JP3029380B2 - 一体型スパッタリングターゲット組立体 - Google Patents

一体型スパッタリングターゲット組立体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平板状マグネトロンス
パッタリングターゲットに関し、より詳細には、スパッ
タリングターゲットを冷却するための構造及び方法、及
び冷却されるスパッタリングターゲットを保持するため
の構造及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリングとは、例えば、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、耐熱性ケイ化物、金、銅、チ
タニウム−タングステン、タングステン、モリブデン、
タンタル及びやや一般的でない二酸化シリコンやシリコ
ンのような種々の金属の薄膜を、例えば処理されるウエ
ハ又はガラスプレートのような部材（基板）上に堆積さ
せる半導体産業において一般的に用いられる物理的技術
をいう。一般に述べるならば、かかる技術は、排気され
たチャンバ内の電場を用いて、イオン化されたイナート
ガス「粒子（particles ）」（原子又は分子）のガスプ
ラズマを生成することを含んでいる。イオン化された粒
子は次に「ターゲット」の方に向けられ、そのターゲッ
トと衝突する。この衝突の結果、ターゲット材料の自由
原子又はイオン化された原子群が、ターゲットの表面か
ら射出され、本質的にターゲット材料を自由原子又は分
子に変化させる。基板の方向にターゲット表面から離脱
するほとんどの自由原子は、衝突の障害となることなく
基板に打ち付けられ、ターゲットから比較的短い距離に
ある処理される対象物（例えば、ウエハ、基板）の表面
上に薄膜形成（堆積）する。
【０００３】１つの一般的なスパッタリング技術は、マ
グネトロンスパッタリングである。マグネトロンスパッ
タリングを用いてウエハプロセスを行う場合、磁場の領
域内に、スパッタリング活動を集中させるように磁場が
用いられることにより、更に高い割合且つ更に低いプロ
セス圧力でターゲットスパッタリングが生じる。ターゲ
ット自体は、ウエハ及びチャンバに対して、電気的なバ
イアスがかけられており、カソードとして機能する。カ
ソード及びカソードに関連した磁場源を扱う（engineer
ing ）場合における目的は、ターゲットの均一的浸蝕
（uniform erosion ）と、処理されるウエハ上への純粋
なターゲット材料の均一的堆積とを含んでいる。スパッ
タリング中に、磁場を発生させる磁石が或る位置で固定
されている場合、連続的なスパッタリングはその位置に
おいてスパッタリングターゲット厚みを急速に消費し
（減じ：comsume ）、且つスパッタリング位置において
ホットスポットを発生させる。それゆえ、通常は、ター
ゲットのスパッタリング中、ターゲットの背面側で磁石
が連続的に動かされる。それでもなお、非均一性消耗パ
ターンが相変わらず発生する。プロセスの汚染を回避す
るために、非均一性スパッタリング消耗パターンがター
ゲット材料の全厚みをいかなる点においても消費してし
まう前に、スパッタリングが停止される。ターゲットの
後側のターゲットプレート上のいかなる点にも及ばされ
るならば、ターゲットバッキングプレート材料（多くの
場合、銅）のスパッタリングが発生し、真空チャンバ及
び処理されるウエハをターゲットバッキング材料（例え
ば、銅）で汚染する。ターゲット利用におけるこの非均
一性パターンのために、慣行は、大量のターゲットがま
だ残っている間に、スパッタリングを停止させることと
している。
【０００４】ターゲットが浸蝕されるにつれて、ターゲ
ット表面（浸蝕され消耗してゆく面）とスパッタされる
基板との間の距離は徐々に増加する。ターゲット表面と
スパッタされている基板との間の距離変化は、堆積され
たスパッタされた材料の品質及びその材料の均一性とに
変化を与える。ガラスプレートのような広い領域が堆積
されている際に、ターゲット厚の変化が堆積される基板
上のターゲット材料の堆積に悪影響を及ぼす場合には、
堆積されたスパッタされた材料の厚みの変動は、測定可
能であり且つ許容できないかもしれない。
【０００５】ガスプラズマの発生、及び、カソード上に
衝突するイオン流の形成に、相当のエネルギが使用され
る。このエネルギは、関連する構造体及び構成部品を溶
解させ又は殆ど溶解状態とさせることを回避するため
に、浪費されなければならない。スパッタリングターゲ
ットを冷却するために用いられる一般的な技術は、図１
及び図２に示されている。多くの従来技術におけるスパ
ッタリング装置に用いられているような１つの技術によ
ると、水又は他の冷却液体が、スパッタリングターゲッ
トの固定内部通路を通される。図１に示すように、ホー
ス６５のような第１冷却液体通路が、水又は他の冷却液
体をターゲットバッキングプレート６３に供給し、ここ
で、その水又は他の冷却液体はバッキングプレートのキ
ャビティ又は通路を通過し、第２ホース６６から排出さ
れる。その結果、ターゲット６４は急速に冷却される。
図１の状態を完全に説明するならば、スパッタリングチ
ャンバ６０は、堆積される基板６１が載置される対象物
（基板）支持構造体６２を含んでいる。この構成におい
て、スパッタリングターゲットは、プロセス環境の内部
に完全に収められている。水又は他の冷却液体が通路か
ら漏れ出ることを妨げるために、水−真空シール（wate
r-to-vacuum seal）が必要とされることが多い。米国特
許第４，８２６，５８４号明細書においてカルロス・ド
ス・サントス・ペレイロ・リベイロ（Carlos dos Santo
s Pereiro Ribeiro ）により記載されているようなマグ
ネトロンスパッタリングカソードは、冷却導管アタッチ
メント（cooling line attachments）を示す典型的な従
来技術であり、かかるアタッチメントは、スパッタリン
グターゲットの後側に隠れ、ターゲットの背面に取り付
けられて、スパッタリングターゲットに隣接する構造体
を通って液体を流通させるようになっている。図１には
磁石が示されていないが、一般に、これらの装置は、イ
オン流に方向を与え一次スパッタリング位置（primary
sputtering location ）を制御するのを助けるために固
定型磁石又は回転型磁石を有している。
【０００６】真空−水シールの問題を解消する通常使用
される別なる技術を図２に示す。プロセスチャンバ５０
は、ターゲット５４に極めて近接した位置でスパッタコ
ートされるべき基板５５を支持するスパッタリングテー
ブル５６を支持する。スパッタリングチャンバ５０は、
その上にターゲット組立体（target assembly ）５２が
載置される環状上部フランジを含んでいる。ターゲット
組立体５２は、ターゲットバッキングプレート５３及び
ターゲット５４から成り、プロセスチャンバ５０の上述
したフランジを完全に覆っている。プロセスチャンバ５
０とフランジの外側の周囲空気との間は、封止される。
冷却チャンバ５１は、ターゲット組立体５２の上部を取
り囲んでいる。固定型磁石又は可動型磁石５７は、ター
ゲットバッキングプレート５３の背面の極近傍に配置さ
れている。磁石スイープ（magnetsweep）機構（図示せ
ず）は、破線５８によって示すように、可動型磁石５７
を磁石スイープゾーン内で運動させる。この構成におい
て、可動型磁石５７及び磁石スイープ機構（図示せず）
の各部は、冷却液体に浸漬され、この冷却液体は、通
常、冷却チャンバ５１を満たし且つターゲットの後側の
チャンバを通って循環されて、ターゲットの冷却を確実
にする。
【０００７】これらの構成において、ターゲットバッキ
ングプレート５３は、処理側で強い真空圧力（１トル未
満）にさらされ、また、冷却側では数ａｔｍにも達する
程の正圧力にさらされる。スパッタリングターゲット上
で許容できる温度を維持するために十分なクーラント
（冷却材）がシステムを通して流動されるので、冷却側
の実際の圧力は、冷却チャンバ内のクーラントの重さ
と、冷却チャンバ内のクーラントの静圧及び動圧とに依
存している。チャンバを通り（入口からすぐに最短経路
によって出口へと流れる）クーラント流の短絡を避ける
ために、分配マニホールド又は流れ方向制限部材が、ク
ーラント流路内に置かれて、短絡を最小化し且つ冷却を
最大化している。
【０００８】冷却液体とターゲットバッキングプレート
との間の熱伝導を最大化するためには、冷却チャンバ５
１内の流れの様式（flow regime ）は、ターゲットバッ
キングプレート５３の背面で、また、その背面の付近で
形成されるあらゆる流体境界層が最小化され又は除去さ
れるようになっていなければならない。それゆえ、層流
の冷却流は十分でなく、流体ターゲットと流体との間の
熱伝達を最大化するために、流れは乱流域になくてはな
らない。冷却チャンバ５１内で更に高い圧力を結果とし
て生じさせる乱流に要求される流体速度を発生させるた
めに、更に高い流体圧力が必要である。
【０００９】小さなスパッタリングターゲットにおいて
は、プロセスチャンバ５０内の真空と、冷却チャンバ５
１内の流体圧力が加算された周囲空気圧力との間の圧力
差に起因する撓みに耐えることができるように、ターゲ
ットバッキングプレート及びターゲットは相当に塊状
（quite massive ）に作られ得るものである。コンピュ
ータ画面又はテレビ画面の平板状パネルディスプレーに
用いられるような平板状ガラスパネルについて行われて
いることであるが、コーティングされるべき領域がかな
り大きいためにターゲット及びターゲットバッキングプ
レートのサイズが大きくなる場合は、許容出来ない撓み
を防止するためにターゲット及びターゲットバッキング
プレート厚みが相当に増加されなければならない。マグ
ネトロンが使用される場合、磁石がスパッタリングター
ゲットの表面のちょうど後ろにある時、スパッタリング
が最も効果的である。スパッタリングターゲットの表面
と、ターゲットの後方でマグネトロンスパッタリングに
用いられるあらゆる磁石との間の距離の増加（ターゲッ
ト厚の増加による）は、スパッタリングにおける磁石の
効果を実質的に減少させる。また逆に、より厚いターゲ
ットとそのターゲットのバッキングプレートとの厚みを
通して磁界が確実に効力を有するようにするためには、
より強力な磁石が用いられる必要がある。しかしなが
ら、５１０mm×６２０mm、又は５７０mm×７２０mmの現
在のターゲットサイズでのターゲット組立体は、プロセ
ス側チャンバからの真空に起因する撓み荷重が小さく且
つクーラント荷重がターゲット組立体の完全に内側にあ
るため、システムを適正に作動させるために上部チャン
バを真空下におくことを必要としていない。
【００１０】プロセスチャンバと冷却チャンバとの間の
圧力差の下でのターゲット及びターゲットバッキングプ
レートの撓みは、ターゲット及びターゲットバッキング
プレートを相当に湾曲させる。数多くのターゲットが、
比較的、効果的でないソルダ技術又はろう付け技術を用
いて、ターゲットバッキングプレートに取り付けられ
る。ターゲットバッキングプレート及びターゲットの湾
曲は、もし、ターゲットバッキングプレートからのター
ゲットの層剥離（de-lamination ）又は分離の可能性が
大幅に増加するように、ソルダ材料、ろう付け材料又は
ターゲット材料が柔らかい場合は、ソルダ材料若しくは
ろう付け材料中に又はターゲット材料中に巨大な応力を
発生させる。ソルダ又は低温度ろう付けが使用された場
合は、ターゲットとターゲットバッキングプレートとの
間の１点における分離は、欠陥を伝搬させる核として働
く。ひとたびピンホール状の表面欠陥が形成されると、
ホットスポットが連続的に発生して、そこに位置するソ
ルダ混合物及びろう付け混合物を融解する。十分な融解
及び／又は分離が生じると、ターゲットは、ターゲット
バッキングプレーから実際に落下し、プロセスを失敗さ
せ、プロセスチャンバを完全な清掃を行わなくとも、タ
ーゲットの完全な交換を必要とすることとなろう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題点を解決
するよう従来において用いられてきた方法としては、バ
ッキングプレートに対するターゲットの高圧−高温度拡
散ボンディング（high pressure-high temperature dif
fusion bonding）、爆着（explosion bonding ）、摩擦
溶接或はロールボンディング（roll bonding）等があ
る。これらのプロセスにおいては、ターゲット又はター
ゲットバッキングプレートがさらされる大きな非均一熱
勾配又は機械的勾配がある。種々の部品の微視的構造
は、熱勾配によって又は機械的変形によって誘発される
応力によって影響を受け、部品の寸法が変化する。従っ
て、スパッタリングの熱サイクルの下で歪みを生ずるこ
となく寸法的に安定しているターゲット−ターゲットバ
ッキングプレート組立体を実現するためには、多くの場
合、後処理（機械加工及び／又は熱応力低減技術）が使
用されなくてはならない。
【００１２】上述したような現存するスパッタリングタ
ーゲットシステムの問題点は、表面コーティングをする
ための効果的で且つコスト効率のよい手段としてスパッ
タリングの幅広い使用を制限し続けるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、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バ
