特許 6130304 保護されたバッキングプレートを有するＰＶＤスパッタリングターゲット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6130304

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】保護されたバッキングプレートを有するＰＶＤスパッタリングターゲット

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20170508BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 C

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-553463(P2013-553463)

(86)(22)【出願日】2012年2月1日

(65)【公表番号】特表2014-508222(P2014-508222A)

(43)【公表日】2014年4月3日

(86)【国際出願番号】US2012023474

(87)【国際公開番号】WO2012109069

(87)【国際公開日】20120816

【審査請求日】2015年2月2日

(31)【優先権主張番号】13/024,198

(32)【優先日】2011年2月9日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(72)【発明者】

【氏名】ラシード ムハンマド エム

(72)【発明者】

【氏名】ワン ロンジュン

【審査官】 國方 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２４７９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３４８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５０９４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１４８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３６４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１６２７４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開平０２−０４６８５５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

裏側と反対側の表側とを有するバッキングプレートであって、前記表側が、複数の締結孔を有する外側支持表面を含み、前記外側支持表面が、内側ターゲット表面を取り囲んでおり、前記裏側が、前記裏側の中心に内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、前記外側裏面は、前記バッキングプレートの中心軸を中心に前記内側凹型表面及び前記外側裏面に広がる平行平面の間にあるターゲット凹部深さを有している、バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの前記内側ターゲット表面に配置される少なくとも１つの金属を含むターゲット層とを備え、
前記内側凹型表面は、深さ及び直径を有し、前記ターゲット層は、前記内側凹型表面の前記直径より小さい直径に前記中心軸から外側に広がっており、前記内側凹型表面の前記深さは、前記内側凹型表面の前記直径にわたり一定であり、更に、
前記外側支持表面の少なくとも一部に配置されるニッケル又はタングステンを含み、実質的に前記外側支持表面と同一平面上にある、保護コーティング層
を備えるスパッタリングターゲット。

【請求項2】

前記ターゲット層が、ニッケル、白金、ニッケル−白金合金、タングステン、パラジウム、コバルト、それらの合金、それらの派生物、又はそれらの化合物から成るグループから選択される材料を含む、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項3】

前記ターゲット層の材料はニッケル−白金合金を含み、前記ニッケル−白金合金は２％から２０％の範囲の重量濃度の白金を含む、請求項２に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項4】

前記ターゲット層の材料はニッケル−白金合金を含み、前記ニッケル−白金合金は８０％から９８％の範囲の重量濃度のニッケルを含む、請求項２に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項5】

前記ターゲット層は、１．３ｍｍ（０．０５０インチ）から１０．２ｍｍ（０．４００インチ）の範囲の厚さを有し、４０６ｍｍ（１６インチ）から４８３ｍｍ（１９インチ）の範囲の直径を有する、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項6】

前記保護コーティング層は０．１０ｍｍ（０．００４インチ）から１．０２ｍｍ（０．０４０インチ）の範囲の厚さを有する、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項7】

前記保護コーティング層はプラズマ溶射された金属ニッケルを含み、前記ターゲット層はニッケル又はニッケル合金を含み、前記バッキングプレートは銅−亜鉛合金を含む、請求項６に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項8】

前記保護コーティング層はプラズマ溶射された金属タングステンを含み、前記ターゲット層はタングステン又はタングステン合金を含み、前記バッキングプレートは銅−亜鉛合金を含む、請求項６に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項9】

前記中心軸に沿った前記平行平面の間の所定の距離は１．３ｍｍ（０．０５０インチ）から１２．７ｍｍ（０．５０インチ）の範囲である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項10】

銅合金を含み裏側と反対側の表側とを有するバッキングプレートであって、前記表側が複数の締結孔を有する外側支持表面を含み、前記外側支持表面が、前記外側支持表面の平面から広がる内側ターゲット表面を取り囲んでおり、前記裏側が内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、前記内側凹型表面が、前記内側凹型表面及び前記外側裏面に広がる平行平面の間に中心軸から前記外側裏面に広がっている、バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの前記内側ターゲット表面に配置されるニッケル−白金合金を含むターゲット層とを備え、
前記内側凹型表面は、深さ及び直径を有し、前記ターゲット層は、前記内側凹型表面の前記直径より小さい直径に前記中心軸から外側に広がっており、前記内側凹型表面の前記深さは、前記内側凹型表面の前記直径にわたり一定であり、更に、
前記内側ターゲット表面に隣接する前記外側支持表面の少なくとも一部に配置されるニッケルを含む保護コーティング層であって、前記保護コーティング層の外側表面の一部は、実質的に前記外側支持表面と同一平面上にある、保護コーティング層を備え、
前記保護コーティング層は、０．１０ｍｍ（０．００４インチ）から１．０２ｍｍ（０．０４インチ）の範囲の厚さを有し、前記保護コーティング層の上面は、２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有する、スパッタリングターゲット。

【請求項11】

前記ニッケル−白金合金は８０％から９８％の範囲の重量濃度のニッケルと、２％から８０％の範囲の重量濃度の白金とを含む、請求項１０に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項12】

前記銅合金は銅−亜鉛合金を含み、前記銅−亜鉛合金は５８％から６２％の範囲の重量濃度の銅と、３８％から４２％の範囲の重量濃度の亜鉛とを含む、請求項１０に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項13】

銅合金を含み裏側と反対側の表側とを有するバッキングプレートであって、前記表側が複数の締結孔を有する外側支持表面を含み、前記外側支持表面が、内側ターゲット表面を取り囲んでおり、前記裏側が内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、前記内側凹型表面が中心軸から前記外側裏面に広がっており、前記内側凹型表面と前記外側裏面の間の側壁は、前記中心軸に向かって内側にテーパ付けされている、バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの前記内側ターゲット表面に配置され、金属タングステンを含み、３．８ｍｍ（０．１５０インチ）から８．９ｍｍ（０．３５０インチ）の範囲の厚さを有する、ターゲット層とを備え、
前記内側凹型表面は、深さ及び直径を有し、前記ターゲット層は、前記内側凹型表面の前記直径より小さい直径に前記中心軸から外側に広がっており、前記内側凹型表面の前記深さは、前記内側凹型表面の前記直径にわたり一定であり、更に、
前記外側支持表面の少なくとも一部に配置され、タングステンを含み、０．１０ｍｍ（０．００４インチ）から１．０２ｍｍ（０．０４インチ）の範囲の厚さを有し、上面が２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有する、保護コーティング層
を備えるスパッタリングターゲット。

【請求項14】

ターゲットのバッキングプレートを覆う保護薄膜を有する堆積用ターゲットを形成する方法であって、
スパッタリングターゲットの粗面化領域上にニッケルを含む保護コーティング層を堆積する段階を含み、
前記保護コーティング層は、０．０５ｍｍ（０．００２インチ）から２．５４ｍｍ（０．１００インチ）の範囲の厚さを有しており、前記スパッタリングターゲットが、
銅合金を含み裏側と反対側の表側とを有し、前記表側が内側ターゲット表面を取り囲む外側支持表面を含み、前記裏側が内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、前記外側支持表面の少なくとも一部が２．０３μｍ（８０マイクロインチ）から１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有する粗面化領域を含む、バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの内側ターゲット表面に配置されるニッケル合金を含むターゲット層と、
を備え、前記内側凹型表面は、深さ及び直径を有し、前記ターゲット層は、前記内側凹型表面の前記直径より小さい直径に中心軸から外側に広がっており、前記内側凹型表面の前記深さは、前記内側凹型表面の前記直径にわたり一定である方法。

