JPH10140346A - プラズマスパッタ装置 - Google Patents
プラズマスパッタ装置Info
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- JPH10140346A JPH10140346A JP30175396A JP30175396A JPH10140346A JP H10140346 A JPH10140346 A JP H10140346A JP 30175396 A JP30175396 A JP 30175396A JP 30175396 A JP30175396 A JP 30175396A JP H10140346 A JPH10140346 A JP H10140346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタ原子のイオン化率を改善するＩＰＣ
方式のプラズマスパッタ装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、真空チャンバ１０内に誘導結
合プラズマを発生させるプラズマスパッタ装置におい
て、前記誘導結合プラズマを発生すべく真空チャンバ１
０内に配置された略円筒形の一巻き型のコイル２６と、
コイル２６に高周波電力を印加する高周波電源３４とを
備えたことを特徴とする。この構成を２極スパッタ装置
に適用した場合、コイル２６はペディスタル１８とター
ゲット１６との間に配置されるが、このコイル２６は略
円筒形であるので、シールドとしても機能する。これに
よりコイル２６の内径を十分に小さくすることが可能と
なり、真空チャンバ１０の中央部分のプラズマ密度を高
め、そこを通過するスパッタ原子のイオン化率を改善す
ることができる。
方式のプラズマスパッタ装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、真空チャンバ１０内に誘導結
合プラズマを発生させるプラズマスパッタ装置におい
て、前記誘導結合プラズマを発生すべく真空チャンバ１
０内に配置された略円筒形の一巻き型のコイル２６と、
コイル２６に高周波電力を印加する高周波電源３４とを
備えたことを特徴とする。この構成を２極スパッタ装置
に適用した場合、コイル２６はペディスタル１８とター
ゲット１６との間に配置されるが、このコイル２６は略
円筒形であるので、シールドとしても機能する。これに
よりコイル２６の内径を十分に小さくすることが可能と
なり、真空チャンバ１０の中央部分のプラズマ密度を高
め、そこを通過するスパッタ原子のイオン化率を改善す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマスパッタ
装置に関し、特に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式のス
パッタ装置に関するものである。
装置に関し、特に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式のス
パッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマスパッタプロセスにおいては、
プラズマの高密度化という要請がある。かかる高密度プ
ラズマ技術の一つとしてＩＣＰ方式が研究されている。
ＩＣＰ方式のスパッタ装置としては、図５に示すよう
に、一般的な直流２極又は高周波２極スパッタ装置の真
空チャンバ２内にコイル４を設け、このコイル４に高周
波電力を印加することで高密度プラズマを生成するもの
が考えられる。
プラズマの高密度化という要請がある。かかる高密度プ
ラズマ技術の一つとしてＩＣＰ方式が研究されている。
ＩＣＰ方式のスパッタ装置としては、図５に示すよう
に、一般的な直流２極又は高周波２極スパッタ装置の真
空チャンバ２内にコイル４を設け、このコイル４に高周
波電力を印加することで高密度プラズマを生成するもの
が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した型式のＩＣＰ
スパッタ装置においては、コイル４に印加された高周波
によって生じる誘導電界の作用により、プラズマ密度が
コイル近傍ほど高くなる傾向がある。これに対して、ス
パッタプロセスでは、プラズマ密度を均一にすることが
求められる。また、高アスペクト比のホール等を確実に
埋めるためには、スパッタ原子をイオン化しスパッタ原
子に異方性を持たせるという手段があるが、その場合、
特に被処理基板６の中心上方領域のイオン化率を高める
ことが必要となる。このような事情から、コイル４の内
径を可能な限り小さくして、被処理基板６の近傍にコイ
ル４を配置することが好ましいと考えられる。
スパッタ装置においては、コイル４に印加された高周波
によって生じる誘導電界の作用により、プラズマ密度が
