JPS6326359A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
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- JPS6326359A JPS6326359A JP16942786A JP16942786A JPS6326359A JP S6326359 A JPS6326359 A JP S6326359A JP 16942786 A JP16942786 A JP 16942786A JP 16942786 A JP16942786 A JP 16942786A JP S6326359 A JPS6326359 A JP S6326359A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
−１＝
［発明の技術分野］
本発明はＬＳＩ製造プロセスにおける膜形成に用いられ
ろスパッタ装置に係り、特にターゲットとしてコニカル
リンクを用いたスパッタ装置に関する。
ろスパッタ装置に係り、特にターゲットとしてコニカル
リンクを用いたスパッタ装置に関する。
［発明の技術的背景およびその問題点コ半導体ウェハへ
の合金膜の形成には通常１０−Ｔｏｒｒから１０ ””
Ｔｏｒｒ程度のアルゴンガス中で、アノードとカソー
ド（ターゲット）との間に電圧を印加することによりア
ルゴンプラズマを発生させると共に、電場と直交しカソ
ードを取り囲むように形成される磁場によってアルゴン
プラズマをターゲット近傍に閉じ込め、ターゲツト材を
アルゴンイオンにより効率よくスパックしウェハ」二に
被着する高速スパッタ法が行われている。このような高
速スパッタ法は電極形状により、プレーナマクネトロン
、同軸マグネトロンなどがあり、ウェハの温度を上昇さ
せることなく付着強度の強い金属膜を形成でき、ウェハ
段差部のステップカバレージが高いなどすぐれた特徴を
有している。特に第３図及び第４図に示すコニカルリン
グを用いた二重カソード構造のスパッタ装置は、アウタ
ターゲットのエロージョン径が十分に拡大しているため
、大口径ウェハ周辺部におけるステップカバレージが良
好で二重リング状のプラズマによるデポのため、膜厚分
布の均一性が優れ、膜厚再現性も良好である。
の合金膜の形成には通常１０−Ｔｏｒｒから１０ ””
Ｔｏｒｒ程度のアルゴンガス中で、アノードとカソー
ド（ターゲット）との間に電圧を印加することによりア
ルゴンプラズマを発生させると共に、電場と直交しカソ
ードを取り囲むように形成される磁場によってアルゴン
プラズマをターゲット近傍に閉じ込め、ターゲツト材を
アルゴンイオンにより効率よくスパックしウェハ」二に
被着する高速スパッタ法が行われている。このような高
速スパッタ法は電極形状により、プレーナマクネトロン
、同軸マグネトロンなどがあり、ウェハの温度を上昇さ
せることなく付着強度の強い金属膜を形成でき、ウェハ
段差部のステップカバレージが高いなどすぐれた特徴を
有している。特に第３図及び第４図に示すコニカルリン
グを用いた二重カソード構造のスパッタ装置は、アウタ
ターゲットのエロージョン径が十分に拡大しているため
、大口径ウェハ周辺部におけるステップカバレージが良
好で二重リング状のプラズマによるデポのため、膜厚分
布の均一性が優れ、膜厚再現性も良好である。
このスパッタ装置は、第４図に示すように逆円錐リング
状のアウタターゲラｌ−］とその内径内に位置する円板
リンク状インナターゲット２をカソードとし、インナタ
ーゲット２の内側及びアウタターゲラＩ−ｉとインナタ
ーゲット２との間にアノ−！・である電磁石６及び７を
設置しアウタターゲット・１の外側に電磁石８を設置す
る。そして、電磁石６及び電磁石８を同磁極、電磁石７
を異なる磁極にし、電磁石６及び電磁石８と電磁石７と
の間に形成される磁力線内にアルゴンイオン（プラズマ
）を閉じ込め、これによりカソードであるターゲット材
をたたくよう構成される。尚、ウェハ１４はターゲラ１
−１．２と対置されるヒータテープル１５にセラ１−さ
れ、熱電対１６及びヒータエレメント１７により加熱さ
れる。又、アルゴン力又はアルゴン導入口１８を経て温
められてウェハ後面より導入される。
状のアウタターゲラｌ−］とその内径内に位置する円板
リンク状インナターゲット２をカソードとし、インナタ
ーゲット２の内側及びアウタターゲラＩ−ｉとインナタ
ーゲット２との間にアノ−！・である電磁石６及び７を
設置しアウタターゲット・１の外側に電磁石８を設置す
る。そして、電磁石６及び電磁石８を同磁極、電磁石７
を異なる磁極にし、電磁石６及び電磁石８と電磁石７と
の間に形成される磁力線内にアルゴンイオン（プラズマ
）を閉じ込め、これによりカソードであるターゲット材
をたたくよう構成される。尚、ウェハ１４はターゲラ１
−１．２と対置されるヒータテープル１５にセラ１−さ
