JPS62211374A - Sputtering device - Google Patents
Sputtering deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
集積回路の微細化が進むにつれて、従来方式のマグネト
ロン・スパッタリング法では良好なるステップ・カバレ
ジを確保するのが困難となってきている。本発明はステ
ップ・カバレジの良好なる対向ターゲット式スパンタリ
ング法と、強行着力の特徴をあるマグネトロン・スパッ
タリング法のそれぞれの長所を同一真空容器内で適用可
能としたスパッタリング装置である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] As integrated circuits become increasingly finer, it has become difficult to ensure good step coverage using conventional magnetron sputtering methods. The present invention is a sputtering apparatus that allows the advantages of the facing target sputtering method, which has good step coverage, and the magnetron sputtering method, which has the characteristic of forced adhesion, to be applied within the same vacuum chamber.
本発明は、薄膜成長に使用されるスパッタリング装置に
関する。The present invention relates to a sputtering apparatus used for thin film growth.
集積回路の薄膜形成手段としてスパッタリング法が広く
利用されている。スパッタリング装置には２極あるいは
３・４極スパッタリング法、マグネトロン・スパッタリ
ング法、イオンビーム・スパッタリング法等があり、そ
れぞれ一長一短かある−０
その中でマグネトロン・スパッタリング法はスパッタリ
ング・レートが大きく、且つ高エネルギー粒子を利用す
るので付着力が大であり、また基板の温度上昇が低いと
いう特徴があり、配線層の形成に広く用いられている。Sputtering is widely used as a means of forming thin films for integrated circuits. Sputtering equipment includes two-pole or three- or four-pole sputtering methods, magnetron sputtering methods, and ion beam sputtering methods, each of which has its own advantages and disadvantages. Because it uses energetic particles, it has strong adhesion and low temperature rise on the substrate, so it is widely used for forming wiring layers.
然し、高密度の集積回路では、尚良好なるステップ・カ
バレジを確保するのに難点があり、改善が要望されてい
る。However, in high-density integrated circuits, it is still difficult to ensure good step coverage, and improvements are desired.
２極あるいは３・４極スパッタリング法では高エネルギ
ー電子が基板を衝撃し、基板の温度上昇を来す欠点があ
るが、マグネトロン・スパッタリング法では高エネルギ
ー電子をターゲット側の磁界に閉込めて電子の基板への
衝撃を防ぎ、且つ高スパッタリング・レートが得られる
特徴がある。The two-pole or three- or four-pole sputtering method has the disadvantage that high-energy electrons bombard the substrate, causing a rise in the temperature of the substrate, but in the magnetron sputtering method, the high-energy electrons are confined in the magnetic field on the target side. It has the characteristics of preventing impact to the substrate and achieving a high sputtering rate.
然し、マグネトロン・スパッタリング法は比較的高エネ
ルギーの粒子を利用しているので、高密度集積回路では
配線層形成プロセスでコンタクト孔でのステップ・カバ
レジが低下し、信頼性の低ドの一因となっている。However, because magnetron sputtering uses relatively high-energy particles, in high-density integrated circuits the wiring layer formation process reduces step coverage in contact holes, contributing to low reliability. It has become.
一方、上記のマグネトロン・スパッタリング法とは別に
、近年対向ターゲット式マグネトロン・スパッタリング
法が星、直江、山口の諸氏によって報告されている。On the other hand, in addition to the magnetron sputtering method described above, a facing target magnetron sputtering method has recently been reported by Messrs. Hoshi, Naoe, and Yamaguchi.
以下本発明では従来型と区別して対向ターゲット式スパ
ンタリング法と称す。Hereinafter, the present invention will be referred to as a facing target type sputtering method to distinguish it from the conventional method.
マグネトロン・スパッタリング法ではターゲットが磁性
材料のときは薄膜成長が出来ないが、対向ターゲット式
スパッタリング法はターゲットが磁性材料の場合も基板
上に磁性膜の積層を可能とする目的で開発された。Although the magnetron sputtering method cannot grow thin films when the target is a magnetic material, the facing target sputtering method was developed to make it possible to stack magnetic films on a substrate even when the target is a magnetic material.
