JPH0586477B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0586477B2
JPH0586477B2 JP60189517A JP18951785A JPH0586477B2 JP H0586477 B2 JPH0586477 B2 JP H0586477B2 JP 60189517 A JP60189517 A JP 60189517A JP 18951785 A JP18951785 A JP 18951785A JP H0586477 B2 JPH0586477 B2 JP H0586477B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
temperature
sputtering
electrode
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60189517A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6250462A (ja
Inventor
Hidezo Sano
Yutaka Saito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP18951785A priority Critical patent/JPS6250462A/ja
Publication of JPS6250462A publication Critical patent/JPS6250462A/ja
Publication of JPH0586477B2 publication Critical patent/JPH0586477B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体回路や表面処理などのスパツ
タリング成膜において、被膜対象物を加熱・冷却
して温度制御することにより最適な膜を形成する
様にしたスパツタリング装置に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
半導体回路や表面処理など成膜を行うスパツタ
リング装置としては、特公昭53−19319号公報に
記載のマグネトロンスパツタリング装置や特開昭
58−75839号公報に記載のマイクロ波を用いたス
パツタリング装置などがある。
1M〜4MbitDRAM等のVLSIでは高密度集積
化や高速化に対応するため配線の多層化が必須の
技術であり、これに伴い上層配線の断線を防止す
るため層間絶縁膜の平坦化技術が重要である。
バイアススパツタ法と呼ばれる方法は、基板に
バイアス電位を与えて基板上に堆積した膜のエツ
チングを行うものである。膜の堆積速度が基板表
面形状に無関係に一定であるのに対しスパツタエ
ツチ速度が傾斜部で大きくなることから、デポジ
シヨンとエツチングを併用することにより1工程
で平坦膜が形成でき、さらにプロセスのドライ化
から最も期待の大きい方法である。
しかし、この方法は基板に堆積した膜をプラズ
マ中のイオンによりスパツタエツチするため、基
板への熱流入があり、Al配線の場合には耐熱温
度の450℃以上で断線が生じたり、MOSデバイス
においては素子寿命の低下が生じたりする恐れが
ある。
このため、従来のスパツタ装置においては基板
の温度コントロールができないため上記のような
問題があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、成膜時の基板への熱流入による素子ダメー
ジをなくすとともに、膜の結晶制御を可能とする
スパツタリング装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するため、真空槽内
でターゲツトをスパツタすることによりターゲツ
トと対向する基板電極に載置された基板上に薄膜
を形成するスパツタリング装置において、基板電
極の基板載置面を薄い誘電体層で覆い、かつ、基
板電極を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、基板
の温度を検出する温度検出手段と、前記載置面と
基板の裏面との間にガスを導入するガス導入手段
と、基板バイアス電圧を印加する電圧印加手段と
を備え、電圧印加手段で基板にバイアス電圧を印
加しながらスパツタにより基板上に薄膜を形成す
る時に、温度検出手段で測定した基板の温度に基
づいて加熱冷却手段で基板電極を加熱又は冷却
し、同時にガス導入手段で前記載置面と基板の裏
面との間にガスを導入して前記載置面と基板の裏
面との間の熱伝導を良くすることにより基板の温
度を所定の温度に維持することを可能としたもの
である。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を図に従つて説明する。第1図
は多層配線を用いたMOS(Metal−Oxide−
Semiconductor)型素子構造の概略を示したもの
である。Siプレート1の表面には、不純物をドー
プしたソース・ドレイン領域2が形成されてい
る。これら各電極からは、コンタクトホール3を
通して最下層の配線4が接続されている。多層配
線ではこの上に絶縁層5が形成され、スルーホー
ル6を通して上層の配線7に接続されている。
この多層配線構造を形成するうえで、配線間の
絶縁膜5を平坦にすることは配線の断線をなくす
など信頼性の点から重要な技術である。これを実
現するため、いくつかの方法が考えられているが
最も効果があるものとしてバイアススパツタ法が
ある。
第2図は、このバイアススパツタ法の概要を示
したものである。a)は膜堆積と平坦化の関係、
b)は平坦化の原理について1例をあげて説明し
たものである。横軸は堆積部の傾斜角θを縦軸は
デポジシヨンおよびエツチング速度を示してい
る。
点線10はデポジシヨンを、実線11はエツチ
ングを示す。この結果、デポジシヨン速度とエツ
チング速度が等しくなる傾斜角θ0に対し、θ>θ0
の傾斜角をもつ基板1上の配線4に対しては、絶
縁物5が傾斜部ではデポジシヨン速度よりエツチ
ング速度が大きいため堆積せず、平坦部のみに堆
積し)))のように進んで平坦膜が形成さ
れる。