ッキングプレートのための改良された構成に関する。こ
の構成は、以前の構成の多くの欠点を克服し、且つスパ
ッタリング適用範囲を向上させるための構造及び方法を
提供し、且つガラスプレートのような大きな領域をスパ
ッタする。特に、固定型の場合は、広いターゲットが要
求され、大きな基板のためには、高いフィルム品質の全
適用範囲の堆積が要求される。
【００１４】この新しい構成は、上部環状フランジ表面
を有するプロセスチャンバを含んでいる。スパッタリン
グターゲット組立体は、フランジ上に支持されている。
ターゲット組立体は、ターゲットバッキングプレートと
分離している又はターゲットバッキングプレートを一部
として持つターゲットを含んでいる。一体構造の（統合
された）構成においては、ターゲット（例えば、アルミ
ニウム及びアルミニウム合金）及びターゲットバッキン
グプレートは、材料の単一部品であってもよく、その材
料の中へＯリング溝及び他のフィクスチャが機械加工さ
れて、プロセスチャンバを封止する。その他の場合にお
いては、ターゲット材料はターゲットバッキングプレー
トから独立しており、ソルダリング、溶接、又はろう付
けのようないくつかの一般的に知られる接合技術の一つ
を用いて、ターゲットバッキングプレートに固定され
る。本発明によるターゲットをターゲットバッキングプ
レートに接合するための追加的な技術は、全て比較的に
低温及び低圧での拡散ボンディングの使用、充填用金
属、固体相拡散ボンド、又は液体相拡散ボンドによるタ
ーゲットのターゲットバッキングプレートへのボンディ
ング（接着法）を含んでいる。
【００１５】冷却カバープレートは、ターゲットバッキ
ングプレートの背面（上部）へ堅固に取り付けられてい
る（おそらくボンディングされている）。冷却カバープ
レートは、冷却流体のための流体タイトシールが形成さ
れるように、ターゲットバッキングプレートの背面に堅
く接合されていなくてはならない。冷却カバープレート
は、内部にキャビティ又は溝を有し、これらのキャビテ
ィ又は溝は、冷却流体のための流れ道（通路）を提供す
る。冷却流体キャビティ又は溝は、ターゲットバッキン
グプレートの実質的な領域の上に冷却液体流を分配し
て、全プレートの上に最大の冷却効果又は加熱効果を提
供することができるように形成されている。溝は、ター
ゲットバッキングプレートに面する冷却カバープレート
の側面の中へ機械加工され又はキャスティングされる。
溝又はキャビティは、中間的なフィン又は壁を有する。
これらのフィン又は溝壁の両端がバッキングプレートに
固定された際に、この両端は、冷却カバープレートの広
いスパンに亘る冷却通路の形状維持を助力する。このよ
うにして、冷却通路内の冷却流体圧は、冷却カバープレ
ートないしはターゲット、及びそのターゲットバッキン
グプレートの湾曲を生じさせない。
【００１６】冷却カバープレートは、いかなる信頼性あ
る手段によってターゲットバッキングプレートに接合さ
れてもよい。しかしながら、ターゲットバッキングプレ
ートへの冷却通路キャビティ又は溝のフィンないしは中
間壁の両端を信頼性を有するように接合するためには、
構造用タイプ接着剤、拡散ボンディング、又はろう付け
を用いて達成されるような強力な接着を提供することが
時には必要である。ターゲットバッキングプレートとタ
ーゲットバッキングプレートカバーとの熱膨張係数を密
に一致させることが重要である。もし、密に一致させら
れない場合は、部品同士間の異なる熱膨脹係数に関連す
るせん断応力は、接着不良を生じさせる。異なる材料か
らなるターゲットバッキングプレートと冷却カバープレ
ートとの間の応力差は、プレートの縁部同士間の場を横
切る中間位置にあるピンを用いて低減化される。中間位
置にあるねじ又はボルトは、再ボンディングが発生しな
いことをまた確立し確保することができる。
【００１７】ニトリルエポキシ接着剤のような構造用タ
イプ接着剤を用いた場合、接着される表面同士は、清浄
され且つ処理され（粗さを高められ）て、ニトリルエポ
キシの粘着性が向上される。粘着剤は、付帯スクリーン
又はメッシュに取り付けられることによって、それぞれ
のボンディング表面上に正確に載置される。良い作業慣
行によると、接合（ボンディング）が所望されるカバー
プレートとターゲットバッキングプレートとの間の場所
に対応するこれらの場所でのみメッシュ上に接着剤が載
せられる。次に、ターゲットバッキングプレートと冷却
カバープレートとは、所定の圧力で互いに押圧され、所
定の温度まで加熱されて部品間のボンディングが確実化
される。
【００１８】冷却カバープレートは、以下に述べるよう
な個々のターゲット材料をターゲットバッキングプレー
トにボンディングするための拡散ボンディング技術を用
いてターゲットバッキングプレートに接合されてもよ
い。
【００１９】ターゲットとターゲットバッキングプレー
トとが別個独立であって、接合される必要がある場合、
プロセスの局部的な高温の下でのターゲットとターゲッ
トバッキングプレートとの間の接着に関しては常に関心
事項である。重要部品同士を接合しそのボンディングを
保証するために航空機産業でしばしば用いられる技術で
ある拡散ボンディングが、種々のターゲット材料を種々
のターゲットバッキングプレートに接着するために用い
られてもよく、ある領域内での接着の失敗は、従来技術
のソルダ技術又はろう付け技術で現在生じているよう
な、全ターゲットを覆う再層状堆積の伝搬を生じさせな
い。スパッタリングにおいては、ターゲットとターゲッ
トバッキングプレートとの間の７０％を越える接触（ボ
ンディング）が存在し、両者間に満足できる電気的及び
熱的接続を提供し、プロセスによってターゲットプレー
トに運ばれた熱エネルギを適当に発散させる。
【００２０】比較的低温度及び低圧での拡散ボンディン
グは、ターゲットをターゲットプレートに接合する穏や
かな方法を提供する。高圧−高温度拡散ボンディング、
爆着、摩擦溶接、又はロールボンディングが実施される
際の局部的な勾配に起因する熱的誘発応力又は機械的誘
発応力を避ける一方で、拡散によるボンディングは、寸
法の安定性及びボンディングの信頼性を許容する。ま
た、ターゲットがターゲットバッキングプレートに接着
されるのと同時に、冷却カバープレートをバッキングプ
レートに接着するために、拡散ボンディングが用いられ
てもよい。タンタルのチタン基材料への接着、チタンタ
ーゲットのチタンへの接着、及びタンタルのアルミニウ
ム（及びアルミニウム合金）への接着をするための種々
の拡散方法が確認されている。
【００２１】いくつかのケースにおいては、拡散ボンデ
ィングを用いたターゲット組立体の準備は、ターゲット
のターゲットバッキングプレートへの拡散ボンディング
から成る。ターゲットバッキングプレートがターゲット
へ接着されると、ターゲットバッキングプレートは、構
造用エポキシを用いて、冷却カバープレートに接着され
る。この工程と同時に、ガラスエポキシ積層部材（例え
ば、Ｇ１１／ＦＲ４）の絶縁シートが冷却カバープレー
トを覆うように接着されてもよく、又はその後に積層部
材が冷却カバープレートを覆うように接着されてもよ
い。
【００２２】他のケースにおいては、冷却カバープレー
ト及びガラスエポキシ積層部材の絶縁シートは、適所に
キャスティングされた複合プリプレグ製品を用いた１回
のキャスティング操作によって形成される。低い融点を
持つワックス又は他の材料は、ターゲットバッキングプ
レートの背面上の所望の冷却流通路の形状（パターン）
へと形成される。プリプレグのようなプレートの縁部を
取り囲んで形成された流体障壁（fluid dam ）は、キャ
ステング材料を保持する。このプリプレグは、周囲温度
キャスティング可能型構造用エポキシであって、種々の
形状、テープ、及び素材（例えば、アラミドファイバ、
ガラス、ナイロン、等）と共に強化され、バッキングプ
レートの上に注がれて、通路を形成し且つプレート縁部
同士内部のターゲットを絶縁する。ひとたび、キャステ
ィング可能な材料がセットされると、開口部が流体通路
に作られて、且つ組立体がパターン材料の融解（又は液
化温度）温度を越えるように加熱されて、パターン形状
に冷却流体通路を残すように、ワックス（又は、他のパ
ターン材料）が取り除かれる。
【００２３】最終ボンディングが完了すると、最終寸法
への機械加工が行われる。また、冷却水通路及び冷却水
溝が、ターゲットバッキングプレート内部に提供されて
もよい。その時、冷却カバープレートは、平坦な部品で
あって、ターゲットバッキングプレート内の冷却通路上
で接着される。再使用可能なターゲット組立体のために
は、Ｏリングをターゲットバッキングプレート領域に亘
ってほぼ一定間隔で空間を隔てられた取り外し可能な締
結部材と共に用いて、ターゲットバッキングカバープレ
ートが、冷却チャンネルを封止することで、冷却カバー
プレートをターゲットバッキングプレートに接着する。
または、バッキングプレートとカバープレートとの間
に、エラストマー材料のシートを挟み、且つ取り外し可
能な締結部材と共に圧縮されることにより、冷却流体通
路を封止するためのガスケットとして作用する。
【００２４】ターゲット、ターゲットバッキングプレー
ト、及び冷却カバープレートは、スパッタリングチャン
バの上に載置されるターゲット組立体を構成する。ター
ゲット組立体が丈夫な断面形状を持った構成に作られて
いる場合、又は曲げを最小化するように強化されている
場合は、ターゲットが周囲環境とプロセスチャンバの真
空との間の圧力差の荷重を受ける時にスパッタリングが
行われてもよい。
【００２５】または、上部チャンバが磁石を取り囲むよ
うな正しい位置に置かれ、ターゲット組立体の上部が封
止されてもよい。スパッタリングが望まれている場合、
スパッタリングチャンバ及び上部チャンバの両者内にお
ける圧力は、実質的に及びほぼ均等に減少させられる。
この時、ターゲット組立体は、ほぼ均等な圧力の２つの
チャンバを分離するダイアフラムとして機能する。ター
ゲット組立体内の冷却通路を通り流れる冷却流体は、両
方の真空チャンバから独立している。ターゲットバッキ
ングプレートと冷却カバープレートのフィンの端部との
間の強い接着は、冷却流体圧力に起因するターゲット組
立体とターゲットとの撓みを、もし完全に除去しないと
しても、減少させる。
【００２６】乾燥上部チャンバ内に載置された磁石スイ
ープ機構は、流体中に沈められた場合のように、流体の
抵抗を克服する必要性がない。更に、ターゲット組立体
は、ほぼ同等な圧力の２つのチャンバを封止するダイア
フラムとして作用するため、ターゲット組立体は非常に
薄く作られて、磁石とターゲットフェースとの間の距離
を減少させてもよい。
【００２７】多くのタイプの高強度磁石は、高められた
温度での磁場の強度を減少させる。本発明による構成を
用いて、磁石が熱い冷却流体中に沈められているような
先の構成とは異なり、スパッタリングプロセスに起因し
た磁石の温度上昇があったとしてもごく僅かである。磁
石は、上部排出チャンバ内に載置されており、磁石への
伝導熱流は実質的に無く、ターゲット組立体から磁石へ
の放射熱流は、極めて小さい。ターゲット組立体の冷却
カバープレート面は、例えば５０℃である平均冷却流体
温度の冷却カバープレート面と実質的に同等な最高温度
を有する。そのような温度において、放射熱伝達は無視
できない。更に、ターゲット組立体が電気的なバイアス
がかけられているため、電気的絶縁シートは、冷却カバ
ープレートの背面上に載置され且つ冷却カバープレート
に接着される。このシートはバリアとして働き、ターゲ
ット組立体から磁石へのいかなる熱伝達を、更に減少さ
せる。
【００２８】電気的に帯電したターゲット組立体は、オ
ペレータ接触から独立していなければならないのと同様
に、スパッタリングプロセスチャンバ及び上部チャンバ
から独立していなければならない。絶縁リングは、ター
ゲット組立体の上方、下方、及び外側に載置されて、そ
のような絶縁を提供する。
【００２９】高純度の水又は他の冷却流体が、冷却通路
内で使用された際の冷却媒体を介した電流の伝達は無視
できない。ターゲット組立体を外部の冷却／加熱流体源
に接続するために絶縁ホース材料が使用されてもよい。
【００３０】冷却流体入口流及び冷却流体出口流は、プ
ラスチック（アクリル、ポリカーボネート）マニホール
ド、又はターゲットバッキングプレートへ直接取り付け
られてもよい簡単に分離できるタイプのホース継手を通
して流路を流されてもよい。プラスチックマニホールド
は、ターゲットバッキングプレートにボルト締めされ、
他の絶縁部品と共に絶縁バリアとして作用することによ
り、オペレータを高電圧が印加されたターゲットプレー
ト又はターゲットプレートの電気的接続から妨げる。
【００３１】電力接続開口部を通して、ターゲットプレ
ートに電力が供給される。１つの構成において、安全電
力コネクタ継手は上部チャンバ内で真空引きがされる時
にのみ電力をターゲットプレートへ接続する。上部チャ
ンバの真空は、安全コネクタに弾性バリアを越えて、タ
ーゲットバッキングプレートと堅固な電気的接触を形成
する。他の構成においては、安全電力コネクタは、プロ
セスチャンバ内で真空引きされた時のみに、電力をター
ゲットプレートに接続し、且つ上部チャンバ真空安全イ
ンターロックによって、ターゲットプレート組立体が絶
縁部材によって保護されている時のみに、ターゲットプ
レート組立体への電圧の印加が確実にされる。
【００３２】上述した構成によると、コーティングされ
る非常に大きな基板は、基板サイズと実質的に同等なサ
イズを有するターゲットから堆積がおこなわれてもよ
い。例えば、あらゆる方向に２フィート以上の寸法を有
する大きなテレビ状スクリーンに使用されるような大き