【請求項15】

前記バッキングプレートの前記外側支持表面の前記粗面化領域は、ブラスト処理により粗面化され、前記保護コーティング層は、プラズマ溶射技術により堆積される、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に蒸着で使用される装置及び方法に関し、詳細には、物理的気相成長法（ＰＶＤ）に使用されるスパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットを形成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属ニッケル及びニッケル−白金合金を含むニッケルベースの材料は、電子及び半導体デバイスの製造において使用される場合が多い。ニッケル−白金合金は、シリサイド用途において広く普及している。他の材料と同様に、ニッケル−白金合金は、高周波（ＲＦ）ＰＶＤプロセス中にスパッタリングターゲット又はＰＶＤターゲットから堆積される場合が多い。通常、スパッタリングターゲットは、バッキングプレート（裏板）に付着されたニッケルターゲットを含む。ニッケルターゲットは一般に、９９．９％又はそれ以上の高純度の金属であり、金属ニッケル又はニッケル合金を含有することができる。通常、バッキングプレートは、銅材のような高い伝導性の金属から構成される。

【0003】

スパッタリングターゲットは、ＰＶＤプロセス中にスパッタされる間に、プラズマに曝される。ＰＶＤプロセス中に金属ターゲット材料（例えば、ニッケル）をスパッタすることに加えて、ＰＶＤチャンバー内の露出した表面に由来する他の金属材料は同様にＰＶＤプロセス中に持ち去られるか又は侵食される。この金属材料は、ＰＶＤチャンバー内で粒子汚染を引き起こし、その結果、基板に堆積される材料を著しく損なう。セラミックの裏地又は遮蔽板は、ＰＶＤチャンバーのステンレス及び／又はアルミ表面を覆ってプラズマから保護するために使用される場合が多い。しかしながら、通常、ターゲットのバッキングプレート上の露出した領域のような他の金属表面はセラミックの裏地及び遮蔽板により保護されないので直接プラズマに曝される。多くのバッキングプレートは銅で構成されているので、高伝導性の粒子及び汚染物が生成されて、ＰＶＤチャンバー内の表面又は直接基板上に降下する場合が多い。結果的に伝導性の汚染物質は基板製造プロセスを損なうことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第５，９５３，８２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従って、スパッタリング又はＰＶＤプロセス中にプラズマに曝される場合に、汚染源の無い、又は実質的には無いスパッタリングターゲットを提供するニーズが存在する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態は、全体的には物理的気相成長法（ＰＶＤ）で利用されるスパッタリングターゲット及びこのようなターゲットを形成する方法を提供する。１つの実施形態において、スパッタリングターゲットは、バッキングプレート上に配置されるターゲット層と、そうでなければＰＶＤプロセス中にプラズマに曝されることになる、バッキングプレートの所定の領域を覆って保護する保護コーティング層とを含む。多くの実施例において、ターゲット層はニッケル合金（例えば、ニッケル−白金合金）を含み、バッキングプレートは銅合金（例えば、銅−亜鉛合金）を含み、保護コーティング層はニッケル材（例えば、金属ニッケル）を含む。他の実施例において、ターゲット層はタングステン又はタングステン合金を含み、バッキングプレートは銅合金（例えば、銅−亜鉛合金）を含み、保護コーティング層はタングステン材（例えば、金属タングステン）を含む。バッキングプレートは裏側と反対側の表側とを有しており、表側は内側ターゲット表面を取り囲む外側支持表面を含み、裏側は内側凹型表面を取り囲む裏側外面を含む。ターゲット層は、少なくとも１つの金属を含み、バッキングプレートの内側ターゲット表面に配置され、一方で、保護コーティング層は、粗面化領域といった外側支持表面の少なくとも一部に配置される。保護コーティング層は、一般的にバッキングプレートの露出した表面内に含まれる銅合金のプラズマエロージョンに由来する、高伝導性の銅の汚染物質のような金属汚染物質の形成を解消する。従って、基板及びＰＶＤチャンバーの内部表面は、ＰＶＤプロセス時に銅の汚染物質の無い状態に保たれる。

【0007】

ターゲット層は一般に、ニッケル、白金、ニッケル−白金合金、タングステン、パラジウム、コバルト、それらの合金、それらの派生物、又はそれらの化合物のような材料を含む。多くの実施例において、ターゲット層の材料は、ニッケル又はニッケル−白金合金のようなニッケル合金、あるいはタングステン、タングステン合金、コバルト、又はコバルト合金を含む。ニッケル−白金合金は、約８５％から約９５％といった約８０％から約９８％の範囲の重量濃度のニッケル、並びに約５％から約１５％といった約２％から約２０％の範囲の重量濃度の白金を含むことができる。いくつかの特定の実施例において、ターゲット層１５０は、ＮｉＰｔ５％（約９５ｗｔ％のニッケルと約５ｗｔ％の白金）、ＮｉＰｔ１０％（約９０ｗｔ％のニッケルと約１０ｗｔ％の白金）、又はＮｉＰｔ１５％（約８５ｗｔ％のニッケルと約１５ｗｔ％の白金）を含む。

【0008】

別の実施形態において、スパッタリングターゲットは、銅合金を含み、裏側と反対側の表側とを有するバッキングプレートを備え、表側は内側ターゲット表面を取り囲む外側支持表面を含み、裏側は内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、ターゲット層はバッキングプレートの内側ターゲット表面に配置されるニッケル−白金合金を含み、保護コーティング層は、粗面化された領域といった外側支持表面の少なくとも一部に配置されており、保護コーティング層は約０．００８インチ（０．２０ｍｍ）から約０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）といった、約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）から約０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）の範囲の厚さを有する。いくつかの実施例において、バッキングプレートに含まれる銅合金は銅−亜鉛合金であり、約５８％から約６２％の範囲の重量濃度の銅、及び約３８％から約４２％の範囲の重量濃度の亜鉛を有する。

【0009】

別の実施形態において、ターゲットのバッキングプレート上を覆う保護薄膜を有する堆積ターゲットを形成する方法が提供され、本方法は、スパッタリングターゲットの外側支持表面の少なくとも一部を粗面化して約２．０３μｍ（８０マイクロインチ（μｉｎ））から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有する粗面化領域を形成することを含む。スパッタリングターゲットは、銅合金を含み、裏側と反対側の表側とを有するバッキングプレートを含み、表側は内側ターゲット表面を取り囲む外側支持表面を含み、裏側は内側凹型表面を取り囲む外側裏面を含み、ターゲット層はバッキングプレートの内側ターゲット表面に配置されるニッケル、ニッケル合金、タングステン、又はタングステン合金を含む。１つの実施例において、本方法はさらに、外側支持表面の粗面化領域にニッケルを含む保護コーティング層を堆積させる段階を含む。別の実施例において、本方法はさらに、外側支持表面の粗面化領域にタングステンを含む保護コーティング層を堆積させる段階を含む。保護コーティング層は、約０．００２インチから約０．１００インチの範囲の厚さを有する。

