JP2007524754A - 薄膜または薄層をイオン化蒸着する装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

本明細書において、ａ）ある幅（２４０）を有する少なくとも１つのコイル（２２０）と、ｂ）少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのボス（２１０）とからなり、少なくとも１つのボスは少なくとも２つの支持部分を有する、コイルアセンブリ（２００）が述べられる。本明細書において、コイルアセンブリを形成および／または生成する方法が述べられ、この方法は、ａ）コイルを用意することと、ｂ）少なくとも２つの支持部分を有する少なくとも１つのボスを用意することと、ｃ）少なくとも１つのボスをコイルに結合することを含む。

Description

本発明の分野は、イオン化蒸着を利用して薄層または薄膜を生成することである。

電子および半導体部品は、台数の絶えず増加する消費者製品および市販電子製品、通信関連製品およびデータ交換関連製品において使用される。これら消費者製品および市販製品のいくつかの例としては、テレビジョン、コンピュータ、携帯電話、ポケベル、パームタイプまたはハンドヘルド電子手帳、ポータブルラジオ、カーステレオ、またはリモートコントローラがある。これら消費者製品および市販電子製品の需要が増加するに伴い、これら製品に対して、消費者および事業所用にますます小型化と携帯性が要求されている。

これら製品のサイズの小型化の結果として、製品を構成する部品もより小さくおよび／または薄くする必要がある。サイズの減少または小型化を必要とするこれら部品のいくつかの例としては、超小型電子チップ相互接続、半導体チップ部品、レジスタ、キャパシタ、プリント回路または配線基板、配線、キーボード、タッチパッド、およびチップパッケージがある。

電子および半導体部品がサイズの減少または小型化されるとき、大きい部品内に存在するなんらかの欠陥は、小型化された部品内で拡大されることになる。したがって、大きい部品内に存在するかまたは存在する可能性のある欠陥は、可能であれば部品がより小さい電子製品に小型化される前に、識別され、修正される必要がある。

電子、半導体および通信部品の欠陥を識別し、修正するために、部品、使用される材料、およびこれら部品を製作する製造プロセスを分析し、細かく検討しなければならない。電子、半導体および通信／データ交換部品は、場合により、金属、金属合金、セラミック、無機材料、ポリマー、または有機金属材料などの材料の層から構成される。ほとんどの場合、材料の層は薄い（厚みが数十オングストローム未満のオーダー）。材料の層の品質を改良するため、層の形成プロセス（例えば、金属または他の化合物の物理蒸着）は評価され、可能ならば修正および改良されるべきである。

材料の層の蒸着プロセスを改良するために、表面および／または材料成分を測定して定量化し、欠陥または不完全性を検出しなければならない。材料の一層または複数層を蒸着する場合、監視する必要のあるのは、材料の実際の層または複数層ではなく、基板または他の表面上、および監視すべきターゲット材料および基板または他の表面の間に置かれる、コイルまたはコリメータなどの介在する装置の上に材料の層を生成するのに使用される材料およびその材料の表面である。例えば、金属を含むターゲットをスパッタリングすることによりある表面または基板上にその金属の層を蒸着する場合、ターゲットから偏向または遊離された原子および分子は基板または他の表面までの経路を移動して、均等で均一な付着を可能にする必要がある。ターゲットから偏向および／または遊離後の、自然な予測される経路を移動する原子および分子は、表面または基板上に溝および孔を含む表面または基板上には不均一に付着する。ある一定の表面および基板については、表面および基板上により均一な付着、コーティングおよび／または薄膜を得るために、ターゲットから出る原子および分子の方向を変えることが必要になる。

この目的のために、表面および／または基板上のコーティング、薄膜または蒸着の均一性を最大にする蒸着装置およびスパッタリングチャンバシステムを開発し、利用することが望ましい。例えばＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（商標）により生成されるコイルおよびコイルセットは、スパッタリングチャンバまたはイオン化プラズマ装置の内部に置かれる消耗品であり、これらコイルは、基板および／または適正な表面上にさらに均一な薄膜および／または層を形成するために、スパッタされた原子および／または分子の方向を変える。背景にある目的に対して、コイルはこれらシステムおよび／または蒸着装置内に、誘導結合デバイスとして存在することにより、十分な密度の二次プラズマを生成して、ターゲットからスパッタされた金属原子の少なくとも一部をイオン化する。イオン化金属プラズマシステム内では、一次プラズマが生成され、マグネトロンによりターゲット近くにほぼ閉じ込められ、その後、ターゲット表面から放出されるＴｉ原子などの原子を発生させる。コイルシステムにより生成される二次プラズマはＴｉ、ＣｕおよびＴａイオン（スパッタされた材料に依存する）を生成する。次に、これら金属イオンは、基板（ウェハ）表面で形成されるシース内の電界によりウェハに引き付けられる。本明細書で用いるとき、用語の「シース」はプラズマと任意の固体表面との間に形成される境界層を意味する。この電界はウェハおよび／または基板にバイアス電圧を印加することにより制御できる。