なガラスパネルディスプレイが、ここに記載されたスパ
ッタリングターゲット及びスパッタリングチャンバから
堆積がおこなわれてもよい。更に、従来型のターゲット
組立体の後ろで可動型磁石がスイープされる時は、ター
ゲットは不規則に浸蝕される。本発明によると、２つの
チャンバ内の圧力は、ターゲット組立体内の湾曲を制御
するように適合されてもよく、その結果、ターゲット表
面とスパッタされる基板との間の距離を機械的に調整す
ることで、スパッタリングターゲットが使用可能寿命の
終期に近づいている時でさえも、堆積の均一性が維持さ
れる。また、２つのチャンバ内の圧力は、ターゲット組
立体の湾曲を制御するように適合され得るために、例え
ば、ガラスパネルをスパッタするための実質的に大きな
寸法を有するスパッタシステムにおいて用いられるのと
同様なターゲット厚及び磁場の強度が、小さな幾何形状
であるスパッタリングシステムに用いられてもよい。
【００３３】冷却水の供給装置は、真空部の外部でター
ゲット組立体に接続されることにより、全ての真空対水
シールは排除されるようになり、且ついかなるシールの
失敗によってもプロセス又はターゲットに大被害を生じ
させることはなくなる。
【００３４】
【実施例】 ［全体構造］本発明による実施例は、スパッタリングタ
ーゲット組立体内部で封止された冷却通路を提供する。
ターゲット組立体は、真空プロセスチャンバに対して封
着（sealed）されている。冷却通路を通って流れる冷却
流体は、スパッタリングターゲット組立体に対して効果
的な態様で冷却を可能とし、水−真空シーリングの問題
を回避させる。ターゲット組立体に所定の小さな応力変
形が生ずるように、２つの真空チャンバの間でターゲッ
ト組立体は封着されている。
【００３５】本発明による実施例の全体構成は、図３に
示されている。プロセシング／スパッタリングチャンバ
７０は、スパッタコートされるべき基板７１を取り囲ん
でいる。積層状（laminated ）ターゲット組立体７７の
ターゲット材料１２７はダーク空間リング（dark space
ring ）７２によって取り囲まれ、スパッタリングター
ゲット１２７の縁部を越える材料のスパッタリングを妨
げるようにしている。下方絶縁リング（好ましくアルミ
ナ）７３は、プロセススパッタリングチャンバ７０の上
部フランジ上に載置される。積層状ターゲット組立体７
７は、下方絶縁リング７３上に支持され、且つ下方絶縁
リング７３に封着される。入口冷却ライン１０５及び出
口冷却ライン１０６は、ターゲット組立体７７に冷却液
体を供給する。上方絶縁リング１０８は、ターゲット組
立体７７から上部チャンバ１０９を隔絶し封止する。
【００３６】図３に示すようなこの全体構成は、以下に
示す本発明の特定実施例にとっての基礎となるものであ
る。
【００３７】［ターゲット組立体］図４は、ターゲット
組立体７７の底面図を示す。図５及び図６は、直交する
垂直断面を示すものである。スパッタされるべき材料を
備えたターゲット７９は、ターゲットバッキングプレー
ト８０の中央に位置づけられている。ターゲット７９及
びターゲットバッキングプレート８０は、アルミニウム
又はチタンのような単一の一体構成の材料（single mon
olithic material）から構成されてもよい。また、ター
ゲット７９の材料はターゲットバッキング材料から異な
ってもよく、かかる場合には、ターゲット材料７９はタ
ーゲットバッキングプレート８０に堅固に取り付けられ
なければならない。図７は、ターゲットバッキングプレ
ート材料と異なるターゲット材料の縁部の断面図を示し
たものである。
【００３８】ダーク空間リング溝８２は、ターゲット７
９を取り囲む（図６）。ターゲット１２７及びターゲッ
トバッキングプレート１２５が一体構成である場合（図
６及び図８）、溝８２はプレートに機械加工（又は鋳込
み成形：cast）される。図７に示すように、ターゲット
１２７及びターゲットバッキングプレート１２８が異な
る材料からなる場合は、２つの部品１２７及び１２８の
縁部間の横方向の距離が、溝８２を提供する。Ｏリング
シール溝９３（図７〜図１１では溝１２９）を封止する
Ｏリングが、ダーク空間リング溝８２の外側を取り囲
み、且つ、スパッタリング／プロセシングチャンバ７０
に対してターゲットバッキングプレートを封着するため
のＯリング（図示せず）を収容するように寸法決めされ
ている。
【００３９】冷却カバープレート９５（図５、図６、図
１４及び図１６）又は冷却カバープレート１２５（図
７、図８及び図１０）は、ターゲットバッキングプレー
ト８０の背面に積層される。この冷却カバープレート９
５は、その面に機械加工、鋳込み成形或は他の手段によ
って形成された一連の溝９６を有する（図１３）。この
カバープレートの溝が設けられた側がターゲットバッキ
ングプレート８０の背面に固着（接着）される場合、図
１４に示すように、シルクスクリーニングプロセスに用
いられるメッシュと同様なメッシュ１０３に吊着された
構造用型エポキシ接着剤１０２が、これをカバープレー
ト９５に塗付するのに用いられる。吊着されたエポキシ
１０２のパターンは、冷却カバープレート９５内部に冷
却流体通路を形成する溝９６を仕切っている壁９９の上
部の平坦な表面のパターンに一致している。壁９９の上
部にエポキシが塗布された後、冷却カバープレート９５
はターゲットバッキングプレート８０に押圧され且つプ
レート８０上で加熱され、これらの部品は互いに接着さ
れる。
【００４０】最終的な機械加工において、電力接続穴９
２（図４及び図５）が、冷却カバープレート９５に、そ
してニトリルエポキシボンドに機械加工され、電力がタ
ーゲットにかけられた時に、電力が著しい抵抗を受ける
ことなくターゲットバッキングプレート８０に供給され
ることを確保するようにしている。同様に、ひとたび組
立体の接着が完了したならば、冷却入口部分及び出口部
分８３，８４，８５，８６が仕上加工される。機械加工
がなされる際、両部品を破損しないように注意が払われ
る。
【００４１】図７、図８、図９、図１０及び図１１は、
ターゲット組立体７７の様々な構成の断面拡大図であ
る。これらの異なる構成において、同一符号は同様な部
品を示す。
【００４２】図７は、図４、図５及び図６を説明する際
に、概略的に上で説明された。ガラス層状絶縁コーティ
ング１３０が冷却カバープレート１２５の背面を覆って
いる。
【００４３】図８は、一体構造のターゲット及びバッキ
ングプレートを示す。その他の部分は、図７と同様であ
る。
【００４４】図９は、ターゲットバッキングプレート１
２８に堅固に取り付けられたターゲット１２７を示し、
このターゲット１２７は、カバープレートではなく、タ
ーゲットバッキングプレート１２８に形成された冷却溝
７０を有する。この構成では、冷却カバープレート１２
５は、ターゲットバッキングプレート１２８に接着され
た平坦なシートである。ガラス層状断熱材１３０は、冷
却カバープレート１２５を覆っている。
【００４５】図１０は、冷却カバープレート１２５を示
し、この冷却カバープレート１２５は、冷却溝７０を有
する絶縁プリプレグ材料（prepreg material）から形成
され、それゆえ、独立したガラス層状レイヤーの必要性
を排除するものである。
【００４６】図１１は、ターゲットバッキングプレート
１２８の縁部を取り囲み覆うように形成される絶縁プリ
プレグ材料１２６を示し、完全ではないとしても、部分
的に、外部絶縁材の必要性を排除するものである。
【００４７】１つの構成（図４）において、冷却開口部
８３，８４，８５，８６は、冷却流体入口マニホールド
ないしは冷却流体入口ホースを真空チャンバの外部でタ
ーゲット組立体に取り付ける手段を提供する。一般的な
ホース経路の一例は、図３においてホース１０５，１０
６により示されている。他の構成（図１２）では、ねじ
が切られたホース継手（threaded hose-barb）が、部分
８７，８８，８９，９０に直接取り付けられる。ノンド
リップタイプ（防水型）の簡易分離型継手がホースの他
端に組み付けられてもよい。
【００４８】１つの構成（図１４）では、冷却カバープ
レート９５が、１０．８mm（０．４２５インチ）の厚み
を有しており、かかる場合、溝幅９６ａは２５．４mm
（１インチ）、溝深さ１０１は６．４mm（０．２５イン
チ）、溝９６同士の間の壁厚さ１００は９．５mm（０．
３７５インチ）である。冷却カバープレート９５（図１
３）における連続したクーラント分配集合領域（coolan
t distribution collection areas ）９７は、冷却入口
８３，８４から受けとられた冷却流体を分配すると共に
集合し、図４のターゲットバッキングプレートの出口８
５，８６の接続穴へ流体を循環させる。冷却カバープレ
ート９５のクーラント分配集合領域９７及び冷却カバー
プレート９５の入口／出口接続穴８３〜８６は、Ｏリン
グ封止溝９３の外部に配置されている。その結果とし
て、冷却水ホース１０５及び１０６（図３）は、真空チ
ャンバの外部でターゲット組立体７７に接続され、それ
によって、冷却水のターゲットへの供給における大きな
シーリングの問題を回避する。
【００４９】冷却カバープレートにおける壁及び溝の構
成は次のように調整されるのがよい。即ち、所定の流量
及び温度において、隣接の溝と同じように各溝の中でほ
ぼ均一な質量流量速度が得られ、その結果、流体の流れ
が停滞し又はほぼ停滞している可能性があるターゲット
組立体の領域内で、短絡及び熱スポットの問題を妨げ又
は減少させるように調整されるとよい。また、冷却カバ
ープレート内の壁及び溝の間隔は、ターゲット材料がよ
り多く侵蝕されているターゲット領域に更に多いクーラ
ントの流れが向けられるように、図１５及び図１６に示
すように、非周期的に作られていてもよい。
【００５０】図１５及び図１６に示す構成では、冷却溝
壁の間の距離は、プレートの中央付近（２組の独立した
通路が示されているので、より狭い溝はプレートの中心
線に沿って、即ちこれらの通路の各々の中央の縁部に表
されている。）の冷却流を減少させるように調整されて
いる。
【００５１】図示する構成によると、入口クーラント
（例えば、水）の温度が５０℃（１２２゜Ｆ）で、５ガ
ロン／min の冷却流量割合は、許容可能な冷却特性を提
供するものと考えられる。
【００５２】冷却カバー９５の実線の外形線は、例えば
破線９８で示されるように角部が形成されている矩形の
プレートを用いて、簡略化されてもよい。
【００５３】構造用接着剤（例えば、ニトリルエポキ
シ、ニトリルフェノリック、改質エポキシ及びフェノリ
ックエポキシ）は、図１４及び図１６に示すように、強
化用／運搬用メッシュ１０３に取り付けられたシート状
の形状であるアメリカン・シアナミド・カンパニーのブ
ルーミングデール工場、ハーブドグレース、メリーラン
ド（American Cyanamid Company ；Bloomingdale Plan
t，Harve de Grace，Maryland）によるニットキャリア
と共に、０．３３mm（０．０１３インチ）の厚みの「Ｆ
Ｍ３００−２Ｋ」フィルム接着剤であるニトリルエポキ
シを用いて適宜塗布されてもよい。製造者の指示に従っ
て接着剤をボンディングするために、メッシュ（ニッ
ト）バッキング上の接着剤は、ターゲットバッキングプ
レート８０上に配置され、冷却カバー９５により、ボン
ディングされるべき領域で０．１４±０．０３ＭＰａ
（２０±５psi ）の圧力で当該プレート８０に押し付け
られ、そして、３０秒以上にわたり、全ての部品の温度
が１２０±３℃（２５０±５゜Ｆ）に上昇される。次
に、温度１２０℃（２５０゜Ｆ）が９０分間維持され、
その間に接着剤の硬化が生ずる。次に、空気による冷却
が行われてもよい。ＦＭ３００−２Ｋ及びそのペアレン
ト（親：parent）であるＦＭ３００（−Ｍ又は−Ｋ）接
着剤でボンディングする際に最良の結果を得るために
は、オートクレーブ（例えば、加熱された窒素−加圧型
のチャンバ）内での硬化圧力は、１７７℃（３５０゜
Ｆ）の硬化温度を９０分維持する間、３．４５±０．６
９ＭＰａ（５０±１０psi ）に設定されるべきである。
これらの接着剤は、幾つかの米国の製造業者から種々の
商品名で入手でき、例えば、商業用航空機のための貨物
フロアと着陸装置の構造部材を接着するために、現在使
用されている。
【００５４】ボンディング用接着剤の強化が望まれる場
合、対応の穴が冷却プレート及びターゲットバッキング
プレート（図１７及び図１８）に作られ得る。穴に挿入
された圧入型締結ピン又はねじが、部品間同士の差動
（differential movement ）を防止する。冷却通路がク
リアなままで且つ歪められないように、冷却カバープレ
ートを貫通する穴はフィン（溝壁）を貫通して設けられ
ている。
【００５５】図１７及び１８は、冷却カバープレート９
５のボンディングを示し、このカバープレート９５は、
ターゲットバッキングプレート８０の中へ極く短い距離
１１０（例えば、６．３５mm（０．２５インチ））で延
びているピン又はねじ１１１によって強化されている。
絶縁ガラス積層部材１３０は、ピン上部又はねじ頭１１
１を覆っている。ねじ１１１の穴のパターンは、図１７
及び１９に示されている。破断部分１１２は、ねじ頭を
覆うガラス積層部材を切り欠いた図を示す。図１８は、
ピン又はねじ１１１の結合の一例の断面図を示す。
【００５６】本発明による他の実施例は、図１８〜図２
８に示す。
【００５７】図１９に示すように、ターゲットバッキン
グプレート１７１のターゲット側とは反対の側は、間に
壁１７３を有する冷却キャビティ／流体チャンネル１７
２を含んでいる。ニトリルエポキシのみ又は締結システ
