JP2008534777A - 気相堆積用途に利用されるコイルおよび生産方法 - Google Patents

Abstract

長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを含む、気相堆積システムで使用するためのコイルアセンブリが、本明細書に説明される。対象のコイルの厚さは、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも２０％減少されている。本明細書では、長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを備える、気相堆積システムで使用するためのコイルアセンブリも説明される。対象のコイルの厚さは、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルの高さに比較して少なくとも２０％減少されている。

Description

本発明の分野は、気相堆積装置に利用されるコイルである。

増加の一途をたどる数の消費者および市販電子製品、通信用製品、ならびにデータ交換用製品で、電子および半導体構成部品が使用されている。これら消費者および市販製品のいくつかの例は、テレビジョン、コンピュータ、携帯電話、ページャ、手のひらタイプまたは手持ちサイズのオーガナイザ、ポータブルラジオ、カーステレオ、または遠隔制御装置である。より高速な性能に対する要件を満たすために、集積回路装置の外観の特徴寸法は、減少され続けてきた。より小さな外観寸法をもつ装置の製造は、半導体製造で従来使用されている工程の多くに新しい課題を導き入れた。

これら製品の寸法が減少した結果、その製品を構成する構成部品も、より小さくかつ／またはより薄くならなければならなくなった。寸法の減少または縮小の必要があるこれら構成部品のいくつかの例は、マイクロエレクトロニックチップの相互接続、半導体チップの構成部品、抵抗器、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ングである。

電子および半導体構成部品の寸法が減少されまたは縮小されるとき、より大きな構成部品に存在する全ての欠陥は、縮小された構成部品で誇張される。したがってより大きな構成部品に存在するまたは存在する可能性がある欠陥は、できれば構成部品をより小さな電子製品のために縮小する前に、識別しかつ修正すべきである。

電子、半導体、および通信構成部品での欠陥を識別しかつ修正するために、その構成部品、使用材料、およびこれら構成部品を製造するための工程を、分解し分析しなくてはならない。電子、半導体、および通信／データ交換構成部品は、場合によっては、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のような材料の層によって構成されている。材料の層は、薄い（厚さで数十オングストロームより少ないオーダ）ことがしばしばである。材料層の品質に関して改良を行うために、層を形成する工程、例えば金属またはその他の化合物の物理的気相成長法を、評価し、できれば改変しかつ改良しなければならない。

材料層を堆積する工程を改良するために、表面および／または材料の組成を測定し、定量化して、欠陥または不完全性を検出しなければならない。材料の１つまたは複数の層を堆積する場合、監視しなければならないのは材料の実際の１つまたは複数の層ではなく、基板またはその他の表面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、ならびにターゲット材料と監視されるべき基板またはその他の表面の間に配置される、コイルまたはコリメータなどの中間に介在する装置である。例えば、金属の層を、その金属を含むターゲットをスパッタしてある表面または基板上に堆積させるとき、ターゲットで偏向されたまたはそこから放出された原子または分子は、均一でかつ一様な堆積を可能にする、ある経路を通って基板またはその他の表面に移動しなければならない。ターゲットで偏向されかつ／またはそこから放出された後に、当然予期された経路を移動する原子または分子は、基板または基板の溝および孔を含む表面または基板、チャンバ内の周囲シールド、およびその他の露出した表面上に不均一に堆積する。特定の表面および基板に対しては、表面または基板上により一様な堆積物、コーティング、および／または膜を達成するために、ターゲットを離れる原子および分子の方向を変えることが必要なこともある。