れ、熱電対１６及びヒータエレメント１７により加熱さ
れる。又、アルゴン力又はアルゴン導入口１８を経て温
められてウェハ後面より導入される。
このように構成されるスパッタ装置は、前述のような優
れた特徴を有しているが、アウタターゲット１、インナ
ターゲラ１−２．共に第５図に点線で示すように中央部
分が周辺部に比へ消耗する。このため、ターゲット全面
が有効に利用されない。
れた特徴を有しているが、アウタターゲット１、インナ
ターゲラ１−２．共に第５図に点線で示すように中央部
分が周辺部に比へ消耗する。このため、ターゲット全面
が有効に利用されない。
更に、多数枚の半導体ウェハにスパッタ」１程を実行す
ると、半導体ウェハに形成されるスパッタ膜が均一でな
く、大径の粒子と思われるものが付着するようになり、
これをターゲラＩ−の寿命の目安としてきたか、上記の
ようにターゲラｌ−（カソード）の周辺は大量に残存し
ており有効利用が望まれていた。そこで本発明者がその
現象を研錯した結果、次のことが判明した。すなわち、
アルゴンイオンによってスパッタ現象でたたき出された
粒子の一部が、第５図に点線で示すように自らの周辺部
や隣接する他のターゲラ１−の周辺部に沈着することが
わかった。そしてこのスパッタ粒子が沈着した周辺部分
に次のスパッタア゛ルゴンイオンがぶつかると、それら
粒子が大径の粒子となってたたき出され、ウェハ上に到
達し、均一な膜形成に好ましくない影響を与えていたも
のであることがわかった。
ると、半導体ウェハに形成されるスパッタ膜が均一でな
く、大径の粒子と思われるものが付着するようになり、
これをターゲラＩ−の寿命の目安としてきたか、上記の
ようにターゲラｌ−（カソード）の周辺は大量に残存し
ており有効利用が望まれていた。そこで本発明者がその
現象を研錯した結果、次のことが判明した。すなわち、
アルゴンイオンによってスパッタ現象でたたき出された
粒子の一部が、第５図に点線で示すように自らの周辺部
や隣接する他のターゲラ１−の周辺部に沈着することが
わかった。そしてこのスパッタ粒子が沈着した周辺部分
に次のスパッタア゛ルゴンイオンがぶつかると、それら
粒子が大径の粒子となってたたき出され、ウェハ上に到
達し、均一な膜形成に好ましくない影響を与えていたも
のであることがわかった。
［発明の目的コ
本発明は上記従来の難点に鑑みなされたもので、大径の
粒子の発生を防止し、ウェハ面にスパッタされるスパッ
タ膜厚の均一性が非常に優れたスパッタ装置を提供せん
とするものである。
粒子の発生を防止し、ウェハ面にスパッタされるスパッ
タ膜厚の均一性が非常に優れたスパッタ装置を提供せん
とするものである。
［発明の概要コ
このような目的を達成するために、本発明のスパッタ装
置は、スパッタ材が設けられるカソードに励起されたイ
オンを照撃することにより前記スパッタ材をスパッタす
るスパッタ装置において、前記カソードのスパッタ面の
周辺部を覆う如くに遮風体を設けたことを特徴とし、前
記遮風体はカソードから他のカソードへの粒子の飛来を
防止する壁部をなす。更に前記遮風体はカソードから放
出された粒子が自らの周辺付近に沈着するのを防止する
カバー部を有する。
置は、スパッタ材が設けられるカソードに励起されたイ
オンを照撃することにより前記スパッタ材をスパッタす
るスパッタ装置において、前記カソードのスパッタ面の
周辺部を覆う如くに遮風体を設けたことを特徴とし、前
記遮風体はカソードから他のカソードへの粒子の飛来を
防止する壁部をなす。更に前記遮風体はカソードから放
出された粒子が自らの周辺付近に沈着するのを防止する
カバー部を有する。
［発明の実施例コ
以下、本発明装置の実施例を第１図に基き具体的に説明
する。
する。
本例のスパッタ装置は略円錐リング状のアウタターゲラ
ｌ−１と、その内径内に位置する円板リング状のインナ
ターゲット２により二重カソード構造を有する。それぞ
れのターゲット１．２の裏側には例えば冷却水を循環さ
せる冷却エリア３．４が設けられる。インナターゲット
２の内径内には第１の電磁石５、アウタターゲット１と
インナターゲット２との間にはリング状の第２の電磁石
６及びアウタターゲラｌ−２の外周の外側にはリング状
の第３の電磁石７がそれぞれ設置される。第１の電磁石
５と第３の電磁石７ば同磁極に、第２の電磁石６は異な
る磁極に設定され、いずれも裏側に取付けられたシール
ド体８．９．１０によって磁気的にシールドされている
。
ｌ−１と、その内径内に位置する円板リング状のインナ
ターゲット２により二重カソード構造を有する。それぞ
れのターゲット１．２の裏側には例えば冷却水を循環さ
せる冷却エリア３．４が設けられる。インナターゲット
２の内径内には第１の電磁石５、アウタターゲット１と
インナターゲット２との間にはリング状の第２の電磁石
６及びアウタターゲラｌ−２の外周の外側にはリング状
の第３の電磁石７がそれぞれ設置される。第１の電磁石
