(57)【要約】長寿命のスパッターターゲットを製造する方法と該方法によって製造されるターゲットとを開示する。該方法は、前駆ターゲット形状またはプロファイルから出発して、その表面の半径方向に沿って、また該表面の上方の複数の垂直寸法において、磁場の強さの測定を行うことを含む。ターゲットの侵食トラックの間の、磁場の強さの最適比が与えられる。侵食トラックの一つに付加すべき材料の垂直寸法が決定され、そのあと、前記磁場の強さの最適比を使用して、もう一つの侵食トラックの高さが計算される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンスパッターリングターゲットにおける複数の侵食トラックの必要な厚さを決定する方法であって、
ａ）特定のスパッターリング面を有する必要なスパッターリングターゲット前駆形状を用意して、その上の前記侵食トラックＥ−１およびＥ−２の位置を決定し、
ｂ）前記スパッターリングターゲット前駆形状のスパッターリング面に沿う、半径方向のいくつかの位置ＲＬにおける磁場の強さを決定し、また前記侵食トラック上の点に関して時間平均の磁場の強さＲＥ−１およびＲＥ−２を決定し、
ｃ）前記（ｂ）で決定した前記磁場の強さＲＥ−１とＲＥ−２の比の最適範囲を決定し、
ｄ）前記侵食トラックＥ１およびＥ２の上方の垂直寸法Ｖのところで磁場の強さを決定して、データ点ＶＥ１およびＶＥ２を生成させ、
ｅ）前記垂直寸法における磁場の強さＶＥ１およびＶＥ２を記録し、
ｆ）前記侵食トラックの一つＥ１またはＥ２における、スパッターリング材料の垂直寸法の必要な増大量を決定し、
ｇ）前記侵食トラックの他の一つにおける、前記スパッターリング面に付加すべきスパッターリング材料の必要な垂直高さを決定する、
ことから成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップｅ）が複数の垂直寸法における磁場の強さを示すグラフをプロット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３】
前記ステップｅ）が前記垂直寸法における前記磁場の強さに関するデータＶＥ１およびＶＥ２を記憶媒体に記録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】
前記記憶媒体がコンピュータから成ることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップａ）が、前記       スパッターリングターゲット前駆形状として使用されるサンプルスパッターリングターゲットを用意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６】
前記ステップａ）が、前記ターゲットのスパッターリング面に沿う複数の半径方向位置、およびターゲット面の上方の複数の垂直寸法において、サンプルスパッターリングターゲットの上方の磁場の強さを測定することにより、前記スパッターリングターゲット前駆形状を決定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７】
前記ステップｇ）が、前記ステップｃ）で決定された前記比の最適範囲を使用して、前記他の一つの侵食トラックにおける必要な磁場の強さを計算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８】
侵食トラックにおける前記磁場の強さＲＥ−１とＲＥ−２の前記比の最適範囲が、ＲＥ−１：ＲＥ−２＝約１．００〜１．２００：１であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記磁場の強さの比ＲＥ−１：ＲＥ−２が、約１．０９５：１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】
前記マグネトロンスパッターリングターゲットが多数の侵食トラックを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に述べたステップにしたがって製造されることを特徴とするスパッターターゲット。
【請求項１２】
スパッターターゲットであって、
スパッターリング面を有し、該面上に侵食トラックＥ−１およびＥ−２が配置されており、
スパッターターゲット厚さｈを有し、ｈ＞１．９６ｃｍ（０．７７２インチ）であり、