この目的を達成するために、表面上および／または基板上のコーティング、膜、または堆積物の一様性を最大化する、堆積装置およびスパッタリングチャンバシステムを開発しかつ使用することが望ましい。Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（商標）によって生産されているもののようなコイルまたはコイルのセットは、スパッタリングチャンバまたはイオン化プラズマ装置内に配置されて、スパッタされた原子および／または分子の方向を変え、より一様な膜および／または層を、基板および／または適切な表面上に形成するための消耗品である。コイルは、背景目的のために、誘導的な結合装置として、これらのシステムおよび／または堆積装置内に存在し、十分な濃度の２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では、一次プラズマが発生し、マグネトロンによって全体的にターゲットの近傍に閉じ込められ、次いで例えばターゲットの表面から放出されるＴｉ原子のような原子を発生させる。コイルシステムによって形成された２次プラズマは、Ｔｉ、Ｃｕ、およびＴａイオンを（スパッタされる材料に応じて）生成する。次いでこれら金属イオンは、基板（ウェーハ）表面に現れるシース内の場によりウェーハに引き付けられる。本明細書で使われているように「シース」という用語は、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している。この場は、ウェーハおよび／または基板にバイアス電圧をかけることにより制御することができる。

従来型のコイルは、コイルの電位が、処理チャンバの壁部に取り付けられ、したがって接地電位にある処理チャンバのシールドに短絡するのを防止するために、セラミックの電気絶縁体に取り付けられている。金属プラズマは、セラミック絶縁体を被覆し、短絡回路を形成する。カップ状に形成されたシールドが、セラミックの周囲に配置され、セラミック上に金属が堆積するのを防止する、光学的に密な経路をプラズマからセラミックまで提供する。一般的にはセラミックを取り囲んでいる小さなカップ状のシールドがコイルに取り付けられ、大きなカップ状のシールドが、小さなカップ状のシールドに取り付けられ、それによってそれらカップは、互いに電気的に絶縁されるが、協働してセラミックをシールドするように働く。コイルは、熱応力を受けると膨張し、コイル裏側と外側のカップ状シールドの縁部との間の公称隙間を減少させて、短絡回路を創り出し、基板上の堆積工程を中断する。

上記したこれらの問題および潜在的な欠陥に加えて、物理的気相成長法（ＰＶＤ）の最中での粒子生成は、マイクロエレクトロニック装置製造における機能チップの歩留まりを減少させる、最も有害な要因の１つである。ＰＶＤシステムでは、粒子が生成されるのは、主にチャンバの周辺構成部品上に堆積物が蓄積するとき、および応力による亀裂が、特にイオン化金属プラズマ（ＩＭＰ）および自己イオン化プラズマ（ＳＩＰ）スパッタリングシステムに使用されているコイルに発生するときである。堆積は、主にこれらコイルの頂部に発生する。

従来型コイルおよびコイルのセットは、使用されている金属または合金のロッドの寸法ゆえに、高価であり製造が困難である可能性がある。したがって、堆積装置、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堆積システムで、短絡、堆積工程の中断、または不適正な金属の堆積をもたらすことなく使用するために、最終的にはよりコスト効率が高いコイルおよびコイルのセットであるより良い形状でより良い寸法のコイルを開発することが望ましい。また、これらの新しいコイルおよびコイルのセットが、使用されるターゲットに対して同程度の寿命を有するのを確実にすることが望ましく、これは、コイル、コイルセットとターゲットとの間の寿命の違いを小さくすれば、最低限でも、コイルおよびターゲットの両方を取り替える前に、コイルを取り替えるために装置またはシステムが停止されなければならない回数が少なくなるからである。

本明細書では、長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを含む、気相堆積システムで利用するためのコイルアセンブリが説明されており、対象のコイルの厚さは、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも２０％減少されている。

本明細書では、長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを含む、気相堆積システムで利用するためのコイルアセンブリが説明されており、対象のコイルの厚さは、内側縁部と外側縁部との間の寸法として測定され、対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルの高さに比較して少なくとも２０％減少されている。

驚くべきことに、堆積装置、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堆積システムで利用するための、最終的にはよりコスト効率が高いコイルおよびコイルのセットであるより良い形状でより良い寸法のコイルが、開発され本明細書で開示される。これらの新しいコイルおよびコイルのセットは、短絡の可能性を少なくし、堆積工程の中断を最小限にし、不適切な金属の堆積を少なくする。これらの新しいコイルおよびコイルのセットは、使用されるターゲットに対して同程度の寿命を有しているが、これは前述のように、コイル、コイルのセットとターゲットとの間の寿命の違いを小さくすれば、最低限でも、コイルおよびターゲットの両方を取り替える前に、コイルを取り替えるために装置またはシステムが停止させられなければならない回数が少なくなるからである。

