JPS61291972A - Magnetron sputtering device - Google Patents
Magnetron sputtering deviceInfo
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- JPS61291972A JPS61291972A JP13252685A JP13252685A JPS61291972A JP S61291972 A JPS61291972 A JP S61291972A JP 13252685 A JP13252685 A JP 13252685A JP 13252685 A JP13252685 A JP 13252685A JP S61291972 A JPS61291972 A JP S61291972A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マグネトロンスパッタ装置において、
ターゲットに磁界を及ぼすマグネットを複数の分割マグ
ネットで構成し、分割マグネットの配設位置を可変にす
ることに大り、
磁界の分布を調整可能にして、スパッタ膜の膜厚分布を
調整可能にしたものである。[Detailed Description of the Invention] [Summary] In a magnetron sputtering device, the magnet that exerts a magnetic field on the target is composed of a plurality of divided magnets, and the distribution of the magnetic field is adjusted by making the placement position of the divided magnets variable. This makes it possible to adjust the film thickness distribution of the sputtered film.
本発明は、マグネトロンスパッタ装置に係り、特に、タ
ーゲットに及ぼす磁界を形成するマグネットの構成に関
す。The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus, and particularly to the configuration of a magnet that forms a magnetic field that acts on a target.
マグネトロンスパッタ装置は、例えば半導体装置製造の
ウェーハプロセスにおける電極や配線などを形成するた
めの金属膜被着などに使用されている。Magnetron sputtering equipment is used, for example, for depositing metal films to form electrodes, wiring, etc. in a wafer process for manufacturing semiconductor devices.
この場合の被着面にはコンタクトホールなる窪みがある
ため、被着膜（スパッタ膜）は、ウェーハの全面に渡り
均一であると共にコンタクトホール部におけるステップ
カバレージの良いことが重要である。In this case, since the deposited surface has depressions serving as contact holes, it is important that the deposited film (sputtered film) be uniform over the entire surface of the wafer and have good step coverage in the contact hole portion.
第４図は従来のマグネトロンスパッタ装置例の要部構成
を示す側断面図（ａ）とそのマグネット部分の正面図（
ｂ）である。FIG. 4 is a side sectional view (a) showing the main structure of a conventional magnetron sputtering device and a front view (a) of the magnet part thereof.
b).
第４図（ａｌにおいて、１は真空チャンバ、２はスパッ
タする金属のターゲット、３は真空チャンバ１から絶縁
されターゲット２を保持するパフキングプレート、４は
バンキングプレート３の背後に配設されたマグネット、
５はマグネット４を固定するマグネット取付板、６はス
パッタ膜を被着するウェーハ、である。In Figure 4 (al), 1 is a vacuum chamber, 2 is a metal target to be sputtered, 3 is a puffing plate that is insulated from the vacuum chamber 1 and holds the target 2, and 4 is a magnet placed behind the banking plate 3. ,
5 is a magnet mounting plate for fixing the magnet 4, and 6 is a wafer to which a sputtered film is applied.
マグネット４は、第４回出）に示す如く、ターゲット２
側にＮおよびＳ極面を向けるようなリング状マグネット
７ａと柱状マグネット７ｂからなり、回転するマグネッ
ト取付板５に偏心して固定されてターゲット２の前面に
磁界を及ぼしている。Magnet 4 is attached to target 2 as shown in the 4th appearance).
It consists of a ring-shaped magnet 7a and a columnar magnet 7b with the N and S poles facing toward the side, and is eccentrically fixed to a rotating magnet mounting plate 5 to exert a magnetic field on the front surface of the target 2.
スパッタは、ウェーハ６の被着面６ａをターゲット２に
対向させ真空チャンバ１内を減圧アルゴン雰囲気にしタ
ーゲット２を陰極にした放電によって行う。Sputtering is performed by discharging with the deposition surface 6a of the wafer 6 facing the target 2, the inside of the vacuum chamber 1 in a reduced pressure argon atmosphere, and the target 2 serving as a cathode.