対向ターゲット式スパッタリング装置の動作原理、構造
等については下記資料が参考となる。The following materials can be used as a reference regarding the operating principle, structure, etc. of facing target type sputtering equipment.
星、直江、山中：「対向ターゲット式高速・低温スパッ
タ法とその磁性膜作製への応用」 ；電子通信学会論文
誌Ｃ，Ｖｏｗ、 Ｊ６５− Ｃ，Ｎｏ、６．１９８２第
２図（ａ）、 （ｂ）にそれぞれマグネトロン・スパッ
タリング装置と対向ターゲット式スパッタリング装置の
原理を説明する構造図を示す。Hoshi, Naoe, Yamanaka: "Facing target high-speed and low-temperature sputtering method and its application to magnetic film fabrication"; Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers C, Vow, J65-C, No. 6.1982 Figure 2 (a), (b) shows a structural diagram illustrating the principles of a magnetron sputtering device and a facing target sputtering device, respectively.
マグネトロン・スパッタリング装置では磁界Ｈはターゲ
ット１の面上に平行に発生し、基板２はターゲットに対
向配置されている。In a magnetron sputtering apparatus, a magnetic field H is generated parallel to the surface of a target 1, and a substrate 2 is placed opposite the target.
対向ターゲット式スパンタリング装置では、ターゲット
は１と１゛ と２個が対向配置され、磁界Ｈはターゲツ
ト面に垂直に発生させる。基板２はターゲット間の空間
を離れた側面側に配置されている。In the facing target type spanttering device, two targets, 1 and 1, are arranged facing each other, and a magnetic field H is generated perpendicular to the target surface. The substrate 2 is placed on the side facing away from the space between the targets.
対向ターゲット式スパッタリング法は、磁性材料以外の
金属スパッタリングに使用した時ステップ・カバレジは
極めて良好で、基板に損傷を与える高エネルギー粒子の
飛来が少ないという利点がある。一方粒子のエネルギー
が小なるため付着力に劣るという欠点がある。The facing target sputtering method has the advantage that when used for sputtering metals other than magnetic materials, step coverage is extremely good and there are fewer flying high-energy particles that can damage the substrate. On the other hand, it has the disadvantage of poor adhesion because the energy of the particles is small.
上記に述べた如く、マグネトロン・スパッタリング法と
対向ターゲット式スパッタリング法にはそれぞれ一長一
短が有り、何れかの一種類のスパッタリング法のみでは
配線層形成に弱点を避けることが出来ない。As described above, the magnetron sputtering method and the facing target sputtering method each have advantages and disadvantages, and it is impossible to avoid weaknesses in wiring layer formation by using only one type of sputtering method.
配線層の積層工程の場合、ステップ・カバレジの良いこ
とは勿論必要であるが、下地との密着性が良いこと、基
板との間にストレスを残さないこと等が要求される。In the case of the wiring layer lamination process, it is of course necessary to have good step coverage, but it is also required to have good adhesion to the underlying layer and to avoid leaving any stress between the wiring layer and the substrate.
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記に説明せる如く、単一のスパッタリング法で薄膜形
成を行う場合は、その方法での弱点を避けることが出来
ないので、本発明では二つのスパッタリング法を複合さ
せて、一つの装置内で両方法を交互に適用可能とするス
パッタリング装置を用いる。Means for Solving Problem C] As explained above, when forming a thin film using a single sputtering method, it is impossible to avoid the weaknesses of that method. Therefore, in the present invention, two sputtering methods are used. A sputtering device is used in which both methods can be applied alternately within one device.
即ち、真空容器内にマグネトロン・スパッタガン（従来
型マグネトロン・スパッタリング装置のガン部分）と対
向ターゲット式スパッタ源（対向ターゲット式スパッタ
リング装置の基板支持部以外の部分）の二つを準備し、
基板をマグネトロン・スパッタガンの被スパッタリング
位置から対向ターゲット式スパッタ源の被スパッタリン
グ位置に、あるいはまた逆の方向に移動可能とせる構造
とする。 □
一つのスパッタリング工程は上記の２箇所の被スパッタ
リング位置に基板を移動することにより行われる。That is, a magnetron sputter gun (the gun part of a conventional magnetron sputtering device) and a facing target type sputtering source (the part other than the substrate support part of the facing target type sputtering device) are prepared in a vacuum chamber,
The structure allows the substrate to be moved from a sputtering location in a magnetron sputter gun to a sputtering location in a facing target sputtering source, or vice versa. □ One sputtering process is performed by moving the substrate to the above two sputtering locations.
