JPH07501105A - ターゲット構成部品によって運ばれる機械で読み取り可能な標識を用いたスパッタコーティングのための方法並びに装置 - 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】 ターゲット構成部品によって運ばれる機械で読み取り可能な標識を用いたスパッ タコーティングのための方法並びに装置本発明はスパッタコーティングに関わり 、更に詳細にはスパッタコーティングシステム内でのスパッタリングターゲット の識別、特性および履歴に関する情報の管理並びに使用に関する。

従来の技術 スパッタコーティングは一般的に化学的不活性ガスで満たされた真空箱内で実施 される工程であり、この中て基板か箱壁またはその他の陰極に対して負電位に置 かれているスパッタリング材料のターゲットからの物質でコーティングされる。

ターゲット表面近（の電位傾斜はターゲットから放射される電子に影響を与え、 これは通常接地されている箱壁の一部て構成される箱陰極へ向かう途中で不活性 ガスに衝突しその一部をイオン化する。次に生成された正イオンは負のターゲッ トに引き寄せられ、これらは衝突して運動量をターゲット材料に移行し、ターゲ ット表面から材料分子を放逐する。コーティング対象の基板は通常箱内にその表 面をターゲットに向けるように配置されており、放逐された分子の一部を受け取 りこれらは付着して基板表面を被覆する。

電磁スパッタリングはひとつのスパッタコーティング工程であり、ここではター ゲット表面を覆うように磁場か形成され、通常はターゲット表面に平行な磁力線 を含み、また多くの応用事例では閉じた磁気トンネルの形状をしている。磁場は 放射された電子か螺旋曲線路内を移動するように作用し、これらの電子をその磁 場で囲われたターゲット表面の近傍に捕捉し、これによって電子とガス分子との 衝突確率か増加し、これは引き続いてガスのイオン化及びスパッタリング工程の 効率を増加させる。

電磁スパッタコーティング工程に於て、スパッタリングターゲットからの物質に よるスパッタリングは磁場により捕捉されているプラズマが最も濃密なターゲッ トの領域で最も急速に生じる。これは結果としてターゲット表面からのスパッタ リング材料を釣合を取りながら消費または侵食させる。スパッタリング表面のそ の他の部分からのスパッタリング材料の侵食は、一般的にターゲット表面のその 部分上でのプラズマの強度そして／または存続期間に比例して変化する割合で生 じる。この様なターゲット表面に渡って異なる割合で生じるターゲットの侵食は 場合によっては、例えば基板の均一なコーティングを実現する上で望ましいもの であり、これは例えば本願と同じ誼受入に譲渡された米国特許第４．　９５７゜ ６０５号に記載されており、ここに明示的に援用するものとする。

その組成と同様にスパッタリングターゲットの形状はスパッタリング機械の運転 パラメータ、例えばスパッタリング電力レベル、ターゲット上の磁場の特性、ガ ス組成とスパッタリング箱内の圧力、スパッタリング処理時間、およびその他の 要因といった機械を運転する上で設定すべき条件を決定する。スパッタリングタ ーゲットの形状はターゲットを使用する際にターゲットか侵食されるにともなっ て変化する。ターゲットの使用履歴およびターゲットの使用履歴に於けるパラメ ータの設定状態履歴は、ターゲットの寿命中の任意の時点でのターゲットの、特 にその形状を含む特性に影響を与える。従って、任意の時点に於ける、そのター ゲットを最適状態で使用するためのパラメータ設定は、個別のターゲットの使用 履歴によって変化する。更に加えて、例えば組成の変（ｔ、、組織または結晶構 造といったターゲット毎での変化は、スパッタコーティング工程の最適性能を実 現するための機械の動作パラメータに対して異なる調整を必要とするであろう。

その様な調整はそのターゲットか使用されるにしたかって経験的に行われる。更 に特定のターゲットの識別およびその組成および使用履歴に関する情報が、スパ ッタリングターゲットの寿命中のどの時点に於いても、これを用いて製造される 製品を評価する上で重要な場合もある。これが特に重要なのは、ターゲットが置 き換えられた時と、以前に使用されていたターゲットがスパッタリング機械に取 り付けられた時とである。スパッタリング工程に関連するパラメータに関する情 報の使用は、本願と同じ誼受入に譲渡され係属中の米国特許出願第０７１５７０ ゜９４３号、１９９０年８月２２日出願、名称”スパッタコーティング工程制御 方法並びに装置”に記載されており、ここに明示的に援用するものとする。

スパッタリングターゲットの識別、特性および履歴に関する情報の使用、そして その情報とそのターゲットで製造された製品との相関（＝１けは、従来技術では 人手による作業であった。同様に機械の動作パラメータの適切な設定も機械の運 転員による手動での判断決定が要求されていた。従って、従来技術ではターゲッ トに関する情報の不十分な使用しか提供できず、また非効率であり、誤りの危険 性もあった。

従って、スパッタコーティング工程に於いて、スパッタリングターゲットに関す る情報を効率的に保守し並びに使用するための方法並びに装置を提供する必要本 発明のひとつの目的は、スパッタコーティング機械の処理箱内に存在する特定の ターゲットに関する情報を任意の時点て、迅速にかつ高い信頼性で利用できるス パッタリングコーティング方法並びに装置を提供することである。本発明の更に 詳細な目的は、スパッタコーティング機械の処理箱内に取り付けられたスパッタ リングターゲットの識別、特性または履歴に関する情報を利用できるようにする 事である。

本発明の原理によれば、消耗品であるターゲットまたはターゲットから取り外し 可能なターゲット構成部品に搭載されている媒体上に記録された、機械て読み取 り可能な標識を存するスパッタリングターゲット構成部品が提供されている。

