JP7262235B2 - Sputtering apparatus and sputtering method - Google Patents
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Description
本発明は、ターゲットと被処理基板とが対向配置される真空チャンバを備え、この真空チャンバ内にプラズマ雰囲気を形成してターゲットをスパッタリングすることで、ターゲットから飛散したスパッタ粒子を基板表面に付着、堆積させて成膜するスパッタリング装置及びスパッタリング方法に関し、より詳しくは、表面にビアホールやトレンチといった凹部が予め形成された被処理基板に対してボトムカバレッジよく成膜するに適したものに関する。 The present invention comprises a vacuum chamber in which a target and a substrate to be processed are arranged to face each other. By forming a plasma atmosphere in the vacuum chamber and sputtering the target, the sputtered particles scattered from the target adhere to the substrate surface. The present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering method for forming a film by deposition, and more particularly, to a device suitable for forming a film with good bottom coverage on a substrate to be processed in which concave portions such as via holes and trenches are previously formed on the surface.
半導体デバイスの製造工程には、例えば、表面にビアホールやトレンチといった凹部を形成したシリコンウエハを被処理基板とし、その凹部内面(内側壁及び底面)を含む被処理基板の表面にシード層としてのCu膜を成膜する工程がある。このような成膜に用いられるスパッタリング装置は例えば特許文献1で知られている。この従来例のスパッタリング装置は、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを備える。真空チャンバの上壁部分には、成膜しようとする薄膜に応じて選択されるターゲットが設けられると共に、真空チャンバ内には、ターゲットに対向させて被処理基板を保持するステージが配置される。そして、ステージに被処理基板をセットした後、真空雰囲気中の真空チャンバ内に希ガスを導入し、ターゲットに例えば負の電位を持った電力を投入して真空チャンバ内にプラズマを形成し、プラズマ雰囲気中の希ガスのイオンによりターゲットをスパッタリングし、凹部内面を含む被処理基板の表面にターゲットから飛散したスパッタ粒子を付着、堆積させて所定の薄膜が成膜される。 In the manufacturing process of semiconductor devices, for example, a silicon wafer having recesses such as via holes and trenches formed on the surface thereof is used as a substrate to be processed, and Cu as a seed layer is applied to the surface of the substrate to be processed including the inner surfaces (inner walls and bottom surface) of the recesses. There is a process of forming a film. A sputtering apparatus used for such film formation is known, for example, from Patent Document 1. This conventional sputtering apparatus includes a vacuum chamber capable of forming a vacuum atmosphere. A target selected according to the thin film to be formed is provided on the upper wall portion of the vacuum chamber, and a stage for holding the substrate to be processed facing the target is arranged in the vacuum chamber. Then, after setting the substrate to be processed on the stage, a rare gas is introduced into a vacuum chamber in a vacuum atmosphere, and power having a negative potential, for example, is applied to the target to form plasma in the vacuum chamber. The target is sputtered by the ions of the rare gas in the atmosphere, and the sputtered particles scattered from the target are adhered and deposited on the surface of the substrate to be processed including the inner surface of the recess to form a predetermined thin film.
ここで、ターゲットをスパッタリングしたとき、このターゲット表面から所定の余弦則に従ってスパッタ粒子が飛散するが、上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するスパッタ粒子の量が増加すると、所謂オーバーハングが生じてボトムカバレッジが低下することが一般に知られている。このような問題の解決策として、ターゲットから飛散したスパッタ粒子のうち上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するものを規制するコリメータを被処理基板とターゲットとの間に配置することや、スパッタリングによる成膜中、ステージ、ひいては被処理基板にバイアス電力を投入することが一般に知られている。 Here, when the target is sputtered, the sputtered particles are scattered from the surface of the target according to a predetermined cosine law, but the amount of the sputtered particles obliquely incident on the surface of the substrate to be processed exceeding a predetermined angle with respect to the vertical direction increases. As a result, it is generally known that a so-called overhang occurs and the bottom coverage is lowered. As a solution to this problem, a collimator is provided between the substrate and the target to regulate sputtered particles scattered from the target that obliquely impinge on the surface of the substrate over a predetermined angle with respect to the vertical direction. and applying bias power to the stage and thus to the substrate to be processed during deposition by sputtering.