コイル近傍ほど高くなる傾向がある。これに対して、ス
パッタプロセスでは、プラズマ密度を均一にすることが
求められる。また、高アスペクト比のホール等を確実に
埋めるためには、スパッタ原子をイオン化しスパッタ原
子に異方性を持たせるという手段があるが、その場合、
特に被処理基板６の中心上方領域のイオン化率を高める
ことが必要となる。このような事情から、コイル４の内
径を可能な限り小さくして、被処理基板６の近傍にコイ
ル４を配置することが好ましいと考えられる。
【０００４】しかしながら、コイル４の内径を小さくし
た場合、従来のコイル４は銅製であったため、当該コイ
ル４への金属膜の付着や再スパッタによる発塵等が問題
となる。この問題はコイル４の内側に適当なシールドを
設けることで解決され得るが、シールドの存在によりコ
イル４の内径が大きくなってしまう。
た場合、従来のコイル４は銅製であったため、当該コイ
ル４への金属膜の付着や再スパッタによる発塵等が問題
となる。この問題はコイル４の内側に適当なシールドを
設けることで解決され得るが、シールドの存在によりコ
イル４の内径が大きくなってしまう。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決することので
きる新規なＩＣＰ方式のプラズマスパッタ装置を提供す
ることにある。
きる新規なＩＣＰ方式のプラズマスパッタ装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、真空チャンバ内に誘導結合プラズマを発
生させるプラズマスパッタ装置において、前記誘導結合
プラズマを発生すべく真空チャンバ内に配置された略円
筒形の一巻き型のコイルと、前記コイルに高周波電力を
印加する高周波電源とを備えたことを特徴としている。
に、本発明は、真空チャンバ内に誘導結合プラズマを発
生させるプラズマスパッタ装置において、前記誘導結合
プラズマを発生すべく真空チャンバ内に配置された略円
筒形の一巻き型のコイルと、前記コイルに高周波電力を
印加する高周波電源とを備えたことを特徴としている。
【０００７】本発明を２極スパッタ装置に適用した場
合、前記コイルは基板支持手段とターゲットとの間に配
置されるが、このコイルは略円筒形であるので、シール
ドを兼用させることが可能となり、コイルの内径を十分
に小さくすることが可能となる。
合、前記コイルは基板支持手段とターゲットとの間に配
置されるが、このコイルは略円筒形であるので、シール
ドを兼用させることが可能となり、コイルの内径を十分
に小さくすることが可能となる。
【０００８】また、コイルを成膜材料と同一の導電性材
料から構成し、或は、コイルの少なくとも内周面を成膜
材料と同一の材料で被覆することで、スパッタ原子の付
着や再スパッタによる発塵等の問題を抑制することがで
きる。
料から構成し、或は、コイルの少なくとも内周面を成膜
材料と同一の材料で被覆することで、スパッタ原子の付
着や再スパッタによる発塵等の問題を抑制することがで
きる。
【０００９】このようにコイルに成膜材料を用いた場
合、コイルに負の電位を与えることで、コイル自体をタ
ーゲットとして用いることが可能となる。プラズマはコ
イルの内周面近傍に生成され、その位置で維持される傾
向があるため、コイルからのスパッタ原子のイオン化率
が向上される。基板支持手段は陽極となるため、イオン
化されたスパッタ原子は異方性をもって支持手段上の基
板に入射する。
合、コイルに負の電位を与えることで、コイル自体をタ
ーゲットとして用いることが可能となる。プラズマはコ
イルの内周面近傍に生成され、その位置で維持される傾
向があるため、コイルからのスパッタ原子のイオン化率
が向上される。基板支持手段は陽極となるため、イオン
化されたスパッタ原子は異方性をもって支持手段上の基
板に入射する。
【００１０】コイルの内周面近傍にプラズマを閉じ込め
るためには、コイルの外側に複数の磁石を配置し、マグ
ネトロン型とすることが好適である。エロージョンを一
様化するために、これらの磁石はコイルの中心軸線を中
心として回転駆動されてもよい。
るためには、コイルの外側に複数の磁石を配置し、マグ
ネトロン型とすることが好適である。エロージョンを一
様化するために、これらの磁石はコイルの中心軸線を中
心として回転駆動されてもよい。
【００１１】また、略円筒形の一巻き型コイルにより生
じる誘導電界が弱い場合には、補助コイルとして、螺旋
状のコイルを略円筒形コイルを囲うようにして配設し、
直列に接続してもよい。
じる誘導電界が弱い場合には、補助コイルとして、螺旋
状のコイルを略円筒形コイルを囲うようにして配設し、
直列に接続してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるＩＣＰ方式
のスパッタ装置の第１実施形態を概略的に示したもので
