステップｈ）が、第二の清浄度因子ＦC2＝（ＣF2／ＣDP）×１０6を算出することを含み、
さらに、前記ステップｈ）が、第三の清浄度因子ＦC3＝（ＣF3／ＣDP）×１０6を算出することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
一定深さと直径の複数の平底めくら穴を有する基準試料を照射することによって検量値を決定する追加ステップを含み、
音響エネルギーによって誘起される少なくとも一つのエコーを検出し、
組織に関係する後方散乱ノイズを、該少なくとも一つのエコーと区別して、前記一つ以上の検量値を得る、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
人為的に埋め込まれた所定寸法のアルミナ粒子を有する基準試料を照射することによって検量値を決定する追加ステップを含み、
音響エネルギーによって誘起される少なくとも一つのエコーを検出し、
組織に関係する後方散乱ノイズを、該少なくとも一つのエコーと区別して、前記一つ以上の検量値を得る、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップａ）に先立って円柱試料を円板形に変形して前記試験試料を作る追加ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
一つの表面を定めるスパッターターゲット材料の試験試料の特性を決定する非破壊的な方法であって、一つ以上の検量値を使用する方法において、
ａ）前記試験試料に、前記表面の複数の位置において、音響エネルギーを順次照射し、
ｂ）該音響エネルギーによって誘起されるエコーを検出し、
ｃ）組織に関係する後方散乱ノイズを該エコーと区別して、修正振幅信号を得、
ｄ）該修正振幅信号を一つ以上の検量値と比較して、
ｉ）修正振幅信号と一つ以上の検量値との比較により少なくとも一つの欠陥の存在が示される、前記複数の位置のうちのいくつかの位置の欠陥データ点、
ｉｉ）修正振幅信号と少なくとも一つの検量値との比較により欠陥の存在が示されない、前記複数の位置のうちのその他の位置の非欠陥データ点、を検出し、
ｅ）単一の大きな欠陥に対応する前記欠陥データ点のグループをひとまとめにして、欠陥データ点のグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにし、
ｆ）複数の振幅帯域を定義し、
ｇ）欠陥データ点の調整済み集合の成員が示す振幅を前記振幅帯域と比較して、欠陥データ点の調整済み集合の複数の部分集合を構成し、このとき“ｎ”が欠陥データ点の調整済み集合の部分集合の数を示し、
ｈ）欠陥データ点の調整済み集合の部分集合の成員数をカウントして、複数の欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを決定し、
ｉ）該欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを前記振幅帯域に関係づけるヒストグラムを作成する、
各ステップから成ることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記表面がスパッタートラック領域を定め、
各欠陥データ点が複数の位置の一つに対応するものであり、
欠陥データ点の調整済み集合の実質的にすべての成員が、スパッタートラック領域とその近くの複数の位置に含まれる位置に対応するものである、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
一定深さと直径の複数の平底めくら穴を有する基準試料を照射することによって検量値を決定する追加ステップを含み、
音響エネルギーによって誘起される少なくとも一つのエコーを検出し、
組織に関係する後方散乱ノイズを、該少なくとも一つのエコーと区別して、前記一つ以上の検量値を得る、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
人為的に埋め込まれた所定寸法のアルミナ粒子を有する基準試料を照射することによって検量値を決定する追加ステップを含み、
音響エネルギーによって誘起される少なくとも一つのエコーを検出し、
組織に関係する後方散乱ノイズを、該少なくとも一つのエコーと区別して、前記一つ以上の検量値を得る、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップａ）に先立って円柱試料を円板形に変形して前記試験試料を作る追加ステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
一つの表面を定めるスパッターターゲット材料の試験試料の特性を非破壊的に決定する装置であって、
ａ）前記試験試料に音響エネルギーを照射し、該音響エネルギーによって誘起されるエコーを検出して、ＲＦ電気振幅信号を生成する超音波トランスジューサ、
ｂ）前記超音波トランスジューサの前記表面に対する制御された運動のために前記超音波トランスジューサを取りつけるＸ−Ｙスキャナー、
ｃ）前記ＲＦ電気振幅信号を受信して増幅するための前置増幅器、
ｄ）前記ＲＦ電気振幅信号に関係する修正振幅信号を生成するための一組の構成済み減衰器を有する直線増幅器、
ｅ）前記修正振幅信号を受信し、該修正振幅信号に関係するディジタル信号を生成するためのＡＤコンバータ、
ｆ）前記表面に対する前記超音波トランスジューサの制御された運動を調節し、前記ディジテル信号を受信し、前記修正振幅信号を前記一つ以上の検量値と比較して、
ｉ）修正振幅信号と一つ以上の検量値との比較により少なくとも一つの欠陥の存在が示される、前記複数の位置のうちのいくつかの位置の欠陥データ点、
ｉｉ）修正振幅信号と少なくとも一つの検量値との比較により欠陥の存在が示されない、前記複数の位置のうちのその他の位置の非欠陥データ点、
を検出し、
単一の大きな欠陥に対応する前記欠陥データ点のグループをひとまとめにして、欠陥データ点のグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにし、
欠陥データ点の調整済み集合の成員をカウントして、少なくとも一つの欠陥カウント数ＣFを決定し、データ点の総数ＣDPを決定し、清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出する、
ようにプログラムされたマイクロプロセッサー制御器、