従来のコイルおよびコイルセットは、使用される金属または金属合金ロッドのサイズの理由により、高価で、製作が困難である。例えば、コイルセットによっては、直径約１インチから約１．３インチのタンタルロッドを使用して、コイルのボス（支持および接続）を形成する。したがって、より薄くて小さい、最終的にはより費用効率に優れたコイルおよびコイルセットを開発して、蒸着装置、スパッタリングチャンバシステムおよび／またはイオン化プラズマ蒸着システムで利用することが望ましい。さらに、これらの新しいコイルおよびコイルセットは、使用されるターゲットと比べて同等の寿命を保証することが望ましい。この理由は、コイル、コイルセットおよびターゲットの間の寿命の差を少なくすることが、少なくとも、コイルおよびターゲットの両方を交換する前に、コイルを交換する目的で装置またはシステムを停止する必要が生じる回数を減少させるからである。

本明細書において、ａ）少なくとも１つのコイルと、ｂ）この少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのボスとからなり、少なくとも１つのボスが少なくとも２つの支持部分を有する、コイルアセンブリが記載される。本明細書において、コイルアセンブリを形成および／または生成する方法が述べられ、この方法は、ａ）コイルを用意することと、ｂ）少なくとも２つの支持部分を有する少なくとも１つのボスを用意することと、ｃ）少なくとも１つのボスをコイルに結合することとを含む。

驚くべきことに、蒸着装置、スパッタリングチャンバシステムおよび／またはイオン化プラズマ蒸着システムで利用する、より薄くて小さい、最終的にはより費用効率の優れたコイルおよびコイルセットが開発され、本明細書で開示される。これら新規のコイルおよびコイルセットは使用されるターゲットと比べて同等の寿命を有する。この理由は、先に述べたとおり、コイル、コイルセットおよびターゲットの間の寿命の差を少なくすることが、少なくとも、コイルおよびターゲットの両方を交換する前に、コイルを交換する目的で装置またはシステムを停止する必要が生じる回数を減少させるからである。

コイルおよびコイルセットの費用効率を向上する目的を達成するために、使用する材料の量を低減し、コイルおよび／またはコイルセットとターゲット間の寿命差を最少にし、基板上に蒸着される薄膜、コーティングおよび／または層の均一性を最大にするために、直径の小さいボスを利用し、実施形態によってはより小さくて薄いコイルを利用するコイルセットが開発された。

詳細には、本明細書において、ａ）少なくとも１つのコイルと、ｂ）この少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのボスとからなり、少なくとも１つのボスは少なくとも２つの支持部分を有する、コイルアセンブリが述べられる。本明細書において、コイルアセンブリを形成および／または生成する方法が述べられ、この方法は、ａ）コイルを用意することと、ｂ）少なくとも２つの支持部分を有する少なくとも１つのボスを用意することと、ｃ）少なくとも１つのボスをコイルに結合することを含む。

考えられるコイルアセンブリは少なくとも１つのコイルを有し、考えられる実施形態によっては、コイルアセンブリは少なくとも２つのコイルを有する。以下に述べるとおり、考えられるコイルは金属または金属合金を含む任意の適正な材料からなってよい。考えられるコイルは、用途での必要性に応じて任意の適正な厚みにできる。しかしながら、ここで述べるボスは、従来のコイル厚みに比べて大幅に小さいコイル厚みを可能にすることを理解されたい。実施形態によっては、考えられるコイルは「薄型」コイルと考えてよい。本明細書で使用する用語「薄型コイル」は、約０．２インチ未満の厚みを有するコイルを意味する。別の考えられる実施形態においては、コイルは約０．１３インチ未満の厚みを有する。さらに別の実施形態においては、コイルは約０．１インチから約０．０１０インチ未満の厚みを有する。コイルは、ある一定の高さおよび／または直径をさらに有していてよい。実施形態によっては、コイルの高さは約３インチ未満である。別の実施形態においては、コイルの高さは約２．５インチ未満である。さらに別の実施形態においては、コイルの高さは約２インチ未満である。さらに別の実施形態においては、コイルの高さは約１．５インチ未満である。

さらに、考えられるコイルアセンブリは、少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのボスを有し、この少なくとも１つのボスは少なくとも２つの支持部分を有する。考えられるボスは、ねじ、ボルトまたはボルトアセンブリ、溶接接合によりコイルに結合され、溶接接合は、従来の溶接技法または別の従来とは異なる技法、例えばレーザ溶接または電子ビーム溶接を利用してなされる。ボスはまた、コイルが射出成型などの従来の成型技法を利用して形成される場合、成型により形成できる。