【0010】

保護コーティング層を堆積する前に、バッキングプレートの外側支持表面の領域又はその一部は、ビードブラスト及び／又はサンドブラスト含む吹付け加工（ブラスト処理）により粗面化することができる。バッキングプレートの外側支持表面の粗面化領域は、約２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から約１０．６μｍ（４００マイクロインチ）、約３．０５μｍ（１２０マイクロインチ）から約５．５９μｍ（２２０マイクロインチ）、又は約５．０８μｍ（２００マイクロインチ）から約７．６２μｍ（３００マイクロインチ）といった、約２．０３μｍ（８０マイクロインチ）から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有するように粗面化される。その後、保護コーティング層は、プラズマ溶射技術等の堆積プロセスにより粗面化領域上又はその上に堆積させることができる。保護コーティング層の露出した表面又は上面は、約３．０５μｍ（１２０マイクロインチ）から約１０．６μｍ（４００マイクロインチ）、約３．８１μｍ（１５０マイクロインチ）から約８．８９μｍ（３５０マイクロインチ）といった、約２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有することができる。

【0011】

本発明の前述の特徴を詳細に理解できるように、前記に簡単に要約された本発明のさらに詳細な説明は、実施形態を参照して示すことができ、いくつかの実施形態は添付図面で示されている。しかしながら、本発明は他の同様に有効な実施形態を許容できるので、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示すだけであり本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】本発明の実施形態に説明されるスパッタリングターゲットを示す。

【図1B】本発明の実施形態に説明されるスパッタリングターゲットを示す。

【図1C】本発明の実施形態に説明されるスパッタリングターゲットを示す。

【図1D】本発明の実施形態に説明されるスパッタリングターゲットを示す。

【図2】本発明の別実施形態に説明される、図１Ａ−１Ｄのスパッタリングターゲットを含むＰＶＤチャンバーの概略断面図である。

【図3A】本発明の実施形態に説明される、図２のＰＶＤチャンバーの部分断面図である。

【図3B】本発明の実施形態に説明される、図２のＰＶＤチャンバーの部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

理解を容易にするため、各図面に共通した同一の要素を示すために可能な限り同一の参照番号が使用される。１つの実施形態で開示された要素は、他の実施形態で特に詳述することなく好都合に利用できることが意図されている。

【0014】

本発明の実施形態は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）で利用されるスパッタリングターゲット及びそのようなターゲットを形成する方法を提供する。１つの実施形態において、スパッタリングターゲットは、バッキングプレート上に配置されたターゲット層と、そうでなければＰＶＤプロセス中にプラズマに曝されることになる、バッキングプレートの所定の領域を覆って保護する保護コーティング層とを含む。多くの実施例において、ターゲット層はニッケル−白金合金を含有し、バッキングプレートは銅合金を含有し、保護コーティング層はニッケル材を含有する。他の実施例において、ターゲット層はタングステン又はタングステン合金を含有し、バッキングプレートは銅合金を含有し、保護コーティング層はタングステン材を含有する。ターゲット層から分離した保護コーティング層は、一般的にバッキングプレートの露出した表面内に含まれる銅合金のプラズマエロージョンに由来する、高伝導性の銅の汚染物質の形成を回避する。従って、基板及びＰＶＤチャンバーの内部表面は、ＰＶＤプロセス中に銅の汚染物質が無い状態に保たれる。

【0015】

図１Ａ−１Ｄは、本明細書に記載される実施形態によるスパッタリングターゲット１００の概略図を示す。１つの実施形態において、スパッタリングターゲット１００は、バッキングプレート１１０上に配置されたターゲット層１５０と、バッキングプレート１１０の外側支持表面１２２の領域１１４を被覆するようにバッキングプレート１１０の少なくとも一部分に配置された保護コーティング層１６０とを含む。

【0016】

ターゲット層１５０は、バッキングプレート１１０の内側ターゲット表面１２４上に配置された少なくとも１つの金属を含む。特定の実施例において、ターゲット層１５０は、ニッケル、白金、ニッケル−白金合金、タングステン、パラジウム、コバルト、それらの合金、それらの派生物、又はそれらの化合物といった金属材料を含む。通常、ターゲット層１５０に含有されるターゲット材料は、約９９．９９％（４Ｎ）又はそれ以上、約９９．９９５％（４Ｎ５）又はそれ以上、約９９．９９９％（５Ｎ）又はそれ以上、又は約９９．９９９５％（５Ｎ５）又はそれ以上といった、高純度を有している。純度は、不純物、汚染物質、又は微量元素の濃度に対する、金属ターゲット材料濃度を示す。金属ターゲット材料のニッケル−白金合金に関して、純度は、任意の不純物又は微量元素の重量濃度に対するニッケル−白金合金の重量濃度を示す。１つの実施例において、ターゲット材料は、少なくとも４Ｎ５又はそれ以上の純度を有するニッケル−白金合金を含有する。同様に、金属タングステンターゲット材料に関して、純度は、任意の不純物又は微量元素の重量濃度に対するタングステンの重量濃度を示す。１つの実施例において、ターゲット材料は、少なくとも５Ｎ又はそれ以上の純度を有する金属タングステンを含有する。

【0017】

多くの実施例において、ターゲット層１５０の材料は、ニッケル又はニッケル−白金合金のようなニッケル合金を含有する。ニッケル−白金合金は、約８０％から約９８％まで、又は約８５％から約９５％までといった、約７０％から約９９．９％の範囲の重量濃度のニッケルを含有することができる。また、ニッケル−白金合金は、約２％から約２０％まで、又は約５％から約１５％までといった、約０．５％から約４０％の範囲の重量濃度の白金を含有することができる。いくつかの特定の実施例において、ターゲット層１５０は、ＮｉＰｔ５％（約９５ｗｔ％のニッケルと約５ｗｔ％の白金）、ＮｉＰｔ１０％（約９０ｗｔ％のニッケルと約１０ｗｔ％の白金）、又はＮｉＰｔ１５％（約８５ｗｔ％のニッケルと約１５ｗｔ％の白金）といったニッケル−白金合金を含有する。他の実施例において、ターゲット層１５０は、金属タングステン、タングステン合金、コバルト、又はコバルト合金を含有する。

【0018】

ターゲット層１５０の厚さは、スパッタリングターゲット１００の寿命、並びに堆積された薄膜に関する均一性及びステップカバレッジの最適化に比例する。図１Ｃ−１Ｄは、それぞれバッキングプレート１１０の内側ターゲット表面１２４及びターゲット層１５０のターゲット表面１５１に広がる平面１２８及び１５２を示す。平面１２８及び１５２は一般に、所定の距離又はターゲット厚さ１５４として言及される厚さだけ互いに離間して平行に延びる。１つの実施形態において、ターゲット層１５０は、約０．１２０インチ（３．０ｍｍ）から約０．１５０インチ（３．８ｍｍ）といった、約０．０５０インチ（１．３ｍｍ）から約０．４００インチ（１０．２ｍｍ）の範囲の厚さを有することができ、例えば、約０．１３８インチ（３．５ｍｍ）である。別の実施形態では、ターゲット層１５０は、約０．１５０インチ（３．８ｍｍ）から約０．３５０インチ（８．９ｍｍ）といった、約０．０８０インチ（２．０ｍｍ）から約０．６００インチ（１５．２ｍｍ）の範囲の厚さを有することができ、例えば、約０．２５０インチ（６．４ｍｍ）である。ターゲット層１５０の直径は、ＰＶＤプロセスに曝される基板の大きさに比例する。例えば、直径３００ｍｍの基板が処理される場合、ターゲット層１５０は、約１７インチ（４３２ｍｍ）から約１８インチ（４５７ｍｍ）といった、約１６インチ（４０６ｍｍ）から約１９インチ（４８３ｍｍ）の範囲の直径を有することができ、例えば、約１７．５インチ（４４５ｍｍ）である。