前記侵食トラックＥ−１上の点において、時間平均の磁場の強さＲＥ−１を有し、前記侵食トラックＥ−２上の点において、時間平均の磁場の強さＲＥ−２を有し、ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．００〜約１．２０：１であるようになっている、
ことを特徴とするスパッターターゲット。
【請求項１３】
ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．０９５：１であることを特徴とする請求項１２に記載のスパッターターゲット。
【請求項１４】
前記Ｅ−１とＥ−２がそれぞれ厚さＴＥ−１とＴＥ−２を有し、このとき、ＴＥ−１が約２．６２ｃｍ（１．０３２インチ）であり、ＴＥ−２が約２．５０ｃｍ（０．９７２インチ）であることを特徴とする請求項１２に記載のスパッターターゲット。
【請求項１５】
スパッターリング面を有する大体切頭円錐形の本体から成り、前記スパッターリング面が凹部を包囲する厚くなった環状テラス領域を有し、前記凹部が前記テラスから約０．１０〜０．１９ｃｍ（０．０４〜０．０７５インチ）だけくぼんだ面を有することを特徴とするスパッターターゲット。
【請求項１６】
前記凹部の面が前記テラスから約０．１３〜約０．１５ｃｍ（約０．０５〜約０．０６インチ）だけくぼんでいることを特徴とする請求項１５に記載のスパッターターゲット。
【請求項１７】
前記テラスが約１．９６ｃｍ（０．７７２インチ）よりも大きな厚さを有することを特徴とする請求項１５または１６に記載のスパッターターゲット。
【請求項１８】
前記スパッターリング面が、前記テラス上の点における時間平均の磁場の強さＲＥ−１と前記凹部上の点における時間平均の磁場の強さＲＥ−２とを有し、ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．００〜１．２０：１となることを特徴とする請求項１５または１６に記載のスパッターターゲット。
【請求項１９】
ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．０９５：１であることを特徴とする請求項１８に記載のスパッターターゲット。
【請求項２０】
スパッターターゲットアセンブリであって、
スパッターリング面と、該面の反対側にある、熱交換媒体との接触に適したバッキングプレート面とを有し、また約４．８ｃｍ（１．９インチ）よりも大きな厚さを有し、
前記スパッターリング面が該面上に配置された侵食トラックＥ−１とＥ−２とを有し、
前記ターゲットが前記侵食トラックＥ−１上の点における時間平均の磁場の強さＲＥ−１と前記侵食トラックＥ−２上の点における時間平均の磁場の強さＲＥ−２とを有し、ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．００〜１．２０：１となる、
ことを特徴とするスパッターターゲットアセンブリ。
【請求項２１】
ＲＥ−１：ＲＥ−２が約１．０９５：１であることを特徴とする請求項２０に記載のスパッターターゲット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
市販の物理蒸着（ＰＶＤ）システムにおいては、スパッターリングターゲットの寿命は、通常、もとの装置製造者（ＯＥＭ）によって設定されている。そのような寿命は、通常スパッターリング電力×スパッターリング時間（ｋＷｈ）または基板に蒸着された材料の全厚（μｍ、または１μｍ蒸着層の数）と定義されるが、この寿命は、主として、スパッターリングターゲット材料、ターゲット形状、およびカソード磁石の設計によって決定される。スパッターリングカソードアセンブリは、それぞれの設計において、その性能パラメータたとえば蒸着均一性に関して最適化される。
【０００２】
ターゲットの均一性性能は、主として、三つの要因、すなわち、スパッターリング時のターゲットの侵食プロファイル、ターゲットの結晶学的集合組織、基板とターゲットとの距離、および蒸着プロセス時のガス散乱因子、によって決定される。侵食プロファイルは蒸着の均一性の決定に関してもっとも重要な因子である。また、侵食プロファイルは、それぞれのＰＶＤシステムにおいて、ほとんど不変に保たれる。
【０００３】