ところで、被処理基板とターゲットとの間にコリメータを設けると共に、スパッタリングによる成膜中に被処理基板に所定のバイアス電力を投入した状態で成膜すると、ボトムカバレッジが却って悪化する場合があることが判明した。そこで、本願発明者は、鋭意研究を重ね、次のことを知見するのに至った。 By the way, if a collimator is provided between the substrate to be processed and the target, and a predetermined bias power is supplied to the substrate to be processed during film formation by sputtering, the bottom coverage may be rather deteriorated. found. Therefore, the inventors of the present application have made intensive studies and have come to the following findings.
即ち、ターゲットから飛散したスパッタ粒子がプラズマ雰囲気を経てコリメータを通過し、被処理基板の表面に到達する過程において、特にプラズマ雰囲気中で電離したスパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)がコリメータを通過するとき、その軌道が曲げられ、本来コリメータで規制されるはずの角度で斜入射するスパッタ粒子が増加することで、ボトムカバレッジが却って悪化することを知見するのに至った。これは、被処理基板とターゲットとの間に配置されるコリメータが電気的にフローティング状態で配置されていると、プラズマ雰囲気中のスパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)がコリメータに流入(または帯電)することでコリメータ自体が正電位になることに起因すると考えた。 That is, in the process in which the sputtered particles scattered from the target pass through the collimator through the plasma atmosphere and reach the surface of the substrate to be processed, particularly the ions of the sputtered particles (for example, Cu ions) ionized in the plasma atmosphere pass through the collimator. When this happens, the trajectory is bent, and the number of sputtered particles obliquely incident at an angle that should have been regulated by the collimator increases, thereby deteriorating the bottom coverage. This is because when the collimator arranged between the substrate to be processed and the target is arranged in an electrically floating state, ions (for example, Cu ions) of sputtered particles in the plasma atmosphere flow into the collimator (or are charged). ), the collimator itself becomes a positive potential.
本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、表面に凹部を形成した被処理基板に対してボトムカバレッジよく成膜することができるスパッタリング装置及びスパッタリング方法を提供することをその課題とするものである。 The present invention has been made based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus and a sputtering method capable of forming a film with good bottom coverage on a substrate to be processed having recesses formed on its surface. is.
上記課題を解決するために、銅製のターゲットと被処理基板とが対向配置される真空チャンバと銅製のターゲットに電力投入するスパッタ電源とを備え、銅製のターゲットに電力投入して真空チャンバ内にプラズマ雰囲気を形成して銅製のターゲットをスパッタリングすることで、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子を被処理基板の表面に付着、堆積させて成膜する本発明のスパッタリング装置は、被処理基板から銅製のターゲットに向かう方向を上として、被処理基板と銅製のターゲットの間の空間に配置されて、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子のうち上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するものを規制するコリメータと、被処理基板に対してバイアス電力を投入する第1電源とを更に備え、銅製のターゲットをスパッタリングして成膜するときの真空チャンバ内の圧力を0.8×10 -2 Pa~1.6×10 -2 Paの範囲、スパッタ電源から投入する電力を20kW~25kWの範囲、第1電源から投入するバイアス電力を100W~600Wの範囲とし、コリメータは、電気的にフローティング状態で配置され、このコリメータに正電位を印加する第2電源を更に備えて、成膜中、前記第2電源により前記コリメータの電位を+40V以下の正電位に保持することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a vacuum chamber in which a copper target and a substrate to be processed are arranged facing each other and a sputtering power source for supplying power to the copper target are provided, and power is supplied to the copper target to generate plasma in the vacuum chamber. By forming an atmosphere and sputtering a copper target, the sputtering apparatus of the present invention forms a film by depositing sputtered particles scattered from the copper target on the surface of the substrate to be processed. It is arranged in the space between the substrate to be processed and the copper target with the direction toward the target facing upward, and the sputtered particles scattered from the copper target exceed a predetermined angle with respect to the vertical direction and reach the surface of the substrate to be processed. A collimator for regulating oblique incidence and a first power supply for applying bias power to the substrate to be processed are further provided, and the pressure in the vacuum chamber is set to 0.8 when a copper target is sputtered to form a film. × 10 -2 Pa to 1.6 × 10 -2 Pa, the power supplied from the sputtering power supply is in the range of 20 kW to 25 kW, the bias power supplied from the first power supply is in the range of 100 W to 600 W, and the collimator is electrically and a second power source that applies a positive potential to the collimator. do.
