JPH0625844A - Film forming device and target material - Google Patents
Film forming device and target materialInfo
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- JPH0625844A JPH0625844A JP20426492A JP20426492A JPH0625844A JP H0625844 A JPH0625844 A JP H0625844A JP 20426492 A JP20426492 A JP 20426492A JP 20426492 A JP20426492 A JP 20426492A JP H0625844 A JPH0625844 A JP H0625844A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種の基材に薄膜を形
成するために使用されるターゲット材料及び成膜装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target material and a film forming apparatus used for forming a thin film on various substrates.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の製造プロセスにおける寸法ルールが微細化されつつ
ある。そのため、半導体装置の内部配線形成プロセスに
おいては、径が小さく且つ深さの深い、即ちアスペクト
比の大きい、コンタクトホール、スルーホールあるいは
ビヤホール（以下、総称して接続孔と呼ぶ）を形成する
必要がある。接続孔は、通常、半導体基板や下層配線層
の上に形成された層間絶縁層に開口部を設け、かかる開
口部内を配線材料で埋め込むことによって形成される。2. Description of the Related Art As semiconductor devices become highly integrated, dimensional rules in the manufacturing process of semiconductor devices are becoming finer. Therefore, in the process of forming the internal wiring of the semiconductor device, it is necessary to form a contact hole, a through hole or a via hole (hereinafter collectively referred to as a connection hole) having a small diameter and a large depth, that is, a large aspect ratio. is there. The connection hole is usually formed by providing an opening in an interlayer insulating layer formed on a semiconductor substrate or a lower wiring layer and filling the inside of the opening with a wiring material.
【０００３】開口部内を配線材料で埋め込むための薄膜
加工技術の１つにスパッタ法がある。しかしながら、ス
パッタ法は、一般にステップカバレージが良くないた
め、開口部のアスペクト比が大きくなるに従い、開口部
の底部における配線材料の厚さの薄い部分で断線不良が
発生し易い。このカバレッジ不良は、配線材料から成る
スパッタ粒子が、開口部の側壁あるいは底部に形成され
る光学的に影の部分には多く堆積しないという、所謂シ
ャドウイング効果に起因する。そのため、開口部の内部
を配線材料でカバレッジ良く埋め込むプロセス技術が必
要不可欠になってきている。One of the thin film processing techniques for filling the inside of the opening with a wiring material is a sputtering method. However, since the sputtering method generally has a poor step coverage, as the aspect ratio of the opening increases, a disconnection defect is likely to occur in a portion where the wiring material is thin at the bottom of the opening. This poor coverage is due to a so-called shadowing effect that sputtered particles made of the wiring material do not deposit much on the optically shadowed portion formed on the side wall or bottom of the opening. Therefore, a process technology for filling the inside of the opening with a wiring material with good coverage has become indispensable.
【０００４】このようなプロセス技術の中で、より量産
レベルでの実用化に近い技術として、半導体基板を高温
に加熱しながらスパッタ法によって配線材料で開口部を
埋め込む、所謂高温スパッタ法が検討されている。この
高温スパッタ法においては、半導体基板が高温に加熱さ
れているため、開口部内に堆積した配線材料も約４００
°Ｃ以上融点以下まで加熱される。その結果、軟化した
配線材料が流動状態となり開口部内を流れることが可能
となる。この配線材料の流動状態は、実際に配線材料を
堆積させるべき下地によって大きく変化する。Among such process technologies, a so-called high temperature sputtering method is considered as a technology closer to practical use at a mass production level, in which an opening is filled with a wiring material by a sputtering method while heating a semiconductor substrate at a high temperature. ing. In this high-temperature sputtering method, since the semiconductor substrate is heated to a high temperature, the wiring material deposited in the opening is about 400
It is heated to above ° C and below its melting point. As a result, the softened wiring material becomes in a fluidized state and can flow in the opening. The flow state of the wiring material largely changes depending on the base on which the wiring material is actually deposited.
【０００５】高温スパッタ法においてアルミニウムある
いはアルミニウム合金（以下、単にアルミニウム等とも
いう）から成る配線材料を使用する場合、下地がアルミ
ニウム等と反応し易いチタン（Ｔｉ）のような物質から
成る下地（バリアメタル層）の場合には、アルミニウム
等は下地と反応しながら下地の表面全体に拡がり易い
（即ち、濡れ性が良い）。これに対して、下地が、Ｓｉ
Ｏ2、ＴｉＯＮのようなアルミニウム等と反応し難い物
質から成る下地（バリアメタル層）の場合には、アルミ
ニウム等は下地の表面で小さく丸まってしまう。When a wiring material made of aluminum or an aluminum alloy (hereinafter, also simply referred to as aluminum) is used in the high temperature sputtering method, the base (barrier) made of a substance such as titanium (Ti) that easily reacts with aluminum or the like is used. In the case of a metal layer), aluminum or the like tends to spread over the entire surface of the base while reacting with the base (that is, the wettability is good). On the other hand, the base is Si
In the case of an underlayer (barrier metal layer) made of a substance that does not easily react with aluminum or the like such as O 2 or TiON, aluminum or the like is rounded to a small size on the surface of the underlayer.
【０００６】従って、下地に対する配線材料の濡れ性の
良否が、配線材料の開口部への埋め込み特性に大きな影
響を与える。即ち、濡れ性が良い場合には、配線材料
は、開口部の側壁に沿って開口部内に拡がる。一方、濡
れ性が悪い場合には、開口部の側壁上部で配線材料は丸
まってしまい、開口部の内部に拡がらない。実際、同一
形状、同一アスペクト比の開口部に、同一条件で、例え
ば、Ａｌ−１％Ｓｉから成る配線材料を高温スパッタ法
にて成膜しても、下地（開口部の側壁表面等）がＴｉの
場合には配線材料で開口部の内部は良好に埋め込まれ、
ＳｉＯ2の場合には良好には埋め込まれない。Therefore, the quality of the wettability of the wiring material with respect to the base greatly influences the filling property of the wiring material in the opening. That is, when the wettability is good, the wiring material spreads in the opening along the side wall of the opening. On the other hand, when the wettability is poor, the wiring material is curled up on the side wall of the opening and does not spread inside the opening. In fact, even if a wiring material made of Al-1% Si is formed into a film having the same shape and the same aspect ratio by the high temperature sputtering method under the same conditions, the base (sidewall surface of the opening, etc.) is not removed. In the case of Ti, the inside of the opening is well filled with the wiring material,
In the case of SiO 2 , it does not fill well.
【０００７】スパッタ法による成膜におけるシャドウイ
ング効果は、スパッタ粒子の基材に対する入射角度が大
きな範囲に亙ることに起因する。入射角度を小さな範囲
内に納めることによって、シャドウイング効果を防止す
ることができ、スパッタ粒子のステップカバレッジが向
上し、スパッタ粒子はより多く開口部内に入り込むこと
ができる。The shadowing effect in the film formation by the sputtering method is due to the fact that the angle of incidence of sputtered particles on the substrate is in a large range. By keeping the incident angle within a small range, the shadowing effect can be prevented, the step coverage of sputtered particles can be improved, and more sputtered particles can enter the opening.