ＰＶＤプロセスにおいては、スパッターリングターゲットの前方に、プラズマの雲が存在する。このプラズマは、スパッターリングターゲットの背後にある磁石による磁場によって維持される。プラズマの密度したがってターゲットのスパッターリング速度は、ターゲット表面における磁場の強さに関係する。電磁気理論によれば、最大スパッターリング速度は、磁場の垂直成分がゼロで、磁場の水平成分が最大であるときに、生じる。以下においては、“磁場”という言葉は、特に明記しない限り、垂直磁場がほとんどゼロであるときの、磁場の水平成分を意味するものとする。
【０００４】
先進のマグネトロンＰＶＤ設計においては、カソード磁石は、通常、よりよい均一性性能を与えるためにターゲット中心軸のまわりに回転する小磁石の配列から成る。ターゲット面のそれぞれの位置においては、磁場の強さと磁石の一回転あたりの磁場の平均滞留時間とが変化する。これらの変化はどちらも、ターゲット面上の異なる位置における異なるスパッターリング速度の存在、したがってターゲットスパッターリングプロファイル（スパッターリング溝）の存在をもたらす。ここでは、一回転内の磁場の強さの時間積分を、時間平均した磁場の強さ（Ｔ−Ｂの場）と定義する。市販のＰＶＤシステムの場合、通常、ＯＥＭは、必要なＴ−Ｂの場が得られるように、カソード磁石アセンブリの構成を設計する。これにより、最適蒸着均一性性能を実現するのに適した必要なターゲット面侵食プロファイルが形成される。必要な磁石構成とターゲット侵食プロファイルとを決定する方法は、米国特許第４，９９５，９５８号、第５，３１４，５９７号、第５，２４８，４０２号、第５，８３０，３２７号、および第５，２５２，１９４号明細書の概説に記載されている。
【０００５】
長いターゲット使用寿命が望ましい状況が起こりうる。長い寿命の実現を試みるもっとも簡単なやり方は、スパッターリングターゲットの厚さを大きくすることである。しかし、カソードアセンブリは設計厚に対して最適化されているので、厚さの増大は蒸着均一性の低下をもたらしうる。最近の試験では、ターゲット厚の１３％の増大により、１σにおいて０．７〜１．１８％のターゲット蒸着均一性の変化が起こりうる。薄膜抵抗等高線マップ（オムニマップ）は、ターゲットの外へりに比してターゲットの中心からは材料が少ししかスパッターされないということ、すなわち、スパッター薄膜はウェーハへりよりもウェーハ中心で薄いということを示す。ここでの発見によれば、この変化は、ターゲット厚を増大させたとき、中心とへりとにおけるＴ−Ｂの場がその正しい比率を保持していない、という事実による。ここでの発見によれば、蒸着均一性性能を維持するためには、それぞれの侵食溝位置におけるターゲット厚を、局所的なＴ−Ｂの場が正しい比率に戻されるように変化させなければならない。
【０００６】
以下で説明する方法は、ターゲット均一性性能を維持しつつターゲット寿命を長くするという目標を実現するために、厚さを増大させたターゲットの正しいプロファイル（形状）をどのようにして見出すかを示すものである。任意のスパッターリングターゲット構成に対して、本発明の方法は、下記の各ステップを含む。
【０００７】
Ａ）当該ターゲットスパッターリングプロファイルを測定して、最大侵食溝位置を決定する。
【０００８】
Ｂ）ターゲット面のいくつかの半径方向位置で、垂直および水平方向の磁場の強さを測定する。磁気アセンブリは回転しているので、この測定は動的に実施しなければならない。これは、二つまたは三つのＢ場プローブを使用して、ターゲット面の任意の場所で三つの異なる直交方位において同時に磁場の強さを測定することにより実現することができる。Ｂ場プローブの測定結果は、ディジタルオシロスコープに送ることができ、それぞれの方位における動的磁場の強さに関する結果を、ターゲット面の任意の位置で計算することができる。追加測定を、ターゲット面のいろいろな半径方向位置で行う。
【０００９】
Ｃ）ターゲット面の上方のいろいろな高さで、Ｂ）と同じ測定を続ける。この測定は、ターゲット厚に意図する増大量を加えたときの高さを超える高さまで実施しなければならない。
【００１０】
Ｄ）ターゲット表面上方のいろいろな高さにおけるＴ−Ｂの場と半径方向位置との関係を示すグラフを記録またはプロットする（このステップはコンピュータその他の記憶手段によって実施することができる）。
【００１１】
Ｅ）ターゲット面レベルにおいて、最深侵食溝の位置と各侵食溝位置とにおけるＴ−Ｂの場の比を決定する。
【００１２】
Ｆ）増大ターゲット厚レベルに等しい高さにおいて、最深侵食溝の位置と各侵食溝位置とにおけるＴ−Ｂの場の比を決定する。