ある。図示のスパッタ装置はチタン（Ｔｉ）膜成膜用の
ものであり、真空チャンバ１０を構成するステンレス鋼
製のチャンバ本体１２と、その上部開口部に絶縁リング
１４を介して配置されたＴｉ製のターゲット１６とを備
えている。チャンバ本体１２の内部には、ターゲット１
６と同軸に基板支持手段たるペディスタル１８が配置さ
れている。ペディスタル１８は、その上面で被処理基板
である半導体ウェハ２０を支持するよう構成されてい
る。また、ペディスタル１８は導電性材料から成り、好
ましくは、Ｔｉスパッタプロセスに対して融和性の高い
Ｔｉから作られている。このペディスタル１８は、リフ
ト機構２２により、スパッタプロセスが行われるプロセ
ス位置（図１において実線で示す位置）と、その下方の
非プロセス位置（図１において二点鎖線で示す位置）と
の間で上下動可能となっている。
のスパッタ装置の第１実施形態を概略的に示したもので
ある。図示のスパッタ装置はチタン（Ｔｉ）膜成膜用の
ものであり、真空チャンバ１０を構成するステンレス鋼
製のチャンバ本体１２と、その上部開口部に絶縁リング
１４を介して配置されたＴｉ製のターゲット１６とを備
えている。チャンバ本体１２の内部には、ターゲット１
６と同軸に基板支持手段たるペディスタル１８が配置さ
れている。ペディスタル１８は、その上面で被処理基板
である半導体ウェハ２０を支持するよう構成されてい
る。また、ペディスタル１８は導電性材料から成り、好
ましくは、Ｔｉスパッタプロセスに対して融和性の高い
Ｔｉから作られている。このペディスタル１８は、リフ
ト機構２２により、スパッタプロセスが行われるプロセ
ス位置（図１において実線で示す位置）と、その下方の
非プロセス位置（図１において二点鎖線で示す位置）と
の間で上下動可能となっている。
【００１３】このスパッタ装置における真空チャンバ１
０内には、スパッタプロセスに利用されるプラズマを発
生するためのＩＣＰユニット２４が配設されている。Ｉ
ＣＰユニット２４は、図２に明示するように、略円筒形
のコイル２６と、このコイル２６を囲むように配置され
た螺旋状のコイル２８とから構成されている。
０内には、スパッタプロセスに利用されるプラズマを発
生するためのＩＣＰユニット２４が配設されている。Ｉ
ＣＰユニット２４は、図２に明示するように、略円筒形
のコイル２６と、このコイル２６を囲むように配置され
た螺旋状のコイル２８とから構成されている。
【００１４】コイル２６はターゲット１６と同じ導電性
材料、すなわちＴｉから作られており、外観は略円筒体
であるが、軸線方向に沿って入れられたスリット３０に
より１回巻きコイルとして機能するようになっている。
このコイル２６は、ターゲット１６及びペディスタル１
８の共通軸線と同軸に配置され、その内径は可能な限り
小さくされている。また、コイル２６は、ターゲット１
６の近傍からプロセス位置のペディスタル１８の近傍ま
で延びており、スパッタ原子からチャンバ本体１２等を
保護するためのシールドとしても機能するよう構成され
ている。なお、図１において、符号３２はコイル２６で
は保護することができない下部部分を保護するためのシ
ールドを示している。一方、外側のコイル２８は、良導
体、例えば銅製のチューブを適当回数、螺旋状に巻いて
成るものであり、略円筒形のコイル２６、及び、高周波
電源３４と整合回路３６に直列に接続されている。
材料、すなわちＴｉから作られており、外観は略円筒体
であるが、軸線方向に沿って入れられたスリット３０に
より１回巻きコイルとして機能するようになっている。
このコイル２６は、ターゲット１６及びペディスタル１
８の共通軸線と同軸に配置され、その内径は可能な限り
小さくされている。また、コイル２６は、ターゲット１
６の近傍からプロセス位置のペディスタル１８の近傍ま
で延びており、スパッタ原子からチャンバ本体１２等を
保護するためのシールドとしても機能するよう構成され
ている。なお、図１において、符号３２はコイル２６で
は保護することができない下部部分を保護するためのシ
ールドを示している。一方、外側のコイル２８は、良導
体、例えば銅製のチューブを適当回数、螺旋状に巻いて
成るものであり、略円筒形のコイル２６、及び、高周波
電源３４と整合回路３６に直列に接続されている。
【００１５】また、ターゲット１６には直流電源３８の
負端子が接続され、ペディスタルに１８は高周波電源４
０が整合回路４２を介して接続されている。更に、チャ
ンバ本体１２には、プロセスガスの供給手段としてのＡ
ｒガス供給源と、真空チャンバ１０内を減圧するための
真空ポンプとが接続されている。
負端子が接続され、ペディスタルに１８は高周波電源４
０が整合回路４２を介して接続されている。更に、チャ
ンバ本体１２には、プロセスガスの供給手段としてのＡ
ｒガス供給源と、真空チャンバ１０内を減圧するための
真空ポンプとが接続されている。
