JPH06505304A - 陰極スパッタ用ターゲット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 陰極スパッタ用ターゲット 発明の分野 本発明は陰極スパッタ処理に使用するターゲットおよびターゲット組立体に関す る。

発明の背景 陰極スパッタ処理は、処理室内に取付けたウェー７１の被覆を伴う方法に関する 。スパッタ処理される材料で作られ、ウェーハに対向して取付けられて負にバイ アスされるターゲットに対して、付与電界はウェーッ１を正にノくイアスする。

背板がターゲットを支持する。この室内に低圧の不活性ガスを導入することで、 付与電界がガスをイオン化させる。この結果、ガスから生じた正イオンはターゲ ットに衝突し、ターゲット材料がウェー／’％上に飛散すなわちスパッタ処理さ れる。ターゲット後方に配置された磁石または電磁石は、ターゲツト面と向かい 合うウェーハの上側に磁場を形成して、イオン・プラズマをターゲットの近くに 閉じ込める。この磁場がスノク・ツタ処理効率を高める。

スパッタ処理に使用される幾つかの典型的な材料にはアルミニウム、アルミニウ ム合金、金、銀、銅、チタン、プラチナ、チタン・タングステン（Ｔｉ−Ｗ）、 および耐火金属珪化物が含まれる。スパッタリングには高純度が要求されること を主な理由として、これらのスパッタ材料のコストは一般に非常に高価であり、 １ｋｇ当たり約２万５千円（１ボンド当たり約１００ドル）程度である。このた め、ターゲット材料の最大限の利用が、スパッタ処理装置を設計するうえて考慮 すべき重大問題となる。

その他の重要な考慮すべき問題は、不規則面の平面化によって、または他の階段 状の層を加えることによって、ウェーハの溝または通路輪郭形状部分を効果的に 被覆することに関する。幾つかのスパッタ処理装置では、望ましい方法として、 ウェーハの輪郭部分を被覆処理するために磁界の変化や多数の非平面状の腐食領 域、またはその両方を使用している。

ターゲットを最大限に利用すること、およびウェーハ面を効果的に被覆すること に加えて、ターゲットの取付けや製造コストなどのその他の実際的な考慮もスパ ッタ処理装置の設計に重要な役割を果たす。成る種のターゲット形状は優れた階 段被覆あるいは平面化を可能にするが、これらの利点はターゲットを背板に適正 に取付けることに関しての困難さおよびコストによって相殺されてしまう。ター ゲットの機械加工は、困難かつ高価であり、また時間のかかることが多い。しか しながら一般的に言えば、簡単な形状が製造を容易にする。

本発明の目的は、ターゲット材料の利用率が高く、背板に容易に取付けることの できる陰極スパッタ処理用のターゲットを提供することである。

本発明の他の目的は、ウェーハの効果的な被覆を犠牲にし、または製造コストを 過大にすることなく、ターゲットの最大限の利用率および取付は容易さを向上さ せるスパッタ処理用のターゲット組立体を提供することである。

発明の概要 本発明は、所要の取付は面形状を有するターゲット背板に取付けられる単体ター ゲット部材を狙ったものであり、この部材は実質的に連続した凹形頂面と、背板 の所要の取付は面形状に合致する底面形状とを有する。このターゲット形状は取 付けを容易にし、またターゲットの最大限の利用を促進する。

ターゲット部材の底面は、下向きの比較的浅いハブ（車輪のこじき状部分）を中 央に備えており、この／％プが背板中央の凹部内に嵌合される。ターゲット部材 の底面には、ハブの半径方向外側において、少なくとも３つの環状領域を有する 。好ましい実施例では、内側領域すなわちハブに近い領域と、ディスク形のター ゲット部材の周縁近くに位置する外側領域とは何れも凸状になされる一方、それ らの領域の間に位置する中間領域は実質的に平坦になされている。他の好ましい 実施例では、内側の環状領域が実質的に凹状になされ、外側の環状領域が実質的 に凸状になされ、中間の環状領域が平坦になされる。

実質的に連続した凹形頂面は、効果的な階段被覆および平面化を達成する上で十 分に利用できる。この底面構造は、最大限のスパッタ集中が生じるターゲット部 材の箇所の横断面厚さを厚くする。あるいは、これらの部分はターゲットの有効 寿命にわたって腐食が最大限となり、これにより優れたターゲット材料の利用率 を達成する。

これに加えて、取付けの際、ターゲット部材を背板に対して心出しする上で底面 の環状領域の全てが役立つ。相対的な比率で、このターゲットは池の多くのター ゲットよりも製造が容易である。全体としてこの形状は、ウェーハの被覆を犠牲 にすることなく、あるいは過大な製造コストを必要とすることなく、優れたター ゲット利用率と、背板に対する簡単な取付けとを促進する。