短絡の可能性を少なくし、堆積工程の中断を最小限にし、不適切な金属の堆積を少なくし、コイルおよび／またはコイルのセットとターゲットとの間の寿命の違いを最小限にし、ならびに基板上に堆積された膜、コーティング、および／または層の一様性を最大化する一方で、コイルおよびコイルのセットの費用効率を増加させるという目標を達成するために、寸法および形状が改変されたコイルを利用するコイルのセットが開発された。驚くべきことに、コイルの厚さの少なくとも一部が減少されたとき、スパッタリングチャンバでのコイルの性能が向上したことが見出された。

具体的には、本明細書では、スパッタリング堆積装置で使用するための対象のコイルを含むコイルアセンブリが説明されているが、その対象のコイルの厚さの少なくとも一部は、基準コイルに比較して少なくとも２０％減少されている。いくつかの実施形態では、対象のコイルの厚みの少なくとも一部は、厚さが基準コイルに比較して減少されているコイルのその部分での全高にわたって少なくとも２０％減少されている。その他の実施形態では、コイルの厚さの少なくとも一部は、厚さが減少されているコイルのその部分の高さの少なくとも一部にわたって、少なくとも２０％減少されている。さらなるその他の実施形態では、コイルの厚みの少なくとも一部が、コイルの内側縁部から外側縁部に向かう角度で減少されている。コイルアセンブリを形成しかつ／または生産する方法が、本明細書に説明され、方法は、ａ）コイルを設ける工程、およびｂ）コイルの厚さを少なくとも２０％減少させる工程を含む。

本明細書では、長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを含む、気相堆積システムで利用するためのコイルアセンブリが説明されており、対象のコイルの厚さは、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルの高さに比較して２０％減少されている。

本明細書で使用されているように「基準コイル」という用語は、それが「対象のコイル」と同じ材料を含むことを意味している。さらに基準コイルは、従来型コイルとみなされ、つまり基準コイルは、対象のコイルに比較して厚さが著しく減少されていないことを意味している。「基準コイル」は、「対照」として使用されることを意味している。

想定されるコイルアセンブリは、少なくとも１つのコイルを備え、いくつかの想定される実施形態では、コイルアセンブリが、少なくとも２つのコイルを備える。下記のように、想定されるコイルは、金属または合金を含む任意の適切な材料を含むことができる。想定されるコイルは、適用例の必要に応じて、任意の適切な初期厚さも有することができる。いくつかの実施形態では、想定されるコイルは、「薄い」とみなされるコイルである。本明細書で使用されているように、「薄いコイル」という用語は、約５ｍｍより薄い厚さを含むコイルを意味する。コイルは高さも有する。いくつかの実施形態では、コイルの高さは、約７６ｍｍより低い。その他の実施形態では、コイルの高さは、約５０ｍｍより低い。さらなるその他の実施形態では、コイルの高さは、約４０ｍｍより低い。さらにその他の実施形態では、コイルの高さは、約２５ｍｍより低い。さらに想定されるコイルは、長さを有する。いくつかの実施形態では、コイルの長さは、３０ｃｍより長く、６０ｃｍより長く、および／または１．５メートルおよびそれより長い可能性がある。

ＰＶＤシステムでは、粒子が主に生成されるのは、チャンバの周辺構成部品上に堆積物が蓄積するとき、および応力による亀裂が、特にイオン化金属プラズマ（ＩＭＰ）および自己イオン化プラズマ（ＳＩＰ）スパッタリングシステムに使用されているコイルに発生するときである。堆積は、主にこれらコイルの頂部に発生する。マイクロエレクトロニック装置製造において機能チップの歩留まりを減少させる最も有害な要因の１つである、物理的気相成長法（ＰＶＤ）の最中での粒子生成の問題に対処するために、新しいコイルの設計が開発された。従来型コイルの設計は、長楕円形の頂部または外側縁部に面取りした縁部を伴う頂部を有するが、それでも狭く平らな頂部を有する。長楕円形の頂部１１０を示す拡大図を伴う従来型コイル１００が、従来技術の図１に示されている。