から成ることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記マイクロプロセッサー制御器が第一のマイクロプロセッサーと第二のマイクロプロセッサーとを有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記マイクロプロセッサー制御器が第一のマイクロプロセッサーと第二のマイクロプロセッサーとを有し、
前記第一のマイクロプロセッサーが、前記表面に対する前記超音波トランスジューサの制御された運動を調節し、また前記ディジテル信号を受信して、該ディジタル信号を前記第二のマイクロプロセッサーに送るようにプログラムされており、
前記第二のマイクロプロセッサーが、
前記修正振幅信号を前記一つ以上の検量値と比較して、
ｉ）修正振幅信号と一つ以上の検量値との比較により少なくとも一つの欠陥の存在が示される、前記複数の位置のうちのいくつかの位置の欠陥データ点、
ｉｉ）修正振幅信号と少なくとも一つの検量値との比較により欠陥の存在が示されない、前記複数の位置のうちのその他の位置の非欠陥データ点、
を検出し、
単一の大きな欠陥に対応する前記欠陥データ点のグループをひとまとめにして、欠陥データ点のグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにし、
欠陥データ点の調整済み集合の成員をカウントして、少なくとも一つの欠陥カウント数ＣFを決定し、データ点の総数ＣDPを決定し、清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出する、
ようにプログラムされている、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッターターゲット中に存在しうるいろいろな種類の微小な欠陥の検出のための非破壊的な方法と装置とに関する。より具体的には、寸法と位置によって分類された欠陥の種類によるターゲット体積清浄度特性決定のための非破壊的な方法と装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
カソードスパッターリングは、スパッターターゲットから所望の基板たとえば半導体ウェーハ上に材料の薄層または薄膜を蒸着するために広く使用されている。基本的には、スパッターターゲットを含むカソードアセンブリを、アノードとともに、不活性ガス好ましくはアルゴンを満たした室内に配置する。所望の基板を室内のアノード近くに配置して、受け面がカソードアセンブリとアノードとの間の通路に直交するように配向する。高圧電場がカソードアセンブリとアノードとの間に印加される。
【０００３】
カソードアセンブリから放出される電子が不活性ガスをイオン化する。すると、電場が不活性ガスの正帯電イオンをスパッターターゲットのスパッターリング面に向って加速する。イオン衝撃によってスパッターターゲットから叩き出された物質は室を横断して基板の受け面に付着し、薄層または薄膜を形成する。
【０００４】
スパッターリングプロセスによって生成される層または薄膜の品質に影響する一つの因子は、スパッターターゲットを作っている材料の“清浄度”である。スパッターターゲットを作っている材料の清浄度は、そのターゲットを使用して作られる層または薄膜の品質に影響するので、明らかに、スパッターターゲットの製造には割合に清浄な材料を使用することが望ましい。
【０００５】
しかし、スパッターリングプロセス中のターゲット材料消費は、高度に不均一であるために（これは、回転または静止磁石によって形成される強く閉じ込められた不均一磁場を使用する平板マグネトロンソースを使用する現行のスパッター蒸着装置の場合には特にそうである）、一般に、ターゲットの表面に、局所的に強く侵食された領域すなわち“スパッタートラック”が形成される。ターゲットのスパッタートラック領域は強く侵食されるが、ターゲットの他の領域は著しく小さな侵食しか受けないか、あるいは実質的にスパッターされないままである。侵食強度のこの違いのため、それぞれのターゲット領域のスパッターリングプロセスに対する寄与には著しい違いがある。強く侵食されるスパッタートラック領域の材料清浄度は薄膜品質に対して決定的に重要であるが、有意のスパッターリングが起こらないかまたはまったくスパッターリングが起こらない領域の清浄度は、それほど重要ではない。
【０００６】
現在理解されているところでは、先行技術の清浄度基準はターゲット表面の“スパッタートラック”領域と“非スパッタートラック”領域とを区別していない。すなわち、スパッターターゲットの特性を決定するための先行技術においては、数個またはたった一つの微小欠陥がターゲットの合格または不合格の決定に影響しうる現場において、欠陥寸法の識別と、欠陥がスパッタートラック領域の内部にあるか外部にあるかの決定とにより、実用上のターゲット品質を低下させることなくターゲット生産歩留りを向上させることができる、という可能性が考慮されていない。
【０００７】
たとえば、図１は、Ｌｅｒｏｙほかのアメリカ特許第５，８８７，４８１号および第５，９５５，６７３号で提案されている方法と同様の、アルミニウムおよびアルミニウム合金スパッターターゲットの特性決定のための方法を示す。図１に示す方法では、平坦上表面１２とそれに平行な平坦下表面１４とを有する試験試料１０に対して実施されるパルスエコー法を使用する。この方法によれば、ピントが合わされた超音波トランスジューサ１６が試験試料１０の平坦上表面１２上の一連の位置のおのおのを、少なくとも５ＭＨｚ好ましくは１０〜５０ＭＨｚの周波数を有する単一の短持続時間高周波超音波パルス１８で照射する。次に、超音波トランスジューサ１６は検出モードに切り換わり、超音波パルス１８によって誘起された一連のエコー２０を検出する。
【０００８】
これらのエコー２０に寄与する一つの要因は、試験試料１０内の欠陥２２による、超音波パルス１８からの音響エネルギーの散乱である。試験試料１０内に誘起されるエコー２０の振幅を、試験試料１０と類似の組成を有し、一定の深さと直径の平底めくら穴を有する基準試料（図示せず）内に誘起されるエコーの振幅と比較することにより、試験試料１０内の欠陥２２を検出し、カウントすることができる。
【０００９】
図１の方法によって検出される欠陥の数は、規格化して、異なる寸法と形状の試験試料の間での比較が容易になるようにしなければならない。通常、欠陥の数は体積によって規格化される。すなわち、スパッターターゲット材料は“１ｃｍ3あたりの欠陥数”という単位によって特性が示される。試験試料１０の各照射からのエコー２０に対応する体積は、大体、試験試料１０内のパルス１８の有効断面積を評価することによって決定される。