（作用〕
対向ターゲット式スパッタリング法でステップ・カバレ
ジの良好なる被着を行い、一方飛来粒子のエネルギーの
小なることに起因する付着力の不足は、高エネルギーの
マグネトロン・スパッタリング法で補なう。(Operation) The facing target sputtering method achieves adhesion with good step coverage, while the lack of adhesion caused by the small energy of the flying particles is compensated for by the high-energy magnetron sputtering method.
上記積層手段の異なるスパッタリング法を交互に多層積
層を行うことにより、積層された金属膜のストレスは緩
和され断線に対して強い配線層が得られる。By alternately stacking multiple layers using different sputtering methods as described above, stress in the stacked metal films is alleviated and a wiring layer that is resistant to disconnection can be obtained.
本発明によるスパッタリング装置の一実施例を第１図に
より詳細説明する。第１図は本装置の上面からの断面図
を示す。本発明の説明に直接関係の無い排気装置、アル
ゴン・ガス導入機構、その他細かい支持機構等は省略し
である。An embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a sectional view from the top of the device. Exhaust devices, argon gas introduction mechanisms, and other detailed support mechanisms that are not directly related to the description of the present invention are omitted.
真空容器３には主要部として、従来型マグネトロン・ス
パッタガン４、対向ターゲット式スパッタ源５、及び基
板２とそれを支持する移動可能なる支持機構１０が収容
されている。The main parts of the vacuum vessel 3 include a conventional magnetron sputter gun 4, a facing target sputter source 5, and a substrate 2 and a movable support mechanism 10 for supporting it.
マグネトロン・スパッタガン４は、マグネット６、陽極
８、及び被スパッタリング材料よりなるターゲット１に
より構成されることは従来の構造と変わりない。The magnetron sputter gun 4 has the same structure as the conventional one in that it is composed of a magnet 6, an anode 8, and a target 1 made of a material to be sputtered.
対向ターゲット式スパッタ源５は、対向配置されたター
ゲット１．１”、ターゲットの両外側に配置されたマグ
ネット７．７°、及びシールド９により構成される。The facing target type sputtering source 5 is composed of targets 1.1'' placed opposite to each other, magnets 7.7° placed on both outer sides of the target, and a shield 9.
真空容器の両側には基板の装着、取出しのため真空予備
室１１、及び１２が準備されている。Vacuum preliminary chambers 11 and 12 are prepared on both sides of the vacuum container for loading and unloading substrates.
第１図で示すスパッタリング装置は、プロセス途中で基
板に異物が付着するのを防止するため基板の保持を垂直
方向とした例である。The sputtering apparatus shown in FIG. 1 is an example in which the substrate is held vertically in order to prevent foreign matter from adhering to the substrate during the process.
以下ＡＩ配線層形成について述べる。従ってターゲット
としてはＡｎ板を使用する。Formation of the AI wiring layer will be described below. Therefore, an An plate is used as the target.
最初、真空予備室１１より挿入され支持機構１０に保持
された基板２は、位置Ａにて従来型のマグネトロン・ス
パッタリング法によりＡｌを厚さ１０００人スパッタリ
ングさせる。First, the substrate 2 inserted from the vacuum preliminary chamber 11 and held by the support mechanism 10 is sputtered with Al to a thickness of 1000 by conventional magnetron sputtering method at position A.
次いで、支持機構１０を移動させて位置Ｂに固定する。Next, the support mechanism 10 is moved and fixed at position B.
位置Ｂでは対向ターゲット式スパッタリング法にて厚さ
２０００人のスパッタリングを行う。At position B, sputtering is performed to a thickness of 2000 mm using the facing target sputtering method.
以後、Ａ位置−Ｂ位置−Ａ位置と交互に基板を移動させ
つつ膜厚の成長を行う。Thereafter, the film thickness is grown while moving the substrate alternately from position A to position B to position A.