図２に示されているコイル２００では、コイルの厚さの少なくとも一部が、コイル２００の内側縁部２１０から外側縁部２２０への角度２３０で減少されている。使用されることができる一般的な角度は、３０度または６０度の角度（図３Ａおよび図３Ｂに示されている）である。コイルの内側縁部から外側縁部まで角度をつけるというこの独創的な設計が、効果的に「粒子を出すことが少ないコイル」であるコイルを創り出している。ＰＶＤシステムでは、スパッタされた原子は、平均１０ｋｍ／ｓより速い速度でコイルに衝突する。これらの原子がコイルに当たるとき、コイルの頂縁部が鋭くされている場合、その原子は、コイルの上に堆積せずにコイルから払い落とされる。鋭利化効果は、面取りされたコイルの縁部に対してプラズマスパッタリングによってさらに高められる。通常は従来型コイルの頂部面に蓄積するはずの堆積物は、創り出された鋭い頂縁部ゆえにここでは最小化される。コイルの新しい鋭い頂部（図２に２４０として示されている）は、ターゲットから高速で到来するスパッタされた原子が衝突することによって常に清浄にされることができ、一方露出した面取りされた部分（図２に２５０として示されている）は、コイルの内側からのプラズマによって清浄にされることができる。外側にあるコイルの垂直表面（図２に２６０として示されている）は、ビームの方向と平行であり、堆積を集めることはほとんどない。

コイルを取り付けるのにセラミックの電気絶縁体が使用され、短絡を防止するのにカップ状のシールドが利用されているこれらの実施形態では、驚くべきことに、コイルの厚さが、さらなる短絡が減少されることができるコイルの高さの少なくとも一部にわたって少なくとも２０％減少された場合、望ましくない金属の堆積が少なくされることができ、堆積工程の中断が少なくされることができることが見出された。従来技術の図４は、コイル４１０、セラミック絶縁体４２０、およびカップ状のシールド４３０を含む、従来型コイルアセンブリ４００を示す。これらのタイプのコイルアセンブリは、２００４年６月２８日に出願され、本願の権利者、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によって所有され、本明細書に参照として全体を組み込まれている米国特許出願第１０／８８０１７２号に見出される。図５は、減少された厚さを有するコイル５１０、セラミック絶縁体５２０、およびカップ状のシールド５３０を備える、本明細書に説明されているようなコイルアセンブリの想定された実施形態を示している。図６は、内側縁部６１０と外側縁部６２０との間で厚さが減少されているコイル６００の想定される実施形態を拡大して示している。いくつかの実施形態では、コイルの厚さは、コイルの高さの少なくとも一部にわたって少なくとも３０％減少されることもある。その他の実施形態では、コイルの厚さは、コイルの高さの少なくとも一部にわたって少なくとも５０％減少されることもある。例えば想定されるコイルは、約３ｍｍの厚さおよび約５０ｍｍの高さを有する。短絡を防止するために、コイル端部手前の４ｍｍにわたる部分では、その厚さを当初の約３ｍｍから約１．５ｍｍに減少（約５０％の減少）することができる。この厚さの減少は、高さ５０ｍｍの全体または高さ５０ｍｍの一部にわたることができる。いくつかの実施形態では、厚さの減少は、コイル高さの中心のほぼ３０ｍｍの部分にわたることができる。この隙間が、ＲＦコイルと外側のカップとの間に創り出されると、短絡の可能性が少なくなる。