【００１０】
いくつかの要因により、トランスジューサ１６が欠陥２２によって散乱される音響エネルギーを検出する能力が損なわれる。そのため、この方法の感度が低下する。
【００１１】
そのような要因の一つは散乱エネルギーの相対的弱さである。散乱エネルギーの一部は、試験試料１０を作っている物質によって減衰させられる。さらに、約０．０４〜１ｍｍの範囲の重要な欠陥寸法は金属中の超音波の波長と同程度であるかまたはこれよりも小さいので（たとえば、１０ＭＨｚの周波数領域におけるアルミニウム中での音波の波長は、０．６ｍｍである）、パルス１８は欠陥２２のまわりに屈折する傾向を有し、そのため散乱強度が低下する。
【００１２】
トランスジューサ１６が欠陥２２によって散乱される音響エネルギーを検出する能力を低下させるもう一つの要因は、異なる方位（ｔｅｘｔｕｒｅ）を有する結晶粒間の粒界におけるパルス１８の散乱によって生成されるノイズである。実際、組織に関係する
（ｔｅｘｔｕｒｅ−ｒｅｌａｔｅｄ）ノイズは、数ｍｍの程度の粒径を有する高純度アルミニウムの場合、非常に大きくなりうるので、寸法範囲約０．０５〜０．４ｍｍ以下の小さな欠陥は検出することができない。粒径が大きいと、欠陥によって散乱される音響エネルギーを粒界によって誘起されるノイズと比べた場合の、ＳＮ比が低下する。
【００１３】
図１の方法の感度と分解能とに影響する他の要因としては、パルスの周波数、持続時間、および波形、ビームピント合せの程度と焦点スポット寸法、結合条件すなわち音響エネルギーがトランスジューサ１６から試験試料１０に伝わる効率、ならびにデータ取得システムパラメータ、がある。
【００１４】
図１の方法のもう一つの欠点は、試験試料１０内の“１ｃｍ3あたりの欠陥数”の計算において、決定可能な断面積内の欠陥２２のみが音響エネルギーを散乱してトランスジューサ１６に戻すということを仮定している、ということである。実際、パルス１８は、その波という本質のため、局在する十分はっきり決定できる境界を有しない。
【００１５】
試験試料１０内でのパルス１８のエネルギーの分布から、簡単な仮定のもとに、大部分のエネルギーが集中しているはずのトランスジューサ１６直下の決定可能な断面積を有する通路３０を定めることができる。それでも、パルス１８のエネルギーの一部はこの通路３０の外に伝播する。その結果、トランスジューサは仮定した通路３０の外にある割合に大きな欠陥２２によって散乱された音響エネルギーを検出することがあり、そのため、試験試料１０内の欠陥２２の密度を過大に評価し、その寸法を過小に評価することになる。このことのため、材料の清浄度特性がある程度不明確になる。
【００１６】
図１の方法のもう一つの欠点は、欠陥とスパッタートラック領域との近さを決定することができないということである。そのため、製造者がスパッタートラック領域またはその近くにある欠陥のために好ましくないターゲットを合格にしてしまうという危険が増大する。あるいは、製造者が、スパッタートラック領域またはその近くに許容されない欠陥を有するターゲットを合格にしてしまう危険を排除するために有用な可能性のあるターゲットを不合格にしてしまう、という危険が増大する。
【００１７】
したがって、この技術分野においては、依然として、図１に示す方法よりも感度の高い、スパッターターゲット材料の特性を決定する非破壊的な方法に対する要求がある。また、“単位体積あたりの欠陥数”の形の大まかな（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）体積評価に依存しないやり方で、いろいろなスパッターターゲット材料の清浄度を比較することのできる方法に対する要求も依然としてある。
【００１８】
これらの欠陥と制限は、部分的には、トーソー  エスエムディー社の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／１３０６６号明細書で提案されている先行技術の方法によって克服されている。ＰＣＴ／ＵＳ９９／１３０６６号出願明細書には、前記欠点の必ずしもすべてではないが大部分を克服する方法が開示されている。ＰＣＴ／ＵＳ９９／１３０６６号出願明細書において提案されているデータ収集、解析、および結像方法は、０．０４〜０．１ｍｍの範囲の寸法の欠陥（すなわち、データ取得および表示装置の単一ピクセルの寸法よりも小さな相対寸法の欠陥）の検出、識別、およびカウントを意図するものであるため、各単一欠陥は信号振幅に等しい値を有する単一データ点（ピクセル）によって表される。
【００１９】
ＰＣＴ／ＵＳ９９／１３０６６号出願明細書による方法においては、ターゲット材料の清浄度を定量化するために、欠陥データ点またはピクセルの総数“ＣF”をカウントする。図２は、スパッターターゲット材料の清浄度特性を決定するためのこの方法を示す。この方法においては、スパッターターゲット材料の円柱形試料５０を圧縮または加工して、平坦上表面５４とこれに実質的に平行な平坦下表面５６とを有する円板形の試験試料５２を作る。それから、ピントを合わせた超音波トランスジューサ６０を平坦上表面５４の近くに配置する。トランスジューサ６０は、試験試料５２の平坦上表面５４に、単一の、短持続時間、メガヘルツ周波数範囲超音波パルス６２を照射する。そのあと、トランスジューサ６０はパルス６２によって試験試料５２内に誘起されたエコー６４を検出する。トランスジューサ６０はエコー６４を電気信号（図示せず）に変換し、該電気信号は試験試料５２の特性決定に使用するために処理される。
【００２０】
図３に示すように、試験試料５２はまず通常の浸漬タンク８０内の脱イオン水（図示せず）に浸漬される。トランスジューサ６０は、制御器８４たとえばＰＣ制御器に電気的に接続された機械的Ｘ−Ｙスキャナー８２に取りつけられている。制御器８４は、機械的Ｘ−Ｙ走査装置８２が、トランスジューサ６０をラスター的な段階的運動により試験試料５２の平坦上表面５４を横断するように動かすように、通常のやり方でプログラムされている。
【００２１】
トランスジューサ６０は、パルス６２が浸漬タンク８０内の脱イオン水（図示せず）中を伝播して、試験試料５２の平坦上表面５４に大体直角に当たるように、配向されている。トランスジューサ６０は、好ましくは、パルス６２が試験試料５２の領域８６（図２）に焦点を結ぶように、平坦上表面５４からある距離に配置される。
【００２２】
