(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理気相成長システムのターゲットであって、
ターゲットのスパッタリングされる領域であるターゲット層と、
前記ターゲット層に拡散結合され、フランジを有するバッキングプレートと、
中心部及び縁部を有し、該縁部が第１のコーナーを第２のコーナーに接続する傾斜した側壁を有する、中心領域と、
を有し、
前記中心部は前記ターゲット層を含み、前記縁部は前記ターゲット層及び前記バッキングプレートの少なくとも一方の少なくとも一部を含み、
前記フランジは、前記第２のコーナーにおいて前記中心領域から半径方向に延び、前記物理気相成長システム内に前記ターゲットを、基板支持組立体の基板支持表面と並行に離れた関係に支持するための支持面を有し、
前記第１のコーナーが、前記第２のコーナーよりも前記中心領域の前記中心部から離れており、該第１のコーナーが、前記第２のコーナー、前記縁部及び前記フランジを影にして、スパッタリングされた材料の前記傾斜した側壁への堆積を妨げる張出部を形成することを特徴とするターゲット。
【請求項２】
前記縁部が、前記ターゲット層の一部及び前記バッキングプレートの一部を含むことを特徴とする請求項１に記載のターゲット。
【請求項３】
物理気相成長システムに関する装置であって、
ターゲットのスパッタリングされる領域であるターゲット層と、
前記ターゲット層に結合され、フランジを有するバッキングプレートと、
中心部及び縁部を有し、該縁部が第１のコーナーを第２のコーナーに接続する傾斜した側壁を有する、中心領域と、
を有するターゲットであって、
前記中心部は前記ターゲット層を含み、前記縁部は前記ターゲット層及び前記バッキングプレートの少なくとも一方の少なくとも一部を含み、
前記フランジは、前記第２のコーナーにおいて前記中心領域から半径方向に延び、前記物理気相成長システム内に前記ターゲットを、基板支持組立体の基板支持表面と並行に離れた関係に支持するための支持面を有し、
前記第１のコーナーが、前記第２のコーナーよりも前記中心領域の前記中心部から離れており、該第１のコーナーが、前記第２のコーナー、前記縁部及び前記フランジを影にして、スパッタリングされた材料の前記傾斜した側壁への堆積を妨げる張出部を形成するターゲットと、
前記ターゲットの前記第１のコーナーに近接して取り付けられる暗部シールドと
を有し、
前記暗部シールドと前記支持面と前記縁部の間に、そこでプラズマが発生するのを妨げるようにされたギャップを形成することを特徴とする装置。
【請求項４】
前記暗部シールドが、前記支持面に垂直な内面をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記暗部シールドが、前記ターゲットに近接して位置する第１の端部から第２の端部へ延び、コリメータを支持するようにされた円筒状の内面をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記バッキングプレートが、前記ターゲット層に拡散結合されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記暗部シールドと前記支持面との間の前記ギャップが、０．２ｃｍ未満であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記暗部シールドと前記縁部との間の前記ギャップが、０．２ｃｍ未満であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記縁部が、前記ターゲット層の一部及び前記バッキングプレートの一部を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物理気相成長システムに関し、特にこのようなシステム内の粒子特性を改善する改良されたターゲットおよび暗部(dark space)シールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の物理気相成長（ＰＶＤ）システム１００を単純化した横断面を示す。このシステムは、システムハウジング１０１内に、基板支持組立体１０２、シールドリング１０４、プラズマシールド１０６、暗部シールド１０８、コリメータ１１０およびターゲット１１２を有する。これらのＰＶＤシステムの構成要素は、伝統的にハウジング１０１内に構成される。アルゴンのようなガスが領域１２０に送り込まれ、ターゲット１１２と基板支持体１０２の間に高電圧が印加されると、アルゴンが領域１２０内でプラズマを形成する。このプラズマは、最終的に基板１２２上に堆積されるターゲット材料をスパッタリングする。