【０００８】高温スパッタ法にて開口部内を配線材料で
埋め込む場合、配線材料のカバレッジだけでなく、スパ
ッタ粒子を堆積させる下地が例えばＴｉあるいはＴｉＮ
である場合には、これらの下地（バリアメタル層）のカ
バレッジも重要である。即ち、ＴｉあるいはＴｉＮのス
テップカバレッジが悪い場合、図１１に示すように、例
えばアルミニウム等から成る配線材料１１２の下地１１
０（例えばＴｉＮ）に対する濡れ性が悪くなるので、配
線材料の埋め込み性が悪くなり、ボイド１２０が発生す
るからである。尚図１１中、１００は半導体基板、１０
２は層間絶縁層である。When the opening is filled with the wiring material by the high temperature sputtering method, not only the coverage of the wiring material but also the base on which the sputtered particles are deposited is, for example, Ti or TiN.
In that case, the coverage of these underlying layers (barrier metal layers) is also important. That is, when the step coverage of Ti or TiN is poor, as shown in FIG. 11, the underlayer 11 of the wiring material 112 made of, for example, aluminum is used.
This is because the wettability with respect to 0 (for example, TiN) is deteriorated, the embedding property of the wiring material is deteriorated, and the void 120 is generated. In FIG. 11, 100 is a semiconductor substrate and 10 is a semiconductor substrate.
Reference numeral 2 is an interlayer insulating layer.
【０００９】スパッタ粒子の入射角度を小さな範囲内に
納めるために、図１２に模式的な一部断面図を示すよう
な、所謂「コリーメーター」と呼ばれる治具を使用する
ことが有効であることが知られている。このコリメータ
ー２１０は、平板に複数の貫通孔２１２を設けたもので
あり、ターゲット材料と基材の間に配置される。コリメ
ーターの貫通孔２１２の断面形状を種々設定することに
よって、スパッタ粒子の内、水平方向の速度成分を多く
有するスパッタ粒子をコリメーター２１０で捕らえるこ
とができる。その結果、貫通孔２１２を通過するスパッ
タ粒子の基板への入射角が或る範囲に制限される。これ
によって、シャドウイング効果を防止することができ、
基板上に成膜された薄膜のステップカバレッジを改善す
ることができる。In order to keep the incident angle of sputtered particles within a small range, it is effective to use a so-called "collimator" jig as shown in the schematic partial sectional view of FIG. It has been known. The collimator 210 is a flat plate provided with a plurality of through holes 212, and is arranged between the target material and the base material. By setting various cross-sectional shapes of the through holes 212 of the collimator, the sputter particles having many horizontal velocity components can be captured by the collimator 210 among the sputter particles. As a result, the incident angle of the sputtered particles passing through the through hole 212 on the substrate is limited to a certain range. This will prevent shadowing effects,
The step coverage of the thin film formed on the substrate can be improved.
【００１０】上記のコリメーター２１０を用いて基材に
薄膜を形成する場合、スパッタ粒子がコリメーターの貫
通孔２１２内に付着するため、貫通孔２１２に所謂目詰
まりが発生して、次第に成膜速度が低下する。それ故、
コリメーターのメンテナンスを高頻度で実施しなければ
ならないという問題がある。これを回避するために、タ
ーゲット材料自体を多数の穴を有するマルチホール型に
することが提案されている（文献「バイアスＥＣＲスパ
ッタ法によるＣｕ膜成膜」、K. Kanao, et al,1992年春
応用物理学会予稿集, 30p-ZH-11 参照）。When a thin film is formed on a substrate using the above collimator 210, sputtered particles adhere to the inside of the through hole 212 of the collimator, so that so-called clogging occurs in the through hole 212 and the film is gradually formed. Slow down. Therefore,
There is a problem that maintenance of the collimator must be performed frequently. In order to avoid this, it has been proposed to make the target material itself a multi-hole type having a large number of holes (Reference "Cu Film Formation by Bias ECR Sputtering Method", K. Kanao, et al, Spring 1992. See Proceedings of the Japan Society of Applied Physics, 30p-ZH-11).
【００１１】ＥＣＲスパッタ法においては、図９に示す
ようなＥＣＲプラズマ成膜装置が使用される。プラズマ
成膜装置１は、成膜チャンバ１０及びプラズマチャンバ
２０から成る。成膜チャンバ１０内には、半導体基板１
００を載置するためのサセプタ１２が配置されている。
サセプタ１２の下には加熱手段５０が配置されている。
半導体基板１００を加熱手段５０によって加熱すること
ができる。In the ECR sputtering method, an ECR plasma film forming apparatus as shown in FIG. 9 is used. The plasma film forming apparatus 1 includes a film forming chamber 10 and a plasma chamber 20. In the film forming chamber 10, the semiconductor substrate 1
A susceptor 12 for placing 00 is arranged.
A heating means 50 is arranged below the susceptor 12.
The semiconductor substrate 100 can be heated by the heating means 50.
【００１２】プラズマチャンバ２０は成膜チャンバ１０
の上部と連通している。プラズマチャンバ２０の上部に
はマイクロ波導入窓２２が設けられ、マイクロ波導入窓
２２の上部には、２．４５ＭＨｚのマイクロ波を導入す
るためのレクタンギュラーウエイブガイド２６が設けら
れている。プラズマチャンバ２０の周囲には磁気コイル
２４が配設されている。ＲＦパワーがＲＦ電源２８から
マイクロ波導入窓２２に加えられる。プラズマチャンバ
２０には、アルゴンガス導入口３０からアルゴンガスが
供給される。The plasma chamber 20 is the film forming chamber 10.
Communicates with the upper part of. A microwave introduction window 22 is provided above the plasma chamber 20, and a rectangular wave guide 26 for introducing a 2.45 MHz microwave is provided above the microwave introduction window 22. A magnetic coil 24 is arranged around the plasma chamber 20. RF power is applied to the microwave introduction window 22 from the RF power supply 28. Argon gas is supplied to the plasma chamber 20 from an argon gas inlet 30.
【００１３】Ｎ2ガス等のプロセスガスが、必要に応じ
てマスフローコントローラ及びガス導入部４０を通して
成膜チャンバ１０に供給される。成膜チャンバ１０内の
ガスはガス排気部１６から系外に排気される。尚、図９
中、３２はプラズマ流である。また、１００は図８の
（Ａ）に示す構造を有する半導体基板である。熱電対
（図示せず）で半導体基板１００の温度をモニターし、
公知の温度制御手段（図示せず）によって加熱手段５０
への供給電力を制御し、半導体基板１００の温度を一定
に保つ。A process gas such as N 2 gas is supplied to the film forming chamber 10 through the mass flow controller and the gas introducing section 40 as needed. The gas in the film forming chamber 10 is exhausted from the gas exhaust unit 16 to the outside of the system. Incidentally, FIG.
Inside, 32 is a plasma flow. Further, 100 is a semiconductor substrate having the structure shown in FIG. A thermocouple (not shown) monitors the temperature of the semiconductor substrate 100,
Heating means 50 by a known temperature control means (not shown)
The power supplied to the semiconductor substrate 100 is controlled to keep the temperature of the semiconductor substrate 100 constant.