図２および３の方法で使用するエコー取得システムは、低ノイズゲート制御前置増幅器９０と一組の較正済み減衰器を有する低ノイズ直線増幅器９２とを有する。エコーがトランスジューサ６０に到着するのに十分な時間が経過すると、制御器８４がトランスジューサ６０を送信モードからゲート制御電子受信モードに切り換える。エコー６４は、トランスジューサ６０によって受信され、ＲＦ電気振幅信号に変換される（図示せず）。この振幅信号は前置増幅器９０と低ノイズ直線増幅器９２とによって増幅され、修正振幅信号が生成される。低ノイズ直線増幅器９２に備えられた減衰器（図示せず）が組織に関係するノイズの一部を減衰させる。次に、修正振幅信号はＡＤコンバータ９４によってディジタル化され、制御器８４に送られる。このＡＤ変換はアナログ修正振幅信号からの振幅情報を保存するようになされる。
【００２３】
試料５２から得られるディジタル化修正振幅信号を、試験試料５２と類似の組成で、一定深さと直径の平底めくら穴を有する基準試料に関する試験から得られた基準値と比較することにより、それぞれの寸法の欠陥が検出される。
【００２４】
ＰＣ制御器８４はデータ取得プロセスを制御するようにプログラムされたマイクロプロセッサー１００を有する。また、マイクロプロセッサー１００は試料５０、５２の材料特性を示す清浄度因子を計算するようにもプログラムされている。該マイクロプロセッサーは、組織に関係する後方散乱ノイズを区別して、“欠陥データ点”を識別する。“欠陥データ点”というのは、ディジタル化修正振幅信号と基準値との比較により欠陥の存在が示されたデータ点である。マイクロプロセッサー１００は、試験試料５２の試験中に検出された欠陥データ点のカウント数を記憶し、“欠陥カウント数”ＣFを決定する。また、マイクロプロセッサー１００は“非欠陥データ点”を識別するようにもプログラムされている。“非欠陥データ点”というのは、ディジタル化修正振幅信号と検量値との比較により欠陥の非存在が示されたデータ点である。
【００２５】
マイクロプロセッサー１００は、また、データ点の総数“ＣDP”、すなわち欠陥カウント数ＣFと非欠陥データ点の数との合計、をも決定する。データ点の総数は、欠陥データ点のカウント数と非欠陥データ点のカウント数とを加えることによって決定できるが、好ましくは、試験試料５２がトランスジューサ６０によって照射される平坦上表面５４上の位置の総数“ＣI”をカウントし、データ取得回路がノイズその他の原因によって欠陥データ点か非欠陥データ点かの同定ができないディジタル化ＲＦ信号の数“ＣN”を差し引くことによって、決定される。マイクロプロセッサー１００は、欠陥カウント数ＣFとデータ点の総数ＣDPとを決定したあと、試料５０、５２の材料の特性を決定するために、清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出するようにプログラムされている。
【００２６】
図２の方法により試料５０、５２の材料の特性を決定するもう一つのやり方は、試験試料５２の欠陥寸法の分布を決定するものである。もっと詳しく言うと、この方法は、振幅帯域または範囲を定義し、ディジタル化修正振幅信号の振幅を該振幅帯域と比較して修正振幅信号の部分集合を構成し、修正振幅信号のこれらの部分集合のデータ点をカウントして各振幅帯域の修正振幅信号カウント数を決定し、修正信号カウント数を複数の前記振幅帯域に関係づけるヒストグラムを作成する、ことによって、試料５２の清浄度特性を決定する。ディジタル化修正振幅信号によって示される振幅は試料５２で検出される欠陥の寸法に関係するので、このヒストグラムは試料５２の欠陥寸法分布の一つの表示を与えるものである。
【００２７】
しかし、約０．１ｍｍよりも大きな寸法の単一欠陥は単一のデータ点で示されないことがある、ということを考慮すべきである。たとえば、約０．１ｍｍよりも大きな単一欠陥は単一パルスの有効断面積よりも大きいという可能性がある。そのため、欠陥データ点またはピクセルの未処理カウント数にもとづく欠陥総数の決定が困難になり、あるいは不可能になる。
【００２８】
図１〜３に示す方法のもう一つの欠点は、これらの方法が一つのターゲットまたは試料（図示せず）を一回で試験して特性決定するように構成されている、ということである。すなわち、前記引用文献で提案されている方法は、製造工程進行中に一連のターゲットまたは試料（図示せず）の試験の用意ができている場合でも、それぞれの試験が順次に重なりなしで実施されるように構成されている、と考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
したがって、この分野では、依然として、より大きな範囲の欠陥寸法を有する欠陥を識別して正しくカウントし、またスパッタートラック領域および非スパッタートラック領域に対して別々の欠陥カウント数を与えることのできる、スパッターリングターゲットの清浄度特性を決定する非破壊的な技術に対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
これらおよびその他の要求には、スパッターリング面を定めるスパッターターゲット材料試験試料の特性を決定する非破壊的な方法によって応えることができる。好ましい方法は、試験試料に、表面の複数の位置において、音響エネルギーを順次照射し、該音響エネルギーによって誘起されるエコーを検出し、組織に関係する後方散乱ノイズを該エコーと区別して、修正振幅信号を得る、という各ステップを含む。これらの修正振幅信号は一つ以上の検量値と比較され、該比較が少なくとも一つの欠陥の存在を示すいくつかの位置または場所の欠陥データピクセルまたは点が検出され、また該比較が欠陥の存在を示さないその他の位置の非欠陥データピクセルが検出される。もっとも好ましくは、単一の大きな欠陥に対応する欠陥データピクセルのグループをひとまとめにして、欠陥データピクセルのグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにする。
【００３１】
特に好ましい実施形態の場合、欠陥データ点の調整済み集合の成員をカウントして、少なくとも一つの欠陥カウント数ＣFを決定する。データ点の総数ＣDPを決定し、清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出する。この清浄度因子がスパッターターゲット材料の清浄度特性を示すのに使用される。
【００３２】