所定の厚さ、例えば１μｍの積層の終わった時点でスパ
ッタリングを止め、真空予備室１２より基板を取出す。When lamination of a predetermined thickness, for example 1 μm, is completed, sputtering is stopped and the substrate is taken out from the vacuum preliminary chamber 12.
以上に説明せるごとく本発明のスパッタリング装置を用
いることにより、スパッタリング・レート、ステップ・
カバレジ、下地との密着性に優れた薄膜の形成が可能と
なった。As explained above, by using the sputtering apparatus of the present invention, the sputtering rate, step
It has become possible to form a thin film with excellent coverage and adhesion to the base.
第１図は本発明にかかわるスパッタリング装置の上面よ
りの断面図、
第２図（ａｌ、 （ｂｌは従来型マグネトロン・スパッ
タリング装置と対向ターゲット式スパッタリング装置の
主要部構造を説明する断面図、を示す。
図面において、
１はターゲット、
２は基板、
３は真空容器、
４はマグネトロン・スパッタガン、
５は対向ターゲット式スパッタ源、
６．７．７’はマグネット、
８は陽極、
９はシールド、
１０は基板支持機構、
１１．１２は真空予備室、Figure 1 is a sectional view from above of the sputtering apparatus according to the present invention, and Figure 2 (al and bl are sectional views illustrating the main structure of a conventional magnetron sputtering apparatus and a facing target sputtering apparatus). In the drawings, 1 is a target, 2 is a substrate, 3 is a vacuum vessel, 4 is a magnetron sputter gun, 5 is a facing target type sputtering source, 6.7.7' is a magnet, 8 is an anode, 9 is a shield, 10 is the substrate support mechanism, 11.12 is the vacuum preliminary chamber,
Claims (1)
と対向ターゲット式スパッタ源（５）を共存せしめ、被
スパッタリング基板（２）を該マグネトロン・スパッタ
ガンの被スパッタリング位置（Ａ）と、該対向ターゲッ
ト式スパッタ源の被スパッタリング位置（Ｂ）に移動可
能とせる支持機構（１０）を設けたことを特徴とするス
パッタリング装置。Magnetron sputter gun (4) inside vacuum container (3)
and a facing target type sputtering source (5), and the substrate to be sputtered (2) can be moved to the sputtering position (A) of the magnetron sputter gun and the sputtering position (B) of the facing target type sputtering source. A sputtering apparatus characterized by being provided with a support mechanism (10) that allows the material to be sputtered.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5531286A JPS62211374A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5531286A JPS62211374A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Sputtering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211374A true JPS62211374A (en) | 1987-09-17 |
Family
ID=12995040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5531286A Pending JPS62211374A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62211374A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095338A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toppan Printing Co Ltd | Organic electroluminescent element and manufacturing method thereof |
| WO2007046244A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus |
| WO2008090982A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Osaka Vacuum, Ltd. | Sputter method and sputter device |
| JP2008184624A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Osaka Vacuum Ltd | Sputter method and sputter device |
| CN105154843A (en) * | 2015-10-22 | 2015-12-16 | 宁波英飞迈材料科技有限公司 | High-flux composite material chip precursor deposition device and deposition method |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP5531286A patent/JPS62211374A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095338A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toppan Printing Co Ltd | Organic electroluminescent element and manufacturing method thereof |
| WO2007046244A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus |
| JP4717887B2 (en) * | 2005-10-18 | 2011-07-06 | 株式会社アルバック | Sputtering equipment |
| US8679306B2 (en) | 2005-10-18 | 2014-03-25 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus |
| EP1939322A4 (en) * | 2005-10-18 | 2015-12-09 | Ulvac Inc | Sputtering apparatus |
| WO2008090982A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Osaka Vacuum, Ltd. | Sputter method and sputter device |
| JP2008184624A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Osaka Vacuum Ltd | Sputter method and sputter device |
| CN105154843A (en) * | 2015-10-22 | 2015-12-16 | 宁波英飞迈材料科技有限公司 | High-flux composite material chip precursor deposition device and deposition method |
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