【００１４】成膜チャンバ１０の上部にはターゲット材
料２００が配置されている。プラズマチャンバ２０で生
成した不活性イオンがターゲット材料と衝突し、ターゲ
ット材料からスパッタ粒子が放出される。半導体基材１
００の表面に到達したスパッタ粒子によって、半導体基
材１００上に薄膜が形成される。図１０の（Ａ）に模式
的な拡大断面図を示すように、マルチホール型のターゲ
ット材料２００には、多数の貫通孔２０２が垂直に設け
られている。A target material 200 is arranged above the film forming chamber 10. The inert ions generated in the plasma chamber 20 collide with the target material, and sputter particles are emitted from the target material. Semiconductor substrate 1
A thin film is formed on the semiconductor substrate 100 by the sputtered particles that have reached the surface of 00. As shown in a schematic enlarged sectional view of FIG. 10A, a multi-hole type target material 200 is provided with a large number of through holes 202 vertically.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなマルチホ
ール型のターゲット材料２００を用いると、コリメータ
ーの貫通孔の目詰まりは防止できるが、ＥＣＲスパッタ
装置のマイクロ波導入窓２２にスパッタ粒子が付着し、
マイクロ波導入窓２２が曇るという問題がある。即ち、
マルチホール型のターゲット材料に形成された貫通孔２
０２は、図１０の（Ａ）に示したように垂直な貫通孔で
ある。そのため、プラズマチャンバ２０で生成した不活
性イオンの相当量はターゲット材料２００の上面２０４
と衝突し、これによってターゲット材料２００から放出
されたスパッタ粒子は、半導体基材１００の方向に飛散
せず、プラズマチャンバ２０の方向に向かう。尚、図１
０の（Ａ）において、スパッタ粒子の流れを実線の矢印
で示し、不活性イオンの流れを破線の矢印で示した。そ
して、このスパッタ粒子はマイクロ波導入窓２２に付着
し、マイクロ波導入窓２２を曇らせる。その結果、マイ
クロ波導入窓２２を頻繁に清掃しなければならないとい
う問題がある。When the multi-hole type target material 200 as described above is used, it is possible to prevent the through holes of the collimator from being clogged, but sputtered particles are generated in the microwave introduction window 22 of the ECR sputtering device. Attached,
There is a problem that the microwave introduction window 22 becomes cloudy. That is,
Through hole 2 formed in a multi-hole type target material
Reference numeral 02 is a vertical through hole as shown in FIG. Therefore, a considerable amount of the inert ions generated in the plasma chamber 20 is generated in the upper surface 204 of the target material 200.
The sputtered particles that collide with the target material 200 and are thereby scattered toward the plasma chamber 20 do not scatter toward the semiconductor substrate 100. Incidentally, FIG.
In (A) of 0, the flow of sputtered particles is indicated by a solid arrow, and the flow of inert ions is indicated by a dashed arrow. Then, the sputtered particles adhere to the microwave introduction window 22 and cloud the microwave introduction window 22. As a result, there is a problem that the microwave introduction window 22 must be frequently cleaned.
【００１６】図９に示したＥＣＲプラズマ成膜装置を使
用する場合、ＲＦパワーがＲＦ電源２８からマイクロ波
導入窓２２を介してプラズマチャンバ２０に加えられ始
め、磁気コイル２４に電流を流し始めた時点では、ＥＣ
Ｒ放電は不安定な状態にある。ＥＣＲ放電が安定するま
でに、例えば１０秒程度の時間を必要とする。ＥＣＲ放
電が不安定な状態でスパッタリングを行うと、基板に形
成された薄膜の厚さや膜質が一定せず、成膜の制御が困
難であるという問題がある。とりわけ、バリアメタル層
は薄いので、ＥＣＲ放電が安定しない時間が、バリアメ
タル層の形成では無視できないという問題がある。When the ECR plasma film forming apparatus shown in FIG. 9 is used, RF power is started to be applied to the plasma chamber 20 from the RF power source 28 through the microwave introduction window 22, and a current is started to flow through the magnetic coil 24. EC at the time
The R discharge is in an unstable state. It takes about 10 seconds, for example, to stabilize the ECR discharge. If the sputtering is performed in a state where the ECR discharge is unstable, there is a problem that the thickness and film quality of the thin film formed on the substrate are not constant and it is difficult to control the film formation. In particular, since the barrier metal layer is thin, there is a problem that the time during which the ECR discharge is not stable cannot be ignored in forming the barrier metal layer.
【００１７】ターゲット材料に不活性イオンを照射して
ターゲット材料からスパッタ粒子が放出されている間
に、ターゲット材料の温度が上昇する。その結果、基板
に形成された薄膜の厚さや膜質が一定せず、薄膜形成の
再現性が悪くなるという問題がある。The temperature of the target material rises while the target material is irradiated with the inert ions and the sputtered particles are emitted from the target material. As a result, there is a problem in that the thickness and film quality of the thin film formed on the substrate are not constant and the reproducibility of thin film formation deteriorates.
【００１８】従来、通常のターゲット材料２００Ａに
は、図１０の（Ｂ）に示すようにバッキングプレート２
０６を取り付け、このバッキングプレート２０６内に冷
却水を流すことによってターゲット材料２００Ａの冷却
を行っている。ところが、マルチホール型のターゲット
材料を使用する場合、ターゲット材料２００に貫通孔２
０２が設けられているので、このようなバッキングプレ
ート２０６を用いてターゲット材料を効果的に冷却する
ことができない。ターゲット材料の縁部に冷却水用配管
を設け、冷却水をこの冷却水用配管中を流すことにより
ターゲット材料を冷却することを試みたが、伝熱効果で
ターゲット材料が冷却されるだけであり、ターゲット材
料が充分に冷却されないという問題がある。Conventionally, a conventional target material 200A has a backing plate 2 as shown in FIG.
The target material 200 </ b> A is cooled by attaching 06 and flowing cooling water into the backing plate 206. However, when the multi-hole type target material is used, the through hole 2 is formed in the target material 200.
02 is provided, the target material cannot be effectively cooled by using such a backing plate 206. An attempt was made to cool the target material by providing cooling water piping at the edge of the target material and flowing cooling water through this cooling water piping, but the target material is only cooled by the heat transfer effect. However, there is a problem that the target material is not sufficiently cooled.
【００１９】従って、本発明の第１の目的は、シャドウ
イング効果を効果的に防止することができ、基板上に成
膜された薄膜のステップカバレッジを改善することがで
き、しかも、スパッタ粒子によるイオン源の汚染を防止
することが可能なターゲット材料及びかかるターゲット
材料を備えた成膜装置を提供することにある。Therefore, the first object of the present invention is to effectively prevent the shadowing effect, to improve the step coverage of the thin film formed on the substrate, and also to prevent sputtered particles. It is an object of the present invention to provide a target material capable of preventing contamination of an ion source and a film forming apparatus including the target material.
【００２０】本発明の第２の目的は、イオン源が安定す
るまで、基板に薄膜が形成されることを防止することが
でき、成膜の制御を容易に行い得る成膜装置を提供する
ことにある。A second object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of preventing the formation of a thin film on a substrate until the ion source is stabilized, and capable of easily controlling the film formation. It is in.