【００１３】
Ｇ）各溝位置において必要な高さの変化を、Ｆ）における比がＥ）における比に合うように、決定する。
【００１４】
Ｇ）で得られた各溝の局所的高さと幅の違いにもとづいて、寿命の長いターゲットプロファイルを設計することができる。
【００１５】
以下、本発明を、添付の図面を参照しつつさらに詳しく説明する。
【００１６】
図１には、スパッターリング性能に悪影響を及ぼすことなくスパッターリング寿命を延長するために大きなターゲット厚を与える本発明の方法によって高性能のものとなりうるターゲットの実施形態を示す。ここに示す特定ターゲットは、タイプ“Ｂ”ＥＮＤＵＲＡ（登録商標）スパッターリングシステムに適合するものである。
【００１７】
ターゲット１２は、たとえば、Ａｌから成り、ＡｌまたはＣｕから成るバッキングプレート１４を有する。これらの金属の合金もまた代表的な材料として挙げることができる。もっとも好ましくは、ターゲット１２は、本発明と一緒に譲渡されたＰＣＴ国際出願ＷＯ００／１５８６３号、これに対応する米国特許出願第０９／７２０，３４７号（２０００年１２月２１日提出）の開示内容にしたがって、バッキングプレート１４に接合されている。これらの出願明細書を参照されたい。
【００１８】
好ましいターゲット１２は、大体切頭円錐の形であり、平面図では円形であり、またスパッターリング面２２の向きに大体線形に収縮する側壁２０を有する。この好ましいターゲット１２とバッキングプレート１４とは、断面において、全体として切頭体の構造を有し、バッキングプレート１４は円錐の土台として働き、ターゲット側壁２０は、該側壁２０がスパッターリング面２２を過ぎて延びた場合に円錐の頂点に達するような、円錐の中間部分（ｍｉｄ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ）となっている。
【００１９】
厚い領域または円形ボス３０が、ターゲット／バッキングプレート界面３２に沿って成形されている。この厚い領域３０は、侵食トラック拡大部その他として作用することにより、ターゲット寿命の延長に寄与する。ここに示す実施形態の場合、この厚い領域３０の半径方向寸法は、好ましくは約７．７４ｃｍ（３．０４７インチ）であり、深さは好ましくは約１．３ｍｍ（０．０５０インチ）である。
【００２０】
スパッターリング面２２は、ターゲット厚が大きくなった外側の上昇したまたは高くなったテラス領域４０を有し、該領域はターゲット１２の薄い中心領域を定める浅い凹部４２を包囲している。テラス４０は、外壁５０と内壁５２とを有している。内壁５２は、ここに示す特定実施形態の場合、凹部から外向きに、テラスの平坦部または外表面５４に向かって、約１３．５°の角度で傾斜している。内壁５２は、約６．４ｍｍ（０．２５インチ）の長さまたは半径方向寸法を有している。図に示すように、テラス４０の表面は、凹部の表面から約１．５ｍｍ（０．０６０インチ）だけ高くなっている。テラス４０は、大きな侵食が予想されうるスパッターリング面２２の領域に付加的な材料厚さを有している。
【００２１】
図１に示すターゲットは、２侵食トラックターゲットと呼ばれており、この場合、ターゲットは、図１に破線で示すように（図３に示すプロファイルにも見られる）、外側侵食トラック１０２と内側侵食トラック１０４とを有し、これらのトラックはターゲットの中心のまわりに大体環状に配置されている。図１に示す断面図においては、外側侵食トラックは、ターゲットのテラス４０の上面と厚い部分３０の底部との間の垂直距離として定められ、内側侵食トラックは、凹部４２によって定められる領域内に含まれ、ターゲットの底部から凹部の最上部までの垂直距離を有する。
【００２２】
一般に、本出願の方法は、侵食トラックの高さの最適増大を与えることによってターゲットのスパッターリング寿命を延長するために使用することができる。
【００２３】
現在入手できるデータから、現在の標準ターゲットに対してなしうる垂直方向の拡大または高さの拡大を制限するいくつかのパラメータが存在するように思われる。まず、有効スパッターリングを改善するためには、時間平均磁場の強さは、ターゲット表面領域において約２００ガウスとして、必要なプラズマ構造がターゲット面に沿って形成されうるようにしなければならない。さらに、スパッターリングシステムの物理的空間範囲により、ターゲットの必要な高さ増大に上限が与えられる。
【００２４】