第3図は、上記のバイアススパツタ法を実現す
るようにしたマイクロ波放電スパツタ装置の例で
あり、第4図は上記装置において基板の温度制御
を行うようにした基板固定電極部の一実施例であ
る。
ターゲツト20はパツキングプレート21を介
して陰極22に、また陰極22は絶縁物23を介
して真空槽24に設置されている。25は陽極で
ある。この陽陰電極間に電源26が設置されてい
る。27はプラズマ発生室であり、外周には導波
管28が絶縁物29を介して陰極22に固定され
ており、前記導波管28の他端にはマイクロ波発
生源30が設置されている。前記導波管28には
同心状に磁気装置31が設置されている。
また、基板32は基板ホルダ33上にチヤツク
34により押し付けられる。基板ホルダ33の上
面は数十μm厚の誘電体35から成り、表面はな
だらかな凸形状をしている。基板ホルダ33の中
央には微***36が加工されており、ガス37の
供給パイプ38につながつている。さらに基板ホ
ルダ33にはシースヒータ39が埋め込まれてい
ると同時に裏面には冷却水用流路40がうず巻き
状に形成されている。冷却水流路40はパイプ4
1、供給電極42により形成の流入冷却水43用
流路44および流出冷却水45用流路46と接続
している。基板電極42は絶縁物47を介して真
空槽24に固定されている。48は陽極である。
ターゲツトと同様に基板電極42と陽極48の間
に電源49が設置されている。50は温度検出器
で、ばね51を介して基板ホルダ33に設置され
ている。
以上の構成において、磁気装置31はミラー磁
場を構成し、マイクロ波発生源30からのマイク
ロ波を導波管28によりプラズマ発生室27に導
くと、前記磁気装置31によつて作られる静磁界
によつてマイクロ波はプラズマ発生室27内の零
囲気ガスを電離し、プラズマ状態とする。さらに
プラズマは磁力線52に沿つてターゲツト20の
表面全面に輸送される。ここで、陽陰電極間に電
源26により電力を印加するとスパツタリングガ
生じ基板32上に膜が形成される。
ところで、基板32はチヤツク34により基板
ホルダ33上の凸形状をした絶縁物35上に押し
付けられ固定されており、電源49により基板電
極42と陽極48間に電力を供給するとプラズマ
を介して静電吸着により全面が絶縁物に吸着され
る。
同時に、基板上に付着の膜もバイアススパツタ
され膜の平坦化が行われる。この時、基板には熱
流入があり、例えばAr,N2などのガス37を基
板ホルダ33の微***36から絶縁物35・基板
32の微小すきまに供給し、さらに冷却水43を
流路40に流すことにより前記ガス37を介して
効果的に基板32の冷却が可能となる。一方、基
板32の温度をさらに上げたい場合には、冷却水
43の供給をやめシースヒータ39を作動させる
ことにより、同様にガス37を介して効率よく加
熱することができる。
また、基板を一定温度に維持したい場合には、
基板32にばね51をダンパーにして接する温度
計50を用いて、冷却水43の供給・停止および
シースヒータ39のON・OFFを行うことにより
実現できる。ここでは、温度計を接触形に限定し
て述べたが、非接触形の温度計を用いても同様に
制御ができるのは言うまでもない。
なお、上記はマイクロ波を用いてプラズマを形
成しスパツタを行う装置の基板温度制御について
述べたが、従来のプレーナマグネトロン型スパツ
タリング装置の場合にも同様に応用可能であるこ
とは言うまでもない。
以上のごとくスパツタリング装置の基板温度を
制御可能とすることにより、素子の耐熱条件を満
足できるとともに、素子寿命の確保が実現でき
た。
〔発明の効果〕
以上述べたように、スパツタリング装置でバイ
アススパツタのように基板への熱流入がある場
合、基板温度を制御可能に基板ホルダを構成する
ことにより、素子内配線や不純物ドーププロフイ
ルの様に熱影響をうけやすい対象を保護すること
が可能となる。また、基板温度を最適温度に制御
することにより素子寿命の低下が妨げるなど素子
の信頼性および性能を向上することができる。
また、通常スパツタ膜は堆積原子・分子が複雑
に並んだアモルフアス状態を呈しているが、基板
温度制御を行うことにより、多結晶状態を形成す
ることも可能であり、膜の結晶制御も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の半導体の多層配線
構造の一例を示す縦断面図、第2図はバイアスス
パツタ法の原理を示す説明図、第3図は本発明の
実施例を応用したスパツタリング装置の構造を示
す断面図、第4図は本発明の実施例を示す基板温
度制御部の構造を示す断面図である。 20……ターゲツト、32……基板、33……
基板ホルダ、37……ガス、39……シースヒー
タ、43……冷却水、50……温度計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 真空槽内でターゲツトをスパツタすることに
    より前記ターゲツトと対向する基板電極に載置さ
    れた基板上に薄膜を形成するスパツタリング装置
    であつて、前記基板電極は前記基板電極を加熱又
    は冷却する加熱冷却手段と、前記基板の温度を検
    出する温度検出手段と、前記載置面と前記基板の
    裏面との間にガスを導入するガス導入手段と、前
    記基板にバイアス電圧を印加する電圧印加手段を
    備え、該電圧印加手段で前記基板にバイアス電圧
    を印加しながらスパツタにより前記基板上に薄膜
    を形成する時に、前記温度検出手段で測定した前
    記基板の温度に基づいて前記加熱冷却手段で前記
    基板電極を加熱又は冷却し、同時に前記ガス導入
    手段で前記載置面と前記基板の裏面との間にガス
    を導入して前記載置面と前記基板の裏面との間の
    熱伝導を良くすることにより前記基板の温度を所
    定の温度に維持することを特徴とするスパツタリ
    ング装置。 2 前記基板電極は、前記基板の載置面が薄い誘
    電体層で覆われており、前記バイアス電力を印加
    することにより前記薄い誘電体層の表面に発生す
    る静電気力で前記基板を前記基板電極に吸引する
    ことにより前記基板を保持し、前記基板の温度を