もう一つの特に好ましい実施形態の場合、複数の振幅帯域が定められる。欠陥データ点の調整済み集合の成員が示す振幅を前記振幅帯域と比較して、欠陥データ点の調整済み集合の複数の部分集合を構成し、このとき“ｎ”が欠陥データ点の調整済み集合の部分集合の数を示す。次に、欠陥データ点の調整済み集合の部分集合の成員をカウントして、複数の欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを決定する。複数の欠陥カウント数が、欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを前記振幅帯域に関係づけるヒストグラムの作成に使用される。次に、このヒストグラムがスパッターターゲット材料の清浄度の特性決定に使用される。
【００３３】
さらにもう一つの特に好ましい実施形態の場合、欠陥データ点が、寸法、または試験試料の平坦上表面上の位置によって分類される。一つのそのような方法においては、各データ点が試験試料の平坦上表面上の一つの位置に対応する。スパッタートラック領域またはその近くの複数の位置に対応する欠陥データ点のみが、欠陥カウント数と清浄度因子との決定のためにカウントされる、欠陥データ点の調整済み集合に含まれる。
【００３４】
もう一つのそのような方法においては、欠陥データ点の調整済み集合の成員を寸法範囲によって分類して、寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合を構成し、このとき“ｎ”が寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合の集合数を示す。寸法分類欠陥データ点から成る複数の部分集合それぞれの成員をカウントして、欠陥カウント数ＣF1、．．．ＣFnを決定する。次に、複数の清浄度因子ＦCj＝（ＣFj／ＣDP）×１０6を算出して、スパッターターゲット材料の特性を決定する。
【００３５】
スパッターターゲット材料の試験試料の特性を非破壊的に決定する好ましい装置は、試験試料に音響エネルギーを照射し、該音響エネルギーによって誘起されるエコーを検出して、ＲＦ電気振幅信号を生成する超音波トランスジューサ、該超音波トランスジューサの試験試料の表面に対する制御された運動のために該超音波トランスジューサを取りつけるＸ−Ｙスキャナー、前記ＲＦ電気振幅信号を受信して増幅するための前置増幅器、前記ＲＦ電気振幅信号に関係する修正振幅信号を生成するための一組の較正済み減衰器を有する直線増幅器、前記修正振幅信号を受信し、該修正振幅信号に関係するディジタル信号を生成するためのＡＤコンバータ、およびマイクロプロセッサー制御器、を有する。もっとも好ましくは、前記マイクロプロセッサー制御器は第一のマイクロプロセッサーと第二のマイクロプロセッサーとを有する。特に好ましい装置においては、前記第一のマイクロプロセッサーは、前記表面に対する前記超音波トランスジューサの制御された運動を調節し、また前記ディジタル信号を受信して、該ディジタル信号を前記第二のマイクロプロセッサーに送るようにプログラムされる。前記第二のマイクロプロセッサーは、前記修正振幅信号を前記一つ以上の検量値と比較して、修正振幅信号と一つ以上の検量値との比較により少なくとも一つの欠陥の存在が示される、いくつかの位置の欠陥データ点を検出し、また、修正振幅信号と少なくとも一つの検量値との比較により欠陥の存在が示されない、その他の位置の非欠陥データ点を検出する、ようにプログラムされる。さらに、前記第二のマイクロプロセッサーは、単一の大きな欠陥に対応する前記欠陥データ点のグループをひとまとめにして、欠陥データ点のグループ群のそれぞれのグループが単一の最重要データ点で置き換えられた、欠陥データ点の調整済み集合が生成されるようにし、欠陥データ点の調整済み集合の成員をカウントして、少なくとも一つの欠陥カウント数ＣFを決定し、データ点の総数ＣDPを決定し、清浄度因子ＦC＝（ＣF／ＣDP）×１０6を算出する、ようにプログラムされる。
【発明の効果】
【００３６】
前述の先行技術の方法と異なり、本発明の方法では、スパッターリングの影響を受けるいくつかのターゲット領域のターゲット清浄度特性の決定を別々に行うため、それぞれのスパッター領域に対して異なる清浄度規格を与えて、ターゲット生産歩留りを高めることができる。
【００３７】
さらに、先行技術の方法と異なり、本発明の方法では、少なくとも三つの寸法範囲、たとえば０．５ｍｍ以下の寸法範囲、０．５〜０．８ｍｍの寸法範囲、および０．８ｍｍ以上の寸法範囲の欠陥を別々にカウントすることにより、スパッタートラック領域のスパッターターゲット材料の清浄度特性の決定を行う。
【００３８】
もっとも好ましくは、試験試料を一つの寸法方向に、たとえば圧延または鍛造によって圧縮してから、該試料に、該寸法方向に試料を横断して伝播する、すなわち試料表面に対して斜めまたはより好ましくは垂直に伝播する音響エネルギーを照射する。前記圧縮は、材料中の欠陥を平坦にし、広げる効果を有する。欠陥が広がることにより、欠陥によって散乱される音響エネルギーの強度が増大し、また音響エネルギーが欠陥のまわりに屈折する可能性が低下する。
【００３９】
スパッターターゲット材料特性の決定のためのこれらの方法は、スパッターターゲット製造のための工程で使用することができる。前述のように、スパッターターゲットの清浄度は、そのスパッターターゲットによって作られる層または薄膜の品質を決定する一つの要因となる。スパッタートラック領域と非スパッタートラック領域とに対するある基準条件に合う清浄度特性を有するスパッターターゲットブランクのみを処理し、それらの条件に合わないブランクを不合格とすることによって、このようにして製造されたスパッターターゲットが高品質の層または薄膜を与える可能性が高まり、同時に、製造者の生産歩留りが向上して、製造費を減少させ、生産量を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
したがって本発明の一つの目的は、スパッターターゲット材料特性の決定のための、改良された非破壊的な方法を提供することである。本発明のその他の目的は、以下の説明、添付の図面、および特許請求の範囲によって、明らかになるであろう。
【００４１】
図４は、スパッターターゲット材料の清浄度特性を決定するための特に好ましい方法を示す。この方法においては、スパッターターゲット材料（好ましくは、金属または合金）の円柱形試料５０´が圧縮または加工されて、平坦上表面５４´とこれに大体平行な実質的に平坦な下表面５６´とを有する円板形試験試料５２´が作られる。そのあと、ピントの合わされた超音波トランスジューサ６０´が試験試料５４´の近くに配置される。トランスジューサ６０´は、試験試料５２´の全上表面５４´、または上表面５４´の全体よりも小さな領域を、単一の短持続時間メガヘルツ周波数範囲の超音波パルス６２´によって照射する。トランスジューサ６０´は、次に、パルス６２´によって試験試料５２´内に誘起されるエコー６４´を検出する。トランスジューサ６０´は、エコー６４´を電気信号（図示せず）に変換し、該信号は試験試料５２´の特性決定に使用するために処理される。