図１から図４は本明細書で考えられる１つのボスの設計の概略図であり、少なくとも１つのボスをコイル材料に結合できる方法を示す。しかしながら、少なくとも１つのボスは、前述の目的に実質的に適合する限り、任意の形状を備えてもよいことを理解されたい。本明細書で使用する用語「ボス」は、コイル材料、スパッタリングチャンバ材料および／または電気接続材料の内の少なくとも１つに結合する支持デバイスを意味する。ここでの用語「結合」は、物体または部品の２つの部分の物理的付着（接着、付着接合する材料）、または物体または部品の２つの部分の物理的および／または化学的引力を意味し、これには、共有結合、イオン結合などの結合力、ファンデルワールス、静電気、クーロン、水素結合および／または磁気引力などの非結合力を含む。考えられる実施形態においては、ボス材料はコイルおよび／またはターゲット材料と同一材料を含むが、ボス材料はコイル材料およびターゲット材料は必ずしも同一である必要はない。例えば、コイルはタンタルでもよく、少なくとも１つのボスはＴａＮなどのタンタル合金でもよい。

ボスを生成するのに用いる材料は、ターゲット材料に適する材料として以下に挙げるような任意の適切な材料を含むことができるが、材料はコイル材料および／またはターゲット材料と少なくとも同等および／または互換性のある材料を含むと考えられる。さらに、少なくとも１つのボスは、約０．７インチ以下の直径を含む、従来のボスの直径よりも十分に小さい直径であってもよい。好ましい実施形態においては、少なくとも１つのボスの直径は約０．５インチ以下であり、別の好ましい実施形態においては、少なくとも１つのボスの直径は約０．４インチ以下である。

実施形態によっては、少なくとも１つのボスは、ある一定のサイズ、形状および少なくとも２つの個別の直径を有する。さらに別の実施形態においては、少なくとも１つのボスは、顧客および／または製造元のニーズ、コイルおよび／またはコイルセットの作製において利用される蒸着装置および／または材料の要求事項に応じて、２つまたはそれ以上の異なる形状、サイズおよび／または直径を有することもできる。少なくとも１つのボスの少なくとも２つの別個の直径は、支持部分を一体に結合することで形成され、各支持部分はある一定の直径を有する。例えば、図１に示す１つの考えられるボス１００は、直径１１５を有し、コイル（図示せず）に直接結合されない第１部分１１０と、第１部分１１０に結合している第２部分１２０とをからなり、この第２部分はコイルに結合し、第１部分１１０の直径１１５より大きい直径１２５を有する。ボス１００はさらに、支持ねじ（図示せず）が使用された後に、ねじ穴の通気に役立つ「通気口」として特徴付けされる開口１３０を有する。この実施形態においては、第１部分は第２部分を介してコイルに結合される。コアに２つ以上のボスが結合される場合、各ボスは、コイルに結合される別のボスまたは複数のボスと異なるサイズ、形状および／または直径であってもよい、と考えられる。

少なくとも１つのボスは、コイル材料に結合されるわずか１つのボスと、コイル材料に結合される１０個ものボスであってもよい。さらに別の実施形態においては、ボスの一部および／または全ては、蒸着装置の壁面に結合および／または電気接続に結合することもできる。図２から図４は考えられるコイルアセンブリ２００から４００を示し、複数のボス２１０、３１０および４１０がコイル２２０、３２０および４２０に結合されている。さらに図４はコイル４２０などのコイルが高さ４３０を有することを示す。図２および３はコイルアセンブリの上面図であり、コイル２２０および３２０の幅２４０および３４０だけを示している。

前述のとおり、ボスは部分的に、コイル材料に支持体を設けるように設計されているため、各および全てのボスが蒸着装置の壁面に結合されることは必ずしも必要としない。実施形態によっては、ボスはコイル材料とコイル材料を結合できる。実施形態によっては、ボスおよび／または複数のボスはコイルに支持体を提供するだけでなく、熱伝達デバイスとして機能して、コイルおよび／または蒸着チャンバ／装置からの熱を装置の外部に伝達する。実施形態によっては、熱伝達デバイスは熱パイプであり、および／または熱パイプと同様に作用して、チャンバまたはスパッタリング領域から外に熱を導く。コイルおよび／またはチャンバからの熱の伝達により、大きな対流もなくより安定な二次プラズマを生成できる。

少なくとも１つのボスと同様に、コイルはボス材料および／またはターゲット材料と少なくとも同等および／または互換性のある任意の適切な材料からなってもよい。別の実施形態においては、コイルは従来のコイルおよび／またはコイルセットより薄いかまたは小さくなるように作製できる。