ムにより補助されたニトリルエポキシによってターゲッ
トバッキングプレート１７１に締結されているターゲッ
トバッキングプレートカバー１９７の代わりに、図示す
る構成（図２３〜２６）では、ねじ型締結部材２０２を
用いて、ターゲットバッキングプレート１７１の冷却チ
ャンネル１７２に取り付けられそこに封着されたターゲ
ットバッキングプレートカバー１９７を有している。締
結部材２０２は、ターゲットバッキングプレート１７１
（図１９及び図２０））の中央領域全域に亘る締結窪み
１７４に配置されるシール２０１（好ましくは、Ｏリン
グ、挟持された（pinched ）金属シール、平坦シール又
はクワッド−リング）を変形させ、締結穴を封止し、且
つ、ターゲット中央領域を囲む周部Ｏリング溝１７７の
中に載置されている周部シール１９８（好ましくは、Ｏ
リング、挟持された金属シール、平坦シール、又はクワ
ッド−リング）（図２２）を変形させ、周部を封止す
る。Ｏリング溝１７７は、冷却キャビティ１７２の縁部
のごく近傍に配置されている。冷却チャンネルのごく付
近におけるこのシーリングは、冷却流体にさらされてい
るターゲットバッキングプレート領域の大きさを最小化
する。この近傍のシーリングは、また、上部チャンバ２
０９（図３６）へ通じる真空通路１９１についてのシー
ルの外側に空間を提供し、ターゲット組立体の表面と接
触するための電気コネクタ１５５（図３３）用の液体キ
ャビティの外側に空間を提供する。
【００５８】周部Ｏリング１９８の内側にある締結窪み
１７４（図２０）は、Ｏリング２０１又は他のシールタ
イプを受けるための座ぐり１７６を含んでいる。Ｏリン
グ２０１が座ぐり１７６内に挿入され、且つ、ターゲッ
トバッキングプレートカバー１９７をターゲットバッキ
ングプレート１７１に押圧するねじ型締結部材２０２に
よって圧縮されている場合、Ｏリング２０１は僅かに平
坦化され、その締結部材の開口部を封止する。
【００５９】図２０は、断面線２０−２０によって切り
取られた図１９の断面を示す。ねじ穴１７５は、締結窪
み１７４の座ぐり１７６の下方に位置している。Ｏリン
グ２０１（図２６）は、図２０における場所では示され
ていない。締結窪みは、冷却キャビティ１７２の近傍
で、且つ冷却チャンネル壁１７３の上部に配置されてい
る。
【００６０】図２１は、断面線２１−２１によって切り
取られた図１９の外周部の断面を示す。周部Ｏリング溝
１７７は、冷却キャビティ１７２のちょうど外側で、且
つねじ型締結部材を受ける外部ねじ穴１７８の近傍に位
置する。外部穴１７８が流体の漏れを封止する周部Ｏリ
ング１９８の非流体側にあるので、それらの周部ねじ型
締結部材は座ぐりを有しない。
【００６１】図２２は、締結部材を省いた周部Ｏリング
１７７の拡大図を示す。Ｏリング１９８が溝内に載置さ
れた際は、Ｏリング１９８は、図２２の実線のＯリング
で示したように溝１７７上部を越えて延びている。ター
ゲットバッキングプレートカバー１９７が取り付けらて
いる時、Ｏリング１９８は押し潰されて、図２２の押し
潰されたＯリングを表す破線によって概略的に示したよ
うに、Ｏリングの断面形状が変化される。
【００６２】流体チャンバから上部真空チャンバへの漏
れは、２組のＯリングと、これらのＯリング間の周囲ド
レンとによって防止される。冷却通路から低真空システ
ムないしは荒引きシステム（rough vacuum system ）へ
の水侵入（可能性は非常に低い）は、真空通路開口部１
９１を取り囲むＯリング溝１９４と、真空通路１９１へ
漏れ流体が到達する前に、全ての漏れ流体を外部へ排出
するＵ字型周囲空気ドレンチャンネル１９５とによって
防止される。
【００６３】図２３は、上述した締結部材及び封止手段
によって封止されるターゲット組立体を示す。封止手段
２００は、締結窪み内に配置される。
【００６４】図２４は、ガスケット１９９として用いら
れるエラストマーシートを示し、このエラストマーシー
トは、冷却チャンネルの領域でバッキングカバープレー
ト１９７に対してターゲットバッキングプレート１７１
を封着する。ガスケット窪みが、図示された構成でガス
ケット材料に空間を提供するために設けられており、又
は、ガスケット材料はターゲット組立体の全体サイズ
で、組立体の縁部を完全に越えて延びていてもよい。
【００６５】図２５は、図２７のターゲット組立体２１
３の断面線２５−２５で切り取った断面図を示す。図２
６は、図２５の拡大図である。ターゲット１８１は、ソ
ルダーボンディング技術又はろう付け技術を用いて、タ
ーゲットバッキングプレート１７１にボンディングされ
る。上述したように、ターゲットバッキングプレート１
７１は、Ｏリングによって封止された冷却チャンネル１
７２を内部に有する。ターゲットバッキングカバープレ
ート内へ沈められた締結部材２０２は、好ましくはアル
ミニウム又は他の非磁性材料から作られている。次に、
ターゲットバッキングカバープレート１９７の上部表面
は、Ｇ１１ガラスコーティング２０４でコーティングさ
れる。Ｇ１１ガラスコーティング２０４は、厚みが約
１．５９mm（１／１６インチ）であり、ガラスコーティ
ング２０４の周部で締結部材（図示せず）によって、又
は、Ｇ１１の除去及びターゲット組立体の分解ができる
ように用いられる容易剥離型の接着剤によって、カバー
バッキングプレートに取り付けられる。ターゲットバッ
キングプレート１７１を再利用するためには、使用ずみ
のターゲット１８１が取り除かれ、新しいターゲットが
取り付けられる必要がある。ターゲットバッキングプレ
ートは、場合によっては使い捨て型でもよい一方、材料
のコストが高い場合、ターゲットバッキングプレート
は、このような構成を用いてリサイクルされてもよい。
締結部材及びＯリングは、ターゲットバッキングプレー
トに熱を加える前に取り除かれる。次に、この使用ずみ
のターゲットは取り除かれ、新しいターゲット材料がボ
ンディングされる。
【００６６】図２７及び２８は、ターゲットバッキング
プレート１７１のターゲット側を示す。中央に配置され
たターゲット材料１８１は、ダーク空間リングキャビテ
ィ１８２によって取り囲まれている。キャビティを取り
囲むフランジは、２つの溝１８３及び１９３を含んでい
る。内部溝１８３は、封止Ｏリングを支持しており、空
の中間溝１９３は、内部封止Ｏリングの外側、及び、タ
ーゲットプレート１７１に対して押圧されている対向部
分の下方外方絶縁部材の上方Ｏリング封止溝２２９（図
３８）内部のＯリングによって提供されたシールの内側
に、低真空システム圧力を分配する。この中央溝１９３
は、低真空が溝１８３内に配置された内部封止Ｏリング
（図示せず）の外側に完全に分配されるのを確保する。
このことにより、差動的にポンピング（differentially
pumped ）されたシールの利益がプロセスチャンバの周
部全周にわたり確実に与えられる。周部集合真空通路
（perimeter collecting vacuum passage groove）１９
３は、直線的な接続真空通路溝１９２を介して、ターゲ
ット組立体を貫通して真空を伝える貫通穴１９１、及び
Ｏリング溝１８３の周部縁に接続される。
【００６７】図２７及び２８に示すように、ターゲット
側のターゲットバッキングプレート１７１の角部に、ダ
ウ穴ないしはダボ穴（dowel holes ）１８９が設けら
れ、そこにガラス、プラスチック又は他の好ましい非絶
縁性のダボないしはダウ（dowel ）が用いられて、ター
ゲット組立体をプロセスチャンバに整列させることがで
きる。
【００６８】［ターゲットバッキングプレートに対する
ターゲットの接続］ターゲットとターゲットバッキング
プレートとの間の接続部の固定は、拡散ボンディングに
よって行われ得る。
【００６９】図２９に示すように、チタニウムバッキン
グプレート１２８に対するタンタルターゲット１２７の
拡散ボンディングを行う場合、次に述べるプロセスに従
って行われるのがよい。ボンディングされる表面は、Ｎ
ｏ．６００のエメリーペーパーで０．１μｍのグランド
仕上げまで研磨され、ボンディングの直前に、チタニウ
ム及びタンタルの両者のエッチングのためのアメリカ金
属学会（American Society for Metals;ＡＳＭ）（最近
は、ＡＳＭインターナショナル(ASM International) と
して知られている）の処理委順に従って、表面が化学的
に洗浄される。２ＭＰａ（２９０psi ）で、チタニウム
１２８に対して、タンタルターゲット１２７を押圧する
と共に、組立体を７５０℃に加熱する。接触圧力を維持
している間、６０分間、組立体温度は８７５℃及び８８
５℃まで上昇させるべきである。
【００７０】優れたボンディングの品質のためには、次
の工程に従って行われるべきである。ボンディングされ
る表面は、Ｎｏ．６００のエメリーペーパー（emery pa
per）を用いて、０．１μｍのグランド仕上げまで研磨
され、ボンディングの直前に、チタニウム及びタンタル
の両者をエッチングするためのＡＳＭの処理に従って、
各表面は化学的に洗浄される。タンタルをチタニウムに
対して、５０ＭＰａ（７００psi ）で押圧すると共に、
組立体を７５０℃に加熱する。次に、１時間、組立体温
度を８７５℃〜８８５℃まで上昇させると共に、５０Ｍ
Ｐａ（７００psi ）の接触圧力を維持する。冷却中、荷
重も維持されなくてはならない。全ての拡散ボンディン
グは、不活性ガス雰囲気、又は高真空（１０-7〜１０-9
トル）のどちらかの下で行われなくてはならない。
【００７１】チタニウムに対するチタニウムの高強度ボ
ンディング、又はＴｉ／６Ａｌ／４Ｖに対するのチタニ
ウムの高強度ボンディングは、少なくとも２時間、プレ
ートを１００psi （０．６９ＭＰａ）で一緒にして保持
しながら、プレートを８５０℃（１５６２゜Ｆ）に加熱
することによって得ることができる。この方法において
は、純粋なチタニウム（ターゲット材料）を、商業的に
純粋なグレードのチタニウム（例えば、ＣＰグレード
２）のバッキングプレートに対して、又はＴｉ／６Ａｌ
／４Ｖ（ボンディング品質を向上させるために、Ｔｉ／
６Ａｌ／４Ｖは、超低侵入型（Extra Low Interstitial
or ELI ）酸素中でも使用可能である。）に対して拡散
ボンディングされることができる。チタニウムボンディ
ング表面の準備は、チタニウム−チタニウムのボンディ
ングについて述べたものと同様である。同様に、ボンデ
ィングは、不活性ガス雰囲気中又は真空中のどちらかで
行われなくてはならない。拡散ボンディング製造工程の
後、冷却カバープレート１２５は、バッキングプレート
１２８の背面にエポキシ接着され得る。Ｇ１１ガラスエ
ポキシ層状部材の絶縁シート１３０は、冷却カバープレ
ート１２５を覆って同時にボンディングされてもよく、
又はカバープレートを覆って後にボンディングされても
よい。
【００７２】冷却カバープレート１２５が、商業的に純
粋なチタニウム又はＴｉ／６Ａ１／４Ｖで作られている
場合、例えば、図３０に示すように、拡散ボンディング
によって、冷却カバープレート１２５をターゲットバッ
キングプレート１２８に対して拡散ボンディングするこ
とも可能である。０．４℃／sec （０．７゜Ｆ／sec）
の割合で、８５０℃（１５６２゜Ｆ）に加熱する間にプ
レートを４ＭＰａ（５８０psi ）で押さえ、そして９０
分〜１００分の間、４ＭＰａで押さえ、更に０．１℃／
sec （０．１８゜Ｆ／sec ）の割合で徐々に冷却するこ
とによって、優れた耐水性能のボンディングが得られ
る。次に、純粋チタニウムターゲットのターゲットバッ
キングプレートに対するボンディングと同時に、拡散ボ
ンディングは行われる。Ｇ１１ガラスエポキシ層状部材
の絶縁シート１３０は、もし必要であれば、冷却カバー
プレート１２５を覆って後にボンディングされてもよ
い。
【００７３】アルミニウムも拡散ボンディングされ得
る。アルミニウムの拡散ボンディングの困難性は、純粋
なアルミニウムが酸素を含有する環境に露出された場
合、酸素とただちに反応してアルミニウムの表面上に酸
化アルミニウム層を形成することである。この酸化アル
ミニウム層は化学的に非常に安定であり、拡散ボンディ
ングを一般的に受付けない。しかしながら、酸化アルミ
ニウム層が、ブラシによるスクラッチ、他の機械的な手
段ないしは化学的な手段によって、或はまた、不活性ガ
ス雰囲気中でのスパッタエッチング、好ましくは酸素自
由雰囲気（oxygen free atomsphere）（例えば、１０8
〜１０9 のＣＯ／ＣＯ2 比又は１０7 〜１０8 のＨ2 ／
Ｈ2 ０比を有する１０-8トルのベース圧力の酸素自由雰
囲気）中でのスパッタエッチングによって、減じられ又
は除去されるならば、酸化膜の除去によって、今日行わ
れているよりも更に低い温度及び更に低い圧力での拡散
ボンディングが容易になる。
【００７４】ターゲット組立体は、次に、約５００psi
（３．４５ＭＰａ）に加圧され、ターゲット組立体の温
度を約４時間、約４２０℃に上昇させることによって、
拡散ボンディングされる。酸化アルミニウムの拡散抵抗
は、イナート（不活性）ガス環境内又は酸素自由真空環
境内での表面除去又は表面処理によって、減少され又は
回避される。
【００７５】また、ヘレラ（Herrera ）及びホソカワ
（Hosokawa）の方法が用いられてもよく、その方法にお
いては、アルミニウムは、高真空中でスパッタ堆積さ
れ、且つアルミニウムを酸素に露出することなく、各部
品はその場所で拡散ボンディングされる。
【００７６】同様に、タンタル−タンタルのボンディン
グ、タンタル−アルミニウムのボンディング、及びチタ