【００１６】このような構成のスパッタ装置において、
半導体ウェハ２０の表面にＴｉを成膜する場合、まず、
真空ポンプを作動させて真空チャンバ１０内を所定の真
空度まで減圧した後、Ａｒガス供給源から所定流量でＡ
ｒガスを真空チャンバ１０内に導入する。次いで、ペデ
ィスタル１８の上面に半導体ウェハ２０を載置し、ペデ
ィスタル１８を上昇させてプロセス位置に配置する。
半導体ウェハ２０の表面にＴｉを成膜する場合、まず、
真空ポンプを作動させて真空チャンバ１０内を所定の真
空度まで減圧した後、Ａｒガス供給源から所定流量でＡ
ｒガスを真空チャンバ１０内に導入する。次いで、ペデ
ィスタル１８の上面に半導体ウェハ２０を載置し、ペデ
ィスタル１８を上昇させてプロセス位置に配置する。
【００１７】この後、高周波電源３４をオンにして、所
定周波数（例えば２．０ＭＨｚ）の高周波電力をコイル
２６，２８に印加すると、これらのコイル２６，２８に
より囲まれた領域には高周波誘導磁場による誘導電界が
生じる。この誘導電界により当該領域に存在する電子が
加速され、これによってＡｒガスの高密度プラズマが生
成される。
定周波数（例えば２．０ＭＨｚ）の高周波電力をコイル
２６，２８に印加すると、これらのコイル２６，２８に
より囲まれた領域には高周波誘導磁場による誘導電界が
生じる。この誘導電界により当該領域に存在する電子が
加速され、これによってＡｒガスの高密度プラズマが生
成される。
【００１８】また、高周波電源４０をオンにしてターゲ
ット１６及びペディスタル１８間に所定周波数（例えば
１．８ＭＨｚ）の高周波電力を印加すると共に、直流電
源３８をオンにしてターゲット１６に負のバイアスをか
けると、プラズマ中の正のＡｒイオンが、負に電荷して
いるターゲット１６を衝撃する。Ａｒイオンがターゲッ
ト１６に衝突すると、ターゲット１６からスパッタ原
子、すなわちＴｉ粒子がはじき出される。
ット１６及びペディスタル１８間に所定周波数（例えば
１．８ＭＨｚ）の高周波電力を印加すると共に、直流電
源３８をオンにしてターゲット１６に負のバイアスをか
けると、プラズマ中の正のＡｒイオンが、負に電荷して
いるターゲット１６を衝撃する。Ａｒイオンがターゲッ
ト１６に衝突すると、ターゲット１６からスパッタ原
子、すなわちＴｉ粒子がはじき出される。
【００１９】このＴｉ粒子は、ＩＣＰユニット２４によ
り生成された高密度プラズマ中を通過する間にイオン化
され、陽極であるペディスタル１８に向い、その上に載
置されている半導体ウェハ２０上に異方性をもって堆積
される。この作用については従来構成と同様であるが、
前述したように、プラズマ生成領域を画する略円筒形の
コイル２６はシールドを兼ねているため、シールドが不
要な分だけコイル２６の内径を小さくすることができ
る。その結果、半導体ウェハ２０の中央部の上方領域に
おけるプラズマも高密度化することが可能となり、従来
においては不十分であった中央部のＴｉ粒子のイオン化
率が高められる。これはＴｉ粒子の半導体ウェハ２０へ
の異方性を増し、底部カバレッジを改善することとな
る。
り生成された高密度プラズマ中を通過する間にイオン化
され、陽極であるペディスタル１８に向い、その上に載
置されている半導体ウェハ２０上に異方性をもって堆積
される。この作用については従来構成と同様であるが、
前述したように、プラズマ生成領域を画する略円筒形の
コイル２６はシールドを兼ねているため、シールドが不
要な分だけコイル２６の内径を小さくすることができ
る。その結果、半導体ウェハ２０の中央部の上方領域に
おけるプラズマも高密度化することが可能となり、従来
においては不十分であった中央部のＴｉ粒子のイオン化
率が高められる。これはＴｉ粒子の半導体ウェハ２０へ
の異方性を増し、底部カバレッジを改善することとな
る。
【００２０】なお、図示実施形態のスパッタ装置はプレ
ーナマグネトロンタイプであり、ターゲット１６の上方
に複数の磁石４４が配設されている。これらの磁石４４
により形成される磁界は、電子にターゲット１６の表面
（下面）に沿ってトロコイド運動を行わせ、ターゲット
１６の近傍にプラズマを閉じ込めるよう作用する。これ
によっても、中央部におけるＴｉ粒子のイオン化率が改
善される。
ーナマグネトロンタイプであり、ターゲット１６の上方
に複数の磁石４４が配設されている。これらの磁石４４
により形成される磁界は、電子にターゲット１６の表面
（下面）に沿ってトロコイド運動を行わせ、ターゲット
１６の近傍にプラズマを閉じ込めるよう作用する。これ
によっても、中央部におけるＴｉ粒子のイオン化率が改
善される。
【００２１】このスパッタプロセス時、コイル２６の内
周面にＴｉ粒子が付着するが、コイル２６はターゲット
１６と同一の材料から作られているため、Ｔｉ粒子の付
着性は良好である。また、コイル２６上で再スパッタが
生じても、その再スパッタ原子は汚染粒子とはならず