ターゲット１１２は、バッキングプレート１１４（代表的にはアルミニウム）から構成され、そのプレートの表面にターゲット層１１６として拡散接合されたスパッタリングされるべきターゲット材料（例えば、チタン）を有する。前述のターゲットのほかに、別のターゲット設計が、本技術分野において用いられる。例えば、ターゲットバッキングプレートは、固体プレートではなく、くぼんだ中心部を有したカップ又は皿の形状をしてよい。
【０００３】
暗部シールド１０８は、コリメータ１１０を支持する他に、バッキングプレートがスパッタリングされることから保護する。バッキングプレートをスパッタリングすると、基板を汚染するバッキングプレート材料の粒子が生成される。このように、ターゲット層のみがスパッタリングされ、バッキングプレート材料はスパッタリングされないことが重要である。また、暗部シールドが、ターゲットに非常に近接して（およそ 0.065インチ）配置される。このような小さいギャップは、プラズマがギャップに漏れないようにし、バッキングプレートがスパッタリングされることを阻止する。
暗部シールドとターゲットの間の関係を更に例示すると、図２が、境界領域の詳細な横断面を示す。ターゲット１１２が、暗部シールドに対して離れた関係で絶縁リング１２４によって支持される。暗部シールドおよびターゲットが、互いに十分に近くに置かれて、プラズマがバッキングプレートをスパッタリングしないようにするが、ギャップ１２６が十分に大きいために、ターゲット層１１６からスパッタリングされた材料がギャップ１２６に入り込み、バッキングプレート１１４の曲部１３４とターゲット層１１６の側壁１２８に堆積される。この現象は、後方散乱として本技術分野において知られている。この堆積は、矢印１３０により例示される軌道を有する粒子により生じる。ターゲット支持面１３６が水平方向に配備されると仮定すると、ターゲット側壁とターゲット支持面１３６の間の角度が90°より大きい領域で堆積が生じる。ギャップにおける堆積が、バッキングプレートおよびターゲット層縁に関する経路の視線上の軌道を有する全ての粒子に対して生じる。粒子がギャップ１２６に対して視線上にある角度の範囲が、符号１３２として示されている。
【０００４】
バッキングプレート１１４の曲部１３４及びターゲット層１１６の側壁１２８への堆積は、ＰＶＤプロセスには好ましくない。例えば、ターゲット層の側壁およびバッキングプレートの曲部への堆積は、これらの表面に対して斜め方向の角度に沿って生じる。ターゲット温度が変化して、ターゲットが膨張し又は収縮する場合に、堆積された材料（又はそれらの一部）が、表面から離れて、基板上に落ちる。結果として、基板が汚染されることになる。
そのために、シールドとターゲット間のギャップに堆積する材料を減らす改良されたターゲットと暗部シールドに対する必要性が、本技術分野において存在する。
【０００５】
【発明の概要】
従来の技術に関連するこれまでの欠点は、物理気相成長（ＰＶＤ）システムに関する本発明の改良されたターゲットにより解消される。改良されたターゲットは、側壁上に材料が堆積するのを阻止するように、ターゲット側壁を影にするターゲット側壁の一部を有する。
特に、改良されたターゲットが、スパッタリング可能な材料を含む中心領域を有する。ＰＶＤシステム内にターゲットを取りつけるための支持面を有するフランジが、中心領域から半径方向に延びる。ターゲットは、ターゲットの縁部（側壁として知られる）とフランジの接合部に形成された第１コーナを有する。第２コーナは、縁部の末端部で形成される。中心領域が、ターゲットの第２コーナから第１コーナに向かって傾斜する側壁を有し、すなわち、第１コーナが、第２コーナに「張り出し」、すなわち第２コーナを「影にする」。従って、水平方向に配備されたフランジを有するターゲットにおいて、フランジの支持面に対するターゲット側壁の角度は、90°以下となる（例えば、側壁が凹角の側壁である）。結果として、側壁に張り出す（又は側壁に平らに整列される）ターゲットの部分により、チャンバ内の粒子が、ターゲットの側壁に当たる視線の軌道を有しなくなる。
【０００６】
別の具体例においては、本発明が、第１端部と、伝統的にコリメータを支持する第２端部を備える暗部シールドを有する。しかしながら、第１端部が、ターゲットの支持面に垂直な内面を有し、すなわち内面が実質的に垂直である。