蒸着装置のコイルまたはコイルセットに供給する電流は、小直径のボス設計に適するように調整および／または設計でき、実施形態によっては、小直径の材料を使用してコイルを形成し、従来のコイルまたはコイルセットにおいて得られたものと同等の原子および／または分子経路を生成する。ボスおよび／またはコイルの電流およびサイズは、共に適正に作用して、スパッタされた原子および／または分子をターゲットから表面および／または基板に誘導して、原子および／または分子の蒸着が従来の装置および現在生成する方法に比べてより均一になるようにすることを理解されたい。

実施形態によっては、ａ）磨耗、消耗、および／または表面または材料の劣化を測定するための簡単なデバイス／装置および／または機械的機構および簡単な方法からなり、ｂ）特定のメンテナンススケジュールにより材料品質を検査することに対して、メンテナンスが必要なときをオペレータに通知し、ｃ）材料の早すぎる交換および／または修理を低減および／または無くすることにより、材料の浪費を低減および／または無くするような、検出システムを含むこともまた理想的である。本明細書において考えられる検出デバイスおよびセンサシステムは米国特許仮出願第６０／４１０５４０号に記載されており、この出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書においては、コイルアセンブリを形成および／または生成する方法が述べられ、この方法は、ａ）コイルを用意することと、ｂ）少なくとも２つの支持部分を有する少なくとも１つのボスを用意することと、ｃ）少なくとも１つのボスをコイルに結合することとを含む。コイルおよび／または少なくとも１つのボスは、ａ）コイルの少なくとも一部および／または少なくとも１つのボスを部品供給元から購入することと、ｂ）別の供給元により提供される材料を使用して、コイルの少なくとも一部および／または少なくとも１つのボスを社内で加工または生成すること、および／またはｃ）社内またはその位置において生成または提供される材料を使用して、社内でコイルおよび／または少なくとも１つのボスを加工または生成する、ことを含む任意の適正な方法により実現される。少なくとも１つのボスおよびコイルの結合は、前述の１つまたは複数の結合方法および装置を利用して達成できる。

図５は、スパッタリングターゲット５１０と複数のボス５２５を備えるコイル５２０とを含むと考えられるスパッタリングターゲットアセンブリ５００を示し、スパッタリングターゲット５１０は受け板５０５に結合され、コイル５２０は少なくとも１つのボス５２５を介して少なくとも１つの側壁５３０に結合されている。層５４０はターゲット５１０からスパッタリングされた原子により基板５５０上に形成される。

本明細書で考えられる図５に示すようなスパッタリングターゲットおよびスパッタリングターゲットアセンブリは、用途およびＰＶＤプロセスで使用される器具に応じて任意の適正な形状およびサイズを有する。ここで考えられるスパッタリングターゲットはさらに、表面材料およびコア材料（受け板を含む）を含み、表面材料は、ガスチャンバまたはガス流を通しおよび／またはそのまわりでコア材料に結合される。表面材料およびコア材料は一般に同一元素構成または化学組成／成分を含むことができ、あるいは表面材料の元素構成および化学組成は、コア材料と異なる材料に変更または一部変更できる。大部分の実施形態においては、表面材料およびコア材料は同一元素構成または化学組成である。しかしながら、ターゲットの有効寿命が終了したときを検出するのが重要である実施形態、または材料の混合層を付着することが重要な実施形態においては、表面材料およびコア材料は、異なる元素構成または化学組成となるように調製される。

表面材料は、任意の測定可能時点においてエネルギー源に露出されるターゲットの部分であり、また表面コーティングとして望ましい原子および／または分子を生成することを意図する全体ターゲット材料の部分である。