最後にもっとも重要なこととして、高さ増大ターゲットのスパッターリング均一性は、１σ信頼水準において、現在の標準高さターゲットによって達成される均一性と同程度以上でなければならない。すなわち、１σにおいて、約１％よりも小さな均一性が達成されなければならない。
【００２５】
注意すべきことは、本発明の原理は、プラズマの構造が磁気的に制御され、二つ以上の侵食トラックを有するターゲット侵食プロファイルを与える、任意のタイプのＰＶＤシステムに適用できると考えられる、ということである。たとえば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓが販売しているＥｎｄｕｒａ（登録商標）システム、Ｎｏｖｅｌｌｕｓが販売しているＱｕａｎｔｕｍ（商標）システム、およびＵｌｖａｃ（登録商標）が販売しているＵｌｖａｃ（登録商標）システムを、代表例として挙げることができる。
【００２６】
したがって、本発明の目的は、必要なまたは最適のスパッタートラック構成と侵食トラックに関する既知の垂直高さ寸法とをすでに有すると考えられる、標準ターゲットまたは予想されるターゲットプロファイルに対して適用することである。本発明により、前駆プロファイルから、スパッターターゲット性能を低下させることなくターゲットを厚くするために、侵食トラックの高さを自信をもって増大させることができる。
【００２７】
図２には、外側侵食トラックおよび内側侵食トラックに対応する半径方向位置において、標準ターゲット上方の垂直スペースに関して、Ｂ磁場時間積分（Ｔ−Ｂの場）の値をｇａｕｓｓ−ｓｅｃ単位でプロットしたグラフを示す。この図からわかるように、０ｍｍで示す標準ターゲットの場合、目的に合わせて最適化したターゲットの外側侵食トラックにおいて測定した磁場の強さは、１０３０ｇａｕｓｓ−ｓｅｃであり、内側侵食トラックにおける磁場の強さは９４０ｇａｕｓｓ−ｓｅｃである。
【００２８】
前述のように、本発明によれば、この比、外側侵食トラックの磁束密度（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｄｅｎｓｉｔｙ）（ＯＥＴＧＳ）／内側侵食トラックの磁束密度（ＩＥＴＧＳ）すなわち（ＯＥＴＧＳ）：（ＩＥＴＧＳ）を、大体一定の値に保つことが望ましい。
【００２９】
ここでは、試験した特定システムに関して、もっとも好ましいＯＥＴＧＳ：ＩＥＴＧＳ比は、１．０９５であった。これは、ＯＥＴＧＳとＩＥＴＧＳとの値をｘ＝０において、ｙ軸に沿って比較していくことによってわかる。この比較によれば、この特定システムにおけるＯＥＴＧＳ／ＩＥＴＧＳ比の好ましい範囲は、約１．００〜１．２０：１になる。
【００３０】
ここで、作業者が外側侵食トラック領域の厚さを６．６０ｍｍだけ増大させたい場合には、図２から予想されるＯＥＴＧＳは８１７ｇａｕｓｓ−ｓｅｃになる。最適ＯＥＴＧＳ／ＩＥＴＧＳ比１．０９５を維持すべき場合、ＩＥＴＧＳは７４６ｇａｕｓｓ−ｓｅｃとしなければならない。これは、内側侵食トラックの高さを、５．３５ｍｍだけ増大させ、二つの侵食トラックの間の高さの差を１．２５ｍｍとしなければならないということを意味する。これは、図１に示すテラス４０の高さと凹部４２の高さとの間の差１．２５ｍｍに対応する。
【００３１】
言い換えると、図１に示す２溝のターゲットの場合、内側および外側溝位置におけるＴ−Ｂの場は異なる高さで測定される。必要なターゲット厚増大が６．６０ｍｍである場合、標準ターゲットまたは目的に合わせて最適化したプロファイル形状の場合と同じＴ−Ｂの場を維持するためには、１．２７ｍｍ（０．０５インチ）の深いくぼみを内側溝の位置に切削しなければならない。この高さ増大ターゲットを、Ｅｎｄｕｒａ（登録商標）スパッターリングシステムで試験したところ、標準ターゲットで得られるのと同じ蒸着均一性の場合に、スパッター寿命の１００％の増大がもたらされた。結果を図４に示す。
【００３２】
下記の例は、必要なターゲットスパッターリングプロファイルを構成することのできる一つの方法を示す。これは必要なターゲットスパッターリングプロファイルを構成することのできる単なる一つの方法を示すと理解すべきである。他の方法では、目的に合わせた最適の侵食トラック寸法と形状とを有する既存のターゲットが使用される。また、いろいろな形状のターゲットの試験スパッターを実行して、最適であると思われる特定形状を、試行錯誤によって得ることもできる。このターゲット設計は、侵食トラックにおけるターゲット材料の垂直寸法または高さを本発明によって増大させて最適化するための出発形状または前駆形態となる。さらに、いくつかの数式を使用して、たとえば前記の先行技術の米国特許明細書に述べられているような侵食トラック形状を予想することができる。