５と第３の電磁石７ば同磁極に、第２の電磁石６は異な
る磁極に設定され、いずれも裏側に取付けられたシール
ド体８．９．１０によって磁気的にシールドされている
。
更に第２の電磁石６には遮風体１１がビス等に−Ｆ。
より固定されている。遮風体１１は第２図に示すように
、電磁石６に取り付けるための柱部１２と断面略くの字
状のカバー部１３とを有する。柱部１２とカバー部１３
の一部は、アウタターゲット】からインナターゲット２
への粒子の飛来、インナターゲット２からアウタターゲ
ット１への粒子の飛来を防止する壁部をなす。
、電磁石６に取り付けるための柱部１２と断面略くの字
状のカバー部１３とを有する。柱部１２とカバー部１３
の一部は、アウタターゲット】からインナターゲット２
への粒子の飛来、インナターゲット２からアウタターゲ
ット１への粒子の飛来を防止する壁部をなす。
また、カバー部ゴ３は、アウタターゲット１から放出さ
れた粒子がその周辺部１ａに沈着するのを防止すると共
に、インナターゲット２から放出された粒子がその周辺
部２ａに沈着するのを防止する。この場合、粒子はカバ
ー部１３表面に沈着する。このカバー部１３表面に沈着
したカソード材にプラズマイオンが入力した時、従来技
術の場合と同様にこのカソード材がスパッタされるよう
に思われるが、カバー部１３はカソード面より外れて位
置を異にしているため、カソード面近傍にプラズマイオ
ンを閉じ込めるように形成される磁界はカバー部まで拡
散することがわずかであるか、又は弱いエネルギーであ
るので、強力なスパッタ作用は生じない。尚、これら柱
部１２及びカバー部１３は一体に形成してもよい。又、
遮風体１１は導体から成り、電気的及び磁気的には第２
の電磁石６と一体である。ウェハ１４はターゲラ１−１
．２と対置されるヒータテーブル１５にセットされ、熱
電対及びヒータニレメン１〜により一定温度に加熱され
る。
れた粒子がその周辺部１ａに沈着するのを防止すると共
に、インナターゲット２から放出された粒子がその周辺
部２ａに沈着するのを防止する。この場合、粒子はカバ
ー部１３表面に沈着する。このカバー部１３表面に沈着
したカソード材にプラズマイオンが入力した時、従来技
術の場合と同様にこのカソード材がスパッタされるよう
に思われるが、カバー部１３はカソード面より外れて位
置を異にしているため、カソード面近傍にプラズマイオ
ンを閉じ込めるように形成される磁界はカバー部まで拡
散することがわずかであるか、又は弱いエネルギーであ
るので、強力なスパッタ作用は生じない。尚、これら柱
部１２及びカバー部１３は一体に形成してもよい。又、
遮風体１１は導体から成り、電気的及び磁気的には第２
の電磁石６と一体である。ウェハ１４はターゲラ１−１
．２と対置されるヒータテーブル１５にセットされ、熱
電対及びヒータニレメン１〜により一定温度に加熱され
る。
このように構成されるスパッタ装置において、それぞれ
のカソード（アウタターゲラ１−１とインナターゲット
２）に独立の電力を投入し、二重のプラズマを発生させ
それを第１の電磁力５と第２の電磁石６との間に生じる
磁力線の中及び第２の電磁石６と第３の電磁石７との間
に生じる磁力線の中に閉じ込め、各ターゲラ１へ１．２
の表面より効率良くターゲツト材の粒子をたたき出し、
ヒータテーブル１５」二のウェハ１４にスパッタリング
を行うものであるが、この際、遮風体１１の存在によっ
て、アウタターゲット１からインナターゲラ１へ２への
粒子の飛来及びインナターゲラ１〜２からアウタターゲ
ラｌ−１への粒子の飛来が防止されると共に、各ターゲ
ラ１−の周辺部１ａ及び２ａにたたき出された粒子が沈
着するのが防止される。
のカソード（アウタターゲラ１−１とインナターゲット
２）に独立の電力を投入し、二重のプラズマを発生させ
それを第１の電磁力５と第２の電磁石６との間に生じる
磁力線の中及び第２の電磁石６と第３の電磁石７との間
に生じる磁力線の中に閉じ込め、各ターゲラ１へ１．２
の表面より効率良くターゲツト材の粒子をたたき出し、
ヒータテーブル１５」二のウェハ１４にスパッタリング
を行うものであるが、この際、遮風体１１の存在によっ
て、アウタターゲット１からインナターゲラ１へ２への
粒子の飛来及びインナターゲラ１〜２からアウタターゲ
ラｌ−１への粒子の飛来が防止されると共に、各ターゲ
ラ１−の周辺部１ａ及び２ａにたたき出された粒子が沈
着するのが防止される。
尚、遮風体１１の形状は、本実施例の形状に限定される
ものではなく特許請求の範囲に記載される範囲内で任意
に変更することができる。
ものではなく特許請求の範囲に記載される範囲内で任意
に変更することができる。
［発明の効果コ
以上の実施例からも明らかなように本発明のスパッタ装
置においては、アウタターゲットとインナターゲットと
の間に両ターゲット間の粒子の飛来を防止し且つ両ター
ゲット周辺部への粒子の沈着を防止する構造の遮風体を