【0019】

ターゲット層１５０は、内側ターゲット表面１２４とターゲット層１５０との間の界面においてバッキングプレート１１０上に拡散接合されるか又は別の方法で固定される。別の実施形態では、ターゲット層１５０は、バッキングプレート１１０の内側ターゲット表面上、又はその上に配置することができる。もしくは、バッキングプレート１１０及びターゲット層１５０は、その間に配置される中間層（図示せず）によって互いに結合するか又は別の方法で付着することができる。随意的な中間層は、バッキングプレート１１０とターゲット層１５０との間の付着を増強するために使用することができる。中間層は通常、アルミ、銅、ニッケル、それらの派生物、又はそれらの合金といった金属を含み、金属インサート、フィルム、メッキ、又ははんだの形態とすることができる。いくつかの実施例において、中間層は、内側ターゲット表面１２４とターゲット層１５０との間の、拡散接合のような金属インサートを含む。金属インサートは、１つの実施例においてアルミ又はアルミ合金を含むことができる。他の実施例において、中間層は、アルミ含有はんだ、ニッケル含有はんだ、又は銅含有はんだといった金属はんだを含む。

【0020】

バッキングプレートは一般に、銅、銅合金、亜鉛、銅−亜鉛合金、鋼、ステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、銅−クロム合金、アルミニウム、鉛、シリコン、それらの合金、それらの派生物、及びそれらの化合物といった、伝導性材料から構成されるか又は作られる。多くの実施例において、バッキングプレート１１０は銅又は銅合金を含有する。銅合金は、約５５％から約９５％までといった、約５０％から約９９．９％の範囲の重量濃度の銅を含むことができる。いくつかの実施例において、銅合金は、約６０％といった約５０％から約７０％の範囲の、又は他の実施例において、約８０％といった約７０％から約９０％の範囲の重量濃度の銅を含むことができる。

【0021】

ある実施形態において、バッキングプレート１１０は銅−亜鉛合金を含有する。いくつかの実施例において、銅−亜鉛合金は、約５８％から約６２％の範囲の重量濃度の銅と、約３８％から約４２％の範囲の重量濃度の亜鉛とを有することができる。特定の実施例において、バッキングプレート１１０の銅−亜鉛合金は、約６０．８％の重量濃度の銅と、約３９．３％の重量濃度の亜鉛とを有することができ、これはＣｕ−Ｚｎ合金Ｃ４６４００としても知られている。他の実施例において、銅−亜鉛合金は、約７５％から約８５％の範囲の重量濃度の銅と、約１５％から約２５％の範囲の重量濃度の亜鉛とを有することができる。別の特定の実施例において、バッキングプレート１１０の銅−亜鉛合金は、約８０％の重量濃度の銅と、約２０％の重量濃度の亜鉛とを有することができ、これはＣｕ−Ｚｎ合金Ｃ２４０００としても知られている。

【0022】

追加の実施例において、バッキングプレート１１０は、約９５％から約９９．５％の範囲の重量濃度の銅と、約０．５％から約５％の範囲の重量濃度のクロムとを有する銅−クロム合金を含む。特定の実施例において、バッキングプレート１１０の銅−クロム合金は、約９９％の重量濃度の銅と約１％の重量濃度のクロムとを有する。

【0023】

バッキングプレート１１０の表側１２０は、表側１２０が内側ターゲット表面１２４を取り囲む外側支持表面１２２を含むように裏側１３０の反対側にあり、裏側１３０は内側凹型表面１３４を取り囲む外側裏面１３２を含む。領域１１４はバッキングプレート１１０の外側支持表面１２２に沿って延びるので、内側ターゲット表面１２４を取り囲むことにもなる。

【0024】

スパッタリングターゲット１００、バッキングプレート１１０、及びターゲット層１５０は、図１Ｂ−１Ｃに示す中心軸１１２のような共通中心軸を共有する。中心軸１１２は、ターゲット層１５０のターゲット表面１５１に広がる平面１５２、外側支持表面１２２に広がる平面１２６、内側ターゲット表面１２４に広がる平面１２８、及び内側凹型表面１３４に広がる平面１３８に対して、垂直に又は実質的に垂直に延びる。

【0025】

図１Ｃ−１Ｄは、バッキングプレート１１０の外側裏面１３２及び内側凹型表面１３４のそれぞれに広がる平面１３６及び１３８を示す。平面１３６及び１３８は、ターゲット凹部深さ１４０として言及される所定の距離だけ離れて互いに平行又は実質的に平行に広がっている。また、ターゲット凹部深さ１４０は、平面１３６と１３８との間に広がるバッキングプレート１１０の本体の一部分の所定の距離又は厚さに等しい。また、図１Ｃは、バッキングプレート１１０の外側支持表面１２２及び内側ターゲット表面１２４のそれぞれに広がる平面１２６及び１２８を示す。一般的に、平面１２６及び１３８は、所定の距離又はバッキングプレート１１０の本体の厚さだけ離間して互いに平行又は実質的に平行に広がっており、外側バッキングプレート厚さ１４２として言及される。同様に、一般的に、平面１２６及び１２８は、所定の距離又はバッキングプレート１１０の本体の別の部分の厚さだけ離間し互いに平行又は実質的に平行に広がっており、内側バッキングプレート厚さ１４４として言及される。

【0026】

各スパッタリングターゲット１００は、特定のプロセス条件又はチャンバー構成に対して、バッキングプレート１１０内のターゲット凹部深さ１４０の所定値を有することができる。ターゲット凹部深さ１４０の所定値は、スパッタリングターゲット１００のターゲット層１５０と、図２及び３Ａ−３Ｂに示すマグネトロンユニットのようなマグネトロンとの間の距離であるターゲット／マグネット間隔を調整するために選択することができる。ターゲット凹部深さ１４０は、バッキングプレート１１０の外側裏面１３２及び内側凹型表面１３４のそれぞれに広がる平面１３６及び１３８の間に広がる所定の距離である。ターゲット凹部深さ１４０は、平面１３６と１３８との間に延びるバッキングプレート１１０の中心軸の部分に沿って測ることができる。ターゲット凹部深さ１４０は、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．４０インチ（１０．２ｍｍ）といった、約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）の範囲内とすることができ、例えば、約０．１２インチ（３．０ｍｍ）又は約０．１５インチ（３．８ｍｍ）である。

【0027】

ターゲット凹部直径及び内側凹型表面１３４の直径は、１つには、ＰＶＤプロセス中の高い均一性とステップカバレッジを達成するためにマグネット回転直径を最大化するように決定される。図１Ｂ−１Ｃに示すように、平面１３６に沿って点１３５ａと１３５ｂとの間で測定される対応するターゲット凹部直径は、約１８インチから約１９インチといった約１７．５インチから約１９．５インチの範囲とすることができ、例えば、約１８．５インチである。内側凹型表面１３４の直径は、図１Ｃに示すように平面１３８に沿って測定され、約１８インチから約１９インチといった約１７．５インチから約１９．５インチの範囲とすることができ、例えば、約１８．５インチである。多くの実施形態において、外側裏面１３２と内側凹型表面１３４との間の側壁は一般に中心軸１１２の方向へ内側に向かってテーパー付けされるので、ターゲット凹部直径の長さは内側凹型表面１３４の直径の長さよりも僅かに長い。外側裏面１３２と内側凹型表面１３４との間のテーパーが付けられた側壁は、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．２インチ（５．１ｍｍ）といった約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．３０インチ（７．６ｍｍ）の範囲の半径を有する円弧状テーパーとすることができ、例えば、約０．１５インチ（３．８ｍｍ）である。しかしながら、別の実施形態では、ターゲット凹部直径及び内側凹型表面１３４の直径は同じ長さであり、外側裏面１３２と内側凹型表面１３４との間の側壁は中心軸１３２と平行に延びている。