即ち、この放電により発生したアルゴンイオンがマグネ
ット４の磁界にそってターゲット２を強く叩き、これに
より放射したターゲット２の金属原子が被着面６ａに被
着してスパッタ膜を形成する。That is, the argon ions generated by this discharge strongly hit the target 2 along the magnetic field of the magnet 4, and the emitted metal atoms of the target 2 adhere to the deposition surface 6a to form a sputtered film.
このため、マグネット４の磁界分布がスパッタ膜の膜厚
分布を支配する要因になっている。Therefore, the magnetic field distribution of the magnet 4 is a factor that controls the film thickness distribution of the sputtered film.
一方この膜厚分布は、被着面６ａの全面に渡り均一であ
ることが望まれ、然も被着面６ａにコンタクトホールが
ある場合にはそこのステップカバレージの確保をも望ま
れている。On the other hand, it is desired that this film thickness distribution be uniform over the entire surface of the deposition surface 6a, and if there is a contact hole on the deposition surface 6a, it is also desired to ensure step coverage there.
然るに上記二つの要望に適する磁界分布は一般に一致し
ないので、磁界分布を定めるマグネット４の諸元は、両
要望の兼ね合いを見て最適と判断される状態に設定され
ている。However, since the magnetic field distributions suitable for the above two requirements generally do not match, the specifications of the magnet 4 that determine the magnetic field distribution are set in a state that is determined to be optimal in view of the balance between the two requirements.
しかしながら上記マグネトロンスパッタ装置は、マグネ
ット４の形成する磁界分布が一形態に固定されており、
スパッタする金属の相違やパワーの変更などにより発生
する膜厚分布ないしステップカバレージの変化に対処す
ることが困難で、十分に望ましいスパッタ膜が得られな
い場合があり、製造品質を低下させる問題がある。However, in the above-mentioned magnetron sputtering apparatus, the magnetic field distribution formed by the magnet 4 is fixed in one form.
It is difficult to deal with changes in film thickness distribution or step coverage that occur due to differences in sputtering metals or changes in power, etc., and it may not be possible to obtain a sufficiently desirable sputtered film, resulting in a problem that reduces manufacturing quality. .
第１図は本発明によるマグネトロンスパッタ装置実施例
の要部構成を示す側断面図（ａ）とそのマグネット部分
の正面回出）、第２図はその実施例における分割マグネ
ットの配置位置を変えた例を示すマグネット部分の正面
図である。Fig. 1 is a side cross-sectional view (a) showing the main part configuration of an embodiment of a magnetron sputtering apparatus according to the present invention, and the front rotation of the magnet part), and Fig. 2 is a side sectional view (a) showing the main part configuration of an embodiment of a magnetron sputtering apparatus according to the present invention. It is a front view of a magnet part showing an example.
上記問題点は、第１図および第２図に示される如く、タ
ーゲット２に磁界を及ぼすマグネット４ａが複数の分割
マグネット８で構成され、分割マグネット８の配設位置
が可変になっている本発明のマグネトロンスパッタ装置
によって解決される。The above problem can be solved by the present invention in which, as shown in FIGS. 1 and 2, the magnet 4a that exerts a magnetic field on the target 2 is composed of a plurality of divided magnets 8, and the arrangement position of the divided magnets 8 is variable. solved by magnetron sputtering equipment.
本マグネトロンスパッタ装置は、分割マグネット８の配
設位置が可変になっているので、マグネット４ａの磁界
分布の調整が可能である。In this magnetron sputtering apparatus, since the arrangement position of the divided magnets 8 is variable, it is possible to adjust the magnetic field distribution of the magnet 4a.
従って、先に述べたスパッタする金属の相違やパワーの
変更などの際に発生する膜厚分布ないしステップカバレ
ージの変化に対して上記磁界分布の調整を行うことによ
り、それぞれの場合に所望のスパッタ膜を得ることが出
来て、従来より製造品質を向上させることが可能になる
。Therefore, by adjusting the above-mentioned magnetic field distribution in response to changes in the film thickness distribution or step coverage that occur when the sputtering metal is different or the power is changed, the desired sputtered film can be obtained in each case. This makes it possible to improve manufacturing quality compared to conventional methods.