【００４２】
もっと詳しく言えば、まず試料５０´が寸法７０´に沿って圧縮されて、円板形試験試料５２´になる。好ましくは、試料５０´は鍛造または圧延によって圧縮し、そのあとでダイヤモンド切断を行い、平坦表面５４´と５６´とを得る。試料５０´の圧縮により、欠陥７２´が平坦になり広がるので、欠陥７２´の、寸法７０´に直交する表面積が増大する。
【００４３】
図５に示すように、次に、試験試料５２´は通常の浸漬タンク８０´内の脱イオン水（図示せず）に浸漬する。トランスジューサ６０´は、制御器８４´たとえばＰＣ制御器に電気的に接続した機械的Ｘ−Ｙスキャナー８２´に取りつけてある。制御器８４´は、機械的Ｘ−Ｙ走査ユニット８２´が、試験試料５２´の上平面５４´を横断するラスター的な段階運動によってトランスジューサ６０´を動かすように、通常のやり方でプログラムしてある。
【００４４】
ここで好ましいトランスジューサ６０´は、ＷＳ５０−１０−Ｐ４．５の名称でＵＬＴＲＡＮ ＵＳＡ が販売している。これは、固定焦点距離（ｆｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）の高分解能圧電トランスジューサである。８ＭＨｚ（−６ｄＢ）帯域幅を有する約１０ＭＨｚのピーク周波数では、このトランスジューサは、約１１５ｍｍの焦点距離（ａ  ｆａｃｏｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）と約０．６ｍｍの直径の焦点スポットとを有するパルス６２´を発生させる。
【００４５】
もっとも好ましくは、試料５２´の上平面５４´は約３３ｃｍ（約１３インチ）の程度の幅または直径を有する。Ｘ方向およびＹ方向における約０．８ｍｍのデータ取得ステップにより、暴露領域の重なりなしで、−６ｄＢの検出レベルで、厚さ２５ｍｍの基準試料の後ろ壁に配置された０．２５ｍｍの平底めくら穴に相当する欠陥を検出することができる。このとき、上表面５４´上の約１４０，０００試験点が照射される。
【００４６】
試料５２´の上表面５４´の一部領域、たとえばスパッタートラック領域（図示せず）のみを照射することは、本発明の意図の範囲内にある。もっと具体的に言えば、マイクロプロセッサー制御器８４´を、Ｘ−Ｙ走査ユニット８２´が全上表面５４´よりも小さな関心のある領域（図示せず）内またはその近くの点のみを走査するように、プログラムすることは、本発明の意図の範囲内にある。これを実行するのに適当なプログラムの作成は当業者の普通の技量の範囲内にあり、特別な実験技術を必要としない。
【００４７】
もっとも好ましくは、トランスジューサ６０´は、パルス６２´が浸漬タンク８０´内の脱イオン水（図示せず）を通って伝播し、上表面５４´に大体垂直に試験試料５２´にあたるように、配向する。さらに、トランスジューサ６０´は、好ましくは、パルス６２´が試験試料５２´の領域８６´（図４）に焦点を結ぶように、上表面５４´から間隔をとって配置する。好ましい領域８６´は厚さ約２５ｍｍであり、約４．５ｍｍの間隔５５´だけ上表面５４´から離れている。パルス６２´は試料５２´と相互作用してエコー６４´を誘起し、該エコーは脱イオン水（図示せず）中を逆向きに伝播して、パルス送出から約６０μｓｅｃ後にトランスジューサ６０´に到達する。
【００４８】
特に好ましいエコー取得システムは、低ノイズゲート制御前置増幅器９０´、上平面
５４´の２５ｍｍ下方にある直径０．２５ｍｍの平底めくら穴からの信号に相当する信号を確実に識別する信号対ノイズ（組織）比を有する一組の較正済み減衰器（図示せず）を備えた低ノイズ直線増幅器９２´、１２ビット（２．４４ｍＶ／ｂｉｔ）のＡＤコンバータ９４´、および随意のディジタルオシロスコープ９５´を備えている。エコーがトランスジューサ６０´に到達するのに十分な時間が経過すると、制御器８４´は、トランスジューサ６０´を送信モードからゲート制御電子受信モードに切り換える。エコー６４´はトランスジューサ６０´によって受信され、ＲＦ電気振幅信号（図示せず）に変換される。この振幅信号は前置増幅器９０´によって増幅され、次に低ノイズ直線増幅器９２´によってろ波されて、修正振幅信号が生成される。次に、この修正振幅信号はＡＤコンバータ９４´によってディジタル化されてから、制御器８４´に送られる。このＡＤ変換は、アナログ修正振幅信号からの振幅情報が保存されるようになされる。
【００４９】
特に好ましいＰＣ制御器８４´は、第一のマイクロプロセッサー１００´と第二のマイクロプロセッサー１１０´とを有する。第一のマイクロプロセッサー１００´は、トランスジューサ６０´の運動とデータ取得プロセスとを制御するようにプログラムされる。このデータ取得システムとともに使用するのに特に好ましいソフトウェアパッケージは、
ＳＤＩ−５３１１ Ｗｉｎｓｃａｎ ４ の名称で、Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ が販売している。
【００５０】
このシステムの全体的能力（ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を高めるために、取得した生データ情報は生データファイル（図示せず）の形で第二のマイクロプロセッサー１１０´に送られる。第一および第二のマイクロプロセッサー１００´、１１０´の間でのデータ取得作業とデータ処理作業との分業により、一グループの試料（図示せず）に関する、非中断、連続かつ同時のデータ取得とデータ処理との実行が容易になり、二つの試料（図示せず）の同時処理が可能になる。試料５２´が第一のマイクロプロセッサー１００´によって制御されるデータ取得プロセスにおかれている間に、その前にデータが取得された別の試料（図示せず）について第二のマイクロプロセッサー１１０´による清浄度解析を行うことができる。この分業により、試料の待ち行列（図示せず）が予想されうる場合に、全体的な試験能力が高められる。
【００５１】
好ましい試料５２´は平坦円板の形であり、該円板はＸ−Ｙラスタータイプの走査エンベロープに刻まれる。その結果、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、生データからターゲットに関係するデータ点のみを取り出す。すなわち、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、表面５４´内部の位置から取られたデータ点のみを処理し、境界データ点が除外されるようにデータを“刈り取る（ｃｒｏｐ）”ようにプログラムされる。