【0028】

バッキングプレート１１０の全体厚さは、約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）から約０．８０インチ（２０．３ｍｍ）といった約０．３０インチ（７．６ｍｍ）から約１インチ（２５．４ｍｍ）の範囲とすることができ、例えば、約０．６５インチ（１６．５ｍｍ）である。平面１３６と１３８との間に延びる部分といったバッキングプレート１１０の第１の部分は、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．４０インチ（１０．２ｍｍ）といった約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）の範囲とすることができ、例えば、約０．１５インチ（３．８ｍｍ）である。外側バッキングプレート厚さ１４２は、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）といった約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．７０インチ（１７．８ｍｍ）の範囲とすることができ、例えば、約０．３３インチ（８．４ｍｍ）である。内側バッキングプレート厚さ１４４は、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．４０インチ（１０．２ｍｍ）といった約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）の範囲とすることができ、例えば、約０．１７インチ（４．３ｍｍ）である。

【0029】

保護コーティング層１６０を堆積する前に、バッキングプレート１１０の外側支持表面１２２の領域１１４は、ビードブラスト、サンドブラスト、ソーダブラスト、パウダーブラスト、並びに他の微粒子ブラスト処理技術を含むブラスト処理により粗面化することができる。バッキングプレート１１０の外側支持表面１２２の領域１１４を粗面化するために、機械技術（例えば、ホイール研磨）、化学技術（例えば、酸エッチ）、プラズマエッチ技術、及びレーザーエッチ技術を含む他の技術を使用することができる。バッキングプレート１１０の外側支持表面１２２の領域１１４は、外側支持表面１２２と保護コーティング層１６０との間に強力な付着界面を提供するために粗面化される。外側支持表面１２２の領域１１４は、約２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から約１０．６μｍ（４００マイクロインチ）、約３．０５μｍ（１２０マイクロインチ）から約５．５９μｍ（２２０マイクロインチ）、又は約５．０８μｍ（２００マイクロインチ）から約７．６２μｍ（３００マイクロインチ）といった、約２．０３μｍ（８０マイクロインチ）から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有することができる。１つの実施例において、領域１１４は、外側支持表面１２２の領域１１４に保護コーティング層１６０を堆積させる前に、約２．０３μｍ（８０マイクロインチ）から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さを有する。

【0030】

保護コーティング層１６０は、バッキングプレート１１０の上に又は上方に堆積すること、メッキすること、又は別の方法で形成することができる。１つの実施形態において、保護コーティング層１６０は、プラズマ溶射技術のような堆積プロセスによりバッキングプレート１１０の外側支持表面１２２の領域１１４の上に又は上方に堆積される。保護コーティング層１６０は、領域１１４上のような外側支持表面１２２の少なくとも一部に設けられる金属（例えば、金属ニッケル、ニッケル合金、金属タングステン、又はタングステン合金）を含有する。保護コーティング層１６０は、さもなければ領域１１４のプラズマ及び／又は化学的に曝された領域から金属汚染物質が発生することになる、バッキングプレート１１０の浸食を抑制する。多くの実施形態において、バッキングプレート１１０は銅−亜鉛合金を含有しているので、保護コーティング層１６０は、バッキングプレート１１０の浸食を抑制し、結果として高伝導性の銅含有汚染物質の生成を止める。

【0031】

特定の実施例において、保護コーティング層１６０は、金属ニッケル又は金属タングステンのようなプラズマ溶射金属、又はニッケル材やタングステン材のようなスパッタされた金属を含有する。１つの実施形態において、保護コーティング層１６０はターゲット層１５０と共通の金属元素を含有する。例えば、ターゲット層１５０はニッケル又はニッケル合金（例えば、ニッケル−白金合金）を含有し、保護コーティング層１６０は金属ニッケルを含有する。別の実施例において、ターゲット層１５０はタングステン又はタングステン合金を含有し、保護コーティング層１６０は金属タングステンを含有する。別の実施例において、ターゲット層１５０はコバルト又はコバルト合金を含有し、保護コーティング層１６０は金属コバルトを含有する。プラズマ溶射プロセス、スパッタリングプロセス、ＰＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、ＰＥ−ＣＶＤプロセス、ＡＬＤプロセス、ＰＥ−ＡＬＤプロセス、電気メッキ又は電気化学メッキプロセス、無電解メッキプロセス、又はそれらの派生プロセスといった、種々の堆積技術は、バッキングプレート１１０の領域１１４の上に保護コーティング層１６０を形成するために、又はそうでなければ堆積するために利用できる。通常、保護コーティング層１６０は、材料の単一層を含むが、別の実施形態において、保護コーティング層１６０は同一材料又は異なる材料の複数の層を含むことができる。

【0032】

保護コーティング層１６０の厚さは、期待されるターゲット寿命に比例する。図１Ｄは厚さ１６４を有する保護コーティング層１６０を示す。保護コーティング層１６０の厚さ１６４は、約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）から約０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）、約０．００８インチ（０．２０ｍｍ）から約０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）といった、約０．００２インチ（０．０５ｍｍ）から約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）の範囲とすることができる。保護コーティング層１６０の露出面又は上面は、約３．０５μｍ（１２０マイクロインチ）から約１０．６μｍ（４００マイクロインチ）、約３．８１μｍ（１５０マイクロインチ）から約８．８９μｍ（３５０マイクロインチ）といった、約２．５４μｍ（１００マイクロインチ）から約１２．７μｍ（５００マイクロインチ）の範囲の平均表面粗さ（Ｒａ）を有することができる。１つの実施例において、保護コーティング層１６０は金属ニッケルを含有し、約０．００８インチ（０．２０ｍｍ）から約０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）の範囲の厚さを有し、約３．８１μｍ（１５０マイクロインチ）から約８．８９μｍ（３５０マイクロインチ）の範囲の上面の平均表面粗さを有する。別の実施例において、保護コーティング層１６０は金属タングステンを含有し、約０．００８インチ（０．２０ｍｍ）から約０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）の範囲の厚さを有し、約３．８１μｍ（１５０マイクロインチ）から約８．８９μｍ（３５０マイクロインチ）の範囲の上面の平均表面粗さを有する。