本発明によれば、スパッタリングによる成膜中、第2電源により所定の正電位を印加してコリメータ自体を正電位に保持することで、特に、プラズマ雰囲気中で電離したスパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)がコリメータを通過するときに、その軌道が曲げられることを抑制することができる。これに加えて、第1電源により被処理基板に所定のバイアス電力を投入することで、コリメータを通過したスパッタ粒子のイオンはそのままの直進性をもって被処理基板に引き込まれるようになる。結果として、表面に凹部を形成した被処理基板に対してボトムカバレッジよく成膜することができる。 According to the present invention, during film formation by sputtering, a predetermined positive potential is applied from the second power supply to maintain the collimator itself at a positive potential, so that ions of sputtered particles (for example, Cu ions) can be prevented from bending their trajectories when passing through the collimator. In addition to this, by applying a predetermined bias power to the substrate to be processed from the first power supply, the ions of the sputtered particles that have passed through the collimator are drawn into the substrate to be processed while maintaining their straightness. As a result, it is possible to form a film with good bottom coverage on a substrate to be processed having recesses formed on its surface.
なお、本発明において、前記第2電源は、前記コリメータの電位を+40V以下の正電位に保持することが好ましい。これによれば、スパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)がコリメータを通過するときに、その軌道が曲げられることを確実に抑制することができる。この場合、+40Vを超える正電位がコリメータに印加されていると、コリメータを通過する際にスパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)が反発して軌道が大きく変わってしまうという不具合が生じる。なお、コリメータが0Vより低い負電位になっていると、コリメータを通過する際にスパッタ粒子のイオン(例えば、Cuイオン)がトラップされ、ボトムカバレッジよく成膜できないという不具合が生じる。 In addition, in the present invention, it is preferable that the second power supply maintains the potential of the collimator at a positive potential of +40 V or less. According to this, when the ions of the sputtered particles (for example, Cu ions) pass through the collimator, it is possible to reliably prevent the trajectory from being bent. In this case, if a positive potential exceeding +40 V is applied to the collimator, ions (for example, Cu ions) of the sputtered particles are repulsed when passing through the collimator, causing a problem that the trajectory is greatly changed. If the collimator is at a negative potential lower than 0 V, ions (for example, Cu ions) of the sputtered particles are trapped when passing through the collimator, resulting in a problem that the film cannot be formed with good bottom coverage.
また、上記課題を解決するために、真空チャンバ内に銅製のターゲットと被処理基板とを対向配置し、スパッタ電源により銅製のターゲットに電力投入して真空チャンバ内にプラズマ雰囲気を形成して銅製のターゲットをスパッタリングすることで、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子を基板表面に付着、堆積させて成膜する本発明のスパッタリング方法は、被処理基板から銅製のターゲットに向かう方向を上として、銅製のターゲットのスパッタリングによる成膜中、被処理基板と銅製のターゲットの間の空間に配置されたコリメータを通して、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子のうち上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するものを規制すると共に、被処理基板に対してバイアス電力を投入し、銅製のターゲットをスパッタリングして成膜するときの真空チャンバ内の圧力を0.8×10 -2 Pa~1.6×10 -2 Paの範囲、スパッタ電源から投入する電力を20kW~25kWの範囲、第1電源から投入するバイアス電力を100W~600Wの範囲とし、銅製のターゲットのスパッタリングによる成膜中、電気気的にフローティング状態で配置されたコリメータを+40V以下の正電位に保持することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a copper target and a substrate to be processed are arranged opposite to each other in a vacuum chamber, and power is supplied to the copper target by a sputtering power source to form a plasma atmosphere in the vacuum chamber, thereby forming a copper target. The sputtering method of the present invention, in which sputtered particles scattered from a copper target are adhered to the surface of a substrate and deposited to form a film by sputtering a target, is a copper target with the direction from the substrate to be processed facing the copper target facing upward. During film formation by sputtering of the target, sputtered particles scattered from the copper target pass through a collimator arranged in the space between the substrate to be processed and the copper target, and the sputtered particles exceed a predetermined angle in the vertical direction of the substrate to be processed. The pressure in the vacuum chamber is set to 0.8×10 −2 Pa or more when the object obliquely incident on the surface is regulated, bias power is applied to the substrate to be processed, and a copper target is sputtered to form a film. In the range of 1.6×10 −2 Pa, the power supplied from the sputtering power supply is in the range of 20 kW to 25 kW, and the bias power supplied from the first power supply is in the range of 100 W to 600 W. During film formation by sputtering a copper target, It is characterized in that the collimator arranged in an electrically floating state is held at a positive potential of +40 V or less.