ニウム−アルミニウムのボンディングは、拡散ボンディ
ングないしは拡散型ろう付けプロセスによって行われて
もよい。
【００７７】［チャンバへのターゲット組立体のメーテ
ィング（mating：組付）］本発明の実施例の細部は、図
３１に示すようなスパッタリング装置の断面を観察する
ことで明確に理解され得るものである。スパッタリング
／プロセシングチャンバ１３８は、堆積されるべき基板
（図示せず）が、スパッタリングペデスタル１４６に配
送されるように、スリットバルブ１４５を通してアクセ
ス（出入り）される。次に、可動のスパッタリングペデ
スタル１４６は、スパッタターゲット１２７の反対側に
ある縦調整手段（図示せず）によって、適所に縦方向に
動かされる。シャドウフレーム１４４は、基板の縁部上
の堆積を妨げるように、基板の外側縁部を覆う。スパッ
タリング／プロセシングチャンバ１３８は、オーバース
プレイシールドないしはチャンバライナ１４２と整列さ
れる。このライナ１４２は、チャンバ内部表面よりも簡
単に除去され清浄化される。このスパッタリング／プロ
セシングチャンバ１３８は、封止０リング（図示せず）
を収容するための上部フランジ０リング溝１３９を有し
ている。絶縁リング、例えばセラミック（アルミナ）リ
ング１３３（図３の部品７３と示したものと同様のも
の）は、プロセスチャンバ１３８の上部フランジ上に載
置される。外方絶縁部材１３４は、セラミック絶縁部材
１３３を取り囲んでおり、また、下方Ｏリング溝１３
６、上方Ｏリング溝１３５及び上方投射絶縁スカート１
３７を有している。これらの溝には、好ましくはバイト
ン（Viton ）（図示せず）で作られたＯリングが配置さ
れている。外方絶縁部材１３４は、プロセスチャンバ上
方フランジの外側角部に僅かに重なっている。この僅か
な重なり部分は、外方絶縁部材１３４及びセラミック絶
縁部材１３３を、プロセスチャンバ１３８の上方フラン
ジ上に正確に位置づけるものである。ダーク空間シール
ド１３２は、セラミック絶縁部材１３３の内側に配置さ
れ、且つターゲットバッキングプレート１２８に向かっ
て上方に突出する。
【００７８】本発明による上述した実施例におけるター
ゲット組立体１２４は、ターゲット１２７、ターゲット
バッキングプレート１２８、及び内部に冷却溝１４９を
有するバッキングプレート冷却カバー１２５を含んでい
る。このターゲット組立体１２４は、（例えば、バイト
ンである）Ｏリング（図示せず）を用いてセラミック絶
縁部材１３３に対してシールするためのターゲットバッ
キングプレートリング溝１２９を有している。上方突出
ダーク空間シールド１３２と共に外側絶縁部材１３４の
上方突出スカート１３７は、ターゲット組立体をプロセ
スチャンバ１３８上に配置する。
【００７９】ターゲット組立体１２４が適所に置かれる
と、共にＯリング（図示せず）を備えた下方０リング溝
１１９及び上方Ｏリング溝１１８を有する上方絶縁部材
１１７は、ターゲット組立体の上部上、特にバッキング
プレート冷却カバー１２５の背面上に載置される。カバ
ープレート１２５の背面は、Ｇ１１ガラスエポキシ層状
部材（図７には図示し、図３１には図示せず）のような
絶縁材料の薄いシートによって覆われてもよい。ターゲ
ット組立体は処理中に高い電気的バイアスがかけられる
ので、ターゲット組立体を完全に覆い、オペレータ又は
プロセス装置の他の部品によって触られることによる事
故的な接地からターゲット組立体を絶縁する必要性があ
る。それゆえ、上方絶縁部材１１７は、下方突出絶縁ス
カート１２０を有し、この下方突出絶縁スカート１２０
は、外方絶縁スカート１３４の上方突出絶縁スカート１
３７に重なっていることで、ターゲット組立体の縁部を
取り囲む完全な覆いを提供している。この外方絶縁部材
１３４及び上方絶縁部材１１７は、例えば、アクリル又
はポリカーボネイトのような種々のプラスチックから構
成され得る。
【００８０】図３２に示すように、低真空の接続（roug
h vacuum connection ）は、縁部にて且つプロセスチャ
ンバ１３８の回りで、外部絶縁部材１３４に取り付けら
れた低真空通路１５６を介して上部チャンバ１１４へ配
路されている。磁石スイープ機構１１６及びセンサ（図
示せず）は、別々に上部チャンバキャップ１１３に接続
され取り付けられている。
【００８１】上部チャンバキャップ１１３は、上方絶縁
部材１１７に支持され且つ上方絶縁部材１１７に対して
封着されており、上方絶縁部材の周部の回りの小さなフ
ランジによって位置づけられている。可動型磁石１１６
（図３１）は磁石スイープ装置（図示せず）によって操
作されて、磁石を直線状に往復運動させ、装置のスイー
プ経路に従ってスパッタリングを磁気的に補助する。プ
ロセスチャンバ１３８が、プロセス状態（約１０-8ト
ル）に排気され、カバー１１３によって取り囲まれる上
部チャンバ１１４が低真空（例えば、１トル）まで排気
された場合、ターゲット組立体プレートを隔てた圧力差
は僅かに約１トルであろう。１平方メートルの面積を有
するターゲット組立体プレートを隔てた１トルの圧力差
は、プレート全体上に約１３．６kg（約３０lbs ）の力
を及ぼす。この力と、キャップ内の圧力が約１atm で留
まる場合に及ぼされる約１０，３３０kg（約２２，７８
０lbs.）の力とを比較してみる。薄いターゲット組立体
上の約２３，０００lbs.の力が、ターゲットの中心位置
に相当な撓みをもたらすことに比して、ターゲット上全
域にわたる約３０lbs.の力は、比較的薄くて大きいター
ゲットにとってでさえも、ほとんど効果を及ぼさないで
あろう。上部チャンバ内の圧力が１０トルにも達する場
合でも、ターゲット組立体に及ぼされる圧力、及び、そ
れによるターゲット組立体の撓みは、大気圧によって生
ずる圧力及び撓みに比べて大幅に減少される。２つのチ
ャンバ１１４及び１３８内の圧力が等しければ、ターゲ
ット上に全く力の差が生じないであろう。
【００８２】プロセスチャンバ１３８及び上部チャンバ
キャップ１１３の両者は、当初は、低真空（ほぼ１ト
ル）システムに接続されている。低真空サブシステムの
圧力限度に到達した場合は、プロセスチャンバ１３８が
分離され極低温真空ポンプが活動されることにより、プ
ロセスチャンバ圧力が１０-9トル以下にされる。この
後、例えばアルゴンのような不活性ガスが導入されて、
約１０-3トルの圧力のアルゴン中に基板及びターゲット
を浸す。上部チャンバ１１４は、引き続き低真空システ
ムに接続される。チャンバ同士間の圧力差を上昇させ下
降させる従来の方法は、その差を上昇させ又は下降させ
るために用いられ得る。
【００８３】スパッタリングターゲットには、バックア
ップ（２個のシール）シーリング手段が備えられてい
る。プロセスチャンバの真空ポンピングを改良するため
に、一次真空シールと、そのバックアップシール（別個
にポンピングされるシール（differentially pumped se
al））とによって形成されるキャビティ内で真空引きが
行われる。プロセスチャンバ１３８の周りにタイトシー
ルが確保するために、及びシールを通過する圧力差を減
少させることによりシールを通過するガス拡散を低減化
するために、ダブルシールシステムが用いられる。図３
２から理解されるように、低真空システムが、プロセス
チャンバハウジング低真空通路１５６に接続され且つ低
真空通路１５６を貫通している。外部絶縁部材１３４の
真空通路は、セラミック（下方）絶縁部材１３３のあた
りのＯリングシール同士間の空間を（低真空圧力まで）
減圧するための間シール真空通路１４０を含む。例え
ば、２つの深さ２．３mm（０．０９インチ）のスロット
は、シール真空通路１４０のために用いられても良い。
帯電されたターゲット組立体へ通じる通路内の望まれな
いスパッタリングの可能性は、ポリカーボネイト外方絶
縁部材１３４の絶縁特性により取り除かれる。
【００８４】もし、多くの磁石スイープパターンによる
浸蝕のように、スパッタリングに起因するターゲット浸
蝕が均一でなく、且つターゲット中央部が周部より早く
浸蝕する場合は、スパッタ堆積される対象物とターゲッ
ト表面との間の距離がほぼ一定に保たれて、スパッタ被
覆される基板の表面全面にわたり更に均一な堆積が提供
されるように、上部チャンバキャップ１１３の下の圧力
が調整されて、ターゲット組立体の中央部の撓みが意図
的に制御され得る。例えば、近接センサ、光学センサ或
は他の非接触の計測装置が、ターゲットの変位がフィー
ドバックされ所望の構成が保たれるように、用いられ得
る。
【００８５】図３３は、図３１及び図３２に描かれるス
パッタリング装置の分解図を示す。ターゲット組立体１
２４は、冷却流体マニホールド１５８に既に取り付けら
れた状態が示されている。この構成においては、通常、
ポリカーボネート（polycarbonate ）のような非伝導性
プラスチックから作られた冷却流体マニホールドは、冷
却取付けねじ穴によって、ターゲット組立体１２４に取
り付けられている。ネオプレン（neoprene）ホースのよ
うな非伝導特性を有するパイプが、例えば最低２００Ｋ
ohm/in.の高い抵抗性の冷却流体を循環させるために、
このポリカーボネートマニホールドへ取り付けられてい
る。この構成においては、少なくとも長さ約２ftの流体
通路（ホース長さ）が、接続された機械への冷却流体を
通して大きな電流の漏れを防止する。ターゲット組立体
１２４のための電力接続１５５は、ターゲット組立体１
２４上部内の電力接続穴９２（図１２）を通して、ター
ゲットバッキングプレートに密接に接続されるように構
成されている。上部絶縁体１１７は、上部チャンバキャ
ップ１１３を取り囲んでいる。
【００８６】図３４は、構成がより簡単に理解されるよ
うに色々な絶縁部品を示した分解図を示す。プロセスチ
ャンバ１３８は、オーバースプレーシールドチャンバラ
イナ１４２を受ける。ダーク空間シールド１３２は、オ
ーバースプレーシールド１４２内側に嵌合される。外部
絶縁部材１３４は、プロセスチャンバ１３８の上部フラ
ンジ上に載置され、セラミック絶縁部材１３３（外方絶
縁部材１３４に接続される真空通路１５６は図示されて
いない）を取り囲む。ターゲットプレート組立体１２４
は、正しい位置にある冷却流体マニホールド１５８と共
に示されている。上方絶縁部材１１７は、ターゲット組
立体１２４の上方に配置されるように示されている。図
３４では、２以上の断面で種々の部品が示されている。
製造上の配慮によって、これらの部品は最終的な構成に
おいて１個以上の部品から構成されてもよい。
【００８７】図３５は、本発明による組立ての完了した
装置を示し、図３３における分解図が組み立てられたも
のである。冷却流体ホース１５９は、冷却流体マニホー
ルド１５８に接続された状態で示されており、この冷却
流体マニホールド１５８は、外部絶縁部材１３４の一部
分として作られてもよい。図示する外方絶縁部材１３４
は、上方絶縁部材１１７の近傍にあり、これら両者は、
ターゲット組立体１２４（ここでは図示せず）を取り囲
み、いかなる者も電圧の印加されたターゲット組立体に
接触しないようにしている。ターゲット組立体のための
電力コネクタ１５５は、上部チャンバキャップ１１３の
近傍のフランジ内に示されている。
【００８８】本発明による他の実施例は、図３６〜図４
０に示されている。
【００８９】図３８は、図１９〜図２６に示すターゲッ
トバッキング組立体を用いた本発明による他の構成の部
分断面図を示す。チャンバ側面壁１６３は、低真空シス
テムに接続されている通路１５６を有する。通路１５６
の上方のチャンバ側面壁１６３の上方部分は、通路１５
６の外側のＯリング溝２２９及び２３０を有する下方外
方絶縁部材２１６を支持し且つ外方絶縁部材２１６に接
続されている。絶縁部材２１６の下面は、セラミックシ
ール１３３の外側まで低真空とするように、全厚みより
僅かに薄くなっている。ターゲット組立体の下面は、真
空通路１９１と真空周部分配溝（vacuum perimeter dis
tribution groove）１９３との間の真空通路接続溝１９
２を含んでいる。ターゲットバッキングプレートの上向
き面は、図２７及び２８に詳細に表されるような溝の配
置を備えている。上方絶縁部材２１０は、キャップ２０
９と、ターゲット組立体２１３の上面との間に封止され
る。上方絶縁部材２１０は、下方外方絶縁部材２１６の
上方突出スカート２１７を越えて突出するスカートを有
している。
【００９０】図３９は、本発明によるプロセスチャンバ
の分解図を示す。図４０は、組み立てられた図３９の分
解図を示し、一方、図３６及び３７は、それぞれ、図４
０での、断面線３６−３６及び断面線３７−３７で切断
したプロセスチャンバの断面図を示す。この構成におい
ては、上部チャンバキャップ２０９が、ヒンジ部品２３
４によって、プロセスチャンバ包囲体１６３上に緩く枢
着される。一対のガス加圧されたカバー上昇ラム２３
１，２３２は、ターゲット組立体２１３を交換する場合
に上部チャンバキャップ２０９を上昇させて組立経路か
ら外れるよう回転させるために、上昇ハンドル２３３を
用いる使用者を補助するものである。フレームは、極低
温ポンプ２２６とプロセスチャンバ包囲体１６３の底部
との間に接続されたゲートバルブ２２４も支持する。プ
ロセスチャンバ１３８の内部には、フィンプレート２２
２、スパッタリングペデスタル１４６、オーバースプレ
イシールド１４７、シャドウフレーム１４４、及びチャ
ンバの内側に嵌合するダーク空間シールド１４２があ
る。
【００９１】前述した実施例は、低真空を上方絶縁体及
び外方絶縁体の通路を通して、ターゲット組立体の周り
に通させる。この実施例において、ターゲット組立体
は、一端に２つの直角な角部を備えている。１つの角部