【0033】

バッキングプレート１１０の表面側の外側支持表面１２２に沿って広がる領域１１４の上部に保護コーティング層１６０を堆積することにより、保護コーティング層１６０は、下にある外側支持表面１２２の領域をカバーし、図２及び図３Ａ−３Ｂに示すＰＶＤチャンバー２００のような処理チャンバー内で化学物質及び／又はプラズマとの反応から保護し、結果的に、バッキングプレート１１０の伝導性材料が望ましくない汚染物質を生成することを防止するが、さもなければ汚染物質が形成されて処理チャンバー全体に及び基板２０５のような被加工物上に分散されることになる。本明細書に開示されるいくつかの実施形態では、金属ニッケル又はニッケル合金を含有する保護コーティング層１６０と、ニッケル、ニッケル−白金合金、又は他のニッケル合金を含有するターゲット層１５０とを有するスパッタリングターゲット１０が説明されているが、本発明の実施形態の基本的な範囲は、保護コーティング層１６０に含有される金属又は材料がターゲット層１５０と化学的に親和性がある限り、ターゲット層１５０に含有される他の金属又は材料に対して同様に適用可能である。本明細書の別の実施形態では、スパッタリングターゲット１００は、金属タングステン又はタングステン合金を含有するターゲット層１５０と、金属タングステン、タングステン材、又はタングステン合金を含有する保護コーティング層１６０とを有する。

【0034】

図１Ａ−１Ｄは、円形形状のスパッタリングターゲット１００を示す。スパッタリングターゲット１００のサイズは、ＰＶＤチャンバー２００内で堆積されることになる基板の種々のサイズに応じて調整することができる。１つの実施形態において、処理される基板の直径は、約２００ｍｍから約４５０ｍｍの範囲とすることができ、例えば、約３００ｍｍである。多くの実施例において、スパッタリングターゲット１００から３００ｍｍの基板上にターゲット材料がスパッタされる。スパッタリングターゲット１００の全体的な直径長さは、ＰＶＤチャンバー２００のような処理チャンバーに適合する必要があり、プラズマ放電を防止して、バッキングプレート１１０から保護コーティング層１６０のスパッタリングを低減させるために、暗空間ギャップを所定の幅に維持する必要がある。スパッタリングターゲット１００の全体的な直径長さは、平面１３６に沿って測定したバッキングプレート１１０の直径長さに対応し、両者は、約２０インチから約２２インチといった、約１８インチから約２３インチの範囲とすることができ、例えば、約２０．７インチである。

【0035】

ターゲット凹部直径及び内側凹型表面１３４の直径の対応する長さは、個別に約１８インチから１９インチといった約１７．５インチから約１９．５インチの範囲とすることができ、例えば、約１８．５インチである。対応するターゲット凹部深さ１４０の長さは、約０．１０インチ（２．５ｍｍ）から約０．４０インチ（１０．２ｍｍ）といった、約０．０５インチ（１．３ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）の範囲とすることができ、例えば、約０．１５インチ（３．８ｍｍ）である。対応するターゲット層１５０の直径は、約１７インチから約１８インチといった、約１６．５インチから約１８．５インチの範囲とすることができ、例えば、約１７．５インチである。

【0036】

また、バッキングプレート１１０は、少なくとも１つのＯリング溝１７２、締結穴174、少なくとも１つのターゲット位置合わせスロット１７６、及び少なくとも１つのピンスロット178を含む。図１Ａは、内側ターゲット表面１２２を取り囲む単一のＯリング溝172を取り囲んだ３つのターゲット位置合わせスロット176を有する、外側支持表面１２２の表側１２０を示す。ターゲット位置合わせスロット１７６は、ＰＶＤチャンバー２００の暗空間シールド２６２に対するように、処理チャンバー内でスパッタリングターゲットを中心に置くために利用される。図１Ｃは、外側支持表面１２２内に形成された、両側溝のようなＯリング溝１７２を示す。Ｏリング、ガスケット、シール材ストリップ、又は２つの面の間でシールされた界面を形成するために使用される別タイプのシール装置は、Ｏリング溝１７２内に配置することができる。Ｏリング溝１７２は、約０．１６インチ（４．０６ｍｍ）といった約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）から約０．３０インチ（７．６２ｍｍ）の範囲の深さと、約０．２０インチ（５．０８ｍｍ）といった約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）から約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）の範囲のテーパー幅とを有することができる。締結穴１７４は、バッキングプレート１１０、及びバッキングプレート１１０の表側１２０と裏側１３０との間を貫通する。多くの締結穴１７４がＯリング溝１７４の外側を取り囲んでおり、スパッタリングターゲット１１０をＰＶＤチャンバー２００のような処理チャンバー内の構成要素又は表面に取り付けるか又は結合するために、締結穴を貫通して締結具を適用するために利用することができる。Ｏリング溝１７２内に配置されたＯリングは、バッキングプレート１１０が締結具によりチャンバーに取り付けられるか又は結合される場合に、バッキングプレート１１０の表面側１２０と処理チャンバー内の構成要素又は表面との間のシールを形成する。締結具（図示せず）は、ボルト、ネジ、ピン、クリップ等を含むことができる。複数の締結穴１７４は、約１６穴といった約１０穴から約３０穴の範囲の数とすることができる。締結穴１７４は、約０．２２インチ（５．５９ｍｍ）といった約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）から約０．４０インチ（１０．２ｍｍ）の範囲の直径とすることができる。また、バッキングプレート１１０は、Ｏリング溝１７２とバッキングプレート１１０の外縁との間に配置される複数のピンスロット１７８を含むことができる。複数のピンスロット１７８は、約３穴から約５穴といった約２穴から約８穴の範囲の数とすることができ、例えば、図１Ａには４穴が示されている。

【0037】

ターゲット層１５０は、ターゲット表面１５１からターゲット側面１５８に延びるテーパー付き端部１５６を含む。テーパー付き端部１５６及びターゲット側面１５８はターゲット表面１５１の周りに環状に広がりこれを取り囲んでいる。１つの実施形態において、ターゲット表面１５１は実質的に平坦であり、処理チャンバー（例えば、ＰＶＤチャンバー２００）内で基板支持体の上面に実質的に平行に配置される。テーパー付き端部１５６は、バッキングプレート１１０上のターゲット側面１５８まで延びる。ターゲット側面１５８は、ターゲット層１５０とバッキングプレート１１０との界面に近づくにつれて、半径方向に内側に向かってテーパーが付いている。いくつかの実施形態では、テーパー付き端部１５６は、ターゲット表面１５１の平面１５２に沿った平坦部分からターゲット層１５０のターゲット側面１５８への滑らかな移行部をもたらし、ターゲット表面１５１における急激な変化を減少させることによって堆積の均一性を促進する。更に、テーパー付き端部１５６は、所定のコーナー半径の円弧又は曲率を有しており、最適な暗空間ギャップを提供し、ＰＶＤプロセス中のプラズマ放電を防ぎ、高い均一性の堆積薄膜を提供するようになっている。いくつかの実施形態において、テーパー付き端部１５６の所定のコーナー半径は、約０．０２インチ（０．５ｍｍ）から約０．０８インチ（２．０ｍｍ）といった約０．０１インチ（０．２５ｍｍ）から約０．１５インチ（３．８ｍｍ）の範囲の半径を有することができ、例えば、約０．０４インチ（１．０ｍｍ）である。

【0038】

別の実施形態において、テーパー付き端部１５６は、ターゲット表面１５１の平面１５２に沿った平坦部分から、ターゲット表面１５１のターゲット側面１５８へ下方に傾斜する部分又は区分（平面１５２から平面１２８に向かって傾斜する−図示せず）へ移行する。下方に傾斜した部分又は区分は、約０．５０インチといった約０．２０インチから約０．８０インチの長さを有し、平面１５２から下へ約１０°といった約５°から約２０°の範囲で延びる角度を有する。