以下、図面を参照して、ターゲットを銅、被処理基板(以下、単に「基板Sb」という)をシリコンウエハの表面にシリコン酸化物膜を所定膜厚で形成した後にこのシリコン酸化物膜に例えばアスペクト比が3以上の微細な凹部を所定パターンで形成したものとし、この凹部の内面を含む基板Sb表面に銅膜を形成する場合を例に本発明の実施形態のスパッタリング装置及びスパッタリング方法を説明する。以下においては、図1に示す姿勢でスパッタリング装置が設定されるものとし、方向を示す用語は図1を基準とする。 Hereinafter, referring to the drawings, the target is copper, and the substrate to be processed (hereinafter simply referred to as "substrate Sb") is a silicon wafer. A sputtering apparatus and a sputtering method according to an embodiment of the present invention will be described by taking as an example a case where fine recesses with an aspect ratio of 3 or more are formed in a predetermined pattern and a copper film is formed on the surface of the substrate Sb including the inner surfaces of the recesses. do. Hereinafter, it is assumed that the sputtering apparatus is set in the attitude shown in FIG. 1, and terms indicating directions are based on FIG.
図1を参照して、SMは、本実施形態のスパッタリング装置である。スパッタリング装置SMは、真空チャンバ1を備える。真空チャンバ1の底部には、ターボ分子ポンプやロータリーポンプなどから構成される真空排気手段Puに通じる排気管11が接続されている。また、真空チャンバ1の側壁には、アルゴン等の希ガス(スパッタガス)を導入するガス導入管12が接続されている。ガス導入管12にはマスフローコントローラ13が介設され、流量制御されたスパッタガスが、真空排気手段Puにより一定の排気速度で真空引きされている真空チャンバ1内に導入できるようになっている。なお、図1中、符号2で示すものは、真空チャンバ1内壁面等へのスパッタ粒子の付着、堆積を防止する防着板である。
Referring to FIG. 1, SM is the sputtering apparatus of this embodiment. A sputtering apparatus SM includes a vacuum chamber 1 . An
真空チャンバ1の上部には、銅製のターゲット31と磁石ユニット32とを備えるカソードユニット3が設けられている。ターゲット31は、基板Sbより大きい輪郭(本実施形態では、平面視円形)を持つように公知の方法で製作されたものである。ターゲット31上面にはインジウム等のボンディング材(図示省略)を介してCu製のバッキングプレート33が接合されている。そして、ターゲット31は、そのスパッタ面31aが真空チャンバ1内方(下方)を臨む姿勢で絶縁体14を介して真空チャンバ1の上面開口に取り付けられる。ターゲット31にはまた、DC電源から構成されるスパッタ電源4からの出力が接続され、ターゲット31に負の電位を持った所定電力が投入されるようになっている。ターゲット31の上方に配置される磁石ユニット32は、スパッタ面31aの下方空間に漏洩磁場を発生させるものであり、このような磁石ユニット32自体は公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
A
真空チャンバ1の底部には、ターゲット31に対向させた姿勢で基板Sbを保持できるステージ5が絶縁体15を介して設けられている。ステージ5は、例えばアルミニウム製の基台51と基台51の上面に設けられた静電チャック52とで構成され、基板Sbをその成膜面を上側にしてセットした後、吸着保持できるようになっている。また、基台51には、交流電源から構成される第1電源6からの出力が接続され、基台51、ひいては基板Sbに所定のバイアス電力を投入できるようになっている。なお、静電チャック52自体は公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、基台51に、静電チャック52で吸着保持された基板Sbを加熱または冷却する公知の機構が設けられていてもよい。