では、真空が、貫通穴１９１を通して低真空システムか
ら上部チャンバキャップ２０９に導かれる。低真空は、
プロセスチャンバの側部に沿ってプロセスチャンバの上
面へと通じる固定通路１５６を通して、プロセスチャン
バの下側に導かれる。固定通路への接続及び固定通路か
らの分離は、更に簡単になる。この実施例における低真
空は、チャンバ壁１６３内の固定通路１５６、及び流体
を含む通路から独立しているターゲット組立体内の真空
通路１９１を通り抜けるようになっている。
【００９２】セラミック絶縁部材１３３は、プロセスチ
ャンバ包囲体１６３の上方フランジ上に載置される。下
方外方絶縁部材２１６は、セラミック絶縁部材１３３の
周りに適合されている。次に、冷却水継手（非通電性材
料でケーシングされている）２１５が取り付けられたタ
ーゲット組立体２１３は、セラミック絶縁部材１３３及
び下方外方絶縁部材２１６上に置かれる。正しい位置に
取り付けられると、ターゲット組立体の周部は、キャッ
プ上部カバー部品２０９を支持する上方絶縁部材２１０
によって覆われる。
【００９３】冷却水継手２１５の他のモデルが図３７に
示されており、ターゲット組立体２１３から延びている
円滑な表面付きのチューブ上にマニホールドが滑り嵌め
されている場合を示している。Ｏリングは、マニホール
ドを滑らかなチューブの外側に対してシールする。１個
以上のねじは、マニホールドをターゲット組立体に対し
て保持し、且つ滑らかなチューブ端からマニホールドが
滑り落ちることを妨げる。
【００９４】この構成のターゲットは図１９に示されて
いる。冷却入口形状部分及び出口形状部分１７９ａ，
ｂ，ｃ，ｄは、パイプ６角ニップルに螺合されており、
このニップルは一端にＳＡＥタイプねじを有し、他端に
円筒状円滑（好ましくは研磨されている）表面を有して
おり、そして、この他端は、流体継手をシールするよう
に内部Ｏリング溝を有するマニホールドの穴に嵌合（ma
te）し得るものである。この継手は、例えば、単一のマ
ニホールドがターゲットの一端にある２つ一組の冷却形
状部分上をスライドするように設計されている場合に、
用いられ得る。
【００９５】ヒンジ部品２３４は図３９及び図４０に表
され、それらの接続にある遊びないしはゆるさを持って
おり、プロセスチャンバ１３８及びキャップ２０９に真
空がかけられたり取り除かれたりする場合に運動を許容
している。
【００９６】［安全電力コネクタ］図４１は、安全電力
コネクタ組立体１５５の斜視図を示し、この安全電力コ
ネクタ組立体１５５は、電力をターゲットバッキングプ
レート１２８に接続するために用いられる。電力接続組
立体及び電力接続組立体のフランジ接続の断面図は、図
４２に示している。電力ケーブル（図示せず）は、上部
開口２４１の中へ接続されている。周溝２４２は、上部
チャンバキャップ１１３の上部チャンバフランジ１１４
（図４２）の座ぐりの縁部と係合している。安全コンタ
クト２４６は、電力接続開口９２内のターゲット組立体
の近傍に載置されている。
【００９７】生きコンタクト（live contact）２４７
は、下方Ｏリング２４８によって、安全コンタクトから
分離されている。下方Ｏリング２４８は、安全コンタク
トの外方棚部２４９上に平らに置かれずに、棚部２４９
の周部の周りに、空間を隔てた数個のフィン２５０（例
えば４個）によって支持されている。周囲環境状態の下
で、生きコンタクトは、安全コンタクトから約０．０３
０インチで分離されている。２個に分離された外部ケー
シングの半体２５１，２５２は、例えば、ポリカーボネ
ートから作られ、Ｏリング２４８、生きコンタクト２４
７、及び安全コンタクト２４６を取り囲み且つ保持す
る。上方Ｏリング２５４は、外方キャスティング２５
１，２５２の上方棚２５３上に配置され、組立体は、底
から上部チャンバフランジ１１４の電気的接続穴１０７
の中へ滑り込むように挿入される。上部チャンバフラン
ジ１１４の座ぐり穴リップ１１５は、コンタクト組立体
２４６，２４７，２４８を保持し、保持ねじ２５７及び
プレート２５８は、フランジ１１４にコンタクト組立体
を固定する。端部２５９（ポリカーボネート又は商業的
に入手可能な電気的コネクタ）は、取り囲む対象物及び
人から中央電力供給装置を保護する。電力供給線（図示
せず）は、上部開口２４１の底部の生きコンタクト２４
７に直接接触する。生きコンタクト２４７、安全コンタ
クト２４６、及びＯリング２４８は、ケーシング２５
１，２５２の中に浮遊する。
【００９８】外部環境状態の下で、生きコンタクト２４
７には電圧が印加されるが、安全コンタクト２４６には
電圧が印加されない。それは、安全コンタクト２４６
は、２つのコンタクト同士の間の圧縮されていないＯリ
ング２４８及び圧縮されていない空間２１３によって、
生きコンタクトから分離されているという理由からであ
る。上部チャンバキャップ１１４内側の上部チャンバ１
１３の中で真空引きされる場合、上部チャンバフランジ
１１４は下方へ動き、ケーシング２５１，２５２を押し
下げる完全接触Ｏリング２５４を加圧する。安全コンタ
クトがターゲット上に確実に着座されると、安全コンタ
クトはそれ以上動くことができない。通常ケーシングの
真空ポンピングの下で一般的であるそれ以上の運動は、
持ち上げられたフィン２５０（例えば、１０−１５lbs.
抵抗力）上で下方Ｏリング２４８を圧縮させ、空間２１
３を消滅させて、結果的に電気的接続するように、生き
コンタクト及び安全コンタクトを接触させる。ターゲッ
トが絶縁部材によって完全に取り囲まれていない場合
（記述されているように）、タイトシールの欠落によっ
て、真空の形成が妨げられるので、ターゲットの電圧の
印加がされることができない。それゆえ、いかなる生き
電気的ターミナル（live electrical terminals）が露
出されることなく、上部チャンバは安全に取り扱われ得
る。
【００９９】この構成に関し、図４４に示す（上部チャ
ンバキャップ１１３への接続について図４２において逆
向きで前述したような）電気的コネクタ２１２は、プロ
セスチャンバ１３８（図４３）の上部フランジ１３８ａ
の底部から垂下している。このコネクタ２１２は、プロ
セスチャンバの上部フランジ１３８ａの上面を越えて延
びており、下方外方絶縁部材２１６内の開口部から見え
るように突出しており、ユニットが組立てられた際に、
ターゲット組立体２１３の底面に接触するようにしてい
る。プロセスチャンバ１３８に真空がかけられてターゲ
ット組立体２１３をプロセスチャンバ１３８の包囲体１
６３に強く引き付けた場合、電気的コネクタ２１２が圧
縮される結果、コンタクト同士が閉じられ、ターゲット
組立体に電圧が印加される。
【０１００】ターゲットプレートの絶縁電力コネクタの
内部構成は、プロセス操作の安全に貢献する。周囲環境
状態で、内部的に電圧が印加された導電部品と、コネク
タの外方表面との間の空隙は、コネクタの電圧が印加さ
れた部分からターゲットを絶縁する。しかしながら、真
空ポンプがチャンバを減圧する際に、真空によって生み
出された外力は、ターゲットへの接続状態から電圧が印
加されたコンタクト同士を分離する弾性力を越え、それ
によって、良好な接続状態を発生させる。安全電力コネ
クタが、対向するプロセスチャンバの近傍のフランジ内
に配置されている場合、プロセス（下方）チャンバ内で
真空引きされた時に、コネクタの接触が閉じられる。し
かし、この構成においては、安全上の理由から、上方チ
ャンバが真空下にあることを要求する電気インターロッ
クの条件が満足されるまで、電力コネクタには電圧が印
加されない。
【０１０１】
【発明の効果】ターゲット組立体は、プロセスチャンバ
側及びマグネトロンチャンバ側の両方側から真空引きさ
れるように、２重シールされている。マグネトロン電気
インピーダンス、基板層厚さ均一性のようなプロセス／
堆積パラメータは、２つのチャンバを用いて多少制御さ
れ得る。ターゲット組立体の撓みは、２つのチャンバ間
で変化する圧力によって制御され得る。前述したような
ターゲット構成は、プロセスチャンバから冷却通路を分
離する溶接ないしは他の継手を全く必要としない。真空
にさらされる溶接は全くなく、それゆえ継手の欠陥部を
通過する漏れの可能性は、材料の欠陥からの漏れを除い
ては完全に排除される。スパッタリングターゲット組立
体及びスパッタリングターゲット組立体の冷却システム
は自己内蔵型であり、且つターゲット組立体の交換又は
排除においては、内蔵型の熱交換器を備えた設計である
ために、スパッタリングチャンバの水漏れ及び汚染が存
在しない。冷却流体通路を通過する冷却流体が周囲より
も高い温度である場合、ターゲットは暖められ、ターゲ
ットのガス排出（out-gassing ）を減少又は加速する
（プロセス中、この効果を減少させ、ターゲット組立体
表面の表面上の凝縮を排除する。）。これらの全ての構
成において、クーラント−真空シールは全く存在しな
い。この構成のスパッタリングターゲット組立体は、サ
イズが大きく且つ高さの低い側面形状とすることができ
る。このような組立体は、たとえ仮に現行のデザインよ
りはるかに大きくても、両側からかけられる真空下で無
視できる程度しか撓まないであろう。
【０１０２】スパッタリングターゲット組立体は、グラ
スエポキシ層状部材（Ｇ１０又はＧ１１／ＦＲ４）又は
プリプレグで形成されたような非導電材料から作られた
ターゲット組立体用の冷却カバープレートを有していて
もよい。この非導電材料は、例えば構造用タイプのエポ
キシのような最適な低い硬化温度及び低圧接着剤を用い
て、ターゲットバッキングプレートに接合されることが
できる。この非導電性冷却カバープレート／熱交換材料
は、オペレータの電気的安全性を確保するために、ター
ゲットの全ての露出面を完全に取り囲むように形成され
得る。
【０１０３】従来技術を越えるこの装置の利点は、組立
て後においては、冷却流体がスパッタリングプロセスチ
ャンバ内に流出するという危険性を生ずることなく、一
体型ターゲット組立体を他のターゲット組立体と交換で
きるということである。より大きなプロセスチャンバ及
びマグネトロン／圧力均等化チャンバを要求する大きな
領域がスパッタされる際には、ターゲット組立体を隔て
た圧力差に起因するターゲット組立体の撓みは、制御さ
れ又は除去される。ターゲットバッキングプレートをカ
バープレートに接着する接着材を含む種々の固定技術に
よって、又は機械的締結補助を伴う又は機械的締結補助
を伴わないろう付けを含む種々の拡散ボンディング技術
によって、組立体内の冷却流体の圧力が冷却通路内に封
じられる。適切に行われた場合は、冷却流体が加圧され
た時に冷却通路を通過し且つ隔てた圧力差が、数ａｔｍ
にまで達すると考えられるにもかかわらず、クーラント
の漏れの可能性は実質的に存在しない。熱交換クーラン
ト通路は、望まれるように且つ経験データに基づいて冷
却温度分布を最適化するように、簡単に再設計されるこ
とができる。本発明の薄い平板状の積層状ターゲットの
他の利点は、マグネトロン磁石がターゲットに対して比
較的接近して走査されることができることである。それ
ゆえ、更に低い強度の磁石が使われてもよく、且つそれ
ら磁石の磁場形状は、より柔軟に調整されてもよい。
【０１０４】本発明は、特定の実施例に従って記載され
たが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から離脱
することなく、形状及び詳細を変更できることが理解で
きるであろう。例えば、ここに記載された評価は、本発
明を単に代表するにすぎず、本発明の範囲をここに記載
された方法ないしは構造に限定するものであると考えら
れるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術によるスパッタリングチャンバの断
面図であって、ターゲット及びターゲット組立体が、プ
ロセスチャンバ内に収められ、且つプロセスチャンバの
壁のシールを通じて、冷却流体がターゲットへ供給され
ている状態を示している。
【図２】ターゲット組立体によって冷却チャンバから分
離された従来のスパッタリングチャンバの断面図であ
る。
【図３】本発明による実施例の展開図を示す。
【図４】本発明による冷却通路入口開口部及び冷却通路
出口開口部の周りのねじ穴を備えたターゲット組立体の
底面図を示す。
【図５】図４の断面線５−５における断面図を示す。
【図６】図４の断面線６−６における断面図を示す。
【図７】ターゲット組立体の詳細断面図を示し、ここ
で、ターゲット材料は、本発明に従って、ターゲットバ
ッキングプレートから独立している。
【図８】ターゲット組立体の詳細断面図を示し、ここ
で、ターゲット材料は、本発明に従って、ターゲットバ
ッキングプレートと共に一部品で形成されている。
【図９】ターゲット組立体の詳細断面図を示し、ここ
で、ターゲット材料は、本発明に従って、ターゲットバ
ッキングプレートから独立している。
【図１０】ターゲット組立体の詳細断面図を示し、ここ
で、冷却カバープレートは、本発明に従って、絶縁材料
から作られている。
【図１１】ターゲット組立体の詳細断面図を示し、ここ
で、冷却カバープレートは、本発明に従って、ターゲッ
トバッキングプレートの縁部を取り囲むように形成され
た絶縁材料から形成されている。
【図１２】ターゲット組立体の底面図を示し、ここで、
冷却通路入口開口部及び冷却通路出口開口部は、本発明
に従って、冷却流体ホース継手を受けるようにねじが切
られ且つ形成されている。
【図１３】本発明によるほぼ同じサイズの冷却溝を有し
ている冷却カバープレートの底面図である。
【図１４】図１３の断面線１４−１４における断面、及