【0039】

別の実施形態において、ターゲット層１５０は、バッキングプレート１１０の内側ターゲット表面１２４より僅かに長い直径を有することができる。従って、ターゲット層１５０は、図１Ｄに示されるようにターゲット側面１５８が領域１１４の垂直部分より周囲に延びるような突出部分を形成することができ、ターゲット層１５０は、平面１２８に沿って内側ターゲット表面１２４よりも更に延びている。保護コーティング層１６０は、ターゲット側面１５８（図１Ｄ）と同一平面になるように領域１１４の上へ形成又は堆積することができ、又は保護コーティング層１６０の材料で充填されない突出部分を設けるためにより薄くすることができる。従って、ターゲット層１５０は、バッキングプレート１１０の内側ターゲット表面１２４から内側ターゲット表面１２４の周りに、約０．０３インチ（０．７６ｍｍ）といった約０．０１インチ（０．２５ｍｍ）から約０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の範囲の長さだけ突出することができる。

【0040】

１つの実施形態において、スパッタリングターゲット１００が提供され、該スパッタリングターゲット１００は、銅合金を含有して裏側１３０と反対側の表側１２０を有するバッキングプレート１１０を含んでおり、表側１２０は内側ターゲット表面１２４を取り囲む外側支持表面１２２を含み、裏側１３０は内側凹型表面１３４を取り囲む外側裏面１３２を含み、ターゲット層はバッキングプレート１１０の内側ターゲット表面１２４に配置されたニッケル−白金合金を含み、保護コーティング層１６０は領域１１４上といった外側支持表面１２２の少なくとも一部に配置されたニッケルを含み、保護コーティング層１６０は約０．００４インチから０．０５０インチの範囲の厚さを有している。

【0041】

図２及び図３Ａ−３Ｂは、スパッタリングターゲット１００及び基板の処理時に利用されるプロセスキット２５０を含むＰＶＤチャンバーを示す。プロセスキット２５０は、少なくとも基台組立体２２０上に支持された堆積リング２８０を含み、またシールド２６０（例えば、一体のグランドシールド）、暗空間シールド２６２（例えば、アイソレーターリング）、及びインターリービングカバーリング２７０を含む。ＰＶＤチャンバー２００は、スパッタリングチャンバーとも呼ばれ、ニッケル、ニッケル合金（例えば、ニッケル−白金合金）、ニッケルシリサイド、ニッケル−白金シリサイド、タングステン、タングステンシリサイド、タングステンナイトライド、アルミニウム、酸化アルミニウム、銅、タンタル、タンタルナイトライド、タンタルカーバイド、ランタン、酸化ランタン、それらのシリサイド、それらの合金、それらの派生物等といった、金属材料及び／又はセラミック材料を堆積することができる。本明細書に記載の実施形態からの恩恵を受けるように適合される処理チャンバーの一例は、ＡＬＰＳ（商標）Ｐｌｕｓ及びＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（商標）ＰＶＤ処理チャンバーであり、米国カルフォルニア州サンタクララ所在のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ社から入手可能である。他の製造メーカからのものを含む、他の処理チャンバーは、本明細書に記載の実施形態からの恩恵を受けるように適合できると考えられる。

【0042】

ＰＶＤチャンバー２００は、上部アダプター２０２及び側壁アダプター２０４を有するチャンバー本体２０１、チャンバー底部２０６、及び内部容積２１０又はプラズマ領域を閉じ込める蓋組立体２０８を含む。チャンバー本体２０１は一般的に、アルミニウム、ステンレス鋼、又はそれらの合金といった金属板の機械加工及び溶接により、又は単一の金属本体を機械加工することにより製作される。１つの実施形態において、側壁アダプター２０４はアルミニウムを含み、チャンバー底部２０６はステンレス鋼を含む。チャンバー底部２０６は一般に、ＰＶＤチャンバー２００からの基板２０５の出し入れを可能にするスリット弁（図示せず）を含む。ＰＶＤチャンバー２００の蓋組立体２０８は、カバーリング２７０を挟み込むシールド２６０と協働して、内部容積２１０で形成されるプラズマを基板２０５の上方領域に閉じ込める。

【0043】

基台組立体２２０は、ＰＶＤチャンバー２００のチャンバー底部２０６に支持される。基台組立体２２０は処理時に、基板２０５と一緒に堆積リング２８０を支持する。基台組立体２２０は、下側位置（図２）と上側位置（図３Ａ）との間で基台組立体２２０を移動させるように構成されたリフト機構２２２によってＰＶＤチャンバー２００のチャンバー底部２０６と連結されている。さらに、下側位置ではリフトピン（図示せず）が基台組立体２２０を貫通して移動して、単一ブレードロボット（図示せず）等のＰＶＤチャンバー２００の外部に配置されたウェハ移送機構を使った基板交換を容易にするために、基板２０５を基台組立体２２０から離間させるようになっている。ベローズ２２４は一般的に、基台組立体２２０とチャンバー底部２０６との間に配置され、基台組立体２２０の内部及びＰＶＤチャンバー２００の外部から内部容積２１０を隔離するようになっている。

【0044】

基台組立体２２０は一般的に、接地プレート２２５に連結されたベースプレート２２８にシール結合された基板支持体２２６を含む。基板支持体２２６は、アルミニウム、ステンレス鋼、又はセラミック材料で構成することができる。基板支持体２２６は、静電チャック、セラミック体、ヒーター、又はそれらの組み合わせとすることができる。１つの実施形態において、基板支持体２２６は、埋め込まれた電極２３８を有する誘電体を含む静電チャックである。誘電体は一般に、熱分解窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化シリコン、アルミナ、又は同等な材料といった高い熱伝導性の絶縁性材料から製作される。１つの実施形態において、基板支持体２２６は、アルミニウム箔のような金属箔によってベースプレート２２８に取り付けられ、その金属拡散がベースプレート２２８と基板支持体２２６とを接合させる。

【0045】

ベースプレート２２８は、上に横たわる基板支持体２２６に対して適切に適合する熱特性を有する材料から構成することができる。例えば、ベースプレート２２８は、アルミニウムシリコンカーバイドのような複合材料を含むことができる。複合材料は、熱膨張による不一致を低減するために、基板支持体２２６の材料に適合した熱膨張係数を有することができる。１つの変形例において、複合材料は金属を浸透させる孔を有するセラミック材料を含んでおり、その金属が少なくとも部分的に孔を埋めて複合材料を形成する。セラミック材料は、例えば、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、コージェライト、又はその派生物の少なくとも１つを含むことができる。セラミック材料は、全体積の約２０体積％から約８０体積％の範囲の孔容積を含むことができ、残りの体積は浸透金属である。浸透金属は、シリコンが添加されたアルミニウムを含むことができ、また、銅を含むこともできる。別の変形例では、複合材は、分散させたセラミック粒子を有する金属等の、セラミック材料及び金属の異なる組成物を含むことができる。もしくは、ベースプレート２２８はステンレス鋼又はアルミニウム等の金属から構成することができる。冷却プレート（図示せず）は一般的にベースプレート２２８の内部に配置されるが、接地プレート２２５の内部に配置することもでき、基板支持体２２６を熱的に調節するために利用できる。

【0046】

接地プレート２２５は一般に、ステンレス鋼又はアルミニウムのような金属材料から製作される。ベースプレート２２８は、複数のコネクター２３７で接地プレートに結合することができる。コネクター２３７はボルト、ネジ、キー、又は任意の他の形式のコネクターの１つとすることができる。ベースプレート２２８は、基板支持体２２６及びベースプレート２２８の取り替え及び保守を容易にするために、接地プレートから取り外し可能とすることができる。