【００５２】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、また、試料５０´（図４）、５２´の材料の特性を示す一つ以上の清浄度因子を計算するようにプログラムされる。もっと詳しく言えば、このマイクロプロセッサーは、組織に関係する後方散乱ノイズを区別して、欠陥に関係するデータ点、すなわちディジタル化修正振幅信号と基準値との比較により欠陥の存在が示されるデータ点を識別するようにプログラムされる。このマイクロプロセッサーは、試験試料５２´の試験中、上表面５４´（図４）全体または関心のある特定領域たとえばスパッタートラック領域（図示せず）で検出される欠陥データ点のカウントを続けて、一つ以上の“欠陥カウント数”ＣFを決定する。第二のマイクロプロセッサー１１０´は、さらに、“非欠陥データ点”、すなわちディジタル化修正振幅信号と検量値との比較により欠陥の存在が示されないデータ点またはピクセルを識別するようにプログラムされる。
【００５３】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、また、それぞれの試料について、三つの異なる寸法範囲、すなわち０．５ｍｍ以下の欠陥寸法、０．５〜０．８ｍｍの範囲の欠陥寸法、および０．８ｍｍ以上の欠陥寸法に分類される欠陥の総数を算出するようにプログラムされる。
【００５４】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、また、スパッタートラック領域（図示せず）または関心のある他の領域（図示せず）の外部にあるか内部にあるかの物理的配置に関して複数のデータ点（ピクセル）を解析するようにプログラムされる。これを実現する一つのやり方は、ディジタル化修正振幅信号を生成するエコー６４´が誘起されたＸ−Ｙラスターグリッド内のトランスジューサ６０´の位置（図示せず）（たとえば、第一のマイクロプロセッサー１００´から転送される生データファイル（図示せず）内に配列されるデータ点の順序による）に前記各ディジタル化修正振幅信号を対応させ、該位置（図示せず）を、試料５２´の上表面５４´上のスパッタートラック領域（図示せず）または関心のある他の領域（図示せず）の位置と比較する、というものである。特に好ましい方法においては、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、三つの異なる寸法範囲、すなわち０．５ｍｍ以下の欠陥寸法、０．５〜０．８ｍｍの範囲の欠陥寸法、および０．８ｍｍ以上の欠陥寸法に分類される、スパッタートラック領域（図示せず）内の欠陥の数を決定するようにプログラムされる。
【００５５】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、また、単一のデータ点またはピクセルによって示されるものよりも大きな寸法の単一の欠陥（図示せず）を示すデータ点のグループをひとまとめにして、複数のデータ点またはピクセル（図示せず）を解析するようにプログラムされる。言い換えると、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、あるしきい値よりも大きなディジタル化修正振幅値を有する欠陥データ点を検出した場合、該データ点が導出された位置を直接包囲する試料５２´の上表面５４´上の位置に対応するデータ点を調べるようにプログラムされる。第二のマイクロプロセッサー１１０´は、上表面５４´上の隣接複数位置から導出される欠陥データ点のクラスターまたはグループを見出した場合には、該グループから最大のディジタル化修正振幅値を有する欠陥データ点を取りだす。次に、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、該グループを単一の最重要データ点で置き換え、該単一の最重要データ点に対応するディジタル化修正振幅値と検量値との比較にもとづいて欠陥の寸法を決定する。
【００５６】
もっとも好ましくは、第二のマイクロプロセッサー１１０´は、データ点の前記各グループを単一の最重要データ点で置き換えて、欠陥データ点の調整済み集合を生成させてから、欠陥データ点を、寸法または上表面５４´に相対的な位置によって分類する。これは、第二のマイクロプロセッサー１１０´が、生データファイル（図示せず）内のデータ点の順序が欠陥データ点の分類プロセスによって乱されないうちに、上表面５４´上の隣接複数位置から導出される欠陥データ点のクラスターまたはグループを検出できるようにするためである。
【００５７】
周知のように、欠陥７２´の種類が異なれば、エコー６４´の波形特性たとえば位相には異なる影響が生じうる。したがって、用途によっては、波形位相の反転に関してディジタル化修正振幅信号をモニターするディジタルオシロスコープ９５´その他の比較手段を備え、試料５２´から得られるディジタル化修正振幅信号を検量値と比較するようにすることが望ましいと考えられる。特に、欠陥７２´の物理的特性に関する情報は、ディジタル化修正振幅信号を、試験試料５０´（図４）、５２´と類似の組成を有し、いろいろな種類の人為生成欠陥（図示せず）を有する基準試料（図示せず）に関して実施された試験から導出された検量値と比較することにより、導き出すことができる。そのような人為生成欠陥（図示せず)の例としては、一定深さと直径の平底めくら穴（図示せず）、および基準試料材料（図示せず）に人為的に埋め込まれた所定寸法の耐火物粒子（図示せず）、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金ターゲットの場合のアルミナ粒子、がある。そのような解析は、材料試料の清浄度に関する付加的な情報を与えるものであるが、当業者には容易に理解されるように、そのような解析は本発明にとって臨界的ではない。