スパッタコーティング機械は媒体からの情報を読み取るための検出器または読み 取り機を具備したひとつのスパッタリング箱を有し、この中でターゲットはスパ ッタリングされる。

本発明の好ましい実施例に於いて、標識は例えば通し番号のような唯−無二のタ ーゲット識別情報で符号化されており、これはそのターゲットを識別し、装置の メモリ内に格納されているターゲットの特性、その組成そして／またはその使用 履歴に関連する情報と相関ｆすられる。これとは別に媒体上に符号化されている 情報として、ターゲットの組成またはその他の特性の情報、そしてまたターゲッ トの使用履歴を含むことも可能である。

別の実施例に於いて、この媒体は読み取り専用メモリであって、これはターゲッ トの識別情報またはターゲットの組成のような変化しない特性を記録するのに適 している。媒体はまた読み取り／書き込みメモリであっても良く、これは例えは ターゲット履歴のような情報を記録するのに適しており、この履歴情報は各操業 の後にそのターゲットが使用されたスパッタリング機械内の書き込み装置により 更新される、または日付、時刻、バッチ番号というような情報を運ぶ事もできる 。これとは別に、記録媒体は機械で読み取れる形式でスパッタリング箱から離れ た場所で書き込みまたは符号化され、その後でターゲットが装置から取り出され た際に、ターゲットの裏あて板、またはターゲットか接着されているかまたはし っかりと取り付けられているその他の構造物に貼付けることも可能である。

ターゲットのスパッタリング材料が単独で取り替え可能な場合は、媒体をターゲ ットのスパッタリング材料に分離できないように搭載し、このターゲットの寿命 か尽きてターゲットの残りの材料か再利用されるときには破壊されるようにする ことか好適である。一方、ターゲット材料がターゲットの取り替え時に取り外し か可能な格納ネストまたは裏あて板に形成され接着されるように形成されている 場合は、媒体は裏あて板に搭載される。この様な場合ターゲット材料が裏あて板 から取り外されたりまたは接着される過程で、新たなターゲット材料に対応する 新たな情報を構成部品上に符号化出来るように媒体は破壊できるよってなければ ならない。

更に、本発明の原理によれば、スパッタリング工程は読み取り専用媒体内に記録 された符号化された標識を具備したターゲットを用いて実行するのか好適であり 、この標識はターゲットを唯−無二に識別し、これは更に例えばターゲットの組 成またはターゲット設計または型式のような変化しないデータの情報も運ぶ。

装置内の読み取りヘラＩ・は、標識からの１ｎ報を読み取るためにスパッタリン グ箱の中に固定されている。このヘッドは機械のメモリ内に情報を格納するため の回路に接続されている。ターゲット上の読み取り／書き込み媒体は更にターゲ ットの使用履歴に関するＩＲ報も含み、これは最初はそのターゲットか新品であ ることを示すように設定されている。装置内の読み取り／書き込みヘッドの位置 は、読み取り／書き込み媒体から情報を読み取り、装置内にある間にターゲット の上に使用状況を示すように更新された形式でその情報を上書きする場所に配置 されている。従ってもしもターゲットか取り外され、後で同一の装置または記録 された情報を読み取るように装備された別の装置に再度取り付けられた場合に、 正確に更新されたターゲットの使用履歴の記録、また従ってターゲットの条件を 決定するための情報がスパッタリング機械で利用できる。装置は好適にマイクロ プロセッサを含み、これは工程の分析または装置の制御のための情報を取り扱う ことができる。

本発明の好ましい実施例によれは標識を搭載した媒体はターゲットの背面または ターゲットか接着されている裏あて板の上に置かれていて、スパッタリング箱の 環境の外部にあるターゲット保持器の背後から読み取りまたは書き込みが行える ようになされている。

本発明のこれらのまたその他の目的並びに特長は添付図による以下の詳細説明に より更に容易に明かとなろう、ここで添付図は：図面の簡単な説明 第１図は本発明の原理を体現しているスパッタコーティング装置の一つの提出さ れた実施例の断面図。

第２図は第１図の装置のターゲット構成部品の断面図。

第２図は第１図の円で囲まれた部分３の領域の別の実施例の拡大図。

第４図は第１図の一部の断片図でありまた別の実施例を図示する。

第５図は第１図に示す装置の運転操作のひとつの提出された実施例の流れ図。

実施例の詳細な説明 本発明に関係する型式のスパッタリング機械は以下の本願と同じ論受入に鐘体さ れた米国特許および係属中の特許出願に記載されており、これらはこの明細書で も明示的にそっくりそのまま援用するものとする：米国特許第４，９０９，６９ ５号および第４．９１５，５６４号、名称”ウェファ−状材料の取扱並びに処理 のための方法並びに装置”　。

米国特許出願第０７／３３９，３０８号、１９８９年４月１７日出願、現米国特 許第４，９５７，６０５号、名称”ステップ移動されるウェファ−のスパッタコ ーティングのための方法並びに装置”　；および米国特許出願第０７／６０６， ７０１号、１９９０年１０月３１日出願。

本発明の好ましい実施例は、先に援用した米国特許出願第０７／６０６．７０１ 号のスパッタリングターゲットおよび陰極構成部品として提示されており、その 最も関連する部分は第１図および第２図に図示されている。

第１図に断面図で図示されているのは、本発明の原理に基づくスパッタコーティ ング装置のスパッタコーティング処理箱１０である。箱１０は米国特許第４゜９ ０９．６９５号に開示されているスパッタコーティング装置の一部である。

背面板空間１９は処理箱ｌＯの内部に囲われている。処理箱内の背面板１９と陰 極構成部品モジュール２０との間に、平板なシリコンウェファ−または円盤形状 の基板または製作品２１があって、これは表面２２を有しその上に処理箱１０内 で実行されるスパッタコーティング工程中にコーティングが蒸着される。ウェフ ァ−２１はウェファ−保持器２５で支えられている。好適にウェファ−２１は処 理箱ｌＯの中心軸２７に垂直な平面上に中心を共存するように支持されている。