【００２１】本発明の第３の目的は、ターゲット材料を
効果的に冷却し得る冷却手段を備えた成膜装置を提供す
ることにある。A third object of the present invention is to provide a film forming apparatus provided with a cooling means capable of effectively cooling a target material.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、基
材に薄膜を形成するための複数の孔部が設けられたター
ゲット材料であって、基材に面した側の孔部の開口面積
が基材に面していない側の開口面積よりも小さいことを
特徴とする本発明のターゲット材料によって達成され
る。The first object is a target material provided with a plurality of holes for forming a thin film on a base material, and the target material has a hole on the side facing the base material. The target material of the present invention is characterized in that the opening area is smaller than the opening area on the side not facing the substrate.
【００２３】孔部の水平方向断面形状は、円形、多角形
等、任意の形状とすることができる。孔部の垂直方向断
面形状は、台形、階段状、釣り鐘状等、任意の形状とす
ることができる。孔部は、三角形、四角形、六角形等、
任意の多角形の頂点に配置することができ、あるいは
又、円周上に配置することもできる。基材に面した側の
孔部の開口面積を、基材に面していない側の開口面積の
４０〜９０％にすることが望ましい。The horizontal cross-sectional shape of the hole can be any shape such as a circle or a polygon. The vertical cross-sectional shape of the hole can be any shape such as trapezoidal, stepped, and bell-shaped. Holes are triangles, squares, hexagons, etc.
They can be placed at the vertices of any polygon, or they can be placed on the circumference. The opening area of the hole on the side facing the base material is preferably 40 to 90% of the opening area on the side not facing the base material.
【００２４】上記の第１の目的は、ターゲット材料に不
活性イオンを照射して基材に薄膜を形成する本発明の第
１の態様に係る成膜装置によって達成され得る。この成
膜装置は、基材に面した側の開口面積が基材に面してい
ない側の開口面積よりも小さい複数の孔部が設けられた
ターゲット材料を備えていることを特徴とする。The above first object can be achieved by the film forming apparatus according to the first aspect of the present invention in which a target material is irradiated with inert ions to form a thin film on a substrate. This film forming apparatus is characterized by including a target material provided with a plurality of holes in which the opening area on the side facing the base material is smaller than the opening area on the side not facing the base material.
【００２５】この第１の態様に係る成膜装置は、電子サ
イクロトロン共鳴プラズマイオン源を更に備えているこ
とが望ましい。It is desirable that the film forming apparatus according to the first aspect further include an electron cyclotron resonance plasma ion source.
【００２６】上記の第２の目的は、更に、ターゲット材
料にイオン源からの不活性イオンを照射して基材に薄膜
を形成する本発明の第２の態様に係る成膜装置によって
達成され得る。この成膜装置は、イオン源とターゲット
材料との間に、不活性イオンを遮蔽する遮蔽装置を備え
ていることを特徴とする。The above second object can be further achieved by the film forming apparatus according to the second aspect of the present invention in which the target material is irradiated with the inert ions from the ion source to form a thin film on the substrate. . This film forming apparatus is characterized by including a shielding device for shielding inert ions between the ion source and the target material.
【００２７】この第２の態様に係る成膜装置のイオン源
は、電子サイクロトロン共鳴プラズマイオン源であるこ
とが望ましい。また、ターゲット材料には複数の孔部が
設けられていることが更に望ましい。この孔部は、基材
に面した側の開口面積が基材に面していない側の開口面
積よりも小さいことを特徴とすることが更に一層望まし
い。The ion source of the film forming apparatus according to the second aspect is preferably an electron cyclotron resonance plasma ion source. Further, it is more desirable that the target material has a plurality of holes. It is even more desirable that the hole has an opening area on the side facing the base material smaller than the opening area on the side not facing the base material.
【００２８】上記の第３の目的は、更に、ターゲット材
料に不活性イオンを照射して基材に薄膜を形成する本発
明の第３の態様に係る成膜装置によって達成され得る。
この成膜装置は、ターゲット材料を冷却するために、タ
ーゲット材料の周辺部近傍に配置された冷却装置を備え
ていることを特徴とする。The above-mentioned third object can be further achieved by a film forming apparatus according to the third aspect of the present invention for irradiating a target material with inert ions to form a thin film on a substrate.
This film forming apparatus is characterized in that it is provided with a cooling device arranged near the peripheral portion of the target material in order to cool the target material.
【００２９】この第３の態様に係る成膜装置において
は、ターゲット材料には複数の孔部が設けられているこ
とが好ましく、電子サイクロトロン共鳴プラズマイオン
源を備えていることが更に好ましい。また、冷却装置
は、ターゲット材料の周辺部から中心部に向けて冷却用
ガスを流す装置であることが望ましい。In the film forming apparatus according to the third aspect, it is preferable that the target material is provided with a plurality of holes, and it is further preferable that the target material is provided with an electron cyclotron resonance plasma ion source. Further, it is desirable that the cooling device is a device that allows the cooling gas to flow from the peripheral portion of the target material toward the central portion.
【００３０】尚、ターゲット材料は所謂エロージョンに
より変形していくので、或る程度使用した後、交換する
必要がある。Since the target material is deformed by so-called erosion, it has to be replaced after being used for a while.
【００３１】[0031]
【作用】本発明のターゲット材料及び第１の態様に係る
成膜装置においては、孔部の基材に面した側の開口面積
が基材に面していない側の開口面積よりも小さいので、
イオンの照射によってスパッタされたターゲット材料粒
子の殆どは基材の方向に進み、スパッタ粒子によるイオ
ン源の汚染を防ぐことができる。In the target material of the present invention and the film forming apparatus according to the first aspect, since the opening area of the hole portion on the side facing the base material is smaller than the opening area on the side not facing the base material,
Most of the target material particles sputtered by the irradiation of ions travel toward the substrate, and it is possible to prevent the ion source from being contaminated by the sputtered particles.
【００３２】本発明の第２の態様に係る成膜装置におい
ては、遮蔽装置が備えれらているので、イオン源が安定
しない間はターゲット材料に不活性イオンが照射される
ことがなく、成膜の制御性を向上させることができる。In the film forming apparatus according to the second aspect of the present invention, since the shielding device is provided, the target material is not irradiated with the inert ion while the ion source is not stable, and the film formation is not performed. The controllability of the film can be improved.
【００３３】本発明の第３の態様に係る成膜装置におい
ては、ターゲット材料を冷却するための冷却装置が備え
られているので、ターゲット材料を一定温度に保持する
ことができ、再現性良く薄膜を形成することができる。In the film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, since the cooling device for cooling the target material is provided, the target material can be kept at a constant temperature and the thin film can be reproducibly formed. Can be formed.
【００３４】[0034]
【実施例】以下、図面を参照して好ましい実施例に基づ
き本発明を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on the preferred embodiments with reference to the drawings.