【００３３】
例１
（Ａ）Ｑｕａｎｔｕｍ（商標）スパッターリングシステムでの使用に適するターゲットを、ターゲット面を上にして取り付けた。磁石をスパッターリング時と同様に回転させた。二つのホール効果ガウスプローブを滑動マイクロメータ（ｓｌｉｄｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ）に取り付けて、ターゲットのすべての半径方向位置がカバーされるようにした。もう一つのマイクロメータを使用してプローブの高さを調節し、このときこの研究で使用する五つの高さ位置すべてがカバーされるようにした。このようにして、ホール効果ガウスプローブにより、Ｑｕａｎｔｕｍ（商標）供給源の磁場を、半径方向（Ｒ）、接線方向（Ｔ）、および垂直方向（Ｚ）で測定することができた。
【００３４】
（Ｂ）二つのガウスプローブを使用して、Ｑｕａｎｔｕｍ（商標）供給源の動的磁場の強さを、同時に、半径方向（Ｒ）／接線方向（Ｔ）および半径方向（Ｒ）／垂直方向（Ｚ）で測定した。信号の低周波数（〜１Ｈｚ）のため、二対の測定は同期していない。しかし、一つの測定においては、二つのチャンネルを同期させた。３０ヶ所の異なる半径方向位置と５ヶ所のターゲット面からの異なる高さの位置とにおいて、磁場を測定した。各位置において、４チャンネルのデータ（Ｒ、ＴおよびＲ、Ｚ）があり、また各チャンネルは４０，０００データ点を含む。二つのチャンネル波形のすべてを、２チャンネルのＴｅｋｔｒｏｎｉｘ  Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅに表示し、また同期２チャンネルデータをＰＣに送った。
【００３５】
（Ｃ）各半径方向位置と各高さとに関して、記録された４チャンネルのデータをＥｘｃｅｌ（登録商標）スプレッドシートに入力した。次に、これらのデータを、単純にデータ点を１０個ごとに平均して一つのデータ点とすることにより、１０分の１に圧縮した。各チャンネルに対して異なる倍率を補正するために、変換係数をも考慮した。次に、四つのチャンネルの圧縮データを新しいデータセットの形で記憶した。
【００３６】
それぞれの新しいデータセットに関して、二つのＲデータ系列をＥｘｃｅｌ（登録商標）でプロットし、それぞれの時間ずれを各二対のデータ系列に対して決定した。次に、Ｒ／Ｚデータグループを、正しい時間間隔だけずらして、Ｒ／Ｔグループと合併した。このようにすれば、Ｒ、Ｔ、およびＺ系列がすべて同期することになる。次に、ＲおよびＴチャンネルデータをベクトル的に加えて、平行Ｂ磁場（Ｂ−ｐ）の強さを導出した。この同期Ｂ−ｐおよびＺデータ系列のために、新しいファイルを作った。
【００３７】
（Ｅ）各Ｂ−ｐおよびＺ系列に関して、各Ｂ磁場の値を次のように時間ゲート制御した：（１）Ｚ磁場の絶対値は設定パラメータ（この場合、１５０ｇａｕｓｓ）よりも小さくなければならず、また（２）Ｂ−ｐ値はもう一つの設定パラメータ（この場合、５０ｇａｕｓｓ）よりも大きくなければならない。次に、ゲート制御されたＢ磁場の強さを、一回転周期内で積分して、垂直Ｂ磁場がゼロに近い場合の平行Ｂ磁場の強さの相対的時間積分平均（Ｔ−Ｂの場）を算出した。
【００３８】
（Ｆ）このＴ−Ｂの場の結果は、一次近似として、当該位置におけるスパッターリング速度に比例するはずである。これらの結果を、実測侵食プロファイルに対してスケールを合わせて、プロットした。そのグラフを図３に示す。参照番号１０２、１０２は、前記の外側侵食トラックを示し、参照番号１０４、１０４は、内側侵食トラックを示す。
【００３９】
本発明の方法は、複数または多数の侵食トラックのマグネトロンスパッターリングターゲットの製造に使用することができる。第一のステップは、均一なスパッターリング性能のために最適のプロファイルであると考えられる必要な前駆スパッターリングターゲット形状を与えることである。“スパッターリングターゲット形状”という言葉は、最適化する必要があると考えられる既存のターゲットまたは標準構造を有する既存のターゲットばかりでなく、コンピュータ生成または数学的導出プロファイルまたは形状をも含むと解釈すべきである。前駆スパッターリングターゲット形状は、たとえば、既存のスパッターリングターゲットの検査から得ることができるが、あるいはそのようなプロファイルは、試行錯誤によって決定された最適プロファイルを有する複数のスパッターリングターゲットサンプルを実際にスパッターすることによって決定することができる。前駆スパッターリングターゲット形状が得られたならば、侵食トラックの位置を決定することができる。