び、本発明に従ってカバープレートをターゲットバッキ
ングプレートにボンディングするためにメッシュに付け
られたボンディング接着材の断面を示す図である。
【図１５】冷却カバープレートの底面図を示し、この冷
却カバープレートは、本発明に従って、異なる寸法及び
間隔を持った冷却溝を有している。
【図１６】図１５の断面線１６−１６における断面、及
び、本発明に従ってカバープレートをターゲットバッキ
ングプレートにボンディングするためにメッシュに付け
られたボンディング接着材の断面を示す図である。
【図１７】冷却カバープレートの底面図を示し、この冷
却カバープレートは、本発明に従った機械的締結補助部
材を有している。
【図１８】図１７の断面線１８−１８における断面、及
び、本発明に従ってカバープレートをターゲットバッキ
ングプレートにボンディングするためにメッシュに付け
られたボンディング接着材の断面を示す図である。
【図１９】ターゲットバッキングプレートの後側の平面
図を示し、このターゲットバッキングプレートの冷却通
路は、Ｏリング及び締結部材によって、封止されてい
る。
【図２０】図１９の断面線２０−２０における断面図で
ある。
【図２１】図１９の断面線２１−２１における断面図で
ある。
【図２２】図２１のＯリング溝の拡大図である。
【図２３】図１９のターゲット組立体の断面図を示し、
このターゲット組立体は、その周部に、カバープレート
の締結部材を取り囲むＯリング通路を備えている。
【図２４】図１９のターゲットプレート組立体の断面図
を示し、このターゲットプレート組立体は、エラストマ
ー（ゴム弾性）ガスケットをシールとして用いている。
【図２５】図２７の断面線２５−２５における断面図で
ある。
【図２６】図２５の拡大図である。
【図２７】組み立てが完了したターゲットバッキングプ
レートのターゲット面の平面図を示し、このターゲット
バッキングプレートは、図１９に示すターゲットバッキ
ングプレートを利用するものである。
【図２８】図２７に示す、真空通路及びシーリングの拡
大詳細図である。
【図２９】本発明に従って、ターゲットとターゲットバ
ッキングプレートとの拡散ボンディングの概略図を示
す。
【図３０】本発明に従って、ターゲット、ターゲットバ
ッキングプレート、及び冷却カバープレートの拡散ボン
ディングの概略図を示す。
【図３１】本発明に従ったスパッタリング装置の断面図
を示し、ここで、ターゲット組立体は、本発明に従っ
て、内部に溝を備えた冷却カバープレートを有してい
る。
【図３２】図３１の構成の発明に従ったプロセスチャン
バの周りの中間シール空間への低真空通路接続の断面図
を示す。
【図３３】本発明に従った実施例の分解図を示し、その
断面は図３１に概略的に示されている。
【図３４】図３１、図３２、及び図３３の種々の絶縁及
びプロセスチャンバライニング部品の分解図を示す。
【図３５】図３３に示す分解された部品が組み立られた
際における本発明に従ったプロセスチャンバの外側の透
視図を示す。
【図３６】図４０の断面線３６−３６における本発明に
従った別なるスパッタリングチャンバの断面図を示す。
【図３７】図４０の断面線３７−３７におけるスパッタ
リングチャンバの断面図を示す。
【図３８】本発明に従った図４０のスパッタリングチャ
ンバの断面図であって、低真空システムへの真空通路及
びシーリングを示している。
【図３９】本発明に従ったスパッタリングチャンバの別
なる実施例の分解図である。
【図４０】図３９の組み立てられたスパッタリングチャ
ンバの透視図を示す。
【図４１】本発明に従った電力コネクタ継手の透視図で
ある。
【図４２】本発明に従った電力コネクタ継手の断面図を
示す。
【図４３】図３９に示したプロセシングチャンバ１３８
の拡大透視図を示す。
【図４４】図４３の断面線４４−４４における安全電気
コネクタの断面図を示す。
【符号の説明】
７０…冷却溝、７１…基板、７７…ターゲット組立体、
７９…ターゲット材料、８０…ターゲットバッキングプ
レート、８２…ダーク空間リング溝、９２…電力接続
穴、９３…Ｏリングシール溝、９５…冷却カバープレー
ト、９６…溝、９７…クーラント分配集合領域、９９…
壁、１０３…強化用／運搬用メッシュ、１０５…入口冷
却ライン、１０６…出口冷却ライン、１１１…ねじ、１
１３…カバー、１１４…上部チャンバフランジ、１１６
…可動型磁石、１１７…上部絶縁部材、１２４…ターゲ
ット組立体、１２５…冷却カバープレート、１２７…タ
ーゲット、１２８…ターゲットバッキングプレート、１
３０…ガラス層状絶縁コーティング、１３３…セラミッ
ク絶縁部材、１３４…外部絶縁部材、１３８…スパッタ
リング／プロセシングチャンバ、１３８ａ…上部フラン
ジ、１４２…オーバースプレーシールドチャンバライ
ナ、１５５…安全電力コネクタ組立体、１５８…冷却流
体マニホールド、１５９…冷却流体ホース、１７１…タ
ーゲットバッキングプレート、１７３…壁、１８１…タ
ーゲット、１８３…内部溝、１８９…ダボ穴、１９３…
中央溝、１９７…ターゲットバッキングプレートカバ
ー、１９８…周部Ｏリング、２０１…Ｏリング、２０２
…締結部材、２０４…Ｇ１１ガラスコーティング、２０
９…上部チャンバキャップ、２１０…上部絶縁部材、２
１２…コネクタ２１３…ターゲット組立体、２１６…下
部絶縁部材、２２４…ゲートバルブ、２２６…極低温ポ
ンプ、２４１…上部開口、２４６…安全コンタクト、２
４７…生きコンタクト、２４８…Ｏリング。
フロントページの続き (72)発明者 デイビット イー． バークストレッサ ー アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95030， ロス ガトス， ベアー ク リーク ロード 19311 (72)発明者 マニュエル ジェイ． ヘレラ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94402， サン マテオ， ブランディ ーワイン ロード 1583 (56)参考文献 特開 昭62−23978（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140464（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−165770（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/203 H01L 21/31

Claims (31)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定形状に従った外形及び周部を持った
    上部フランジを有するスパッタリングチャンバと、 前記上部フランジに封着され且つ前記フランジから絶縁
    されているスパッタリングターゲット組立体と、 前記スパッタリングチャンバの前記上部フランジの前記
    所定形状に従った外形及び周部を有する圧力均衡用チャ
    ンバと、 前記スパッタリングターゲット組立体をプロセスオペレ
    ータによる接触から電気的に絶縁する１組の絶縁部材
    と、 を備え、 前記スパッタリングターゲット組立体はスパッタリング
    ターゲット及びターゲットバッキングプレート組立体を
    含んでおり、 前記ターゲットバッキングプレート組立体はバッキング
    プレート及び冷却カバープレートを含んでおり、 前記冷却カバープレートの第１の面には１組の冷却溝が
    配置されており、 前記冷却カバープレートの前記第１の面は、前記冷却溝
    と前記バッキングプレートとの間に冷却流体通路を形成
    するよう、前記バッキングプレートに接着剤で接着され
    ており、 前記圧力均衡用チャンバは、前記スパッタリングターゲ
    ット組立体の、前記第１の面とは反対側の第２の面に配
    置、封着され、且つ、該第２の面から絶縁されている、 スパッタリング装置。
  2. 【請求項２】 前記上部フランジに封着され且つ該上部
    フランジから絶縁された前記スパッタリングターゲット
    組立体は、前記スパッタリングチャンバの前記上部フラ
    ンジに前記スパッタリングターゲット組立体を封止する
    内シールと外シールとの間の空間から真空システムへの
    真空通路を備えている、請求項１に記載のスパッタリン
    グ装置。
  3. 【請求項３】 ターゲットバッキングプレート組立体
    と、 前記ターゲットバッキングプレート組立体の第１の面に
    密着状態にあるスパッタリングターゲットと、 を備えるスパッタリングターゲット組立体であって、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、スパッタ
    リングチャンバの開口部を封止すべく該開口部を覆うよ
    うに形成されており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体には、１つ以
    上の入口開口部と出口開口部を有する熱交換流体通路が
    貫通形成されており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、バッキン
    グプレートと、冷却カバープレートとを有し、 前記バッキングプレートは略平坦な第２の面を有し、 前記冷却カバープレートは前記第２の面に液密に接合さ
    れた略平坦な第３の面を有し、 前記ターゲットバッキングプレートと前記冷却カバープ
    レートとの間に熱交換冷却通路を形成すべく、前記第２
    の面及び前記第３の面の少なくとも一方に溝が形成され
    ており、 前記冷却カバープレートの前記第３の面と前記バッキン
    グプレートの前記第２の面との間の接合はＯリングと締
    結部材とを用いて為されており、 前記Ｏリングは、前記熱交換冷却通路を囲む連続したＯ
    リング溝内のＯリングと、連続したＯリング溝の内側で
    前記冷却カバープレートを前記バッキングプレートの前
    記第２の面に固定する１個以上の締結部材をそれぞれ取
    り囲むＯリングとを含んでいる、 スパッタリングターゲット組立体。
  4. 【請求項４】 ターゲットバッキングプレート組立体
    と、 前記ターゲットバッキングプレート組立体の第１の面に
    密着状態にあるスパッタリングターゲットと、 を備えるスパッタリングターゲット組立体であって、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、スパッタ
    リングチャンバの開口部を封止すべく該開口部を覆うよ
    うに形成されており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体には、１つ以
    上の入口開口部と出口開口部を有する熱交換流体通路が
    貫通形成されており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、バッキン
    グプレートと、冷却カバープレートとを有し、 前記バッキングプレートは略平坦な第２の面を有し、 前記冷却カバープレートは前記第２の面に液密に接合さ
    れた略平坦な第３の面を有し、 前記ターゲットバッキングプレートと前記冷却カバープ
    レートとの間に熱交換冷却通路を形成すべく、前記第２
    の面及び前記第３の面の少なくとも一方に溝が形成され
    ており、 前記冷却カバープレートの前記第３の面と前記バッキン
    グプレートの前記第２の面との間の接合は封止手段と締
    結部材とを用いて為されており、 前記封止手段は、前記熱交換冷却通路を囲む連続した封
    止手段と、連続した封止手段用溝の内側で前記冷却カバ
    ープレートを前記バッキングプレートの前記第２の面に
    固定する１個以上の締結部材を取り囲む封止手段とを含
    んでいる、スパッタリングターゲット組立体。
  5. 【請求項５】 前記ターゲットバッキングプレート組立
    体が、前記第１の面とは反対側の面において、当該面に
    面する圧力均衡用チャンバの開口部を受けて封止するよ
    うに形成されており、 前記スパッタリングチャンバの前記開口部と前記圧力均
    衡用チャンバの前記開口部との両方に封着された場合
    に、前記スパッタリングチャンバと前記圧力均衡用チャ
    ンバとの間のダイアフラム型の隔壁として作用するよう
    になっている、請求項４に記載のスパッタリングターゲ
    ット組立体。
  6. 【請求項６】 ターゲットバッキングプレート組立体
    と、 前記ターゲットバッキングプレート組立体の第１の面に
    密着状態にあるスパッタリングターゲットと、 上部チャンバと、 を備えるスパッタリング組立体であって、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、スパッタ
    リングチャンバの開口部を封止すべく該開口部を覆うよ
    うに形成されており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体には、１つ以
    上の入口開口部と出口開口部を有する熱交換流体通路が
    貫通形成されており、 前記上部チャンバは、前記ターゲットバッキングプレー
    ト組立体が該上部チャンバと前記スパッタリングとの間
    の壁として作用するよう、前記スパッタリングチャンバ
    の前記開口部の形状と一致するように形成された底部開
    口部を有しており、 前記ターゲットバッキングプレート組立体は、前記上部