【００３５】本発明のターゲット材料の模式的な平面図
を図１の（Ａ）に、また、拡大した一部断面図を図１の
（Ｂ）に示す。ターゲット材料６０は、例えばアルミニ
ウムやチタン等、成膜すべき薄膜の組成から構成され
る。ターゲット材料の直径を２００ｍｍ、厚さを１２ｍ
ｍとした。ターゲット材料６０には複数の孔部６２が設
けられている。孔部の中心は、この実施例においては正
三角形の頂点に位置する。正三角形の一辺の長さを８．
２ｍｍとした。基材に面した側の孔部の直径Ｄ1を７．
４ｍｍ、基材に面していない側の孔部の直径Ｄ2を９．
５ｍｍとした。孔部の水平方向断面形状は円形であり、
孔部の垂直方向断面形状は台形である。A schematic plan view of the target material of the present invention is shown in FIG. 1 (A), and an enlarged partial sectional view is shown in FIG. 1 (B). The target material 60 is composed of a composition of a thin film to be formed, such as aluminum or titanium. Diameter of target material is 200mm, thickness is 12m
m. The target material 60 is provided with a plurality of holes 62. The center of the hole is located at the apex of the equilateral triangle in this embodiment. Set the length of one side of the equilateral triangle to 8.
It was set to 2 mm. The diameter D 1 of the hole on the side facing the substrate is set to 7.
4 mm, the diameter D 2 of the hole on the side not facing the substrate is 9.
It was set to 5 mm. The horizontal section of the hole is circular,
The vertical cross-sectional shape of the hole is trapezoidal.
【００３６】ターゲット材料６０に設けられた孔部６２
の垂直方向の断面形状を、例えば図１の（Ｂ）に示すよ
うな形状とすることによって、イオンの照射によってス
パッタされたターゲット材料粒子の殆どは基材の方向に
進み、スパッタ粒子によるイオン源の汚染を防ぐことが
できる。Holes 62 provided in the target material 60
By making the vertical cross-sectional shape of the target material have a shape as shown in, for example, FIG. 1B, most of the target material particles sputtered by the irradiation of ions proceed toward the substrate, and the ion source by the sputtered particles is formed. The pollution of can be prevented.
【００３７】このようなターゲット材料６０を備えた成
膜装置１の模式的な断面図を図３に示す。この成膜装置
１は、成膜チャンバ１０、及び電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）プラズマイオン源であるプラズマチャンバ２
０を備えている。図３に示した成膜装置１の構成要素
は、図９に示した装置と実質的に同じであるため、詳細
な説明は省略する。尚、図３と図９に記載された同一参
照番号は同一構成要素を指す。A schematic sectional view of the film forming apparatus 1 provided with such a target material 60 is shown in FIG. The film forming apparatus 1 includes a film forming chamber 10 and a plasma chamber 2 which is an electron cyclotron resonance (ECR) plasma ion source.
It has 0. The constituent elements of the film forming apparatus 1 shown in FIG. 3 are substantially the same as those of the apparatus shown in FIG. 9, so detailed description thereof will be omitted. The same reference numerals shown in FIGS. 3 and 9 refer to the same components.
【００３８】本発明の第２の態様に係る態様の成膜装置
においては、図４に示すように、イオン源とターゲット
材料との間に、不活性イオンを遮蔽する遮蔽装置７０が
備えられている。この遮蔽装置は、例えば、図５に示す
ように、写真機のシャッターに類似した機構とすること
ができる。即ち、複数のシャッター羽根７２と、シャッ
ター羽根が開いたときシャッター羽根を格納する格納部
分７４と、シャッター羽根を開閉する公知の機構から成
る。In the film forming apparatus according to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 4, a shielding device 70 for shielding inert ions is provided between the ion source and the target material. There is. The shielding device can be, for example, as shown in FIG. 5, a mechanism similar to a shutter of a camera. That is, it comprises a plurality of shutter blades 72, a storage portion 74 for storing the shutter blades when the shutter blades are opened, and a known mechanism for opening and closing the shutter blades.
【００３９】図４に示した成膜装置においては、図３に
示した成膜装置１と同様に、イオン源として、ＥＣＲプ
ラズマイオン源を用いることができる。また、ターゲッ
ト材料６０には複数の孔部６２が設けられていることが
望ましく、このターゲット材料６０は図１と同様の構造
とすることができる。In the film forming apparatus shown in FIG. 4, as in the film forming apparatus 1 shown in FIG. 3, an ECR plasma ion source can be used as an ion source. Further, the target material 60 is preferably provided with a plurality of holes 62, and the target material 60 can have the same structure as that in FIG.
【００４０】更に、本発明の第３の態様の成膜装置にお
いては、図６に示すように、ターゲット材料を冷却する
ための冷却装置８０が備えられている。この冷却装置８
０は、ターゲット材料６０の周辺部近傍に配置されてい
る。冷却装置８０は、図７の（Ａ）に示すように、ター
ゲット材料６０の周辺部を取り囲むように成形されたス
テンレススチール製の冷却ガス配管８２から成る。ター
ゲット材料６０は支持具９０に取り付けられ、かかる支
持具９０は成膜装置の成膜チャンバ内に取り付けられて
いる。ターゲット材料６０には孔部が設けられている
が、図７の（Ａ）では図示を省略した。Further, in the film forming apparatus of the third aspect of the present invention, as shown in FIG. 6, a cooling device 80 for cooling the target material is provided. This cooling device 8
0 is arranged near the peripheral portion of the target material 60. As shown in FIG. 7A, the cooling device 80 includes a cooling gas pipe 82 made of stainless steel formed so as to surround the peripheral portion of the target material 60. The target material 60 is attached to a support tool 90, and the support tool 90 is installed in a film forming chamber of a film forming apparatus. Although the target material 60 is provided with holes, it is not shown in FIG. 7 (A).
【００４１】この冷却ガス配管８２には、冷却用ガス供
給部８４が設けられており、図示していない冷却用ガス
源から冷却ガスが冷却装置に供給される。ガス配管には
複数の細孔８６が設けられている。これらの細孔から冷
却用ガスが噴出し、冷却用ガスは、ターゲット材料の周
辺部から中心部に向かって流れる（図７の（Ｂ）に示し
た模式的な一部断面図を参照）。ターゲット材料を冷却
した冷却用ガスは、成膜装置１に設けられたガス排気部
１６から排気される。冷却用ガスとして、Ａｒガス等、
スパッタリングに影響を及ぼさない不活性ガスを使用す
ることができる。A cooling gas supply unit 84 is provided in the cooling gas pipe 82, and the cooling gas is supplied to the cooling device from a cooling gas source (not shown). The gas pipe is provided with a plurality of pores 86. Cooling gas is ejected from these pores, and the cooling gas flows from the peripheral portion to the central portion of the target material (see the schematic partial cross-sectional view shown in FIG. 7B). The cooling gas that has cooled the target material is exhausted from the gas exhaust unit 16 provided in the film forming apparatus 1. As a cooling gas, Ar gas, etc.
Inert gases that do not affect sputtering can be used.
【００４２】（実施例−１）チタンから成り図１に示し
た構造を有するターゲット材料６０を備えた成膜装置１
を用いて、半導体基板１００上の配線層にチタン（Ｔ
ｉ）をスパッタリングした。図８の（Ａ）に示すよう
に、半導体基板１００上には例えばＳｉＯ2から成る層
間絶縁層１０２が形成され、この層間絶縁層１０２には
開口部１０４が従来のリソグラフィー法及びドライエッ
チング法で形成されている。Ｔｉのスパッタリング条件
を、例えば、以下のとおりとすることができる。 プロセスガス ：Ａｒ＝１００sccm マイクロ波パワー：８００Ｗ スパッタ圧力 ：０．４Ｐａ 基板加熱温度 ：１５０゜Ｃ 成膜速度 ：０．０３〜０．１μｍ／分 層間絶縁層１０２に形成された開口部１０４の側壁に５
ｎｍ以上のＴｉ層１１０（バリアメタル層と呼ぶ）を形
成した（図８の（Ｂ）参照）。(Example-1) A film forming apparatus 1 including a target material 60 made of titanium and having the structure shown in FIG.