以下第１図（ａｌ （ｂ）、第２図および分割マグネッ
ト８の例を示す第３図（ａ） （ｂ）を用い実施例につ
いて説明する。Embodiments will be described below with reference to FIGS. 1(a and 1b), FIG. 2, and FIGS. 3(a) and 3(b) showing an example of the divided magnet 8.
第１図は第４図に対応する図であり、第１図に示すマグ
ネトロンスパッタ装置は、第４図に示す従来例のマグネ
ット４を４ａに変更しそれに伴いマグネット取付板５を
５８に変更したもので、その他は従来のままである。FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 4, and the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 1 has the magnet 4 of the conventional example shown in FIG. 4 changed to 4a, and the magnet mounting plate 5 changed to 58 accordingly. Everything else remains the same.
マグネソ）４ａは、マグネット取付板５ａに取付けられ
た複数の分割マグネット８で構成され、分割マグネット
８は、第１図（ｂ）と第２図の比較で示される如く配設
位置が変えられるようになっている。The magneto) 4a is composed of a plurality of divided magnets 8 attached to a magnet mounting plate 5a, and the divided magnets 8 are arranged so that their placement positions can be changed as shown in a comparison between FIG. 1(b) and FIG. It has become.
そして、個々の分割マグネット８は、第２図（ａ）また
は（′ｂ）図示の構造をなしている。Each divided magnet 8 has the structure shown in FIG. 2(a) or ('b).
即ち、第３図（ａ）に示す分割マグネット８は、二つの
マグネ７）素子８ａの一方がＮ極面を他方がＳ極面を上
に向けるように磁性体例えば鉄のヨーク８ｂに固定され
てなり、ヨーク８ｂがマグネット取付板５ａにねじ止め
される。That is, the split magnet 8 shown in FIG. 3(a) has two magnetic elements 7) fixed to a yoke 8b made of a magnetic material, for example, iron, such that one of the elements 8a faces the north pole face and the other faces the south pole face upward. Then, the yoke 8b is screwed to the magnet mounting plate 5a.
また、第３図（ｂ）に示す分割マグネット８は、一つの
マグネット素子８ＣがＮおよびＳ極面を左右に向けるよ
うに非磁性体例えば黄銅の台ブロック８ｄに固定されて
なり、台ブロック８ｄがマグネット取付板５ａにねじ止
めされる。In addition, the divided magnet 8 shown in FIG. 3(b) is constructed by fixing one magnet element 8C to a base block 8d made of a non-magnetic material, such as brass, with the N and S pole faces facing left and right. is screwed to the magnet mounting plate 5a.
ここでマグネット素子８ａ、８Ｃには例えばサマリウム
コバルト系などの強力な磁石材料が使用されて、マグネ
ッ）４ａを構成した際に十分な磁界強度が確保出来るよ
うになっている。Here, a strong magnetic material such as samarium cobalt is used for the magnet elements 8a and 8C, so that sufficient magnetic field strength can be ensured when the magnet 4a is constructed.
そしてマグネット取付板５ａには、分割マグネット８を
取付けるための図示されないねじ止め用孔が予め多数設
けられてあり、分割マグネット８の取付は位置は、その
孔の選択により変更することが出来るようになっている
。The magnet mounting plate 5a is pre-provided with a large number of screw holes (not shown) for mounting the split magnets 8, and the mounting position of the split magnets 8 can be changed by selecting the holes. It has become.
従って、ターゲット２に及ぶマグネット４ａの磁界分布
は、分割マグネット８の取付は位置の変更により調整す
ることが出来る。Therefore, the magnetic field distribution of the magnet 4a over the target 2 can be adjusted by changing the mounting position of the divided magnet 8.
以上説明したように、本発明の構成によれば、マグネト
ロンスパッタ装置において、スパッタ膜の膜厚分布を支
配するマグネットの磁界分布の調整が可能になり、スパ
ッタする金属の相違やパワーの変更があっても所望のス
パッタ膜を得ることが出来て、製造品質の向上を可能に
させる効果がある。As explained above, according to the configuration of the present invention, in a magnetron sputtering apparatus, it is possible to adjust the magnetic field distribution of the magnet that controls the film thickness distribution of the sputtered film, and there is no difference in sputtering metal or change in power. However, it is possible to obtain a desired sputtered film even if the sputtered film is used, which has the effect of making it possible to improve manufacturing quality.