スパッタリングターゲット、コイルおよび／またはボスは一般に、ａ）スパッタリングターゲット、コイルおよび／またはボスに確実に作製でき、ｂ）エネルギー源から衝撃を受けたとき、ターゲット（および、場合によりコイル）からスパッタリングでき、ｃ）ウェハまたは表面上に最終または前駆物質層を形成するのに適するような、任意の材料とすることができる。コイルはスパッタされる材料と同一または類似と考えられる材料からなるが、コイルは原子をスパッタしても、またしなくてもよいことを理解されたい。コイルスパッタリングは主として、プラズマおよびウェハに対するコイルバイアスに依存する。適正なスパッタリングターゲット、コイルおよび／またはボスを形成すると考えられる材料には、金属、金属合金、導電性ポリマー、導電性複合材料、導電性モノマー、誘電材料、ハードマスク材料、および任意の他の適正なスパッタリング材料がある。本明細書で使用するとき、用語「金属」は、元素周期律表のｄブロックおよびｆブロック中の元素、ならびにケイ素およびゲルマニウムなどの金属類似特性を有する元素を意味する。本明細書で使用するとき、用語「ｄブロック」は、元素の原子核を囲む３ｄ、４ｄ、５ｄおよび６ｄ軌道を満たす電子を有する元素を意味する。本明細書で使用するとき、用語「ｆブロック」は、元素の原子核を囲む４ｆおよび５ｆ軌道を満たす電子を有する元素を意味し、ランタニドおよびアクチニドを含む。好ましい金属としては、チタン、ケイ素、コバルト、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、バナジウム、ジルコニウム、アルミニウムおよびアルミニウム系の材料、タンタル、ニオブ、錫、クロム、プラチナ、パラジウム、金、銀、タングステン、モリブデン、セリウム、プロメチウム、トリウムまたはこれらの組合せが挙げられる。より好ましい金属には、銅、アルミニウム、タングステン、チタン、コバルト、タンタル、マグネシウム、リチウム、ケイ素、マンガン、鉄またはこれらの組合せが挙げられる。最も好ましい金属には、銅、アルミニウムおよびアルミニウム系材料、タングステン、チタン、ジルコニウム、コバルト、タンタル、ニオブまたはこれらの組合せが上げられる。考えられる、好ましい材料の例には、超微粒子状アルミニウムおよび銅スパッタリングターゲットのためのアルミニウムおよび銅、２００ｍｍおよび３００ｍｍのスパッタリングターゲットならびに別のｍｍサイズのターゲットに使用するためのアルミニウム、銅、コバルト、タンタル、ジルコニウム、およびチタン、ならびに表面層上にアルミニウムの薄い高い相似性の「核」層を付着するアルミニウムスパッタリングターゲットに使用するためのアルミニウムがある。本明細書で使用する用語「これらの組合せ」は、銅スパッタリングターゲットなどのスパッタリングターゲットの一部内に、クロムおよびアルミニウム不純物を有する金属不純物が存在することを意味し、またはスパッタリングターゲットを形成する金属および他の材料の作為的組合せが存在し、例えばそれらターゲットが合金、ホウ化物、カーバイド、フッ化物、窒化物、ケイ化物、酸化物およびその他を含むことを意味する。

用語「金属」は、合金、金属／金属複合物、金属セラミック複合物、金属ポリマー複合物、および他の金属複合物も含む。本明細書で考えられる合金には、金、アンチモン、ヒ素、ホウ素、銅、ゲルマニウム、ニッケル、インジウム、パラジウム、リン、ケイ素、コバルト、バナジウム、鉄、ハフニウム、チタン、イリジウム、ジルコニウム、タングステン、銀、プラチナ、タンタル、錫、亜鉛、リチウム、マグネシウム、レニウム、および／またはロジウムが挙げられる。特定の合金には、金アンチモン、金ヒ素、金ホウ素、金銅、金ゲルマニウム、金ニッケル、金ニッケルインジウム、金パラジウム、金リン、金ケイ素、金銀プラチナ、金タンタル、金錫、金亜鉛、パラジウムリチウム、パラジウムマンガン、パラジウムニッケル、プラチナパラジウム、パラジウムレニウム、プラチナロジウム、銀ヒ素、銀銅、銀ガリウム、銀金、銀パラジウム、銀チタン、チタンジルコニウム、アルミニウム銅、アルミニウムケイ素、アルミニウムケイ素銅、アルミニウムチタン、クロム銅、クロムマンガンパラジウム、クロムマンガンプラチナ、クロムモリブデン、クロムルテニウム、コバルトプラチナ、コバルトジルコニウムニオブ、コバルトジルコニウムロジウム、コバルトジルコニウムタンタル、銅ニッケル、鉄アルミニウム、鉄ロジウム、鉄タンタル、クロム酸化ケイ素、クロムバナジウム、コバルトクロム、コバルトクロムニッケル、コバルトクロムプラチナ、コバルトクロムタンタル、コバルトクロムタンタルプラチナ、コバルト鉄、コバルト鉄ホウ素、コバルト鉄クロム、コバルト鉄ジルコニウム、コバルトニッケル、コバルトニッケルクロム、コバルトニッケル鉄、コバルトニッケルハフニウム、コバルトニオブハフニウム、コバルトニオブ鉄、コバルトニオブチタン、鉄タンタルクロム、マンガンイリジウム、マンガンパラジウムプラチナ、マンガンプラチナ、マンガンロジウム、マンガンルテニウム、ニッケルクロム、ニッケルクロムケイ素、ニッケルコバルト鉄、ニッケル鉄、ニッケル鉄クロム、ニッケル鉄ロジウム、ニッケル鉄ジルコニウム、ニッケルマンガン、ニッケルバナジウム、タングステンチタンおよび／またはこれらの組合せ、を挙げることができる。