【００４０】
本発明の一つの側面によれば、必要な前駆スパッターリングターゲット形状を、スパッターリング面に沿ういくつかの半径方向位置で磁場の強さを測定することにより、またこれらの半径方向位置の上方の複数の垂直寸法において同じ磁場の強さを測定することにより、得ることができる。侵食トラックをこれらの測定値に関係づけることができる。
【００４１】
必要な前駆スパッターリングターゲット形状が得られたならば、磁場の強さの測定を、前駆スパッターリングターゲットプロファイルのスパッターリング面に沿って、いくつかの異なる半径方向位置ＲＬにおいて、実施する。マグネトロンアセンブリの回転により、侵食トラック位置にあるターゲット面上の半径方向の点に関して、時間平均磁場の強さが得られる。
【００４２】
次に、侵食トラックに対応するこれらの半径方向位置において測定された磁場の強さの比すなわちＯＥＴＧＳ／ＩＥＴＧＳの最適範囲を決定する。この比の最適範囲は、もちろん、スパッターリングシステムごとに異なる。ここで調べた特定のＥｎｄｕｒａ（登録商標）システムの場合、外側侵食トラックと内側侵食トラックとの磁場の強さの比は、約１．００〜１．２０：１の程度とすべきであることを見出した。このシステムの場合、外側侵食トラックと内側侵食トラックとの好ましい磁場の強さの比は、１．０９５：１である。
【００４３】
次に、磁場の強さのデータ点を、侵食トラックＥ−１およびＥ−２上の異なる半径方向位置ＲＬ上方のいくつかの垂直寸法に関して得る。これらのデータ点を、ＶＥ−１およびＶＥ−２で表す。
【００４４】
次に、これらのデータは、すべて、記憶媒体たとえばコンピュータ、グラフ用紙、あるいはその他に記録することができる。データ点は、たとえば、一つの軸が磁場の強さを表し、他の軸が、そのような磁場の強さが測定された垂直高さ寸法ＶＥ−１およびＶＥ−２を示すグラフにプロットすることができる。
【００４５】
次に、侵食トラックの一つに配置されるスパッターリング材料の垂直寸法の必要な増大量が決定される。次に、そのような増大させた垂直寸法における磁場の強さを決定し、さらに他の侵食トラックの磁場の強さを、侵食トラック位置ＲＥ−１およびＲＥ−２における磁場の強さの比の最適範囲を用いて、決定する。この値が得られたならば、作業者は、他の侵食トラックに付加あるいは追加すべきスパッターリング材料の垂直寸法または高さの必要な増大量を決定することができる。各侵食トラックにおける垂直増大量の決定後、もちろん、これらの寸法に従ってスパッターターゲットを製造することができる。
【００４６】
図５には、先行技術または標準ターゲット／バッキングプレートアセンブリを示す。このアセンブリのターゲットの厚さは本発明によって最適増大させることができ、また侵食トラックの高さは前記の磁場の強さの比の方法によって最適に釣り合わせることができる。これらすべてにより、図１に示すタイプの、長寿命の、均一スパッターリングターゲットが得られる。
【００４７】
先行技術のアセンブリは、バッキングプレート上に接合した異種張り合わせ（ｄｉｓｔｉｎｃｔ）ターゲット構造とすることができ、あるいはこのアセンブリは一体式のものとすることができる。図に示すように、この先行技術のアセンブリは、バッキングプレート１１４上に接合されたターゲット１１２から成る。通常のやり方の場合、バッキングプレートの下面１１５は冷却剤一般に水との熱交換接触に適するようにしてある。
【００４８】
注意すべきことは、図１に示すターゲットの場合、ターゲットの上面１１７またはスパッターリング面に沿ってくぼみまたは凹部が形成されていないということである。このターゲットには、主として、表面１１５の下の特別設計の磁石配列の回転により、二つの明瞭な環状侵食トラック２０２、２０４が形成される。
【００４９】
図１のアセンブリの全高（ｈ）は、バッキングプレート（およびそれに付随する取り付けフランジ１３０）とターゲットとで、４．８ｃｍ（１．９インチ）である。ターゲットだけの厚さ（すなわち、バッキングプレートからスパッターリング面の頂部までの垂直距離）は、１．９６ｃｍ（０．７７２インチ）であり、したがってバッキングプレートは高さ２．８７ｃｍ（１．１２８インチ）を有する。