想定される実施形態では、コイルの材料は、ターゲットの材料と同じ材料を含むが、コイルの材料とターゲットの材料が同じであることが常に必要であるわけではない。例えば、コイルが、タンタルまたはチタンを含むこともあり、ターゲットが、ＴａＮまたはＴｉＺｒのようなタンタル合金またはチタン合金を含むこともある。コイルを生産するために使用される材料は、任意の適切な材料、例えばターゲットの材料に適切であるとして下記にリストアップされるものを含むことができるが、材料は、ターゲットの材料と少なくとも同様である、および／または相容性のある材料を含むことが想定される。

いくつかの実施形態では、検知システムを含むことも理想的であり、この検知システムは、ａ）表面または材料の磨耗、損耗、および／または劣化を判定するための簡単な装置／機器および／または機械的セットアップおよび簡単な方法を含み、ｂ）特定の保守計画で材料の品質を調べることとは対照的に、操作者に保守が必要なときを知らせ、かつｃ）材料の時期尚早な取替えまたは修理を減少および／または排除することによって、材料の浪費を減少および／または排除する。本明細書に想定される検知装置およびセンサシステムは、本明細書にその全体が組み込まれている米国仮特許出願第６０／４１０５４０号に見出されることができる。

コイルアセンブリを形成しかつ／または生産する方法が、本明細書に説明されており、その方法は、ａ）コイルを提供すること、およびｂ）コイルの厚さを少なくとも２０％減少させることを含む。想定される方法は、ａ）コイルを提供すること、およびｂ）コイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部を少なくとも２０％減少させることも含む。コイルは、ａ）少なくともいくつかのコイルを供給業者から購入すること、ｂ）他の供給源からもたらされた材料を使用して、少なくともいくつかのコイルを自社内で用意または生産すること、および／またはｃ）やはり自社内でまたはその所在地で生産またはもたらされた材料を使用して、自社内でコイルを用意しまたは生産することを含む、任意の適切な方法で提供されることができる。

本明細書で想定される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、ＰＶＤ工程における適用例および使用される器具類に応じて、任意の適切な形状および寸法を含む。本明細書で想定されているスパッタリングターゲットは、表面材料およびコア材料（そのコア材料はバッキングプレートを含む）も含み、その表面材料は、ガスチャンバまたはガス流を通っておよび／またはその周りでコア材料に結合されている。表面材料およびコア材料は、一般的に同じ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、コア材料の元素構成および化学組成と異なるように変更または改変されることができる。ほとんどの実施形態では、表面材料およびコア材料は、同じ元素構成および化学組成を含む。しかし、ターゲットの耐用年数が終了したときを検出することが重要なこともある実施形態、または材料の混合層を堆積することが重要である実施形態では、異なる元素構成または化学組成を含むように、表面材料およびコア材料が作製されることもある。

表面材料は、時間における任意の測定可能なポイントでエネルギ源に曝されているターゲットの部分であり、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ようにされているターゲット材料全体の部分でもある。

スパッタリングターゲットおよび／またはコイルは、一般的に、ａ）確実にスパッタリングターゲットまたはコイルに形成されることができ、ｂ）エネルギ源によって衝突されたときに、ターゲット（時にはコイルから）からスパッタされることができ、およびｃ）ウェーハまたは表面上に最終層または前駆層を形成するのに適切であることができる、任意の材料を含むことができる。コイルは、スパッタされる材料と同じまたは同様であるとみなされる材料を含むが、コイルが、原子をスパッタすることもあればしないこともあることを理解されたい。コイルのスパッタリングは、主にプラズマに対するコイルのバイアスに応じる。適切なスパッタリングターゲットおよび／またはコイルを製作するために想定される材料は、金属、合金、導電性ポリマー、導電性複合材料、誘電体材料、ハードマスク材料、およびその他の任意の適切なスパッタリング材料である。本明細書で使用されているように、「金属」という用語は、金属のような特性を有する元素、例えばケイ素およびゲルマニウムと共に、元素の周期律表のｄブロックおよびｆブロックにある元素を意味する。本明細書で使用されているように、「ｄブロック」という用語は、元素の原子核を取り囲む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。本明細書で使用されているように、「ｆブロック」という用語は、ランタニドおよびアクチニドを含む、元素の原子核を取り囲む４ｆおよび５ｆ軌道を満たす電子を有する元素を意味する。好ましい金属には、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材料、タンタル、ニオブ、錫、クロム、白金、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、ルテニウム、またはそ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、またはそ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、ルテニウム、またはそれらの組合せが挙げられる。想定される好ましい材料の例には、超微粒子化されたアルミニウムおよび銅の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における使用、その他のｍｍサイズのターゲットと共に使用するための、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、ならびにアルミニウムの薄く高いコンフォーマル「シード」層を表面層上に堆積する、アルミニウムスパッタリングターゲットで使用するためのアルミニウムがある。「およびその組合せ」という用語は、本明細書では、クロムおよびアルミニウムの不純物を有する銅のスパッタリングターゲットのように、スパッタリングターゲットによってはその中に金属不純物が存在することもあり、または金属とその他の材料を意図的に組み合せて、スパッタリングターゲット、例えば合金、ホウ化物、炭化物、フッ化物、窒化物、ケイ化物、酸化物、およびその他を含むターゲットを構成することもあることを意味するのに使用されることを理解されたい。