スパッタリングターゲット、コイルおよび／またはボスについて本明細書で考えられる他の材料に関しては、以下の組合せが、考えられるスパッタリングターゲット、コイルおよび／またはボスの例として考えられる（ただし、このリストが全てではない）。すなわち、クロムホウ化物、ランタンホウ化物、モリブデンホウ化物、ニオブホウ化物、タンタルホウ化物、チタンホウ化物、タングステンホウ化物、バナジウムホウ化物、ジルコニウムホウ化物、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化ニオブ、炭化ケイ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化タングステン、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、フッ化アルミニウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化セリウム、氷晶石、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ポタジウム、希土類フッ化物、フッ化ナトリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ニオブ、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化バナジウム、窒化ジルコニウム、ケイ化クロム、ケイ化モリブデン、ケイ化ニオブ、ケイ化タンタル、ケイ化チタン、ケイ化タングステン、ケイ化バナジウム、ケイ化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化バリウム、チタン酸バリウム、酸化ビスマス、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化クロム、酸化銅、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、五酸化ニオブ、希土類酸化物、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、五酸化タンタル、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、アルミン酸ランタン、酸化ランタン、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ジルコン酸チタン酸鉛、チタンアルミニド、ニオブ酸リチウム、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、テルル化ビスマス、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化鉛、硫化鉛、テルル化鉛、セレン化モリブデン、硫化モリブデン、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛および／またはこれらの組合せがある。

本明細書で説明されるターゲットの原子または分子のスパッタリングから生成される薄層または薄膜は、別の金属層、基板層、誘電体層、ハードマスクまたはエッチストップ（ｅｔｃｈｓｔｏｐ）層、フォトリソグラフィ層、反射防止層等を含む任意の数または均一な層の上に形成できる。好ましい実施形態によっては、誘電体層はＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｉｎｃ．により考案され、生成されまたは開示された誘電体材料を含むことができる。これら誘電体材料としては、ａ）ＦＬＡＲＥ（ポリアリーレンエーテル）、例えば米国特許第５９５９１５７号、第５９８６０４５号、第６１２４４２１号、第６１５６８１２号、第６１７２１２８号、第６１７１６８７号、第６２１４７４６号、および係属中の出願第０９／１９７４７８号、第０９／５３８２７６号、第０９／５４４５０４号、第０９／７４１６３４号、第０９／６５１３９６号、第０９／５４５０５８号、第０９／５８７８５１号、第０９／６１８９４５号、第０９／６１９２３７号、第０９／７９２６０６号において開示された化合物、ｂ）ダマンタン系材料、例えば係属中の出願第０９／５４５０５８号、２００１年１０月１７日出願のＰＣＴ／ＵＳ第０１／２２２０４号、２００１年１２月３１日出願のＰＣＴ／ＵＳ第０１／５０１８２号、２００１年１２月３１日出願の第６０／３４５３７４号、２００２年１月８日出願の第６０／３４７１９５号、および２００２年１月１５日出願の第６０／３５０１８７号に示される材料、ｃ）本発明者に譲渡された米国特許第５，１１５，０８２号、第５，９８６，０４５号、第６，１４３，８５５号、および２００１年４月２６日公開の本発明者に譲渡された国際公開第０１／２９０５２号、および２００１年４月２６日公開の国際公開第０１／２９１４１号、ｄ）ナノポーラスシリカ材料およびシリカ系化合物、例えば米国特許第６０２２８１２号、第６０３７２７５号、第６０４２９９４号、第６０４８８０４号、第６０９０４４８号、第６１２６７３３号、第６１４０２５４号、第６２０４２０２号、第６２０８０１４号、および係属中の出願第０９／０４６４７４号、第０９／０４６４７３号、第０９／１１１０８４号、第０９／３６０１３１号、第０９／３７８７０５号、第０９／２３４６０９号、第０９／３７９８６６号、第０９／１４１２８７号、第０９／３７９４８４号、第０９／３９２４１３号、第０９／５４９６５９号、第０９／４８８０７５号、第０９／５６６２８７号、第０９／２１４２１９号（これらの全ては参照により本明細書に組み込まれる）に開示される化合物、ｅ）Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＨＯＳＰ（登録商標）オルガノシロキサン、を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

ウェハまたは基板は実質的に固体の任意の望ましい材料であってよい。特に望ましい基板はガラス、セラミック、プラスチック、金属またはコーティングされた材料、あるいは複合材料である。好ましい実施形態においては、基板は、ケイ素またはゲルマニウムヒ素ダイまたはウェハ表面と、銅、銀、ニッケルまたは金メッキリードフレームに見られるような実装表面と、回路基板またはパッケージ相互接続トレース、ビア−壁面または硬化剤境界面に見られるような銅表面、（「銅」は純銅およびその酸化物を含む）と、ポリイミド系のフレキシブルパッケージに見られるようなポリマー系パッケージまたは回路基板境界面と、鉛または他の金属合金ハンダボール表面と、ガラスおよびポリイミドなどのポリマーとを含む。さらに好ましい実施形態においては、基板はケイ素、銅、ガラス、またはポリマーなどのパッケージおよび回路基板工業で共通の材料を含む。