【0047】

基板支持体２２６は、処理中に基板を受け取って支持する基板受け面２２７を有しており、基板受け面２２７はターゲット層１５０のターゲット表面１５１に対して実質的に平行な平面を有している。また、基板支持体２２６は、基板２０５の突出した端部の手前で終端する周縁部２２９を有している。基板支持体２２６の周縁部２２９は、約２７５ｍｍから約３００ｍｍの範囲の直径を有している。基板支持体２２６は、約０．３０インチから約０．７５インチの範囲といった、約０．２５インチ以上の高さを有することができる。基板支持体２２６の高さは、以下に説明するように、プロセスキット２５０の堆積リング２８０の水平面から垂直方向に基板２０５を好都合に離間させる。

【0048】

蓋組立体２０８は一般に、スパッタリングターゲット１００の上方に配置されるマグネトロンユニット２３４を含む。スパッタリングターゲット１００は、バッキングプレート１１０に配置されたターゲット層１５０を含む。バッキングプレート１１０は、図２及び３Ａ−３Ｂに示されるように、上部アダプター２０２によりＰＶＤチャンバー２００の内部に支持される。セラミックリングシール２３６は、バッキングプレート１１０と上部アダプター２０２との間に配置され、それらの間での真空漏れを防止するようになっている。ターゲット層１５０は、バッキングプレート１１０に結合されて、ＰＶＤチャンバー２００の内部容積２１０に曝されている。ターゲット層１５０は、ＰＶＤプロセス中に基板に堆積される材料を供給する。暗空間シールド２６２はアイソレーターリングとすることができ、スパッタリングターゲット１００をチャンバー本体２０１の上部アダプター２０２から電気的に絶縁するために、スパッタリングターゲット１００とチャンバー本体２０１との間に配置される。通常、ギャップ２６４は、バッキングプレート１１０と暗空間シールド２６２との間、並びにバッキングプレート１１０とセラミックリングシール２３６との間に維持される。バッキングプレート１１０上に配置される保護コーティング層１６０は、ギャップ２６４に入ってくるプラズマから、外側支持表面１２２のような下層表面を保護する。

【0049】

ターゲット層１５０には、スパッタリングターゲット１００に接続される電源２４０により、接地、例えばチャンバー本体２０１に対してＲＦ（高周波）及び／又はＤＣパワーがバイアスされる。アルゴンのようなガスは、ガス源２４２から導管を通って内部容積２１０に供給される。ガス源２４２は、ターゲット層１５０にエネルギー的に衝突してターゲット層１５０から材料をスパッタリングすることができる、アルゴン、キセノン、ネオン、又はヘリウムのような不活性ガスを含むことができる。また、ガス源２４２は、スパッタリング材料と反応して基板上に層を形成することができる、酸素含有ガス、窒素含有ガス、メタン含有ガスの１つ又はそれ以上を含むことができる。使用済みプロセスガス及び副生成物は、使用済みプロセスガスを受け取って、ＰＶＤチャンバー２００内のガス圧を制御するための絞り弁を有する排気管２４８へ使用済みプロセスガスを導く排気口２４６を通ってＰＶＤチャンバー２００から排出される。排気管２４８は、１つ又はそれ以上の排気ポンプ２４９に連結される。一般的に、ＰＶＤチャンバー２００内のスパッタリングガス圧は、真空環境のような大気圧より低いレベルに設定され、例えば約０．６ｍＴｏｒｒから約４００ｍＴｏｒｒの範囲とすることができる。プラズマは、基板２０５とターゲット層との間のガスから形成される。プラズマイオンは、ターゲット層１５０に向けて加速され、ターゲット層１５０から材料を取り除く。取り除かれたターゲット材料は、その後、基板表面に堆積する。

【0050】

マグネトロンユニット２３４は、ＰＶＤチャンバー２００の外側でバッキングプレート１１０に連結されるか又はこれと一緒になっている。詳細には、マグネトロンユニット２３４は一般に、内側凹型表面１３４の上、又はすぐ上方といったバッキングプレート１１０の裏側１３０に配置される。マグネトロンユニット２３４のマグネット回転直径を最大にするために、少なくとも内側凹型表面１３４と任意の端部表面とを含むターゲット凹部直径は、ＰＶＤプロセス中の高い均一性及びステップカバレッジを達成するように決定される。利用可能な１つのマグネトロンは、米国特許第５，９５３，８２７号に記載されており、その開示内容全体は引用により本明細書に組み込まれている。

【0051】

ＰＶＤチャンバー２００で行われるプロセスは、ＰＶＤチャンバー２００の構成要素を操作してＰＶＤチャンバー２００での基板処理を支援するように設定された命令を有するプログラムコードを含む、制御装置２９０によって管理される。例えば、制御装置２９０は、基台組立体２２０を操作する基板位置合わせ命令セット、ガス流量制御弁を操作してＰＶＤチャンバー２００へのスパッタリングガス流量を設定するガス流量制御命令セット、絞り弁を操作してＰＶＤチャンバー２００内の圧力を維持するガス圧力制御命令セット、基台組立体２２０又は側壁アダプター２０４の温度制御システム（図示せず）を制御して基板又は側壁アダプター２０４の温度をそれぞれ設定する温度制御命令セット、並びにＰＶＤチャンバー２００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有することができる。

【0052】

プロセスキット２５０は、例えば、構成部品表面からスパッタリング堆積物を取り除くために、浸食された構成部品を取り換えるか又は修理するために、又は他のプロセス用にＰＶＤチャンバー２００を適合させるために、チャンバー２００から簡単に取り外し可能な種々の構成部品を含む。１つの実施形態において、プロセスキット２５０は少なくとも堆積リング２８０を含むが、シールド２６０、暗空間シールド２６２、及びカバーリング２７０を含むこともできる。１つの実施形態において、カバーリング２７０及び堆積リング２８０は、基板支持体２２６の周縁部２２９の周りに配置される。

【0053】

シールド２６０はチャンバー本体２０１に支持され、暗空間シールド２６２は少なくとも部分的にシールド２６０に支持される。暗空間シールド２６２は、基板支持体２２６に対向するスパッタリングターゲット層１５０のターゲット表面１５１を取り囲む。シールド２６０は基板支持体２２６の周縁部２２９を取り囲む。また、シールド２６０は、ＰＶＤチャンバー２００の側壁アダプター２０４を覆って遮断して、スパッタリングターゲット層１５０のターゲット表面１５１から生じたスパッタリング堆積物が、構成部品及びシールド２６０の後方の表面へ付着することを低減する。例えば、シールド２６０は、基板支持体２２６の表面、基板２０５の突出した端部、側壁アダプター２０４、及びＰＶＤチャンバー２００のチャンバー底部２０６を保護することができる。

【0054】

前述の説明は本発明の実施形態に関するが、本発明の他の別の実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考え出すことができ、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定される。

【符号の説明】

【0055】

１００ スパッタリングターゲット
１１０ バッキングプレート
１１２ 中心軸
１２０ 表側
１２４ 内側ターゲット表面
１３０ 裏側
１３２ 外側裏面
１３４ 内側凹型表面
１３６ 平面
１５０ ターゲット層
１５１ ターゲット表面

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3A】

【図3B】