By using titanium (T) on the wiring layer on the semiconductor substrate 100.
i) was sputtered. As shown in FIG. 8A, an interlayer insulating layer 102 made of, for example, SiO 2 is formed on a semiconductor substrate 100, and an opening 104 is formed in the interlayer insulating layer 102 by a conventional lithography method and dry etching method. Has been formed. The sputtering conditions of Ti can be set as follows, for example. Process gas: Ar = 100 sccm Microwave power: 800 W Sputtering pressure: 0.4 Pa Substrate heating temperature: 150 ° C. Deposition rate: 0.03-0.1 μm / min Side wall of the opening 104 formed in the interlayer insulating layer 102 To 5
A Ti layer 110 (referred to as a barrier metal layer) having a thickness of nm or more was formed (see FIG. 8B).
【００４３】その後、別の成膜装置を用いて、高温スパ
ッタ法によってアルミニウム合金を半導体基板上及び開
口部内に堆積させた。尚、Ａｌ−１％Ｓｉから成るター
ゲット材料には孔部を設けていない。アルミニウム合金
のスパッタリング条件を、例えば、 プロセスガス：Ａｒ＝１００sccm ＤＣパワー ：１０ｋＷ スパッタ圧力：０．４Ｐａ 基板加熱温度：５００゜Ｃ 成膜速度 ：〜０．６μｍ／分 とすることができる。この場合、Ｔｉが開口部内に十分
成膜されているので、図８の（Ｃ）に示すように、アル
ミニウム合金の開口部内への埋め込みが良好に行われ
た。Then, another film forming apparatus was used to deposit an aluminum alloy on the semiconductor substrate and in the opening by the high temperature sputtering method. No holes are provided in the target material made of Al-1% Si. The sputtering conditions for the aluminum alloy can be, for example, process gas: Ar = 100 sccm DC power: 10 kW, sputtering pressure: 0.4 Pa, substrate heating temperature: 500 ° C., film formation rate: up to 0.6 μm / min. In this case, since Ti was sufficiently deposited in the opening, the aluminum alloy was well embedded in the opening as shown in FIG. 8C.
【００４４】より大きなアスペクト比を有する開口部に
対しても、ターゲット材料６０に設けられた孔部６２の
アスペクト比を大きくすることによって、一層Ｔｉを厚
く成膜することができ、その後のアルミニウムによる開
口部の埋め込みを良好なものにすることができる。この
ような成膜装置１を使用してチタンの成膜を行ったとこ
ろ、通常の孔部を設けていないターゲット材料を使用し
た場合と比較して、マイクロ波導入窓２２の曇りが低減
し、成膜装置のメンテナンス頻度を下げることができ
た。Even for an opening having a larger aspect ratio, by increasing the aspect ratio of the hole portion 62 provided in the target material 60, it is possible to form a thicker film of Ti, and then the aluminum film is used. The filling of the opening can be improved. When the titanium film is formed by using the film forming apparatus 1 as described above, the fog in the microwave introduction window 22 is reduced as compared with the case of using a target material having no ordinary holes. The frequency of maintenance of the film forming apparatus could be reduced.
【００４５】（実施例−２）アルミニウム合金の濡れ性
改善のために、アルミニウム合金の下地としてＴｉＮ層
（酸素を殆ど含まない）を形成することが有効であるこ
とが知られている。実施例−２においては、実施例−１
と同様のターゲット材料６０及び成膜装置１を使用し
て、ＴｉＮ層（バリアメタル層）を層間絶縁層に形成さ
れた開口部内を含む半導体基板上に成膜した。ＴｉＮ層
の成膜条件を、例えば以下のとおりとした。 プロセスガス ：Ａｒ／Ｎ2＝４０／７０sccm マイクロ波パワー：８００Ｗ スパッタ圧力 ：０．４Ｐａ 基板加熱温度 ：１５０゜Ｃ 成膜速度 ：０．０１〜０．０４μｍ／分 層間絶縁層に形成された開口部の側壁に５ｎｍ以上のＴ
ｉＮ層を形成した。Example 2 It is known that it is effective to form a TiN layer (containing almost no oxygen) as a base of an aluminum alloy in order to improve the wettability of the aluminum alloy. In Example-2, Example-1
A TiN layer (barrier metal layer) was formed on the semiconductor substrate including the inside of the opening formed in the interlayer insulating layer by using the target material 60 and the film forming apparatus 1 similar to the above. The film forming conditions for the TiN layer are as follows, for example. Process gas: Ar / N 2 = 40/70 sccm Microwave power: 800 W Sputtering pressure: 0.4 Pa Substrate heating temperature: 150 ° C. Deposition rate: 0.01 to 0.04 μm / min Openings formed in the interlayer insulating layer Of 5 nm or more on the side wall of the part
An iN layer was formed.
【００４６】その後、別の成膜装置を用いて、高温スパ
ッタ法によってアルミニウム合金を半導体基板上及び開
口部内に堆積させた。尚、Ａｌ−１％Ｓｉから成るター
ゲット材料には孔部を設けていない。アルミニウム合金
のスパッタリング条件を、実施例−１と同様とした。こ
の場合にも、ＴｉＮが開口部内に十分成膜されているの
で、アルミニウム合金の開口部内への埋め込みが良好に
行われた。After that, another film forming apparatus was used to deposit an aluminum alloy on the semiconductor substrate and in the opening by the high temperature sputtering method. No holes are provided in the target material made of Al-1% Si. The aluminum alloy sputtering conditions were the same as in Example-1. Also in this case, since TiN was sufficiently formed in the opening, the aluminum alloy was well embedded in the opening.
【００４７】（実施例−３）図５に示した遮蔽装置を備
えた成膜装置（図４参照）を用いて、実施例−１と同様
のターゲット材料１０を使用して、Ｔｉ層を層間絶縁層
に形成された開口部内を含む半導体基板上に成膜した。
Ｔｉ層の成膜条件を、実施例−１と同様とした。尚、Ｅ
ＣＲプラズマイオン源におけるＥＣＲ放電は、ＥＣＲプ
ラズマイオン源の運転開始から１０秒程度は安定しない
ので、この間は、遮蔽装置を閉じて、ターゲット材料へ
のイオン源からの不活性イオンの照射を遮断した。ＥＣ
Ｒプラズマイオン源が安定した後、遮蔽装置を開き、Ｔ
ｉ層の形成を行った。Example 3 Using the film forming apparatus equipped with the shielding device shown in FIG. 5 (see FIG. 4), the same target material 10 as in Example 1 was used, and the Ti layer was intercalated. The film was formed on the semiconductor substrate including the inside of the opening formed in the insulating layer.