に、成膜材料として半導体ウェハ２０上に堆積される。
周面にＴｉ粒子が付着するが、コイル２６はターゲット
１６と同一の材料から作られているため、Ｔｉ粒子の付
着性は良好である。また、コイル２６上で再スパッタが
生じても、その再スパッタ原子は汚染粒子とはならず
に、成膜材料として半導体ウェハ２０上に堆積される。
【００２２】図３は、本発明によるＩＣＰ方式のスパッ
タ装置の第２実施形態を概略的に示している。この実施
形態は、ＩＣＰユニット２４におけるＴｉ製の略円筒形
コイル２６をターゲットとしても利用しようとするもの
である。このために、コイル２６には、高周波電源３４
の他に、負の電位を与えるべく直流電源４６の負端子が
接続されている。
タ装置の第２実施形態を概略的に示している。この実施
形態は、ＩＣＰユニット２４におけるＴｉ製の略円筒形
コイル２６をターゲットとしても利用しようとするもの
である。このために、コイル２６には、高周波電源３４
の他に、負の電位を与えるべく直流電源４６の負端子が
接続されている。
【００２３】また、チャンバ本体１２の上部開口部には
シールド４８が設けられている。このシールド４８はＴ
ｉ製又は導電性のプレートにＴｉを被覆したものであ
り、切換えスイッチ５０によりグラウンド又は直流電源
５２の負端子のいずれかに接続されるようになってい
る。
シールド４８が設けられている。このシールド４８はＴ
ｉ製又は導電性のプレートにＴｉを被覆したものであ
り、切換えスイッチ５０によりグラウンド又は直流電源
５２の負端子のいずれかに接続されるようになってい
る。
【００２４】更に、ＩＣＰユニット２４の外側には複数
の磁石５４が周方向に沿って等間隔に配置されている。
これらの磁石５４は、ＩＣＰユニット２４により発生さ
れたプラズマを磁界によってコイル２６の内周面近傍に
閉じ込めるためのものである。なお、図示実施形態で
は、磁石５４はチャンバ本体１２の内壁面に固着されて
いるが、チャンバ本体１２の外側に配置してもよく、ま
た、周方向に回転駆動するようにしてもよい。その他の
構成については、図１のものと同様であり、同一又は相
当部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。
の磁石５４が周方向に沿って等間隔に配置されている。
これらの磁石５４は、ＩＣＰユニット２４により発生さ
れたプラズマを磁界によってコイル２６の内周面近傍に
閉じ込めるためのものである。なお、図示実施形態で
は、磁石５４はチャンバ本体１２の内壁面に固着されて
いるが、チャンバ本体１２の外側に配置してもよく、ま
た、周方向に回転駆動するようにしてもよい。その他の
構成については、図１のものと同様であり、同一又は相
当部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。
【００２５】このような構成においてＴｉ膜を成膜する
場合は、前述の第１実施形態と同様に、真空チャンバ１
０内を所定の真空度まで減圧し、Ａｒガスを真空チャン
バ１０内に導入すると共に、半導体ウェハ２０が載置さ
れたペディスタル１８をプロセス位置に配置する。そし
て、高周波電源３４をオンにして高周波電力をコイル２
６，２８に印加し、コイル２６の内側に高密度プラズマ
を発生させる。この発生した高密度プラズマはＩＣＰ方
式の特性としてコイル２６の内周面近傍に集まる傾向が
あるが、周囲の磁石５４により形成される磁界の作用に
よって、コイル近傍での閉込め性は更に向上される。
場合は、前述の第１実施形態と同様に、真空チャンバ１
０内を所定の真空度まで減圧し、Ａｒガスを真空チャン
バ１０内に導入すると共に、半導体ウェハ２０が載置さ
れたペディスタル１８をプロセス位置に配置する。そし
て、高周波電源３４をオンにして高周波電力をコイル２
６，２８に印加し、コイル２６の内側に高密度プラズマ
を発生させる。この発生した高密度プラズマはＩＣＰ方
式の特性としてコイル２６の内周面近傍に集まる傾向が
あるが、周囲の磁石５４により形成される磁界の作用に
よって、コイル近傍での閉込め性は更に向上される。
【００２６】高周波電源３４のオンと同時に直流電源４
６もオンとし、コイル２６に負の電位を与えると、コイ
ル２６の内周面近傍に存するプラズマ中のＡｒイオンが
コイル２６の内周面を叩き、Ｔｉ粒子をスパッタする。
前述したように、コイル２６の近傍ではプラズマが高密
度で閉じ込められているため、スパッタ率は極めて高く
なる。また、コイル２６からスパッタされたＴｉ粒子
は、そのほぼ全てがコイル近傍の高密度プラズマ中を通
過するため、非常に高い割合でイオン化される。この
際、真空チャンバ１０内の圧力を適度に上昇させると
（数十ｍＴｏｒｒ〜百ｍＴｏｒｒ）、イオン化が更に促
進され、且つ、真空チャンバ１０の中央部にもＴｉ粒子
が散乱していくため、好適である。
６もオンとし、コイル２６に負の電位を与えると、コイ