陰極構成部品モジュール２０はスパッタリングターゲット４ｏを搭載し、これは 例えば、連続した滑らかな凹面形のスパッタリング表面４１と背面３９とを存す る円形のターゲットである。陰極構成部品モジュール２ｏはターゲット４ｏをそ の中心軸が箱１０の中心軸２７と整列し、かつそのスパッタリング表面４１がウ ェファ−２１のコーティングされる表面２２に対面するように保持する。

ターゲット４０はターゲット取り付は枠、保持器または面３９と合致し中心軸２ ７と同軸の前面４３を有する裏あて板４２で支えられている。ターゲット４゜の 背面３９は好適にハンダまたはその他の接着方法て裏あて板４２の前面４３と、 密接な熱接触を得るように接着されている。ターゲット背面３９は冷却面であっ て、ターゲラ）・４０か保持器４２に装着された際には、保持器４２の表面４３ と合致し密接な冷却接触を行う。裏あて板４２の背後、冷却面４３の反対側には 通常は水である冷却液を循環するための空間４４があって、スパッタリング中に ターゲ月・４０内で発生した熱を、熱伝導性の良好なターゲット保持器４２て冷 却することにより取り去る。冷却液は以下に示すように磁石構成部品５ｏ内の入 口４５から入り、出口４６から出るように空間４４を循環する。空間４４は裏あ て板４２の背後で格納容器構造４８で囲われており、この上に裏あて板４２が固 定され、ボルト４９て締め付けられている。

ターゲット４０の表面の形状は、スパッタリング材料の塊を旋盤の上で回して加 工出来るようなものか好ましい。ターゲット保持器４２は伝熱性及び導電性の良 い物質、好適に硬焼き入れされた０ＦＨＣ銅または合金１１０て作られている。

本発明の図示された実施例に於て、磁石構成部品５０は軸５１を含み、これはネ ジを切られた端部５２を有し、これによって軸５１は裏あて板４２の裏面中央で ネジ穴５３に固定されている。構成部品５０はまた回転可能な磁石搭載構成部品 ５５をも含み、これは非磁性体ステンレス鋼またその他の中央穴５７を有する物 質の円盤５６を含み、この穴の部分で円盤５６はスリーブ部材５８に固定され、 この部材は格納容器４８を貫通しベアリング部材５９を通して回転可能なように 裏あて板４２に装着されており、中心軸２７上の軸５１の回りに回転する。回転 可能な磁石構成部品は更に円盤５６上に固定されそれとともに回転する磁石構造 ６０を含む。磁石６０は中心軸２７を取り囲み、前面４３と反対側の裏あて板４ ２の下または背後に横たわっていて、また裏あて板４２の表面４３上に装着され たターゲット４０のスパッタリング表面４】上に近接した磁場を発生させるよう に、これらに十分近接している。

軸５１は冷却液入口ダクト６２を有し、これは裏あて板４２と格納容器４８との 間の内部冷却室４４への入口４５と連絡するように内部を通って延長している。

格納容器４８はその周辺部に取り付けられた冷却液排出ダクト６３を有し、これ は冷却空間４４内の液排出部４６と連絡している。

格納容器４８の背後にはブラケット６４か取り付けられており、これには磁石回 転駆動モータ６５か装着されている。モータ６５は出力軸６６を有し、その端部 にははめ歯の付いた駆動輪６７が具備されており、これははめ歯の付いた駆動ベ ルト６８を駆動する。ベルト６８は駆動軸７０に装着されているはめ歯の付いた 駆動輪６９の回りまて延びており、この駆動軸は格納容器４８上に回転可能なよ うに、それを貫通するように取り付けられていて自由端７１を有し、ここには駆 動歯車７２が装着されている。駆動歯車７２は空ｒＩ！Ｉ４４の内部に配置され ており、ここで回転可能な磁石構成部品５０の円盤５６に装着されている交接歯 車７４と噛み合っている。従ってモータ６５か励起されると、磁石構成部品５０ を回転させ、裏あて板４２の裏側の磁石６０を回転させ、ターゲット４０のスパ ッタリング表面４１を覆う磁場を回転させる。

磁石構造６０の構成の詳細及びその磁石構成部品５０上での配列については、第 ２図を参照する事により更に良く理解できる。磁石構造６０は非同心環状磁石８ ０てあって、これは予め決められた形状で中心軸２７を取り囲むように締め付は ブロック８１−８３で保持されている。

第１図および第２図に於て、磁石搭載部材５５は貫通孔１００を有しこれは光学 的に透明なレンズｌｏｔて満たされ、締め付はブロック８３および板５６を貫通 している。ある特定の角度の時に孔１００と整列するように、ターゲット裏あて 板４２の裏側にこれと同じ平面に揃うように埋め込まれ固定されているのは、例 えば光学的に読み取り可能なバーコード＋０３のような、読み取り専用媒体を搭 載した標識である。格納容器４８に隣接しバーコード１０３の反対側には従来型 のバーコード読み取りヘラ白０４があって、これはレーザー光源と受光機とを含 む。レンズ１０１はバーコードを走査してレーザー光をバーコード１０３に送り 、また反射光を透過させ格納容器４８の窓１０７の外側にある読み取り機１０４ の検出器か読み取れるようにしている。

第３図に示す別の実施例では、媒体搭載バーコードｌ０３ａは直接ターゲット４ ０の背面３９に搭載されている。この実施例では穴１０５か裏あて板４２に具備 されており、バーコード＋０３ａが裏あてｗ、４２の裏側から覗けるようになっ ている。