本明細書で考えられる基板層はさらに、材料の少なくとも２つの層を含むことができる。基板層を備える材料の一方の層は、前述の基板材料を含むことができる。基板層を備える材料の他方の層は、ポリマー、モノマー、有機化合物、無機化合物、有機金属化合物の層、連続層およびナノポーラスの層を含むことができる。

本明細書で使用するとき、用語「モノマー」はそれ自体とまたは化学的に異なる化合物と反復して共有結合を形成する化合物を指す。モノマー間の反復的結合形成により、直線、分岐、多分岐生成物、または３次元生成物を生成する。さらにモノマー自体は反復構成単位を有し、このようなモノマーから形成されるポリマーを重合すると、「ブロックポリマー」と呼ばれる。モノマーは、有機、有機金属または無機分子を含む各種の化学類に属している。モノマーの分子量は約４０ダルトンから２００００ダルトンの間で大きく変動する。しかしながら、特にモノマーが反復構成単位を有する場合、モノマーはさらに大きい分子量を有することがある。モノマーはさらに、架橋に用いられるグループなどの別のグループを含むこともある。

本明細書で使用するとき、用語「架橋」は、少なくとも２つの分子、または長分子の２つの部分が化学相互作用により一体に結合するプロセスを指す。このような相互作用は、共有結合の形成、水素結合の形成、疎水性、親水性、イオンまたは静電気の相互作用を含む多くの異なる形態で発生する。さらに、分子相互作用はまた、分子およびそれ自体の間、あるいは２分子またはそれ以上の分子間の少なくとも一時的物理結合により、特徴付けることもできる。

考えられるポリマーはさらに、芳香族系およびハロゲン化グループを含む広範囲の機能または構造部分を含むことができる。さらに、適正なポリマーはホモポリマーおよびヘテロポリマーを含む多くの構成を有することができる。さらに別のポリマーは、直線、分岐、多分岐、または３次元などの様々な形態を有することができる。考えられるポリマーの分子量は広い範囲、一般に４００ダルトンから４０００００ダルトンまたはそれ以上にわたる。

考えられる無機化合物の例には、ケイ酸塩、アルミン酸塩および遷移金属を含有する化合物である。有機化合物の例には、ポリアリーレンエーテル、ポリイミドおよびポリエステルがある。考えられる有機金属化合物の例には、ポリ（ジメチルシロキサン）、ポリ（ビニルシロキサン）、およびポリ（トリフルオロプロピルシロキサン）がある。

連続材料の代わりにナノポーラスの材料が望ましい場合、基板層は複数の空所を有することもできる。空所は一般に球形であるが、代わりにまたは追加して任意の適切な形状、例えばチューブ状、層状、円盤状または別の形状であってもよい。さらに、空所は任意の適正な直径であってもよいと考えられる。さらに、空所の少なくとも一部を近接の空所に接続して、大きな連結するまたは「開いた」空間を持つ構造体を生成できると考えられる。好ましくは、空所は１マイクロメートル未満の平均直径を有し、さらに好ましくは１００ナノメートル未満の平均直径、さらに好ましくは１０ナノメートル未満の平均直径を有する。空所は基板層内に均一または不均一に分布してもよいと考えられる。好ましい実施形態においては、空所は基板層内に均一に分布する。

（実施例）
図１から図４に示すとおり、考えられるボスは変化しないタップ＃８ねじ穴を持つ２つの支持構造からなる２つの直径のピンであってよく、大きい方の直径の支持構造は、コイルおよび／またはコイル材料の外側直径に電子ビーム溶接される。なお、ねじの代わりに別の取り付けデバイスを使用することもできることを理解されたい。このコイル設計はより小さいボスを利用し、したがって、コイルセットのコストを低減する。さらに、ボスは薄く、事例によっては長いため、上記コイルは薄く作製され、最終的にターゲット寿命とコイル寿命の間の差を低減できる。この例では、ボスおよび／またはコイルは低い等級のタンタルまたは他の材料で作製できる。

この例では、少なくとも１つのボスは、回転、中ぐりおよび４軸フライス加工の可能なＣＮＣ旋盤を用いて作製された。ＣＮＣ旋盤は有効な工具および単一の棒材送り装置を有する。少なくとも１つのボスは３９５または４９５タンタルで作製され、０．１２５インチ×２インチの丸形コイルに電子ビーム溶接される。次に、コイルはＥＮＣＯＲＥ（登録商標）システムのためのスパッタリングチャンバ内で使用される。コイルは２００ｍｍおよび３００ｍｍの構造を有し、２００ｍｍ構造は少なくとも５つのボスを含み、３００ｍｍ構造は少なくとも７つのボスを含む。本例における考えられるボス配置およびサイズの特定寸法もまた、図１から図４に示されている。なお、この例は本明細書で提示する主題の範囲を限定することを意味しないことを理解されたい。