「金属」という用語は、合金、金属／金属複合材料、金属セラミック複合材料、金属ポリマー複合材料、ならびにその他の金属複合材料も含む。本明細書で想定される合金は、金、アンチモン、砒素、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、白金、ルテニウム、タンタル、錫、亜鉛、リチウム、マンガン、レニウム、および／またはロジウムを含む。具体的な合金には、金アンチモン、金砒素、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、金銀白金、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、白金パラジウム、パラジウムレニウム、白金ロジウム、銀砒素、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、クロムマンガン白金、クロムモリブデン、クロムルテニウム、コバルト白金、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、コバルトクロム白金、コバルトクロムタンタル、コバルトクロムタンタル白金、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白金、マンガン白金、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／またはそれらの組合せがある。その他の実施形態では、ルテニウムチタンおよびルテニウムタンタルを含む、米国特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０５／１３６６３号に説明されている組成も想定される。

スパッタリングターゲットおよび／またはコイルのために本明細書で想定されるその他の材料に限っては、下記の組合せが、想定されるスパッタリングターゲット、コイル、および／またはボスの例とみなされている（リストは網羅的なものではないが）。ホウ化クロム、ホウ化ランタン、ホウ化モリブデン、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化チタン、ホウ化タングステン、ホウ化バナジウム、ホウ化ジルコニウム、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、クリオライト、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カリウム、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、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、インジウム錫酸化物、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、チタン酸ジルコン酸鉛、チタンアルミナイド、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／またはそれらの組合せ。