更に別の実施例か第４図に示されており、ここではバーコードまたは別の記憶素 子１０３ｂか裏あて板４２の外部フランジに、格納容器４８の外側に取り付けら れた読み取り機１０４ｂて読み取れるように装着されている。

読み取り機１０４（または１０４ａ）の検出器はマイクロプロセッサ１０８の端 子に接続された信号線１０６を有し、これは続いてメモリ＋１０に接続されたバ スが具備されている。バーコード上の情報は、ひとつの実施例では、ターゲット ４０の通し番号である。この実施例ではメモリ＋１０内に格納されているのは、 当該ターゲット４０および通し番号毎で区別されたそれぞれのターゲットに関連 する別のターゲットの、ターゲット組成に関する情報および履歴に関するデータ である。装置の制御機＋２５はマイクロプロセッサ＋０８の出力に接続され、こ れは制御プログラムを通してメモリ＋１０内に格納されている組成並びに履歴デ −夕に応答する。この様にして、制御機１２５は例えばターゲット給電装置１２ ７に接続された出力を介して、例えばスパッタリング運転中のタープ・ソトへの 電力供給のような処理パラメータを制御するが、これら全ては更に詳細に先に援 用した特許出願第０７１５７０，９４３号に記載されている。

別の実施例では、記憶素子１０３．１０３ａまたは１０３ｂは例えばタープ・ソ ト組成またはターゲット電力制限のような情報を含んでいる。

更に別の実施例では、不揮発性読み取り／書き込み媒体が記憶素子１０３，１０ ３ａまたは１０３ｂに、またはそれに付加するように具備されている。このよう な実施例ては、読み取り機４０４または１０４ｂの内部に、またはそれに付加す るように、読み取り／書き込み装置か具備されており、配線１０６を通してマイ クロプロセッサ１０８の入出力部に接続されている。読み取り／書き込み媒体お よび読み取り／書き込みヘッドによって、装置内でのターゲット使用履歴のよう なデータ、例えばターゲットに供給された電力、ターゲットでの総エネルギー消 費、処理時間、処理運転の日時、バッチ番号またはその他のウェファ−識別情報 がヘッド１１４により媒体１１３上に格納される。

ターゲットの裏あて板に固定された標識記録媒体１０３．１０３ａまたは！０３ ｂは、新たなターゲットが裏あて板４２に取り付けられる接着工程によって破壊 されるような形式である。例えばバーコードは、仮に接着方式が用いられる場合 にはターゲットを裏あて板にハンダで取り付ける際に必要とされる温度によって 消えるようなインクで描かれていてもよい。これとは別に、媒体が接着温度で熔 けるような材質で作られているか、またはターゲットを接着または剥す際に機械 的に破壊されるような構造に固定されていてもよい。

本発明の運転は第５図を参照することにより最も良く理解されよう、これは本発 明のひとつの実施例に基づくマイクロプロセッサ＋０８および制ｒｎ機１２５の 運転の流れ図である。ターゲットの取り付は時または取り付は後、タープｙ　） または裏あて板に固定された標識の読み取りか開始される。次に、読み取れらた 何らかの情報がもし存在すればこれかターゲットに搭載された実際に機械で読み 取り可能な標識か否かを判定するために検査される。もしも存在しない場合は、 ターゲットに関する情ｔ「が記録できるようになんらかの唯−無二の識別がター プ・ノドに割り当てられる。従って、ターゲットをスパッタリング機械で使用す るためにターゲットに機械で読み取り可能な符号が必ずしも具備されていなけれ ばならないということではない。その様なターゲットは本発明を適用する以前に 使用されていた方法での機械設定の運転パラメータで使用できる。この様なパラ メータは手動で入力されるかまたは機械制御装置によってデフォルト設定値に設 定される。

もしもマイクロプロセッサプログラムて認識される機械で読み取り可能な標識が ターゲットから読み取られると、次にターゲット識別符号がプログラムによって 解釈され、その池の全てのターゲット上に記録されかつ読み取れらた情報か解釈 される。この様なその他の情報は、ターゲットの材質の種類、特別なパラメータ 設定、または当該ターゲットの過去の使用履歴等である。その様な過去の使用と は、当該ターゲットの生涯で現在までに消費された総スパッタリングエネルギー であり、これはターゲットの侵食状況、従ってその表面の形状の指標として使用 できる。

ターゲットの解釈された識別子が次にメモリ１１０内に格納されている情報と比 較され、そのターゲットか以前にその装置で使用されたか否かの判定、または取 り付けられているターゲットに関する情報か既にメモリにロードされているか否 かの判定を行う。もしもターゲットの識別子がメモリ内に発見されなかった場合 は、当該ターゲットの識別登録かメモリに対して行われ、当該ターゲットから読 み取られたその他の情報が、もし存在する場合はメモリ内の対応する格納場所に 格納される。ある実施例では、ターゲット識別符号とおそらくはターゲット材質 種類のみをターゲットから読み取り、メモリ内にターゲット識別符号と共に予め 登録されている情報の助けを借りるのか望ましい。

次に、ターゲットから読み取られ当該ターゲットに関連するメモリから検索され た情報は、そこにスパッタコーティング工程が新たに取り付けられたターゲット で実行できるように機械の運転パラメータを設定するのに十分な情報が存在して いるか否かの判定を行うためにチェックされる。もしも十分な情報か存在しない 場合は、付加情報を運転員か手動で入力するため、またはプログラム選択された 指定またはデフォルトパラメータ設定を行うための準備が行われる。

もしも十分な情報がターゲットから読み取られるかまたは当該タープ・ソトに関 連するメモリから検索された場合は、次にその情報か解釈されＩ（ラメータはス ノくツタコーティング工程を実施するための装置の運転用に設定される。タープ ・ソトの寿命およびターゲット材料に関する情報は、例えばスパッタリング電力 レベルを設定するために使用される。ターゲットの種類およびタープ・ソｉ・の 材料もまた、最大電力制限を設定するために使用される。