このように、薄膜または層のイオン化蒸着の装置および方法の特定の実施形態および用途を開示してきた。しかしながら、当業者には、これらの記述してきた内容の外に、本発明の概念を逸脱することなく多くの修正形態が可能であることは明らかであろう。したがって、本発明の主題は、本明細書における開示および特許請求の範囲の精神を除き制限されるものではない。さらに、開示および特許請求の範囲の解釈においては、全ての用語は文脈に一致する最も広い可能な意味に解釈されるものとする。詳細には、用語の「kからなる」、「有する」および「含む」は、要素、部品、または非限定的な工程と解釈されるべきであり、参照要素、部品、または工程を提示できるか、あるいは他の要素、部品、または明白に引用されない工程を利用、またはそれらと組み合わせできることを表す。

考えられるボスの設計の概略図である。 考えられるコイルアセンブリの概略図である。 考えられるコイルアセンブリの概略図である。 考えられるコイルアセンブリの概略図である。 考えられるスパッタリングアセンブリの概略図である。

Claims (38)

1. 少なくとも１つのコイルと、
   少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのボスとからなり、少なくとも１つのボスは少なくとも２つの支持部分を有する、コイルアセンブリ。
2. コイルは金属または金属合金からなる、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
3. 金属または金属合金は遷移金属である、請求項２に記載のコイルアセンブリ。
4. 遷移金属はタンタルまたはチタンである、請求項３に記載のコイルアセンブリ。
5. 少なくとも１つのボスは４つ以上のボスである、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
6. 少なくとも１つのボスは６つ以上のボスである、請求項５に記載のコイルアセンブリ。
7. 少なくとも１つのボスはコイルと同一材料からなる、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
8. 少なくとも１つのボスは溶接継手を介してコイルに結合されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
9. 溶接継手はレーザ溶接または電子ビーム溶接により形成されている、請求項８に記載のコイルアセンブリ。
10. 少なくとも１つのボスは、材料の１つの連続部分としてコイルに成型されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
11. 少なくとも１つのボスは第１支持部分および第２支持部分を有し、第１支持部分の直径は第２支持部分の直径と異なる、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
12. 請求項１に記載のコイルアセンブリを有する、イオン蒸着装置。
13. 請求項１２に記載のイオン蒸着装置を有する、スパッタリングチャンバアセンブリ。
14. 請求項１に記載のコイルアセンブリを有する、スパッタリングチャンバアセンブリ。
15. アセンブリが熱伝達デバイスを有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
16. 熱伝達デバイスは少なくとも１つのボスからなる、請求項１５に記載のコイルアセンブリ。
17. 熱伝達デバイスは少なくとも１つのボスおよびコイルからなる、請求項１５に記載のコイルアセンブリ。
18. コイルは約０．２インチ未満の厚みを有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
19. コイルは約０．１３インチ未満の厚みを有する、請求項１８に記載のコイルアセンブリ。
20. コイルを用意することと、
    少なくとも２つの支持部分を有する少なくとも１つのボスを用意することと、
    少なくとも１つのボスをコイルに結合することを含む、コイルアセンブリを製造する方法。
21. コイルは金属または金属合金からなる、請求項２０に記載の方法。
22. 金属または金属合金は遷移金属である、請求項２１に記載の方法。
23. 遷移金属はタンタルまたはチタンである、請求項２２に記載の方法。
24. 少なくとも１つのボスは４つ以上のボスである、請求項２０に記載の方法。
25. 少なくとも１つのボスは６つ以上のボスである、請求項２４に記載の方法。
26. 少なくとも１つのボスはコイルと同一材料からなる、請求項２０に記載の方法。
27. 少なくとも１つのボスは溶接継手を介してコイルに結合される、請求項２０に記載の方法。
28. 溶接継手はレーザ溶接または電子ビーム溶接により形成される、請求項２７に記載の方法。
29. 少なくとも１つのボスは、材料の１つの連続部分としてコイルに成型される、請求項２０に記載の方法。
30. 少なくとも１つのボスは第１支持部分および第２支持部分を有し、第１支持部分の直径は第２支持部分の直径と異なる、請求項２０に記載の方法。
31. 請求項２０に記載の方法により生成されるコイルアセンブリを有する、イオン蒸着装置。
32. 請求項３１に記載のイオン蒸着装置を有する、スパッタリングチャンバアセンブリ。
33. 請求項２０に記載の方法により生成されるコイルアセンブリを有する、スパッタリングチャンバアセンブリ。
34. アセンブリが熱伝達デバイスを有する、請求項２０に記載の方法。
35. 熱伝達デバイスは少なくとも１つのボスを有する、請求項３４に記載の方法。
36. 熱伝達デバイスは少なくとも１つのボスおよびコイルを有する、請求項３４に記載の方法。
37. コイルは約０．２インチ未満の厚みを有する、請求項２０に記載の方法。
38. コイルは約０．１３ンチ未満の厚みを有する、請求項３７に記載の方法。

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