本明細書で論じられているターゲットから原子または分子をスパッタすることによって生成された薄い層または膜は、その他の金属層、基板層、誘電体層、ハードマスクまたはエッチストップ層、フォトリトグラフィ層、反射防止層、その他を含む、任意の数またはコンシステンシ層の上に形成されることができる。いくつかの好ましい実施形態では、誘電体層が、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によって想定され、生産され、または開示された、下記の誘電体材料含むが、これらには限定されない。ａ）発行済米国特許第５９５９１５７号、米国特許第５９８６０４５号、米国特許第６１２４４２１号、米国特許第６１５６８１２号、米国特許第６１７２１２８号、米国特許第６１７１６８７号、米国特許第６２１４７４６号、および係属中の米国特許出願第０９／１９７４７８号、米国特許出願第０９／５３８２７６号、米国特許出願第０９／５４４５０４号、米国特許出願第０９／７４１６３４号、米国特許出願第０９／６５１３９６号、米国特許出願第０９／５４５０５８号、米国特許出願第０９／５８７８５１号、米国特許出願第０９／６１８９４５号、米国特許出願第０９／６１９２３７号、米国特許出願第０９／７９２６０６号に開示されている化合物のようなＦＬＡＲＥ（ポリアリーレンエーテル）、ｂ）係属中の米国特許出願第０９／５４５０５８号、２００１年１０月１７日に出願された米国特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／２２２０４号、２００１年１２月３１日に出願された米国特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／５０１８２号、２００１年１２月３１日に出願された米国特許出願第第６０／３４５３７４号、２００２年１月８日に出願された米国特許出願第第６０／３４７１９５号、および２００２年１月１５日に出願された米国特許出願第第６０／３５０１８７号で示されているようなアダマンタン系材料、ｃ）本願の譲受人に譲渡された米国特許第５，１１５，０８２号、米国特許第５，９８６，０４５号、および米国特許第６，１４３，８５５号、ならびに２００１年４月２６日に出願され、本願の譲受人に譲渡された国際特許公開第ＷＯ０１／２９０５２号、および２００１年４月２６日に出願された第ＷＯ０１／２９１４１号、ｄ）発行済米国特許第６０２２８１２号、米国特許第６０３７２７５号、米国特許第６０４２９９４号、米国特許第６０４８８０４号、米国特許第６０９０４４８号、米国特許第６１２６７３３号、米国特許第６１４０２５４号、米国特許第６２０４２０２号、米国特許第６２０８０１４号、および係属中の米国特許出願第０９／０４６４７４号、米国特許出願第０９／０４６４７３号、米国特許出願第０９／１１１０８４号、米国特許出願第０９／３６０１３１号、米国特許出願第０９／３７８７０５号、米国特許出願第０９／２３４６０９号、米国特許出願第０９／３７９８６６号、米国特許出願第０９／１４１２８７号、米国特許出願第０９／３７９４８４号、米国特許出願第０９／３９２４１３号、米国特許出願第０９／５４９６５９号、米国特許出願第０９／４８８０７５号、米国特許出願第０９／５６６２８７号、および米国特許出願第０９／２１４２１９号で開示されている化合物のような、ナノ多孔性のシリカ材料およびシリカ系の化合物、（ｅ）Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＨＯＳＰ（登録商標）オルガノシロキサンを含むが、これらには限定されない。これらの特許文献は全て全体を参照として本明細書に組み込まれている。

ウェーハまたは基板は、実質的に固体である任意の望ましい材料を含むことができる。具体的には、望ましい基板は、ガラス、セラミック、プラスチック、金属またはコートされた金属、あるいは複合材料を含む。好ましい実施形態では、基板は、下記を含む。すなわち、ケイ素または砒化ゲルマニウムのダイまたはウェーハ表面、銅、銀、ニッケル、または金でメッキされたリードフレームで見出されるようなパッケージング表面、回路基板またはパッケージの相互接続トレース、ビアの壁部、あるいは補強インターフェースで見出されるような銅の表面（「銅」とは銅そのものおよびその酸化物を考慮している）、ポリイミド系の柔軟性のあるパッケージで見出されるポリマー系パッケージングまたは基板のインターフェース、鉛またはその他の合金の半田ボールの表面、ガラスおよびポリイミドのようなポリマーである。より好ましい実施形態では、基板は、パッケージングと回路基板工業に共通の材料、例えばケイ素、銅、ガラス、またはポリマーを含む。

本明細書で想定される基板層は、少なくとも２つの材料層を含むこともある。基板層を構成する１つの材料層は、前述の基板材料を含むこともある。基板層を構成する他方の材料層は、ポリマー、モノマ、有機化合物、無機化合物、有機金属化合物の層、連続層、およびナノ細孔層を含むこともある。

材料が連続ではなくナノ多孔性であることが望ましい場合には、基板層は複数のボイドを含むこともある。ボイドは、球形であるのが一般的であるが、代替としてまたはそれに加えて、管状、薄板状、円盤状、またはその他の形状を含む任意の適切な形状を有することもある。ボイドが、任意の適切な直径を有することもあることも想定される。少なくともいくつかのボイドが、隣接するボイドに連結して、著しい量の連結されたまたは「開いた」孔を伴う構造を創り出し得ることがさらに想定される。ボイドは、１マイクロメートルより小さな平均直径を有することが好ましく、１００ナノメートルより小さな平均直径を有することがより好ましく、１０ナノメートルより小さな平均直径を有することがさらにより好ましい。基板層内でボイドが一様にまたは不規則に分散され得るることがさらに想定される。好ましい実施形態では、ボイドは、基板層内で一様に分散されている。