ひとたびパラメータか設定されると工程の初期化か行える。工程か実行される際 には日時に影響する時計とカレンダーが、当該ターゲットと共に実行されるよう に設定された工程のパラメータと一緒にメモリーに記録される。また、ウェファ −のバッチ番号およびコーティングされる基板の数といった情報か当該ターゲッ トに対応するメモリ位置に記録される。好適に使用時間やタープ・ノドに供給さ れた電力レベルかそのターゲットに供給された総エネルギーの記録と共にそのタ ーゲット用に記録される。その後このターゲットを使用する度に、この情報はこ のターゲット用にメモリの中で更新される。

好適に、格納された情報はターゲット媒体の上、またはターゲットに固定される 媒体の上に書き込まれる。情報の書き込みは直接装置の中で書き込みへ・ソトＩ １４により書き込み可能媒体＋１３の上に書き込まれる。しかしながら箱の内部 の環境は一般的に多くの望ましい書き込み技術に対して苛酷であるため、媒体へ の更新情ｔＵの書き込みはスパッタリング箱から離れた場所で、例えは光学的に 読み取り可能なバーコードの印刷の様な機械か読み取り可能な形式で行われ、こ の媒体はターゲットか箱から取り外された時に当該ターゲットに固定される。

本発明をこれまで説明してきたが、本技術分野に精通の者には明らかなように本 発明はここに説明した以外の種々の形態を取り得る。従って本特許の範囲は以下 の特許請求の範囲によってのみ制限される。

く 補正書の写しく翻訳文）提出書（ｖＩｒｆ法第１８４条の８）更に加えて、例え ば組成の変イし組織または結晶構造といったタープ・ソ１−毎での変化は、スパ ッタコーティング工程の最適性能を実現するための機械の動作ノくラメータに対 して異なる調整を必要とするであろう。その様な調整はそのターゲットが使用さ れるにしたがって経験的に行われる。更に特定のタープ・ノドの識別およびその 組成および使用履歴に関する情報が、スバ・ツタリングターゲットの寿命中のど の時点に於いても、これを用いて製造される製品を評価する上で重要な場合もあ る。これが特に重要なのは、ターゲットが置き換えられた時と、以前に使用され ていたターゲットがスパッタリング機械に取り付けられた時とである。

スパッタリング工程に関連するパラメータに関する情報の使用は、本願と同じ譲 受人に鐘体され係属中の米国特許出願第０７１５７０，９４３号、１９９０年８ 月２２日出願、名称”スパッタコーティング工程制御方法並びに装置″に記載さ れており、ここに明示的に援用するものとする。

スパッタリングターゲットの識別、特性および履歴に関する情報の使用、そして その情報とそのターゲットで製造された製品との相関付けは、一般的に人手によ る作業であった。同様に機械の動作パラメータの適切な設定も機械の運転員によ る手動での判断決定が要求されていた。結果として当該ターゲラｌ−，！こ関す る情報の使用が不十分てあり、そして必然的な結果非効率で誤りの危険もあった 。

従って、スパッタコーティング工程に於いて、スパッタリングターゲットに関す るＩＲ報を効率的に保守し並びに使用するための方法並びに装置を提供する必要 がある。

米国特許ｆｆ１４９０２３９８号にはスパッタリング工程か記述されており、そ の手順は予めプログラミングされておりコンピュータ制御されている。運転を制 御するために必要なパラメータは箱圧力、電力レベル、コーティングされる材料 の通過速度およびプラズマ形成ガス組成を含む。源のターゲット種類およびその ”寿命”か環ノルベルを決定するために採用されている。使用されているタープ ・ソトのスパッタリング時間か監視され、そしてその”寿命２値がそれにふされ しく減じられる。初期”寿命“情報の出所の詳細は与えられていない。

米国特許第４１６６７８３号はコンピュータを具備したスパッタリングシステム を記述しており、このコンピュータはスパッタリング源での電力消費を監視し、 使用中の特定のスパッタリングターゲットの使用履歴を累積している。望ましい 蒸着速度情報が使用可能なターゲット寿命の終わりを判定するための基準として コンピュータに入力される。コンピュータは各々の使用中の陰極の累積履歴を監 視し、入力情報の更新および変更が出来るようにしている。個々のターゲットに 特定の情報は、少なくとも最初の段階では、スパッタリング工程の制御には利用 できない。

スパッタコーティング材料の消耗品であるターゲットには、本発明によれば、機 械で読み取り可能な標識の中に当該ターゲットに関する情報か記録された記録媒 体が固定されている。

本発明によれば、スパッタコーティングされた製品の製造方法は、スパッタコー ティング装置のスパッタコーティング箱の中にスパッタコーティング材料のター ゲットを取り付（九当該ターゲットを使用したスパッタコーティング工程を実施 しスパッタコーティング材料の被覆を製品の上に蒸着する手順を含み、ここで当 該ターゲットが＃ａｖｃで読み取り可能な情報を搭載した媒体を有し、前記方法 が装置に搭載された読み取り機によって前記媒体から情報を読み取り、当該ター ゲットの使用に関するｔｎ報をメモリに格納する手順を含み、この情報には前記 媒体から読み取られた情報か含まれる事を特徴とする。

本発明は、スパッタコーティング機械の処理箱内に存在する特定のターゲットに 関する情報を任意の時点で、迅速にかつ高い信頼性で利用できるスパッタリング コーティング方法並びに装置を提供する。特に好ましい実施例では、スパッタコ ーティング機械の処理箱内に取り付けられたスパッタリングターゲットの識別、 特性または履歴に関する情報を利用できる。