【００５０】
本発明により、図１のアセンブリとの関連で、全高５．４９ｃｍ（２．１６インチ）を有する効率的なターゲット／バッキングプレートアセンブリを作った。ここで、ターゲットの厚さ（ターゲット／バッキングプレート界面３２からテラス４０表面の頂部まで）は、２．６２ｃｍ（１．０３２インチ）である。バッキングプレートの厚さは、標準ターゲットの場合と同じで、２．８７ｃｍ（１．１２８インチ）である。したがって、この場合、図１に示す本発明の特定実施形態と標準ターゲットすなわち図５のターゲットとのターゲット厚の違いは、６．６ｍｍ（０．２６インチ）である。
【００５１】
次に、前記の方法を使用して、内側侵食トラックに必要な厚さを計算した（図２に参照）。この方法により、くぼみの深さ１．２５ｍｍが算出されたので、このくぼみを、ターゲット面に機械加工してくぼみまたは凹部４２を作った。
【００５２】
図１と５に示すターゲットはどちらも直径３９．７ｃｍ（１５．６２０インチ）を有し、それぞれのターゲットのスパッターリング面は直径３１．５ｃｍ（１２．３９４インチ）を有する。
【００５３】
前記のように、本発明によるスパッターターゲットは、標準厚さ１．９６ｃｍ（０．７７２インチ）よりも大きな厚さを有する。さらに、本発明によるこれらのターゲットは、前記のように、時間平均磁場の強さの比ＲＥ−１：ＲＥ−２＝約１．００〜約１．２０：１を有することを特徴とする。詳しく言えば、前記例で説明したように、Ｅｎｄｕｒａ（登録商標）スパッターリングシステムでの使用に適するターゲットの場合、比ＲＥ−１：ＲＥ−２＝１．０９５：１が好ましい。
【００５４】
図１に戻ると、この実施形態のターゲットのテラス領域の厚さは、約２．６２ｃｍ（１．０３２インチ）であり、示されているターゲットの凹部４２の厚さは、約２．４７ｃｍ（０．９７２インチ）である。したがって、この凹部はテラスから０．１５ｃｍ（０．０６０インチ）だけくぼんでいる。しかし、作業者は、凹部表面がテラスから、約０．１０〜０．１９ｃｍ（０．０４〜０．０７５インチ）の寸法だけ、より好ましくは前記方法に従って約０．１３〜約０．１５ｃｍ（約０．０５〜約０．０６インチ）の寸法だけくぼむことができる、と考えることができる。
【００５５】
バッキングプレートとターゲットとから成るアセンブリ全体または一体式アセンブリの厚さは、本発明によれば、約４．８ｃｍ（１．９インチ）よりも大きく、
該ターゲット上に配置される侵食トラックＥ−１とＥ−２は、時間平均磁場の強さの比ＲＥ−１：ＲＥ−２＝約１．００〜約１．２０：１を示す。
【００５６】
上で説明したターゲットの形は、本発明の好ましい実施形態を示すが、本発明はこの実施形態に細部にわたってまで限定されるものではなく、特許請求の範囲で定め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】
【図１】
本発明によって設計できる、２侵食トラックターゲット／バッキングプレートアセンブリの断面図である。
【図２】
時間積分した磁場の強さと、標準ターゲットプロファイルに対する、ターゲット材料の垂直距離または高さの増大量との関係を示すグラフである。
【図３】
実施形態において述べる方法によって計算した侵食プロファイルである。
【図４】
本発明によって設計し、製造した厚さ増大ターゲットに関する、スパッターリング均一性と増大したスパッターエネルギー寿命（ｋＷｈ単位）とを示すスパッターリング均一性データのグラフである。
【図５】
先行技術の２侵食トラックターゲット／バッキングプレートアセンブリの断面図である。
【符号の説明】
１２  ターゲット
１４  バッキングプレート
２０  側壁
２２  スパッターリング面
３０  厚い領域
３２  ターゲット／バッキングプレート界面
４０  テラス領域
４２  凹部
５０  外壁
５２  内壁
１０２  外側侵食トラック
１０４  内側侵食トラック
１１２  ターゲット
１１４  バッキングプレート
１１５  １１４の下面
１１７  １１２の上面
１３０  取り付けフランジ
２０２、２０４  環状侵食トラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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