改良されたターゲットおよび暗部シールドを用いることによって、ギャップに堆積される材料の量が実質的に低減される。結果として、本発明は、ＰＶＤシステムにより処理される汚染されない基板の歩留りを改善する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、物理気相成長（ＰＶＤ）システムに関する改良されたターゲット及び暗部シールドである。スパッタリングされてターゲットの側壁に堆積する粒子を実質的に除去するために、ターゲット側壁の一部がターゲットの側壁を影にする。暗部シールドとターゲットの間のギャップへの堆積を減らすために、暗部シールドが、垂直の内面を備える。改良されたターゲット単独でも、汚染の生成に関する可能性を実質的に低減することができるが、改良されたターゲットと改良された暗部シールドを組み合わせたものは、さらに基板汚染の可能性を低減する。
特に、図３は、本発明の暗部シールド２００とターゲット２０２の詳細な横断面を示す。ターゲットが、表面に拡散接合されたターゲット層２０６を有するバッキングプレート２０４を備える。バッキングプレートは、典型的にはアルミニウムで形成され、ターゲット層は、典型的にはチタン又は別のスパッタリング可能な材料で形成される。本明細書では、ターゲットが、ターゲット材料の拡散接合された表面を有するものとして説明されているが、当業者であれば、ターゲットが、アルミニウム、チタン等の単一のスパッタリング可能材料で構成できることは理解するであろう。また、本明細書に示され、説明された特定のターゲット設計は、本発明をターゲットの特定のタイプ又はスタイルに制限するものとして考えるよりは、あくまでも例として考えるべきである。皿またはカップ形状のターゲットのような別のスタイルのターゲットもまた、本発明の恩恵を受けるであろう。
【０００８】
バッキングプレートは、ターゲット層が拡散される表面２１０を有する中心領域２０８を有する。全体として水平なターゲット支持面２１４を有するターゲット支持フランジ２１２は、バッキングプレートの中心領域から延びる。ターゲット支持面２１４は、ターゲットとシステムハウジング１０１の間にシールを形成する絶縁リング２１６に接し、その上に載っている。
本発明によると、ターゲットの一部、例えばコーナ２３４は、ターゲットの側壁、例えばバッキングプレート２０２の中心領域２０８の側壁２１８とターゲット層２０６の側壁２２０（累積的にターゲット縁と呼ばれる）に張り出し、影にする。従って、反応領域１２０内の粒子が、ターゲット縁に衝突する視線の軌道を有しなくなる。斜め方向の角度からの衝突が取り除かれる。粒子は、垂直な経路に沿ってギャップに入る可能性はあるが、そのような粒子は、垂直な入射角で支持面２１４に当たるであろう。一般に、垂直な入射角は、斜め方向の入射角よりも結合性が強い。
【０００９】
暗部シールド２００が、第１端部２２４および第２端部２２６を備える。第２端部は従来の方法で形成され、例えばコリメータ１１０を支持する。暗部シールド２００は、ターゲット２０２に近接するハウジング１０１により支持される。特に、支持面は、およそ 0.060インチだけシールドの第１端部２２４から離される。シールドのコーナ２２８とターゲットのコーナ２３０の間の最大の間隔は、およそ 0.076インチである。コーナ２３０の半径は、およそ 0.080インチである。ギャップ１２６のどの点においても、ターゲットと暗部シールドの間の間隔が、 0.080インチを超えるべきではなく、又はプラズマがそのギャップに漏れて、バッキングプレートをスパッタリングすることがない。
ターゲットの側壁に堆積する粒子を減らすために、暗部シールドが、水平方向のターゲット支持面２１４に直角の内面２３２を備える。この垂直面は、スパッタリングされた粒子が、ターゲット側壁２１８及び２２０又はコーナ２３０に堆積する可能性を低減する。
【００１０】
改良されたターゲットは、改良された暗部シールドを用いなくても、汚染する可能性を低減することができるが、改良されたターゲットとシールドを組み合わせることによって、非常に優れた結果物を生成することができる。また、実験的なデータによると、支持面に実質的に垂直な側壁を有するターゲットと支持面に実質的に垂直な内面を有するシールドの組合せが、最良であることが示された。このように、ターゲット側壁と、シールドの内面が、並行に離れた関係を有する。
本発明を組み込んだ様々な具体例が、本明細書で詳細に示され説明されてきたが、当業者であれば、これらの内容を組み込んだ多くの異なる具体例を容易に考え出すことができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の物理気相成長（ＰＶＤ）システムの単純な横断面を示す。
【図２】従来のターゲットと従来の暗部シールドの関係の横断面を詳細に示す。
【図３】本発明の改良されたターゲットと暗部シールドの横断面を示す。
【図１】
0004297991.tif 000002
【図２】
0004297991.tif 000003
【図３】
0004297991.tif 000004