A
真空チャンバ1内でターゲット31とステージ5との間の空間には、後述するように、ターゲット31から飛散したスパッタ粒子のうち、上下方向にのびる基準線Blに対して所定角を超えて基板Sbの表面に斜入射するものを規制するコリメータ7が電子的にフローティング状態で設けられている。コリメータ7は、所定の板厚を持つ金属製の板状部材を有し、板状部材の所定位置には上下方向に貫通する複数の透孔71が形成されている。コリメータ7自体は公知のものが利用できるため、その透孔71の構成や、基板Sbとの間の距離等の具体的な説明はここでは省略する。コリメータ7には、DC電源から構成される第2電源8からの出力が接続され、コリメータ7に正電位が印加されて、ターゲット31のスパッタリングによる成膜中、コリメータ7が+40V以下の正電位に保持されるようにしている。この場合、+40Vを超える正電位がコリメータ7に印加されていると、コリメータ7を通過する際にCuイオンが反発して軌道が大きく変わってしまうという不具合が生じる。なお、コリメータ7が0Vより低い負電位になっていると、コリメータ7を通過する際にCuイオンがトラップされ、ボトムカバレッジよく成膜できないという不具合が生じる。
In the space between the
また、上記スパッタリング装置SMは、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた制御手段9を有し、スパッタ電源4、第1電源6、第2電源8、マスフローコントローラ13や真空排気手段Puの稼働等を統括制御できるようになっている。以下、上記スパッタリング装置SMを用いたスパッタリング法による基板SbへのCu膜の成膜を説明する。
Further, the sputtering apparatus SM has a control means 9 having a microcomputer, a sequencer, etc., and controls the operations of the sputtering
先ず、真空チャンバ1内のステージ5に基板Sbをセットした後、真空排気手段Puを作動させて真空チャンバ1内を真空引きする。真空チャンバ1内の圧力が所定値(例えば、1×10-5Pa)に達すると、マスフローコントローラ13を制御してアルゴンガスを所定の流量(例えば、10~20sccm)で導入する(このとき、真空チャンバ1内の圧力は、0.8×10-2~1.6×10-2Paとなる)。これと併せて、スパッタ電源4からCu製のターゲット31に負の電位を持つ所定電力(例えば、20~25kW)を投入すると共に、ステージ5に第1電源6から所定のバイアス電力(例えば、100~600W)を投入する。すると、真空チャンバ1内(例えば、スパッタ面31aの下方であって、コリメータ7の上方に位置する空間)にプラズマ雰囲気Plが形成され、プラズマ雰囲気Pl中のアルゴンイオンによりターゲット31のスパッタ面31aがスパッタリングされる。そして、スパッタ面31aから飛散したスパッタ粒子は、プラズマ雰囲気Plとコリメータ7の透孔71とを通って、バイアス電力が投入された、表面に所定パターンで形成された微細な凹部の内面を含む基板Sbの表面に付着、堆積してCu膜が成膜される。
First, after setting the substrate Sb on the
ここで、ターゲット31のスパッタ面31aから飛散したスパッタ粒子がプラズマ雰囲気Plを経てコリメータ7の透孔71を通過し、基板Sbの表面に到達する過程において、特にプラズマ雰囲気Pl中で電離したCuイオンがコリメータ7の透孔71を通過するとき、その軌道が曲げられたのでは、本来コリメータ7の透孔71で規制されるはずの角度で斜入射するスパッタ粒子が増加し、ボトムカバレッジの悪化を招来する。それに対して、本実施形態では、ターゲット31のスパッタリングによる成膜中、コリメータ7の電位が+40V以下の正電位に保持されるように、第2電源8によってコリメータ7に対して電圧を印加する。
Here, in the process in which the sputtered particles scattered from the sputtering
以上によれば、成膜中、第2電源8により所定の正電位を印加してコリメータ7自体を正電位に保持することで、特にプラズマ雰囲気Pl中で電離したCuイオンがコリメータ7を通過するときに、その軌道が曲げられることを抑制することができる。そして、第1電源6により基板Sbに所定のバイアス電力を投入することで、コリメータ7の透孔71を通過したCuイオンはそのままの直進性をもって基板Sbに引き込まれるようになる。結果として、表面に凹部を形成した基板Sbに対してボトムカバレッジよく成膜することができる。