    所定の温度に維持することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載のスパツタリング装置。
JP18951785A 1985-08-30 1985-08-30 スパツタリング装置 Granted JPS6250462A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18951785A JPS6250462A (ja) 1985-08-30 1985-08-30 スパツタリング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18951785A JPS6250462A (ja) 1985-08-30 1985-08-30 スパツタリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6250462A JPS6250462A (ja) 1987-03-05
JPH0586477B2 true JPH0586477B2 (ja) 1993-12-13

Family

ID=16242606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18951785A Granted JPS6250462A (ja) 1985-08-30 1985-08-30 スパツタリング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6250462A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2594935B2 (ja) * 1987-04-01 1997-03-26 株式会社日立製作所 スパツタ成膜方法と装置
JPH07105422B2 (ja) * 1987-03-16 1995-11-13 東京エレクトロン株式会社 半導体ウエハ載置台
JPH0327522A (ja) * 1989-06-26 1991-02-05 Hitachi Ltd 半導体基板への薄膜加工方法及びその装置並びに薄膜加工装置
JPH083146B2 (ja) * 1989-10-16 1996-01-17 富士通株式会社 薄膜形成方法
KR940011708B1 (ko) * 1990-04-09 1994-12-23 니찌덴 아네루바 가부시끼가이샤 기판온도제어기구
KR19990085791A (ko) * 1998-05-21 1999-12-15 윤종용 반도체 제조 공정의 측정 설비

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940439U (ja) * 1982-09-08 1984-03-15 アイジ−工業株式会社 入隅用コ−ナパネル
JPS59181622A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940439U (ja) * 1982-09-08 1984-03-15 アイジ−工業株式会社 入隅用コ−ナパネル
JPS59181622A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6250462A (ja) 1987-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6549393B2 (en) Semiconductor wafer processing apparatus and method
US5981913A (en) Static electricity chuck and wafer stage
US11967511B2 (en) Plasma processing apparatus
JPH1064983A (ja) ウエハステージ
US6022418A (en) Vacuum processing method
KR20010039877A (ko) 기판의 플라즈마 처리에서 손상을 제거하기 위한 플라즈마처리 방법 및 장치
US20210313156A1 (en) Temperature and bias control of edge ring
KR20020005986A (ko) 핫 플레이트 및 반도체 장치의 제조 방법
KR20090071060A (ko) 정전척 및 그를 포함하는 기판처리장치
JPH07130830A (ja) 半導体製造装置
JPH11176821A (ja) 成膜装置及び成膜方法
WO2011125292A1 (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
JPH0586477B2 (ja)
JP3150027B2 (ja) プラズマ発生装置及びこのプラズマ発生装置を用いたプラズマ処理装置
JPH08191059A (ja) プラズマ処理装置
JP3181501B2 (ja) 処理装置および処理方法
JPH1064984A (ja) ウエハステージ
KR0161376B1 (ko) 금속배선 형성방법 및 이에 사용되는 스퍼터링 장치
US6258718B1 (en) Method for reducing surface charge on semiconductor wafers to prevent arcing during plasma deposition
JP3793273B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
KR101147961B1 (ko) 반도체 제조설비의 정전척
US20210189545A1 (en) Methods and apparatus for depositing aluminum by physical vapor deposition (pvd) with controlled cooling
KR101098858B1 (ko) 클리닝 방법 및 진공 처리 장치
JPS6221209A (ja) 高周波アニ−ル方法
JP2004281648A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term