    チャンバ内の圧力が前記スパッタリングチャンバ内の圧
    力に近付くにつれて前記スパッタリングチャンバを覆う
    前記ターゲットバッキングプレート組立体上の圧力荷重
    が減少するように、前記上部チャンバの前記底部開口部
    と前記スパッタリングチャンバの前記開口部との間に配
    置されている、 スパッタリング組立体。
  7. 【請求項７】 前記ターゲットバッキングプレート組立
    体は、真空圧力となる前記上部チャンバ、前記スパッタ
    リングチャンバ及び関連の通路と前記熱交換流体通路と
    の間に封止手段を伴わずに構成されている、請求項６に
    記載のスパッタリング組立体。
  8. 【請求項８】 ターゲット面、及び、前記ターゲット面
    の反対側の背面を有するスパッタリングターゲット組立
    体と、 前記スパッタリングターゲット組立体の前記ターゲット
    面に封着された真空スパッタリングチャンバと、 前記スパッタリングターゲット組立体の前記背面に封着
    された真空マグネトロンチャンバと、 前記真空マグネトロンチャンバ内に配置され、且つ、前
    記スパッタリングターゲット組立体の前記背面に沿って
    前記真空マグネトロンチャンバ内で移動可能となってい
    るマグネトロンと、 前記マグネトロン及び前記スパッタリングターゲット組
    立体の前記背面の間に配置された絶縁バリアと、 を備えるスパッタリング装置。
  9. 【請求項９】 前記絶縁バリアは、前記スパッタリング
    ターゲット組立体の前記背面に沿う前記マグネトロンの
    移動範囲において、前記マグネトロンと前記スパッタリ
    ングターゲット組立体の前記背面との間の絶縁バリアと
    して機能するように形成されている、請求項８に記載の
    スパッタリング装置。
  10. 【請求項１０】 前記絶縁バリアは、前記スパッタリン
    グターゲット組立体の前記背面に配置された電気的絶縁
    薄膜である、請求項８に記載のスパッタリング装置。
  11. 【請求項１１】 前記絶縁バリアは、前記スパッタリン
    グターゲット組立体の前記背面に接着剤により接合され
    ている、請求項１０に記載のスパッタリング装置。
  12. 【請求項１２】 前記絶縁バリアは、前記スパッタリン
    グターゲット組立体の前記背面に配置された電気的絶縁
    薄膜である、請求項９に記載のスパッタリング装置。
  13. 【請求項１３】 前記絶縁バリアは、前記スパッタリン
    グターゲット組立体の前記背面に接着剤により接合され
    ている、請求項１２に記載のスパッタリング装置。
  14. 【請求項１４】 スパッタリングターゲット組立体の前
    面に配置されたスパッタリングチャンバとは反対側に位
    置する該スパッタリングターゲット組立体の背面に封着
    された真空マグネトロンチャンバと、 前記真空マグネトロンチャンバ内で移動できるように構
    成されたマグネトロンと、 前記スパッタリングターゲット組立体と前記マグネトロ
    ンとの間でのアーク発生を防止するよう、前記スパッタ
    リングターゲット組立体の前記背面と前記マグネトロン
    との間に配置された絶縁層と、 を備えるスパッタリング装置。
  15. 【請求項１５】 前記絶縁層は、前記真空マグネトロン
    チャンバ内で前記スパッタリングターゲット組立体の前
    記背面を覆う絶縁薄膜である、請求項１４に記載のスパ
    ッタリング装置。
  16. 【請求項１６】 前記絶縁薄膜は、前記スパッタリング
    ターゲット組立体の前記背面に接着剤により接合されて
    いる、請求項１５に記載のスパッタリング装置。
  17. 【請求項１７】 スパッタリングチャンバの開口部を覆
    い且つ封止するターゲット構造体であって、前記スパッ
    タレングチャンバに面する前面と、この前面の反対側の
    背面とを有し、且つ、前記スパッタリングチャンバの前
    記開口部に封着されている前記ターゲット構造体と、 前記ターゲット構造体の前記背面に封着された第２の排
    気可能なチャンバと、 前記第２の排気可能なチャンバ内に配置された移動可能
    なマグネトロンと、 前記ターゲット構造体の前記背面を覆い、且つ、前記マ
    グネトロンの全移動位置及び前記ターゲット構造体の前
    記背面の間に配置されている絶縁体と、 を備えるスパッタリング装置。
  18. 【請求項１８】 スパッタリングターゲット組立体の背
    面に設置された排気可能なチャンバ内に移動可能なマグ
    ネトロンを設けるステップと、 前記スパッタリングターゲット組立体と前記マグネトロ
    ンとの間に絶縁バリアを配置するステップと、 を含むマグネトロンスパッタリング方法。
  19. 【請求項１９】 前記排気可能なチャンバ内の圧力を、
    前記スパッタリンターゲット組立体の前面に設置された
    スパッタリングチャンバ内の圧力にほぼ等しくなるよう
    に調節するステップを更に含む、請求項１８に記載のマ
    グネトロンスパッタリング方法。
  20. 【請求項２０】 所定形状に従った外形及び周部を持っ
    た上部フランジを有するスパッタリングプロセスチャン
    バと、 前記上部フランジに封着され且つ前記フランジから絶縁
    されている陰極として機能するよう、バイアスがかけら
    れるスパッタリングターゲット組立体と、 前記スパッタリングプロセスチャンバの前記上部フラン
    ジの前記所定形状に従った外形及び周部を有する圧力均
    衡用チャンバであって、前記スパッタリングターゲット
    組立体の背面に配置され封着された前記圧力均衡用チャ
    ンバと、 前記スパッタリングターゲット組立体をプロセスオペレ
    ータによる接触から電気的に絶縁する１組の絶縁部材
    と、 を備えるスパッタリング装置。
  21. 【請求項２１】 ターゲットバッキングプレート組立体
    と、 前記ターゲットバッキングプレート組立体の第１の面に
    密着状態にあるスパッタリングターゲットと、 上部チャンバと、 上部チャンバ圧力制御手段と、 を備えるスパッタリング組立体であって、 前記ターゲットバッキングプレート組立体の前記第１の
    面は、スパッタリングチャンバの開口部を封止すべく該
    開口部を覆うように形成されており、 前記上部チャンバは、前記ターゲットバッキングプレー
    ト組立体が該上部チャンバと前記スパッタリングとの間
    の壁として作用するように、前記第１の面の反対側の前
    記ターゲットバッキングプレート組立体の第２の面に封
    着される底部開口部を有しており、 前記上部チャンバ内の圧力と前記スパッタリングチャン
    バ内の圧力とが互いに近付くにつれて、前記スパッタリ
    ングチャンバ及び前記上部チャンバ間の圧力差による前
    記ターゲットバッキングプレート組立体上の圧力荷重が
    減少するように、前記ターゲットバッキングプレート組
    立体は前記上部チャンバの前記底部開口部と前記スパッ
    タリングチャンバの前記開口部との間に配置されてお
    り、 前記上部チャンバ圧力制御手段は、前記上部チャンバ内
    の圧力を前記スパッタリングチャンバ内の圧力と差を持
    つよう制御するようになっており、 前記スパッタリングターゲット及び前記ターゲットバッ
    キングプレート組立体の一部が、前記スパッタリングチ
    ャンバ及び前記上部チャンバ間の圧力差が変動した場合
    に湾曲するよう形成されており、 前記スパッタリングチャンバ及び前記上部チャンバの少
    なくとも一方の圧力は、スパッタ堆積される対象物の一
    部と前記スパッタリングターゲットの一部との間の距離
    を変えるべく前記スパッタリングターゲットの一部及び
    前記ターゲットバッキングプレート組立体の一部におけ
    る湾曲を制御するよう調節され、前記対象物上にスパッ
    タ堆積された薄膜の厚さの均一性を改善するようになっ
    ている、 スパッタリング組立体。
  22. 【請求項２２】 前記ターゲットバッキングプレート組
    立体には、１つ以上の入口開口部と出口開口部を有する
    熱交換流体通路が貫通形成されている、請求項２１に記
    載のスパッタリング組立体。
  23. 【請求項２３】 前記ターゲットバッキングプレート組
    立体は、真空圧力となる前記上部チャンバ、前記スパッ
    タリングチャンバ及び関連の通路と前記熱交換流体通路
    との間に封止手段を伴わずに構成されている、請求項２
    ２に記載のスパッタリング組立体。
  24. 【請求項２４】 真空源から前記上部チャンバへの連通
    手段が、前記スパッタリングチャンバに隣接する荒引き
    用真空ポートを通り、前記ターゲットバッキングプレー
    ト組立体の回りから前記上部チャンバに延びており、排
    気のために封止されるべき前記ターゲットバッキングプ
    レート組立体及び前記上部チャンバの位置決めが前記真
    空源からの前記連通手段と前記上部チャンバとの間のシ
    ールを同時に提供するよう、前記連通手段が構成されて
    いる、請求項２１に記載のスパッタリング組立体。
  25. 【請求項２５】 前記ターゲットバッキングプレート組
    立体の前記一部の湾曲による変位を所定の基準位置から
    計測するために非接触式の計測装置が用いられている、
    請求項２３に記載のスパッタリング組立体。
  26. 【請求項２６】 前記湾曲による変位の計測値は、前記
    上部チャンバ圧力制御手段へのデータ信号として供給さ
    れ、もって、スパッタ堆積される前記対象物と、湾曲さ
    れ得る前記スパッタリングターゲットの前記一部の表面
    との間の距離が所望の値に維持されるよう、前記上部チ
    ャンバ内の圧力が調節されるようになっている、請求項
    ２５に記載のスパッタリング組立体。
  27. 【請求項２７】 前記ターゲットバッキングプレート組
    立体の前記一部の湾曲による変位を所定の基準位置から
    計測するために非接触式の計測装置が用いられている、
    請求項２４に記載のスパッタリング組立体。
  28. 【請求項２８】 前記湾曲による変位の計測値は、前記
    上部チャンバ圧力制御手段へのデータ信号として供給さ
    れ、もって、スパッタ堆積される前記対象物と、前記上
    部チャンバ及び前記スパッタリングチャンバの間の圧力
    差の変化による前記ターゲットバッキングプレート組立
    体及び前記スパッタリングターゲットの湾曲の変化によ
    り位置が調節され得る前記スパッタリングターゲットの
    前記一部の表面との間の距離が所望の値に維持されるよ
    う、前記上部チャンバ内の圧力が調節されるようになっ
    ている、請求項２７に記載のスパッタリング組立体。
  29. 【請求項２９】 プロセスチャンバが真空にされる場合
    に、ターゲット組立体が前記プロセスチャンバに封着さ
    れるよう、前記プロセスチャンバの上面にターゲット組
    立体を配置するステップと、 前記ターゲット組立体により封止された前記プロセスチ
    ャンバ内を所定のプロセスチャンバ真空圧力とするため
    に、前記プロセスチャンバを真空源により真空引きする
    ステップと、 前記ターゲット組立体のターゲット面とは反対側の該タ
    ーゲット組立体の背面にカバー用チャンバを配置し、該
    背面で支持して、前記ターゲット組立体の前記ターゲッ
    ト面上のスパッタリングターゲットとなる位置に少なく
    とも対応する前記ターゲット組立体の前記背面の部分を
    囲む真空シールが前記ターゲット組立体の前記背面に対
    して形成されるようにするステップと、 前記カバー用チャンバ内を所定のカバー用チャンバ真空
    圧力とするために、前記カバー用チャンバを真空引きす
    るステップと、 スパッタリング中における前記プロセスチャンバ及び前
    記カバー用チャンバの間の圧力差を設定し調節して、前
    記プロセスチャンバ及び前記カバー用チャンバの間に配
    置された前記ターゲット組立体の一部の湾曲を制御し、
    前記ターゲット組立体の一部の前記湾曲により移動され
    得る前記ターゲット面上のスパッタリングターゲットの
    一部と前記プロセスチャンバ内のスパッタ堆積される対
    象物との間の距離を調節し、もって前記スパッタリング
    ターゲットのスパッタリング中に前記湾曲により移動さ
    れ得る前記スパッタリングターゲットの一部が侵食を受
    ける場合における、前記対象物上にスパッタ堆積される
    薄膜の均一性を改善する圧力差設定・調節ステップと、 を含むスパッタリング方法。
  30. 【請求項３０】 前記圧力差設定・調節ステップにおい
    て、前記プロセスチャンバと前記カバー用チャンバとの
    間の前記圧力差を調節するステップは、前記前記プロセ
    スチャンバと前記カバー用チャンバとの間の前記ターゲ
    ット組立体の前記一部の湾曲の計測に基づいて前記圧力
    差を調節することを含んでいる、請求項２９に記載のス
    パッタリング方法。
  31. 【請求項３１】 前記計測は非接触計測法により行われ
    る、請求項３０に記載のスパッタリング方法。
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