According to the above, during film formation, by applying a predetermined positive potential from the
次に、本発明の効果を確認するため、上記スパッタリング装置SMを用い、基板Sb表面にCu膜を成膜する以下の実験を行った。本実験では、基板Sbを、φ300mmのシリコンウエハに、アスペクト比が3である凹部を所定パターンで形成したものとし、凹部の含む基板Sb表面に、Cu膜の成膜に先立って他のスパッタリング装置により下地層としてのTa膜を所定の膜厚で成膜したものとした(なお、Ta膜とCu膜の成膜は、真空雰囲気中で適宜搬送して実施している)。Cu膜の成膜条件として、コリメータ7として高さが75mmのものを用い、基板SbとCu製のターゲット31との間の距離を400mm、コリメータ7と基板Sbとの間の距離を55mmに設定した。また、真空チャンバ1内に導入するアルゴンガスの流量を10sccm(このときの圧力は0.8×10-2Pa)、ターゲット31への投入電力を21kW、基板Sbに投入するバイアス電力を300Wに設定した。そして、第2電源8によりコリメータ7の電位を-5V~+60Vの範囲の所定電位に夫々保持し(コリメータ7に通電を行わないとき、成膜中のコリメータ7の電位は+60Vであった)、上記条件でCu膜を成膜して成膜後のボトムカバレッジを夫々評価し、これらのボトムカバレッジの評価結果を図2に示す。これによれば、コリメータ7が+40V以下の正電位に保持されていれば、ボトムカバレッジを60%以上にできることが確認された。この場合、好ましくは、コリメータ7を+5V~+40Vの範囲の正電位に、より好ましくは、+10V~+30Vの範囲の正電位に保持すればよいことが判る。
Next, in order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was conducted to form a Cu film on the surface of the substrate Sb using the sputtering apparatus SM. In this experiment, the substrate Sb was a silicon wafer having a diameter of 300 mm, and concave portions having an aspect ratio of 3 were formed in a predetermined pattern. (Note that the Ta film and the Cu film are deposited in a vacuum atmosphere while being properly transported). As conditions for forming the Cu film, the
次に、バイアス電力を300Wとし、コリメータ7に通電を行わないとき(コリメータ7の電位が+60Vのとき:従来例に相当するもの)と、コリメータ7を+20Vの正電位に保持して成膜したとき(本発明によるもの)の、成膜後の凹部のSEM写真の比較を図3(a)及び(b)に示す。これによれば、図3(b)に示す従来例によるものと比較して、図3(a)に示すものでは、オーバーハングが抑えられてボトムカバレッジよく成膜できていることが判る。これは、成膜中、コリメータ7の電位が+60Vから+20Vに下がることにより、Cuイオンがコリメータ7を通過するときに、反発してその軌道が曲げられる影響が軽減されるためであると考えられる。
Next, the bias power was set to 300 W, and the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。上記実施形態においては、Cu製のターゲット31を用いてCu膜を成膜するものを例に説明したが、スパッタ粒子にイオンが多く含まれるようなターゲット、例えば、Ti、Al、Ta、Ag、Cr、Mo及びWから選択される金属または合金からなるターゲットを用いる場合にも本発明を適用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above. In the above embodiment, an example of forming a Cu film using the
Sb…被処理基板、SM…スパッタリング装置、1…真空チャンバ、6…第1電源、7…コリメータ、8…第2電源、31…ターゲット。 Sb: substrate to be processed, SM: sputtering apparatus, 1: vacuum chamber, 6: first power source, 7: collimator, 8: second power source, 31: target.