ル２６の内周面近傍に存するプラズマ中のＡｒイオンが
コイル２６の内周面を叩き、Ｔｉ粒子をスパッタする。
前述したように、コイル２６の近傍ではプラズマが高密
度で閉じ込められているため、スパッタ率は極めて高く
なる。また、コイル２６からスパッタされたＴｉ粒子
は、そのほぼ全てがコイル近傍の高密度プラズマ中を通
過するため、非常に高い割合でイオン化される。この
際、真空チャンバ１０内の圧力を適度に上昇させると
（数十ｍＴｏｒｒ〜百ｍＴｏｒｒ）、イオン化が更に促
進され、且つ、真空チャンバ１０の中央部にもＴｉ粒子
が散乱していくため、好適である。
【００２７】一方、高周波電源４０をオンにしてシール
ド４８とペディスタル１８との間に高周波電力を印加す
ると、イオン化されたＴｉ粒子は陽極であるペディスタ
ル１８上の半導体ウェハ２０に異方性をもって堆積され
る。また、切換えスイッチ５０を切り換えてシールド４
８に負の電位を与えると、シールド４８の下面でもスパ
ッタ現象が生じ、Ｔｉ粒子がシールド４８の下面からも
放出される。これにより、半導体ウェハ２０の上方領域
におけるＴｉ粒子の分布を制御することが可能となる。
ド４８とペディスタル１８との間に高周波電力を印加す
ると、イオン化されたＴｉ粒子は陽極であるペディスタ
ル１８上の半導体ウェハ２０に異方性をもって堆積され
る。また、切換えスイッチ５０を切り換えてシールド４
８に負の電位を与えると、シールド４８の下面でもスパ
ッタ現象が生じ、Ｔｉ粒子がシールド４８の下面からも
放出される。これにより、半導体ウェハ２０の上方領域
におけるＴｉ粒子の分布を制御することが可能となる。
【００２８】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、ペ
ディスタル１８とターゲット１６又はシールド４８との
間に高周波を印加しているが、直流電圧を印加するよう
にしてもよい。
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、ペ
ディスタル１８とターゲット１６又はシールド４８との
間に高周波を印加しているが、直流電圧を印加するよう
にしてもよい。
【００２９】また、上記実施形態ではコイル２６はＴｉ
の無垢材から成るものであるが、導電性の略円筒形コイ
ル部材にＴｉを被覆したものでもよい。勿論、成膜材料
がＴｉ以外のものでも本発明は適用可能である。
の無垢材から成るものであるが、導電性の略円筒形コイ
ル部材にＴｉを被覆したものでもよい。勿論、成膜材料
がＴｉ以外のものでも本発明は適用可能である。
【００３０】更に、外側の螺旋状コイル２８は補助的な
ものであり、巻数は適宜設定可能であり、このコイル２
８を省略することも可能である。
ものであり、巻数は適宜設定可能であり、このコイル２
８を省略することも可能である。
【００３１】更にまた、コイル２６のスリット３０は、
シールド機能の確保や異常放電の防止、再デポによるシ
ョート対策等を考慮して種々の形状とすることができ
る。例えば、図４に示すように、スリット３０を接線方
向に対して斜めに形成した場合、スリット部分でのシー
ルド効果の低下を抑制できる。
シールド機能の確保や異常放電の防止、再デポによるシ
ョート対策等を考慮して種々の形状とすることができ
る。例えば、図４に示すように、スリット３０を接線方
向に対して斜めに形成した場合、スリット部分でのシー
ルド効果の低下を抑制できる。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｉ
ＣＰユニットのコイルを略円筒形としたため、シールド
としても利用することができる。従って、本発明のＩＣ
Ｐユニットを真空チャンバ内に設ける場合に、コイルの
内径を相当に小さくすることができ、コイルの内側中央
部でもプラズマの密度を高くすることが可能となる。こ
れにより、従来の２極型スパッタ装置に本発明を適用し
た場合、ターゲット中央部からのスパッタ原子のイオン
化率を向上させることができる。
ＣＰユニットのコイルを略円筒形としたため、シールド
としても利用することができる。従って、本発明のＩＣ
Ｐユニットを真空チャンバ内に設ける場合に、コイルの
内径を相当に小さくすることができ、コイルの内側中央
部でもプラズマの密度を高くすることが可能となる。こ
れにより、従来の２極型スパッタ装置に本発明を適用し
た場合、ターゲット中央部からのスパッタ原子のイオン
化率を向上させることができる。
【００３３】また、略円筒形のコイルを成膜材料から構
成し或は成膜材料で被覆した場合には、当該コイルをタ
ーゲットとしても用いることができる。ＩＣＰ方式で発
生したプラズマはコイルの近傍に集まるため、コイルを
ターゲットとして用いた場合、コイルからスパッタされ
た原子はほぼ全て高密度プラズマ中を通過することとな
り、そのイオン化率は極めて高いものとなる。