滑らかで連続して弯曲した表面に加えて、［実質的に連続した凹状」という表現 は、一連の不連続の階段を有して全体として同じ効果を生む面をも包む。

これらの特徴、およびその他の特徴は、以下の詳細な図面の説明によって更に容 易に理解されるだろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１の好ましい実施例によるスパッタ処理用のターゲット部 材の直径に沿う横断面図。

第２図は、第１図に示したターゲット部材の頂部平面図。

第３図は、本発明の他の好ましい実施例によるスパッタ処理用のターゲット部材 の直径に沿う横断面図。

第４図は、第３図に示したターゲット部材の頂部平面発明の詳細な説明 第１図は背板１１に取付けられる凹凸ターゲツト部材１０を示しており、この背 板はスパッタ処理機（図示せず）に使用される陰極組立体１２の一部を形成する 。このスパッタ処理機は、本出願人の米国特許第４９０９６９５号に示された形 式のものとすることができ、その記述の全てを特に本明細書に援用する。このス パッタ処理機は、ターゲット部材１０の上方で陽極に取付けられたウェーハ支持 部（図示せず）と、背板１１の下方に配置された磁石組立体（図示せず）とを含 む。背板１１の底部の中央ねじ部分１５はスパッタ処理機の陰極にねし結合する 寸法になされている。

ターゲット部材ＩＯは、実質的に連続した凹形頂面１７と、背板１１に接合され た底面１８とを含む。１５２゜４ｍｍ（６インチ）径のウェーハをスパッタ被覆 するように設計された１つの好ましい実施例では、ターゲット部材は直径２５４ ．４ｍｍ（１０，００インチ）を有し、頂面１７は曲率半径的１．７０４ｍ（６ ７，００インチ）を有することが好ましい。底面１８は、比較的浅く下向きの中 央ハブ２１と、このハブ２１の半径方向外側に位置された３つの環状領域とを含 む。ノ）ブ２１に近い内側の環状領域２３は約２５４．４ｍｍ（１０，００イン チ）の曲率半径を有することが好ましい。部材１０の周縁２６の近くに配置され ている外側の環状領域２５は、小さな曲率半径、例えば約７６．３ｍｍ（３，０ ０インチ）を存することが好ましい。それらの領域間に配置された中間領域２７ は実質的に平坦である。

２５４．４ｍｍ（１０，００インチ）の直径を有するターゲット部材ｌＯに関し て、ハブ２１の直径は約２゜５４ｍｍ（１，０インチ）であることが好ましい。

内側領域２３の外側境界３０は直径約５０．９ｍｍ（２，００インチ）を有し、 中間領域２７の外側境界３１は直径約２０３．５ｍｍ（８，００インチ）を有す る。

ターゲット部材ＩＯは１４．３０ｍｍ（０，５６２インチ）の比較的均一な厚さ をハブ２１に有する。領域２３ではターゲット部材ｌＯの厚さは境界３０で最小 値となるようにテーパーしている。ターゲット部材ｌＯの外端縁３５での厚さは 約６．３５９ｍｍ（０，２５０インチ）である。頂面１７および底面１８の形状 および寸法は環状帯域３７を形成し、この環状帯域は一般的にハブ２１を除いて 部材ＩＯの残りの部分よりも厚い。環状帯域３７は最大磁界強度の面積部分の上 方に位置されるのが好ましい。ハブ２１および環状帯域３７はターゲットの最大 限の利用率を高める。

磁界発生手段の位置および形状、ターゲットの直径、および所望される被覆の形 式によって、底面１８の環状領域の相対的な直径および表面形状は環状帯域３７ を半径方向内側または外側へと移動させるように変化し得る。

例えば、第３図、第４図に示されるように、本発明の他の好ましい実施例によれ ば、ターゲット部材１１０は頂面１１７および底面１１８を含み、底面はハブ１ ２１および環状領域１２３，１２４および１２５を有し、これらの領域はハブの 半径方向外方へ位置されている。ハブ１２１は第１図に示したハブ２１と形状お よび寸法が同様である。環状領域１２３は実質的に凸形状で、外径約１７８．１ ｍｍ（７，００インチ）を有する。所望ならば、領域１２３は上方へ向かう角（ かど）を付与された内側部分（第１図、第２図の領域２３に類似の）、中央の平 坦部分および下方へ向かう角を付与された外側部分に更に分割され得る。この特 別な形状に係わらず、領域１２３は底面１１８の実質的に凹形部分を表しており 、これはハブ１２＋と、次の半径方向外側に位置された領域、すなわち領域１２ ４、との間に位置される。

中間環状領域１２４は実質的に平坦で、領域より下側を延在し、外径約２２８． ９ｍｍ（９，００インチ）を有する。領域１２４はハブ１２１と同一平面、すな わち部材１１０の最高縁１２７の約１４．０４ｍｍ（０，５５２インチ）だけ下 方に位置する平面内に、位置している。