好ましいスパッタリングターゲット構成部品は消耗品であるターゲットまたはタ ーゲットから取り外し可能なターゲット構成部品の一部に搭載されている媒体上 に記録された、機械で読み取り可能な標識を有する。

ターゲットのスパッタリング材料が単独で取り替え可能な場合は、媒体をターゲ ットのスパッタリング材料に分離できないように搭載し、このターゲットの寿命 か尽きてターゲットの残りの材料が再利用されるときには破壊されるようにする ことが好適である。一方、ターゲット材料がターゲットの取り替え時に取り外し か可能な格納ネストまたは裏あて板に形成され接着されるように形成されている 場合は、媒体は裏あて板に搭載される。この様な場合ターゲット材料が裏あて板 から取り外されたりまたは接着される過程で、新たなターゲット材料に対応する 新たなｆＲ報を構成部品上に符号化出来るように媒体は破壊できるようでなけれ ばならない。

更に、スパッタリング工程は読み取り専用媒体内に記録された符号化された標識 を具備したターゲットを用いて実行するのか好適であり、この標識はターゲット を唯−無二に識別し、これは更に例えばターゲットの組成またはターゲット設計 または型式のような変化しないデータの情報も運ぶ。

米国特許第４．９０９，６９５号および第４，９１５．５６４号、名称”ウェフ ァ−状材料の取扱並びに処理のための方法並びに装置”　：米国特許出願第０７ ／３３９．３０８号、１９８９年４月Ｉ７日出願、現米国特許第４，９５７，６ ０５号、名称”ステップ移動されるウェファ−〇スパッタコーティングのための 方法並びに装置”；および米国特許出願第０７／６０６，７０１号、１９９０年 １０１３１日出願。

本発明の好ましい実施例は、先に援用した米国特許出願第０７／６０６，７０１ 号のスパッタリングターゲラ！・および陰極構成部品として提示されており、そ の最も関連する部分は第１図および第２図に図示されている。

第１図に断面図で図示されているのは、スパッタコーティング装置のスパッタコ ーティング処理箱１０である。箱ｌＯは米国特許第４，９０９．６９５号に開示 されているスパッタコーティング装置の一部である。

背面板空間１９は処理箱ＩＯの内部に囲われている。処理箱内の背面板１９と陰 極構成部品モジュール２０との間に、平板なシリコンウェファ−または円盤形裏 あて板４２の背後、冷却面４３の反対側には通常は水である冷却液を循環するた めの空ｒＷＩ４４があって、スパッタリング中にターゲット４ｏ内で発生した熱 、を、熱伝導性の良好なターゲット保持器４２で冷却することにより取り去る。

冷却液は以下に示すように磁石構成部品５ｏ内の入口４５から入り、出口４６か ら出るように空間４４を循環する。空間４４は裏あて板４２の背後で格納容器構 造４８で囲われており、この上に裏あて板４２が固定され、ボルト４９て締め付 けられている。

ターゲット４０の表面の形状は、スパッタリング材料の塊を旋磐の上で回して加 工出来るようなものが好ましい。ターゲット保持器４２は伝熱性及び導電性の良 い物質、好適に硬焼き入れされた０ＦＨＣ鋼または合金１１０で作られている。

図示された実施例に於て、磁石構成部品５ｏは軸５工を含み、これはネジを切ら れた端部５２を有し、これによって軸５Ｉは裏あて板４２の裏面中央でネジ穴５ ３に固定されている。

しかしながら箱の内部の環境は一般的に多くの望ましい書き込み技術に対して苛 酷であるため、媒体への更新情報の書き込みはスパッタリング箱から離れた場所 で、例えば光学的に読み取り可能なバーコードの印刷の様な機械か読み取り可能 な形式で行われ、この媒体はターゲットが箱から取り外された時に当該ターゲッ トに固定される。

請求の範囲 １、スパッタコーティング材料の消耗品であるターゲットであって、その上に機 械で読み取り可能な標識の中に当該ターゲットに関するｌ＃ｆｌＪが記録されて いる記録媒体を固定されていることを特徴とする、前記ターゲット。

２、請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録された前記情報が 当該ターゲラＩ・の識別に関する情報を含む、前記ターゲット。

３、請求項第１項または第２項のいずれかに記載のターゲットに於て、前記媒体 上に記録された前記情報が当該ターゲットの組成に関する情報を含む、前記ター ゲット。

４、先行の請求項のいずれかに記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録され た前記情報が当該ターゲットの履歴に関する情報を含む、前記ターゲット。

５、先行の請求項のいずれかに記載のターゲットに於て、前記媒体が読み取り／ 書き込み媒体である前記ターゲット。

６、請求項第１項から第４項のいずれれかひとつに記載のターゲットに於て、前 記媒体か読み取り専用媒体である前記ターゲット。

７、先行の請求項のいずれかに記載のターゲットに於て、前記媒体が前記スパッ タコーティング材料に搭載されている前記ターゲット。

８、請求項第１項から第７項のいずれかひとつに記載のターゲットが更にスパッ タコーティング材料を固定されて有するターゲット保持器を含み、前記媒体が前 記保持器に搭載されている前記ターゲット。

９、請求項第８項記載のターゲットに於て、前記媒体に記録されている情報が前 記ターゲラＩ・を前記ターゲット保持器から取り外すかまたは取り付ける工程で に破壊されるように、前記媒体が前記ターゲット保持器の上に配置されている前 記ターゲット。

１０、請求項第８項または第９項のいずれかに記載のターゲットに於て、前記タ ーゲット保持器が前記ターゲットに対して、ターゲットをターゲット保持器から 取り外す際に閾値温度まで加熱しなければならないように固定されており、前記 媒体が熱によって消去可能であり、そこに記録されていた情報を前記閾値温度ま たはそれ以下で消去する、前記ターゲット。