Claims (2)
被処理基板から銅製のターゲットに向かう方向を上として、被処理基板と銅製のターゲットの間の空間に配置されて、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子のうち上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するものを規制するコリメータと、被処理基板に対してバイアス電力を投入する第1電源とを更に備えるものにおいて、
銅製のターゲットをスパッタリングして成膜するときの真空チャンバ内の圧力を0.8×10 -2 Pa~1.6×10 -2 Paの範囲、スパッタ電源から投入する電力を20kW~25kWの範囲、第1電源から投入するバイアス電力を100W~600Wの範囲とし、コリメータは、電気的にフローティング状態で配置され、このコリメータに正電位を印加する第2電源を更に備えて、成膜中、前記第2電源により前記コリメータの電位を+40V以下の正電位に保持することを特徴とするスパッタリング装置。 A vacuum chamber in which a copper target and a substrate to be processed are arranged to face each other , and a sputtering power supply for supplying power to the copper target are provided, and power is supplied to the copper target to form a plasma atmosphere in the vacuum chamber, thereby forming the copper target. A sputtering apparatus for depositing and depositing sputtered particles scattered from a copper target on the surface of a substrate to be processed by sputtering,
Placed in the space between the substrate to be processed and the copper target with the direction from the substrate to be processed toward the copper target facing upward, and sputtered particles scattered from the copper target exceeding a predetermined angle with respect to the vertical direction A device further comprising a collimator for regulating obliquely incident light on the surface of the substrate to be processed, and a first power supply for applying bias power to the substrate to be processed,
When forming a film by sputtering a copper target, the pressure in the vacuum chamber is in the range of 0.8×10 −2 Pa to 1.6×10 −2 Pa, and the power supplied from the sputtering power source is in the range of 20 kW to 25 kW. , the bias power supplied from the first power supply is in the range of 100 W to 600 W, the collimator is arranged in an electrically floating state, and a second power supply is further provided for applying a positive potential to the collimator. A sputtering apparatus , wherein the potential of the collimator is held at a positive potential of +40 V or less by a second power supply .
被処理基板から銅製のターゲットに向かう方向を上として、銅製のターゲットのスパッタリングによる成膜中、被処理基板と銅製のターゲットの間の空間に配置されたコリメータを通して、銅製のターゲットから飛散したスパッタ粒子のうち上下方向に対して所定角を超えて被処理基板の表面に斜入射するものを規制すると共に、被処理基板に対してバイアス電力を投入するものにおいて、
銅製のターゲットをスパッタリングして成膜するときの真空チャンバ内の圧力を0.8×10 -2 Pa~1.6×10 -2 Paの範囲、スパッタ電源から投入する電力を20kW~25kWの範囲、第1電源から投入するバイアス電力を100W~600Wの範囲とし、銅製のターゲットのスパッタリングによる成膜中、電気気的にフローティング状態で配置されたコリメータを+40V以下の正電位に保持することを特徴とするスパッタリング方法。 A copper target and a substrate to be processed are placed opposite each other in a vacuum chamber, power is supplied to the copper target from a sputtering power source, a plasma atmosphere is formed in the vacuum chamber, and the copper target is sputtered . A sputtering method for depositing and depositing sputtered particles scattered from a substrate surface to form a film,
Sputtered particles scattered from the copper target through a collimator placed in the space between the substrate to be processed and the copper target during film formation by sputtering of the copper target, with the direction from the substrate to be processed toward the copper target facing upwards. of which oblique incidence on the surface of the substrate to be processed exceeding a predetermined angle with respect to the vertical direction is regulated, and bias power is supplied to the substrate to be processed,
When forming a film by sputtering a copper target, the pressure in the vacuum chamber is in the range of 0.8×10 −2 Pa to 1.6×10 −2 Pa, and the power supplied from the sputtering power source is in the range of 20 kW to 25 kW. , The bias power supplied from the first power supply is in the range of 100 W to 600 W, and the collimator arranged in an electrically floating state is held at a positive potential of +40 V or less during film formation by sputtering a copper target. and sputtering method.
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