The film forming conditions for the Ti layer were the same as in Example-1. Incidentally, E
Since the ECR discharge in the CR plasma ion source is not stable for about 10 seconds from the start of operation of the ECR plasma ion source, the shielding device was closed during this period to block irradiation of the target material with inert ions from the ion source. . EC
After the R plasma ion source has stabilized, open the shielding device
The i layer was formed.
【００４８】次いで、実施例−１と同様に、アルミニウ
ム合金層を高温スパッタ法にて堆積させた。ＥＣＲ放電
が安定するまで、遮蔽装置を閉じておいたので、Ｔｉ層
の形成を安定して行うことができ、得られたＴｉ薄膜の
厚さも一定であった。従来の遮蔽装置無しの成膜装置を
使用した場合にはアルミニウム合金層の埋め込み歩留ま
りが約８０％であった。これに対して、本発明の成膜装
置を使用した場合、Ｔｉ層の膜質が安定しているため、
アルミニウム合金層の埋め込み歩留まりが１００％であ
った。Then, as in Example-1, an aluminum alloy layer was deposited by high temperature sputtering. Since the shielding device was closed until the ECR discharge became stable, the Ti layer could be stably formed, and the thickness of the obtained Ti thin film was constant. When a conventional film forming apparatus without a shielding device was used, the yield of embedding the aluminum alloy layer was about 80%. On the other hand, when the film forming apparatus of the present invention is used, the quality of the Ti layer is stable,
The embedding yield of the aluminum alloy layer was 100%.
【００４９】図５に示した遮蔽装置を備えた成膜装置
（図４参照）を用いて、実施例−２と同様の条件で、Ｔ
ｉＮから成るバリアメタル層及びアルミニウム合金層を
形成した。ＴｉＮから成るバリアメタル層が厚くしかも
均一に形成され、アルミニウム合金の開口部への埋め込
み性も良好であった。Using the film forming apparatus equipped with the shielding device shown in FIG. 5 (see FIG. 4), under the same conditions as in Example-2, T
A barrier metal layer made of iN and an aluminum alloy layer were formed. The barrier metal layer made of TiN was formed thickly and uniformly, and the filling property of the aluminum alloy into the opening was good.
【００５０】（実施例−４）図７に示した冷却装置を備
えた成膜装置（図６参照）を用いて、実施例−１と同様
のターゲット材料１０を使用して、層間絶縁層に形成さ
れた開口部を含む半導体基板上にＴｉ層を成膜した。Ｔ
ｉ層の成膜条件を、実施例−１と同様とした。尚、Ａｒ
から成り常温の冷却用ガスを１００Ｎｃｍ3／分、供給
してターゲット材料を冷却した。これによって、ターゲ
ット材料の温度は、室温から５０゜Ｃ程度まで上昇する
に止った。冷却用ガスを供給しない場合、同様の条件で
Ｔｉ層を成膜したところ、ターゲット材料の温度は、室
温から２５０゜Ｃ程度にまで上昇した。このように、タ
ーゲット材料の温度上昇を抑えることができるので、成
膜の再現性を向上させることができた。(Embodiment 4) Using the film forming apparatus (see FIG. 6) equipped with the cooling device shown in FIG. 7, the same target material 10 as in Embodiment 1 was used to form an interlayer insulating layer. A Ti layer was formed on the semiconductor substrate including the formed opening. T
The film forming conditions for the i layer were the same as in Example-1. In addition, Ar
The target material was cooled by supplying a cooling gas at room temperature of 100 Ncm 3 / min. As a result, the temperature of the target material only rose from room temperature to about 50 ° C. When the Ti layer was formed under the same conditions when the cooling gas was not supplied, the temperature of the target material rose from room temperature to about 250 ° C. In this way, since the temperature rise of the target material can be suppressed, the reproducibility of film formation can be improved.
【００５１】以上、好ましい実施例に基づき本発明を説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ターゲット材料に設けられた孔部の垂直方向の
断面形状を、図２の（Ａ）に示すような階段状、あるい
は図２の（Ｂ）に示すような釣り鐘状等、任意の形状と
することができる。Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The cross-sectional shape of the holes provided in the target material in the vertical direction may be any shape such as a stepped shape as shown in FIG. 2A or a bell shape as shown in FIG. 2B. You can
【００５２】遮蔽装置を、図５に示した以外にも、例え
ばターゲット材料と同程度あるいはそれより大きな平板
とし、この平板をイオン源とターゲット材料の間の空間
に挿入できるよう、成膜チャンバに可動に取り付けるこ
ともできる。あるいは又、ターゲット材料に照射される
不活性イオンを必要に応じて遮蔽できる装置であれば、
如何なる遮蔽装置も使用することができる。遮蔽装置
は、ターゲット材料と基板の間に配置することもでき
る。In addition to the one shown in FIG. 5, the shielding device is, for example, a flat plate having the same size as or larger than the target material, and the flat plate is provided in the film forming chamber so that the flat plate can be inserted into the space between the ion source and the target material. It can also be mounted movably. Alternatively, if it is a device that can shield the inert ions irradiated to the target material as needed,
Any shielding device can be used. The shielding device can also be arranged between the target material and the substrate.
【００５３】冷却装置として１本の冷却用ガス配管を例
示したが、冷却用ガス配管は複数本であってもよい。ま
た、ターゲット材料の周辺部に配置することができる形
状、構造であれば、図７に示した冷却装置に限定され
ず、如何なる冷却装置も使用することができる。Although one cooling gas pipe is illustrated as the cooling device, a plurality of cooling gas pipes may be used. Further, as long as it has a shape and structure that can be arranged in the peripheral portion of the target material, it is not limited to the cooling device shown in FIG. 7, and any cooling device can be used.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明のターゲット材料及びかかるター
ゲット材料を備えた成膜装置においては、スパッタ粒子
によるマイクロ波導入窓の曇りを低減することができ、
成膜装置のメンテナンス性が向上し、高い生産性を以て
半導体装置等を生産することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY In the target material of the present invention and the film forming apparatus provided with such target material, it is possible to reduce the fogging of the microwave introduction window due to sputtered particles.
The maintainability of the film forming apparatus is improved, and a semiconductor device or the like can be produced with high productivity.
【００５５】遮蔽装置を備えた本発明の成膜装置におい
ては、形成された薄膜の厚さや膜質が安定し、優れた制
御性にて薄膜を形成することができる。In the film forming apparatus of the present invention equipped with the shielding device, the thickness and quality of the formed thin film are stable, and the thin film can be formed with excellent controllability.
【００５６】また、ターゲット材料を冷却するための冷
却装置を備えた本発明の成膜装置においては、ターゲッ
ト材料の温度上昇を効果的に抑制することができ、薄膜
の厚さや膜質の再現性に優れていた。Further, in the film forming apparatus of the present invention equipped with the cooling device for cooling the target material, the temperature rise of the target material can be effectively suppressed, and the reproducibility of the thickness and film quality of the thin film can be improved. Was excellent.
【図１】本発明のターゲット材料の図である。FIG. 1 is a diagram of a target material of the present invention.
【図２】本発明のターゲット材料の孔部の垂直方向の断
面形状を例示する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a vertical cross-sectional shape of a hole portion of a target material of the present invention.