１１、請求項第８項から第１０項のいずれかひとつに記載のターゲットに於いて 、前記媒体がターゲラ１−保持器の背面に配列され、読み取り装置がターゲット 保持器の裏側に配置されている、前記ターゲット。

１２、スパッタコーティング装置であって、スパッタ処理箱を定める構造と、前 記箱内に保持された請求項第４項から第１１項のいずれかひとつに記載のターゲ ットど、そして前記構造に搭載され前記記録媒体から情報を読み取る位置に配置 されている装置とを含む、前記装置。

１３、請求項第１２項記載の装置に於て、前記媒体上に記録された情報が前記タ ーゲットの識別に関する情報であり、前記装置が更に前記読み取り装置に結合さ れ前記ターゲットの識別に関する情報を格納するための装置を含む、前記装置。

１４、請求項第１３項記載の装置に於て、前記格納装置が更に前記ターゲットの 識別に関する情報と関連して前記ターゲットの使用履歴に関する情報を格納する ための装置を含む、前記装置。

１５、請求項第１４項記載の装置に於て、装置が更に前記スパッタリング箱内で 前記ターゲットと共にスパッタコーティング工程を実施するための装置と、この 工程の実行に従ってターゲットの履歴を更新するための装置とを含む、前記装置 。

１６、請求項第１３項から第１５項のいずれかひとつに記載の装置に於て、前記 格納装置か更に前記ターゲットの識別に関する情報と関連して前記ターゲットの 使用時間に関するｉｎ報を格納するだめの装置を含む、前記装置。

１７、請求項第１２項から第１６項のいずれかひとつに記載の装置に於て、前記 媒体か読み取り／書き込み媒体であり、前記装置が更に前記スパッタリング箱内 で前記ターゲットと共にスパッタコーティング工程を実施するための装置と、前 記工程で発生した記録を前記媒体に記録するための装置とを含む、前記装置。

１８、請求項第１２項から第１７項のいずれかひとつに記載の装置に於て、前記 媒体上に記録されている情報がターゲットの組成に関する情報であり、前記装置 が更に前記ターゲットにスパッタリング電力を供給するための装置と、前記読み 取り装置に結合され媒体から読み取られた情報にしたかって電力供給装置を制御 するための装置とを含む、前記装置。

１９．請求項第１２項から第１８項のいずれかひとつに記載の装置が更に前記箱 内でターゲットと共にスパッタコーティング工程を実施するためのスパッタリン グ装置を含み、前記スパッタリング装置が読み取り装置に結合され前記媒体から 読み取られた情報に従って前記工程を制御できるようになされている、前記装置 。

２０、スパッタコーティングされた製品を製造するための方法であって、スパッ タコーティング装置のスパッタコーティング箱内にスパッタコーティング材料の ターゲットを取り付け、前記ターゲットを用いてスパッタコーティング材料の被 覆の製品上への蒸着を行うスパッタコーティング工程を実施する前記方法に於い て、前記ターゲットが機械で読み取り可能な情報を搭載した媒体を有し、前記方 法が装置に搭載された読み取り機によって前記媒体から情報を読み取り、当該タ ーゲットの使用に関する情報をメモリに格納する手順を含み、この情報には前記 媒体から読み取られた情報が含まれる事を特徴とする、前記方法。

２１、請求項第２０項記載の方法に於て、読み取り手順が前記ターゲットの識別 に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法。

２２、請求項第２０項または第２１項のいずれかに記載の方法に於て、読み取り 手順か前記ターゲットの使用履歴に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法 。

２３、請求項第２０項から第２２項のいずれかひとつに記載の方法に於て、読み 取り手順か前記ターゲットの組成に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法 。

２４、請求項第２０項から第２３項のいずれかひとつ記載の方法が更に格納され た情報をターゲットに搭載された媒体に書き込むための手順を含む、前記方法。

２５、請求項第２０項から第２４項のいずれかひとつに記載の方法か更に格納さ れた１ｎ報を、機械で読み取り可能な媒体に書き込み、書き込まれた媒体を前記 ターゲットに固定する手順を含む、前記方法。

２６、請求項第２０項から第２５項のいずれかひとつに記載の方法か更に、媒体 上に記録された情報を検査し、もしも媒体上に情報が記録されていない場合は、 運転員に対して当該ターゲットの使用に関する情報の準備をうながす手順を含む 、前記方法。

２７、請求項第２０項から第２６項のいずれかひとつに記載の方法に於て、前記 格納された情報がスパッタリング中に当該ターゲットにより消費されたエネルギ ーに関するｔＲ報を含む前記方法。

２８、請求項第２０項から第２７項のいずれかひとつに記載の方法に於て、前記 スパッタリング中に当該ターゲットにより消費されたエネルギーの前記格納され た情報が、当該ターゲットに供給された電力と、該電力が供給された時間量の情 報を含む、前記方法。

フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ， ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　 ＣＨ，Ｃ３゜ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、 　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ 、ＳＥ、ＵＡ