成し或は成膜材料で被覆した場合には、当該コイルをタ
ーゲットとしても用いることができる。ＩＣＰ方式で発
生したプラズマはコイルの近傍に集まるため、コイルを
ターゲットとして用いた場合、コイルからスパッタされ
た原子はほぼ全て高密度プラズマ中を通過することとな
り、そのイオン化率は極めて高いものとなる。
【００３４】イオン化されたスパッタ原子は、陽極とな
る支持手段上の基板に異方性をもって入射するため、本
発明によりイオン化率が向上されると、底部カバレッジ
の改善効果が増大する。これは、半導体デバイスの高集
積化、微細化の進展に対応した有効な技術となるもので
ある。
る支持手段上の基板に異方性をもって入射するため、本
発明によりイオン化率が向上されると、底部カバレッジ
の改善効果が増大する。これは、半導体デバイスの高集
積化、微細化の進展に対応した有効な技術となるもので
ある。
【００３５】更に、略円筒形のコイルを成膜材料から構
成し或は成膜材料で被覆した場合には、コイルに対する
スパッタ原子の付着や再スパッタによる発塵等の問題も
生じないという効果がある。
成し或は成膜材料で被覆した場合には、コイルに対する
スパッタ原子の付着や再スパッタによる発塵等の問題も
生じないという効果がある。
【図１】本発明が適用されたプラズマスパッタ装置の第
１実施形態を示す概略図である。
１実施形態を示す概略図である。
【図２】図１のスパッタ装置で用いられるＩＣＰユニッ
トの構成を概略的に示す斜視図である。
トの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明が適用されたプラズマスパッタ装置の第
２実施形態を示す概略図である。
２実施形態を示す概略図である。
【図４】略円筒形コイルのスリット形状の一例を示す部
分平面図である。
分平面図である。
【図５】従来のＩＣＰ方式のプラズマスパッタ装置を示
す概略図である。
す概略図である。
１０…真空チャンバ、１２…チャンバ本体、１４…絶縁
リング、１６…ターゲット、１８…ペディスタル（支持
手段）、２０…半導体ウェハ、２２…リフト機構、２４
…ＩＣＰユニット、２６…略円筒形のコイル、２８…螺
旋状のコイル、３０…スリット、３４…高周波電源、３
８…直流電源、４０…高周波電源、４６…直流電源（バ
イアス手段）、４８…シールド、５４…磁石。
リング、１６…ターゲット、１８…ペディスタル（支持
手段）、２０…半導体ウェハ、２２…リフト機構、２４
…ＩＣＰユニット、２６…略円筒形のコイル、２８…螺
旋状のコイル、３０…スリット、３４…高周波電源、３
８…直流電源、４０…高周波電源、４６…直流電源（バ
イアス手段）、４８…シールド、５４…磁石。
Claims (8)
- 【請求項１】 真空チャンバ内に誘導結合プラズマを発
生させるプラズマスパッタ装置において、前記誘導結合
プラズマを発生すべく前記真空チャンバ内に配置された
略円筒形の一巻き型のコイルと、前記コイルに高周波電
力を印加する高周波電源とを備えるプラズマスパッタ装
置。 - 【請求項２】 前記コイルが成膜材料と同一の導電性材
料から成る請求項１に記載のプラズマスパッタ装置。 - 【請求項３】 前記コイルの少なくとも内周面が成膜材
料と同一の材料で被覆されている請求項１に記載のプラ
ズマスパッタ装置。 - 【請求項４】 前記真空チャンバ内には、被処理基板を
支持する支持手段と、前記支持手段に対向配置されたタ
ーゲットとが設けられており、前記コイルが前記支持手
段及び前記ターゲットの間に配置されている請求項１〜
３のいずれか１項に記載のプラズマスパッタ装置。 - 【請求項５】 前記コイルに負の電位を与えるバイアス
手段を備える請求項２又は３に記載のプラズマスパッタ
装置。 - 【請求項６】 前記コイルの内周面近傍にプラズマを閉
じ込めるべく前記コイルの外側に配設された複数の磁石
を備える請求項４に記載のプラズマスパッタ装置。 - 【請求項７】 前記磁石が前記コイルの中心軸線を中心
として回転駆動される請求項６に記載のプラズマスパッ
タ装置。 - 【請求項８】 前記コイルを囲むよう配置され、前記コ
イルに直列に接続された螺旋状のコイルを備える請求項
１〜７のいずれか１項に記載のプラズマスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30175396A JP4002317B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | プラズマスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30175396A JP4002317B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | プラズマスパッタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140346A true JPH10140346A (ja) | 1998-05-26 |