第１図は本発明によるマグネトロンスパッタ装置実施例
の要部構成を示す側断面図（ａ）とそのマグネット部分
の正面図（ｂ）、
第２図はその実施例における分割マグネットの配置位置
を変えた例を示すマグネット部分の正面図、
第３図はそのマグネットを構成する分割マグネットの例
を示す斜視図（ａ）（′ｂ）、第４図は従来のマグネト
ロンスパッタ装置例の要部構成を示す側断面図（ａ）と
そのマグネット部分の正面図（ｂ）、である。
図において、
１は真空チャンバ、
２はターゲット、
３はバフキングプレート、
４．４ａはマグネット、
５．５ａはマグネット取付板、
６はウェーハ、
６ａは被着面、
７ａはリング状マグネット、
７ｂは柱状マグネソＩ・、
８は分割マグネット、
８ａ、 ８ｃはマグネット素子、
８ｂはヨーク、
８ｄは台ブロック、である。
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図Fig. 1 is a side cross-sectional view (a) showing the main structure of an embodiment of a magnetron sputtering apparatus according to the present invention, and a front view (b) of the magnet portion thereof, and Fig. 2 is a diagram showing the arrangement position of the divided magnets in the embodiment. Fig. 3 is a perspective view (a) ('b) showing an example of the divided magnet that constitutes the magnet, and Fig. 4 shows the main part configuration of a conventional magnetron sputtering device. FIG. 2 is a side cross-sectional view (a) and a front view (b) of the magnet portion. In the figure, 1 is a vacuum chamber, 2 is a target, 3 is a buffing plate, 4.4a is a magnet, 5.5a is a magnet mounting plate, 6 is a wafer, 6a is an attachment surface, 7a is a ring-shaped magnet, 7b is a 8 is a divided magnet, 8a and 8c are magnetic elements, 8b is a yoke, and 8d is a base block. Memi Zenro H1e side Hii line cut I Ken moat 6-view (α) Himabu-dera/1μ guest door valve”-60 议〕(Ra) Akira 1 Figure X1 Figure (shi) f) 81! Example cut front view with I heavy support extension Σ changed Figure 2 Diagram 1ζ A'rs 5 Now split 72'if, 3 101, East side fI side sectional view ((1) %4 (1)) F3 Net Itari, 44 Shou Lffi (d), (g) Figure ζ Magne 1. Separate side view cb) Figure
Claims (1)
複数の分割マグネット（８）で構成され、該分割マグネ
ット（８）の配設位置が可変になっていることを特徴と
するマグネトロンスパッタ装置。A magnetron sputtering apparatus characterized in that a magnet (4a) that applies a magnetic field to a target (2) is composed of a plurality of divided magnets (8), and the arrangement position of the divided magnets (8) is variable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13252685A JPS61291972A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Magnetron sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13252685A JPS61291972A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Magnetron sputtering device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291972A true JPS61291972A (en) | 1986-12-22 |
| JPH0243825B2 JPH0243825B2 (en) | 1990-10-01 |
Family
ID=15083357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13252685A Granted JPS61291972A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Magnetron sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291972A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001073134A (en) * | 1999-07-06 | 2001-03-21 | Applied Materials Inc | Sputtering system and film forming method |
| JP2001077052A (en) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | Sputtering system and film-forming method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116774A (en) * | 1983-11-30 | 1985-06-24 | Nippon Texas Instr Kk | Sputtering device |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP13252685A patent/JPS61291972A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116774A (en) * | 1983-11-30 | 1985-06-24 | Nippon Texas Instr Kk | Sputtering device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001073134A (en) * | 1999-07-06 | 2001-03-21 | Applied Materials Inc | Sputtering system and film forming method |
| JP2001077052A (en) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | Sputtering system and film-forming method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0243825B2 (en) | 1990-10-01 |
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