【図３】本発明のターゲット材料を備えた、第１の態様
に係る成膜装置の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of a film forming apparatus according to a first aspect, which is provided with the target material of the present invention.
【図４】本発明の遮蔽装置を備えた、第２の態様に係る
成膜装置の概要を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a film forming apparatus according to a second aspect, which is equipped with the shielding device of the present invention.
【図５】遮蔽装置の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a shielding device.
【図６】本発明の冷却装置を備えた、第３の態様に係る
成膜装置の概要を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an outline of a film forming apparatus according to a third aspect, which is equipped with a cooling device of the present invention.
【図７】冷却装置の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a cooling device.
【図８】本発明の成膜装置を用いて半導体基板に薄膜を
形成する工程を説明するための半導体素子の模式的な一
部断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a semiconductor element for explaining a step of forming a thin film on a semiconductor substrate using the film forming apparatus of the present invention.
【図９】従来の成膜装置の概要を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a conventional film forming apparatus.
【図１０】従来のマルチホール型のターゲット材料の図
である。FIG. 10 is a diagram of a conventional multi-hole type target material.
【図１１】従来のスパッタ法による薄膜形成における問
題点を説明するための半導体素子の模式的な一部断面図
である。FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of a semiconductor element for explaining a problem in forming a thin film by a conventional sputtering method.
【図１２】従来のコリメーターの模式的な一部断面図で
ある。FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of a conventional collimator.
１ プラズマ成膜装置 １２ サセプタ １０ 成膜チャンバ １６ ガス排気部 ２０ プラズマチャンバ ２２ マイクロ波導入窓 ２４ 磁気コイル ６０ ターゲット材料 ６２ 孔部 ７０ 遮蔽装置 ７２ シャッター羽根 ７４ 格納部分 ８０ 冷却装置 ８２ 冷却ガス配管 ８４ 冷却用ガス供給部 ８６ 細孔 ９０ 支持具 １００ 半導体基板 １０２ 層間絶縁層 １０４ 開口部 １１０ バリアメタル層 １１２ 配線材料 ２００，２００Ａ ターゲット材料 ２０２ 貫通孔 ２０４ ターゲット材料の上面 ２０６ バッキングプレート ２１０ コリメーター ２１２ 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma film-forming apparatus 12 Susceptor 10 Film-forming chamber 16 Gas exhaust part 20 Plasma chamber 22 Microwave introduction window 24 Magnetic coil 60 Target material 62 Hole part 70 Shielding device 72 Shutter blade 74 Storage part 80 Cooling device 82 Cooling gas pipe 84 Cooling Gas supply unit 86 Pores 90 Supporting device 100 Semiconductor substrate 102 Interlayer insulating layer 104 Opening 110 Barrier metal layer 112 Wiring material 200,200A Target material 202 Through hole 204 Top surface of target material 206 Backing plate 210 Collimator 212 Through hole
Claims (11)
設けられたターゲット材料であって、該孔部は、基材に
面した側の開口面積が基材に面していない側の開口面積
よりも小さいことを特徴とするターゲット材料。1. A target material provided with a plurality of holes for forming a thin film on a base material, the opening area of the holes facing the base material not facing the base material. Target material characterized by being smaller than the opening area on the side.
基材に薄膜を形成する成膜装置であって、基材に面した
側の開口面積が基材に面していない側の開口面積よりも
小さい複数の孔部が設けられたターゲット材料を備えて
いることを特徴とする成膜装置。2. A film forming apparatus for forming a thin film on a base material by irradiating a target material with inert ions, wherein the opening area on the side facing the base material is the opening area on the side not facing the base material. And a target material provided with a plurality of smaller holes.
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の成膜装
置。3. The film forming apparatus according to claim 2, further comprising an electron cyclotron resonance plasma ion source.
オンを照射して基材に薄膜を形成する成膜装置であっ
て、イオン源とターゲット材料との間に、不活性イオン
を遮蔽する遮蔽装置を備えていることを特徴とする成膜
装置。4. A film forming apparatus for forming a thin film on a base material by irradiating a target material with inert ions from an ion source, and a shield for blocking the inert ions between the ion source and the target material. A film forming apparatus comprising a device.
マイオン源であることを特徴とする請求項４に記載の成
膜装置。5. The film forming apparatus according to claim 4, wherein the ion source is an electron cyclotron resonance plasma ion source.
ていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の
成膜装置。6. A film forming apparatus according to claim 4, wherein the target material is provided with a plurality of holes.
基材に面していない側の開口面積よりも小さいことを特
徴とする請求項６に記載の成膜装置。7. The film forming apparatus according to claim 6, wherein the hole has an opening area on a side facing the base material smaller than an opening area on a side not facing the base material.
基材に薄膜を形成する成膜装置であって、ターゲット材
料を冷却するために、ターゲット材料の周辺部近傍に配
置された冷却装置を備えていることを特徴とする成膜装
置。8. A film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by irradiating a target material with inert ions, the cooling apparatus being arranged near a peripheral portion of the target material for cooling the target material. A film forming apparatus characterized by being provided.
ていることを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。9. The film forming apparatus according to claim 8, wherein the target material is provided with a plurality of holes.
源を備えていることを特徴とする請求項９に記載の成膜
装置。10. The film forming apparatus according to claim 9, further comprising an electron cyclotron resonance plasma ion source.
ら中心部に向けて冷却用ガスを流す装置であることを特
徴とする請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の成
膜装置。11. The film forming apparatus according to claim 8, wherein the cooling device is a device for flowing a cooling gas from a peripheral portion of the target material toward a central portion thereof. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20426492A JPH0625844A (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Film forming device and target material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20426492A JPH0625844A (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Film forming device and target material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625844A true JPH0625844A (en) | 1994-02-01 |
Family
ID=16487590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20426492A Pending JPH0625844A (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Film forming device and target material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625844A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120128A (en) * | 1993-09-22 | 2000-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Container for safekeeping ink cartridge |
| JP2013136834A (en) * | 2011-11-28 | 2013-07-11 | National Institute For Materials Science | Shutter device for vapor deposition and deposition apparatus using the same |
| EP3556902A4 (en) * | 2016-12-14 | 2020-08-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Shutter mechanism for target, and film-forming device provided with same |
| US20210104380A1 (en) * | 2017-12-22 | 2021-04-08 | Institute Of Geological And Nuclear Sciences Limited | Ion beam sputtering apparatus and method |
| CN115466929A (en) * | 2022-09-19 | 2022-12-13 | 中核四0四有限公司 | Radioactive metal target material and preparation method thereof |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP20426492A patent/JPH0625844A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120128A (en) * | 1993-09-22 | 2000-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Container for safekeeping ink cartridge |
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| EP3556902A4 (en) * | 2016-12-14 | 2020-08-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Shutter mechanism for target, and film-forming device provided with same |
| US20210104380A1 (en) * | 2017-12-22 | 2021-04-08 | Institute Of Geological And Nuclear Sciences Limited | Ion beam sputtering apparatus and method |
| CN115466929A (en) * | 2022-09-19 | 2022-12-13 | 中核四0四有限公司 | Radioactive metal target material and preparation method thereof |
| CN115466929B (en) * | 2022-09-19 | 2024-03-01 | 中核四0四有限公司 | Radioactive metal target and preparation method thereof |
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