| JP4002317B2 JP4002317B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=17900758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30175396A Expired - Fee Related JP4002317B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | プラズマスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4002317B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001223178A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2007526395A (ja) * | 2003-06-26 | 2007-09-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 誘導性結合プラズマの均一性を改善する側壁磁石及びそれと共に使用するシールド |
| JP2008205140A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Tokai Univ | メモリー素子の製造方法およびメモリー素子 |
| WO2009157439A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
| US9062372B2 (en) | 2002-08-01 | 2015-06-23 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| US10047430B2 (en) | 1999-10-08 | 2018-08-14 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101626034B1 (ko) | 2009-09-12 | 2016-05-31 | 위순임 | 유도 결합 플라즈마 방식을 이용한 스퍼터 장치 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP30175396A patent/JP4002317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US10047430B2 (en) | 1999-10-08 | 2018-08-14 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| JP2001223178A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US9062372B2 (en) | 2002-08-01 | 2015-06-23 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| JP2007526395A (ja) * | 2003-06-26 | 2007-09-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 誘導性結合プラズマの均一性を改善する側壁磁石及びそれと共に使用するシールド |
| KR101138566B1 (ko) * | 2003-06-26 | 2012-05-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 유도 결합 플라스마의 균등성을 증가시키는 측벽 자석 및이에 사용되는 쉴드 |
| JP2008205140A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Tokai Univ | メモリー素子の製造方法およびメモリー素子 |
| WO2009157439A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
| JPWO2009157439A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2011-12-15 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4002317B2 (ja) | 2007-10-31 |
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