【００５８】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、また、トランスジューサ６０´によって走査される上表面５４´の領域内で、欠陥の存在または非存在に関する情報を与えるデータ点“ＣDP”の総数を決定する。“ＣDP”は、言い換えると、欠陥カウント数ＣF（または、欠陥寸法、上表面５４´その他の関心のある領域（図示せず）に相対的な位置、によって分類した欠陥の数を示す一連の欠陥カウント数“ＣF1、・・・“ＣFn”）と非欠陥データ点の数との合計に等しい。ＣDPは、欠陥データ点のカウント数と非欠陥データ点のカウント数とを加えることによって決定することもできるが、好ましくは、試料５２´がトランスジューサ６０´によって照射される上表面５４´の関心のある領域（図示せず）に沿う位置“Ｃ1"の総数をカウントし、データ取得回路がノイズその他の原因によって欠陥データ点であるか非欠陥データ点であるかの同定ができないディジタル化信号の数“ＣN”を引くことによって決定する。
【００５９】
第二のマイクロプロセッサー１１０´は、欠陥カウント数ＣF（または、複数の欠陥カウント数“ＣF1、・・・“ＣFn”）とデータ点の総数“ＣDP”とを決定したあと、試料５０´（図４）、５２´を作っている材料の特性決定のために、一つ以上の清浄度因子ＦCm＝（ＣFm／ＣDP）×１０6を算出するようにプログラムされる。ここで開示する発明において、これらの一つ以上の清浄度因子の決定に適当なプログラムを作成することは、当業者の通常の技量の範囲内にあり、特別の実験技術を必要としない。
【００６０】
試料５０´（図４）、５２´を作っている材料の特性を決定するもう一つのやり方は、試験試料５２´内の欠陥の寸法分布を決定することによるものである。もっと具体的に言えば、試料５２´の清浄度特性は、複数の振幅帯域または範囲を定め、ディジタル化修正振幅信号の振幅を該振幅帯域と比較して修正振幅信号の部分集合を構成し、修正振幅信号のこれらの部分集合をカウントして各振幅帯域の修正振幅信号カウント数を決定し、該修正信号カウント数を前記複数の振幅帯域に関係づけるヒストグラム（図示せず）を作成することによって、決定することができる。ディジタル化修正振幅信号が示す振幅は、試料５２´で検出される欠陥の寸法に関係するので、このヒストグラム（図示せず）は試料５２´における欠陥の寸法分布の一つの表示を与えるものである。
【００６１】
図６および７には、斜方晶構造（ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ）で０．０８〜０．１２ｍｍの範囲の結晶粒径を有する二つのＡｌ／０．２ｗｔ％Ｓｉ／０．５ｗｔ％Ｃｕ合金スパッターターゲット材料（図示せず）の特性を示すヒストグラム１２０（図６）および１２２（図７）を見ることができる。それぞれの材料は、約５０６ｃｍ2（７８．４ｉｎ2）の表面積を有する円板形試料に加工し、約６．４×１０4の位置で照射した。図６の材料は、図７の材料（ＦC？１２５）よりも“清浄”（ＦC？４７）である。欠陥を調べる厚さ方向領域は、ゲート遅れ１．５μｓの４．５μｓ持続時間のゲート内にある。
【００６２】
図６および７のヒストグラムの横軸１３０（図６）、１３２（図７）は、０．８ｍｍの平底めくら穴を有する基準試料（図示せず）によって誘起されるエコー振幅に対する百分率として規格化した振幅で示す。図６および７の縦軸１４０（図６）および１４２（図７）は、対数目盛で示した各振幅の修正信号カウント数を示す。欠陥カウントに対するエコー振幅しきい値は、１５．９％に設定した。実験で決定されたところによれば、組織に関係するエコー振幅は、ここで試験したすべてのアルミニウム合金の場合に１５％を越えなかったからである。ここで開示する発明において、ヒストグラム、たとえば図６および７に示すヒストグラム１２０（図６）および１２２（図７）をプロットするのに適当なプログラムの作成は、当業者の通常の技量の範囲内にあり、特別の実験技術を必要としない。
【００６３】
以上の説明から明らかなように、本発明の一つの目的は、スパッターターゲット材料中で検出される欠陥の寸法と位置とを同定できる、該材料の清浄度特性を決定する非破壊的な方法を提供することである。やはり明らかなように、本発明のもう一つの目的は、割合に大きな単一の欠陥を小さな密接した複数の欠陥と区別することのできる方法を提供することである。さらにまた明らかなように、本発明のもう一つの利点は、待ち行列をなしているいくつかの材料試料に関して、同時にデータ取得とデータ処理とができる割合に効率的な方法が提供される、ということである。
【００６４】
上で説明した方法と装置の実施形態とは本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、本発明は、前記の方法と装置の実施形態とに細部にわたってまで限定されるものではなく、前記の方法と装置の実施形態とには、特許請求の範囲で定義される本発明の範囲を逸脱することなく、変更を加えることができる、と理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】超音波組織解析のための第一の先行技術の方法を示す模式図である。
【図２】超音波組織解析のための第二の先行技術の方法を示す模式図である。
【図３】図２の方法を実施するための装置の模式図である。
【図４】本発明による超音波清浄度特性決定のための特に好ましい方法を示す模式図である。
【図５】図４の方法を実施するための装置の模式図である。
【図６】本発明の特に好ましい実施形態による割合に“清浄な”Ａｌ−０．２Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ材料の特性を示すヒストグラムである。
【図７】本発明の特に好ましい実施形態によるあまり“清浄でない”Ａｌ−０．２Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ材料の特性を示すヒストグラムである。
【符号の説明】
【００６６】
５０´  円柱形試料
５２´  円板形試験試料
５４´  平坦上表面
５５´  間隔
５６´  平坦な下表面
６０´  超音波トランスジューサ
６２´  超音波パルス
６４´  エコー
７０´  試料の一つの寸法
７２´  欠陥
８０´  浸漬タンク
８２´  機械的Ｘ−Ｙスキャナー
８４´  制御器
８６´  試料５２´の一つの領域
９０´  低ノイズゲート制御前置増幅器
９２´  直線増幅器
９４´  ＡＤコンバータ
９５´  ディジタルオシロスコープ
１００´  第一のマイクロプロセッサー
１１０´  第二のマイクロプロセッサー
１２０、１２２  ヒストグラム
１３０、１３２  横軸
１４０、１４２  縦軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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