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. １．スパッタコーティング材料の消耗品であるターゲットであって、その上に機 械で読み取り可能な標識の中に当該ターゲットの特性に関する情報が記録されて いる記録媒体を固定されている、前記ターゲット。
2. ２．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録された前記情報が 当該ターゲットの識別に関する情報を含む、前記ターゲット。
3. ３．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録された前記情報が 当該ターゲットの履歴に関する情報を含む、前記ターゲット。
4. ４．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録された前記情報が 当該ターゲットの組成に関する情報を含む、前記ターゲット。
5. ５．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体が読み取り専用媒体である 前記ターゲット。
6. ６．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体が読み取り／書き込み媒体 である前記ターゲット。
7. ７．請求項第１項記載のターゲットに於て、前記媒体が前記スパッタコーティン グ材料に搭載されている前記ターゲット。
8. ８．請求項第１項記載のターゲットが更にスパッタコーティング材料を固定され て有するターゲット保持器を含み、前記媒体が前記保持器に搭載されている前記 ターゲット。
9. ９．請求項第８項記載のターゲットに於て、前記媒体に記録されている情報が前 記ターゲットを前記ターゲット保持器から取り外すかまたは取り付ける工程でに 破壊されるように、前記媒体が前記ターゲット保持器の上に配置されている前記 ターゲット。
10. １０．請求項第９項記載のターゲットに於て、前記ターゲットを前記ターゲット 保持器から取り外すかまたは取り付ける前記工程が、取り付け枠の加熱を必要と する工程であり、しかも前記情報が前記媒体の上に前記工程の加熱で熱的に破壊 されるように記録されている、前記ターゲット。
11. １１．スパッタコーティング装置であって：スパッタ処理箱を定める構造と： 前記箱内に保持されたスパッタコーティング材料の消耗品であるターゲットと； 前記ターゲットに固定され、その上に機械で読み取り可能な標識の中に当該ター ゲットの特性に関する情報が記録されている記録媒体と；そして前記構造に搭載 され前記記録媒体から情報を読み取る位置に配置されている装置とを含む、前記 装置。
12. １２．請求項第１１項記載の装置に於て、前記媒体上に記録された情報が前記タ ーゲットの識別に関する情報であり、前記装置が更に前記読み取り装置に結合さ れ前記ターゲットの識別に関する情報を格納するための装置を含む、前記装置。
13. １３．請求項第１２項記載の装置に於て、前記格納装置が更に前記ターゲットの 識別に関する情報と関連して前記ターゲットの使用履歴に関する情報を格納する ための装置を含む、前記装置。
14. １４．請求項第１３項記載の装置に於て、装置が更に前記スパッタリング箱内で 前記ターゲットと共にスパッタコーティング工程を実施するための装置と、この 工程の実行に従ってターゲットの履歴を更新するための装置とを含む、前記装置 。
15. １５．請求項第１２項記載の装置に於て、前記格納装置が更に前記ターゲットの 識別に関する情報と関連して前記ターゲットの使用時間に関する情報を格納する ための装置を含む、前記装置。
16. １６．請求項第１１項記載の装置に於て、前記媒体が読み取り／書き込み媒体で あり、前記装置が更に前記スパッタリング箱内で前記ターゲットと共にスパッタ コーティング工程を実施するための装置と、前記工程の実施に関する情報を前記 媒体に書き込むための装置とを含む、前記装置。
17. １７．請求項第１１項記載のターゲットに於て、前記媒体上に記録されている情 報がターゲットの組成に関する情報であり、前記装置が更に前記ターゲットにス パッタリング電力を供給するための装置と、前記読み取り装置に結合され媒体か ら読み取られた情報にしたがって電力供給装置を制御するための装置とを含む、 前記ターゲット。
18. １８．請求項第１１項記載のターゲットが更に前記箱内でターゲットと共にスパ ッタコーティング工程を実施するための装置と、前記読み取り装置に結合され前 記媒体から読み取られた情報に従って前記工程を制御するための装置とを含む、 前記ターゲット。
19. １９．請求項第１１項記載の装置が更にスパッタコーティング材料が固定され、 前記媒体を搭載しているターゲット保持器を含む、前記装置。
20. ２０．請求項第１９項記載の装置に於て、前記媒体がターゲット保持器の背面に 配列され、読み取り装置がターゲット保持器の背後に配置されている前記装置。
21. ２１．請求項第１９項記載の装置に於て、前記ターゲットを前記ターゲット保持 器から取り外したりまたは取り付ける工程が、ターゲット保持器の加熱を必要と する工程であり、前記情報が前記媒体上に前記工程の加熱により熱的に破壊され るように記録されている前記装置。
22. ２２．スパッタコーティングされた製品を製造するための方法であって：スパッ タコーティング装置のスパッタコーティング箱内に機械で読み取り可能な情報を 搭載した媒体を有するスパッタコーティング材料のターゲットを取り付け； 装置に搭載の読み取り機で媒体から情報を読み取り：前記ターゲットを用いてス パッタコーティング材料の被覆の製品上への蒸着を行うスパッタコーティング工 程を実施し；そしてメモリに媒体から読み取られた情報を含む前記ターゲットの 使用に関する情報を格納する、以上の手順を含む前記方法。
23. ２３．請求項第２２項記載の方法に於て、読み取り手順が前記ターゲットの識別 に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法。
24. ２４．請求項第２２項記載の方法に於て、読み取り手順が前記ターゲットの使用 履歴に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法。
25. ２５．請求項第２２項記載の方法に於て、読み取り手順が前記ターゲットの組成 に関する情報の読み取り手順を含む、前記方法。
26. ２６．請求項第２２項記載の方法が更に格納された情報をターゲットに搭載され た媒体に書き込むための手順を含む、前記方法。
27. ２７．請求項第２２項記載の方法が更に格納された情報を、機械で読み取り可能 な媒体に書き込み、書き込まれた媒体を前記ターゲットに固定する手順を含む、 前記方法。
28. ２８．請求項第２２項記載の方法が更に、媒体上に記録された情報を検査し、そ の検査結果に応じて当該ターゲットを使用する工程を実行するために必要な付加 情報を入力する手順を含む、前記方法。
29. ２９．請求項第２２項記載の方法に於て、前記格納された情報がスパッタリング 中に当該ターゲットにより消費されたエネルギーに関する情報を含む前記方法。
30. ３０．請求項第２９項記載の方法に於て、前記スパッタリング中に当該ターゲッ トにより消費されたエネルギーの前記格納された情報が、当該ターゲットに供給 された電力と、該電力が供給された時間量の情報を含む、前記方法。