領域１２４から半径方向外側の最外側の環状領域１２５は端縁１２７より約３． ５６ｍｍ（０，１４０インチ）だけ下方の位置に上方へ向かう角を付与されてい る。

所望ならば、この角は上方または下方へと僅かに変化でき、あるいは、領域１２ ５は僅かに凸面とされることができる。同様に、領域１２４は平坦であるのが好 ましいが、僅かに凸面とされ、あるいは僅かに角を付与されることもできる。領 域１２４および１２５は一緒になって底面１．１８の実質的に凸状の外側環状部 分を表す。帯域１３７は領域１２４の上側の全体積と、領域１２３および１２５ の隣接して位置する部分の体積とを含む。帯域１３７はターゲット部材１１０の 環状部分を表し、全体的にハブ１２１以外の他の部分よりも厚さが厚い。帯域１ ３７およびハブ１２１の厚さを厚くして生じる全体的な効果は、ターゲットのこ れらの内側部分および外側部分てターゲット材料の利用率を改良することである 。

何れの実施例でも、異なる直径のターゲット部材が異なるウェーハを被覆するた めに使用される。例えば、３０５．２ｍｍ（１２インチ）径のターゲットは２０ ３゜５ｍｍ（８インチ）径のウェーハに使用される。異なる直径のターゲットに 対してハブ直径は同じのままで、環状領域の直径がハブより外側の環状に位置し た残りの面積部分に比例して減少され、磁界はターゲット上方の同じ相対的な箇 所に最大強さを発生するように比例的に規模を拡大または縮小されたと仮定する 。

第１図、第３図に示したように、何れの実施例に関しても、背板１１は予め定め た取付は面形状を有し、ターゲット部材の底面は背板の予め定めた取付は面に合 致する形状に形成されている。このことがターゲット部材ｌＯを製造元で背板１ １に取付けて接合することを容易にする。

本発明の好ましい実施例が説明されたが、本発明はこれに限定されず、本発明の 説明を考慮して様々なその他の代替実施例がこの分野に熟知した者に明白となろ うことは理解されるへきである。従って、特に説明し且つまた請求の範囲の欄に て請求した本発明の範囲から逸脱しないで変形可能であることが理解されるだろ う。

補正書の写しく翻訳文）提出書（曲法組８４条）８）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．スパッタ処理用のターゲットであって、予め定めた取付け面形状を有するタ ーゲット支持用の背板に取付けられるようにされる部材であり、実質的に連続し た凹状頂面または一連の階段を含んで実質的に凹面を形成するようになされた頂 面と、背板の予め定めた取付け面形状に合致する形状の底面とを有している前記 部材を含んで構成されたスパッタ処理用のターゲット。
2. ２．請求項１に記載のターゲットであって、底面が下方ヘ向かう中央ハブを含み 、該ハブは使用に際して背板の補完的な形状の中央開口内に位置決めできるター ゲット。
3. ３．請求項２に記載のターゲットであって、底面がハブの半径方向外側に位置さ れた３つの環状領域を含むターゲット。
4. ４．請求項３に記載のターゲットであって、底面が内側の凸面環状領域、外側の 凸面環状領域、およびそれらの領域間に配置された実質的に平坦な中間環状領域 を含むターゲット。
5. ５．請求項３に記載のターゲットであって、最内側の環状領域が実質的に凹面で あり、中間および最外側の環状領域が実質的に凸面であるターゲット。
6. ６．請求項５に記載のターゲットであって、中間環状領域が実質的に平坦で、最 外側の環状領域が実質的に凸面であるターゲット。
7. ７．スパッタ処理用のターゲットであって、ターゲット支持用の背板に取付けら れるようにされる部材であり、実質的に連続した凹状頂面と、背板上で該部材を 芯出しするための下方ヘ向かう中央ハブおよび該ハブの半径方向外側に位置され た３つの環状領域を備えた底面とを有し、このハブおよび環状領域がターゲット の最大利用率を高めるためにターゲットの最大腐食面積部分の横断面厚さを厚く したターゲット部分を定めるようになされた前記部材を含んで構成されたスパッ タ処理用のターゲット。
8. ８．スパッタ処理用のターゲットであって、スパッタ処理の間にターゲットを支 持するための、中央の凹部を含めて予め定めた取付け面形状を有するターゲット 支持用の背板、 実質的に連続した凹状頂面と、背板の前記凹部内に位置される寸法の中央で下方 ヘ向かうハブを含めて背板の予め定めた取付け面形状に合致する形状の底面とを 有している部材を含んで構成されたスパッタ処理用のターゲット。
9. ９．請求項８に記載のターゲットであって、前記部材の底面および背板の予め定 めた取付け面形状が、前記ハブの半径方向外側に位置された複数の補完的な形状 とされる環状領域および凹部をそれぞれ更に含んでいるターゲット。