こののように、気相堆積の適用例で利用されるコイルの具体的な実施形態および適用例、ならびに生産方法が開示された。しかし当業者にとっては、既に説明されているものに加えて多くのさらなる改変が、本明細書の発明概念から逸脱することなく可能であることは明白である。したがって本発明の主題は、本明細書の開示の精神および特許請求の範囲以外では限定されるべきではない。さらに本開示および特許請求の範囲を解釈する場合、用語は全て、文脈に調和した可能な限り広範な方式で解釈されるものとする。特に「備える」および「含む」という用語は、要素、構成部品、または工程を非排他的な方式で言及し、参照された要素、構成部品、または工程が、明らかには参照されていないその他の要素、構成部品、または工程と共に存在し、利用され、あるいはそれらと組み合わされることもあることを表示していると解釈するべきである。

従来型コイルの設計を示す図である。 想定されるコイルの設計を示す図である。 想定されるコイルの設計を示す図である。 想定されるコイルの設計を示す図である。 従来型コイルの設計を示す図である。 想定されるコイルアセンブリを示す図である。 想定されるコイルの設計の拡大図である。

Claims (24)

1. 気相堆積システムで利用するためのコイルアセンブリであって、
   長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを備え、対象のコイルの厚さが、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも２０％減少されている、コイルアセンブリ。
2. 基準コイルが、対象のコイルと同じ材料を含む、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
3. 対象のコイルが、金属または合金を含む、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
4. 金属または合金が、遷移金属を含む、請求項３に記載のコイルアセンブリ。
5. 対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも３０％減少されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
6. 対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも４０％減少されている、請求項５に記載のコイルアセンブリ。
7. 対象のコイルの厚さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも５０％減少されている、請求項６に記載のコイルアセンブリ。
8. 対象の当該コイルの厚さの少なくとも一部が、対象のコイルの全高にわたって減少されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
9. 対象の当該コイルの厚さの少なくとも一部が、当該コイルの全高の少なくとも一部にわたって減少されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
10. 内側縁部と外側縁部との間の距離が、少なくとも３０度の角度を含む、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
11. 内側縁部と外側縁部との間の距離が、少なくとも６０度の角度を含む、請求項１０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備える、イオン堆積装置。
13. 請求項１２に記載のイオン堆積装置を備える、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備える、スパッタリングチャンバアセンブリ。
15. 気相堆積システムで利用するためのコイルアセンブリであって、
    長さ、高さ、内側縁部、外側縁部、および厚さを有する少なくとも１つの対象のコイルを備え、対象のコイルの厚さが、内側縁部と外側縁部との間の距離として測定され、対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルの高さに比較して少なくとも２０％減少されている、コイルアセンブリ。
16. 基準コイルが、対象のコイルと同じ材料を含む、請求項１５に記載のコイルアセンブリ。
17. 対象のコイルが、金属または合金を含む、請求項１５に記載のコイルアセンブリ。
18. 金属または合金が、遷移金属を含む、請求項１７に記載のコイルアセンブリ。
19. 対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも３０％減少されている、請求項１５に記載のコイルアセンブリ。
20. 対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも４０％減少されている、請求項１９に記載のコイルアセンブリ。
21. 対象のコイルの少なくとも一部の高さの少なくとも一部が、基準コイルに比較して少なくとも５０％減少されている、請求項２０に記載のコイルアセンブリ。
22. 請求項１５に記載のコイルアセンブリを備える、イオン堆積装置。
23. 請求項２２に記載のイオン堆積装置を備える、スパッタリングチャンバアセンブリ。
24. 請求項１５に記載のコイルアセンブリを備える、スパッタリングチャンバアセンブリ。

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