設けたので、ターゲット周辺部への粒子の沈着とそれに
伴う大径粒子の発生が防止される。従ってウェハにはプ
ラズマによってターゲット表面からたたき出された小径
の粒子のみが到達するので、より均一な膜形成が可能と
なる。
置においては、アウタターゲットとインナターゲットと
の間に両ターゲット間の粒子の飛来を防止し且つ両ター
ゲット周辺部への粒子の沈着を防止する構造の遮風体を
設けたので、ターゲット周辺部への粒子の沈着とそれに
伴う大径粒子の発生が防止される。従ってウェハにはプ
ラズマによってターゲット表面からたたき出された小径
の粒子のみが到達するので、より均一な膜形成が可能と
なる。
第１図は本発明のスパッタ装置の断面図、第２図は同要
部拡大図、第３及び第４図はそれぞれ従来のスパッタ装
置の正面図及び断面図、第５図はターゲットの消耗の状
態を示す図である。 １・・・・・・アウタターゲラ１− １ａ・・・・内周辺部 ２・・・・・・インナターゲット ２ａ・・・・外周辺部 ３．４・・・・・・冷却エリア ５・・・・・・・・・・第１の電磁石 ６・・・・・・・・・・第２の電磁石 ７・・・・・・・・・・第３の電磁石 ８．９．１０・・・・・・シールド体 １１・・・・・・・・・・遮風体 １２・・・・・・・・・・柱部（壁部）１３・・・・・
・・・・・カバー部 １４・・・・・・・・・・ウェハ １５・・・・・・・・・・ヒータテーブル代理人 弁理
士 守 谷 −雄 第３図 第４図 １、膚、吟２ 第５図 １８゛「５ １６ 莞′ ｍ。
部拡大図、第３及び第４図はそれぞれ従来のスパッタ装
置の正面図及び断面図、第５図はターゲットの消耗の状
態を示す図である。 １・・・・・・アウタターゲラ１− １ａ・・・・内周辺部 ２・・・・・・インナターゲット ２ａ・・・・外周辺部 ３．４・・・・・・冷却エリア ５・・・・・・・・・・第１の電磁石 ６・・・・・・・・・・第２の電磁石 ７・・・・・・・・・・第３の電磁石 ８．９．１０・・・・・・シールド体 １１・・・・・・・・・・遮風体 １２・・・・・・・・・・柱部（壁部）１３・・・・・
・・・・・カバー部 １４・・・・・・・・・・ウェハ １５・・・・・・・・・・ヒータテーブル代理人 弁理
士 守 谷 −雄 第３図 第４図 １、膚、吟２ 第５図 １８゛「５ １６ 莞′ ｍ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、スパッタ機が設けられるカソードに励起されたイオ
ンを照撃することにより前記スパッタ材をスパッタする
スパッタ装置において、前記カソードのスパッタ面の周
辺部を覆う如きに遮蔽体を設けたことを特徴とするスパ
ッタ装置。 ２、前記遮蔽体は前記カソードからスパッタされた粒子
が、それぞれ隣接する前記カソードに飛来するのを防止
する壁部を形成するものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のスパッタ装置。 ３、前記遮蔽体は前記カソードからスパッタされた粒子
が元の前記カソードの周辺付近に沈着するのを防止する
カバー部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載のスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169427A JPH0781184B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169427A JPH0781184B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326359A true JPS6326359A (ja) | 1988-02-03 |
| JPH0781184B2 JPH0781184B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=15886391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61169427A Expired - Fee Related JPH0781184B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781184B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5460708A (en) * | 1990-11-30 | 1995-10-24 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor processing system |
| JP2015025170A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 大同特殊鋼株式会社 | シリコンターゲット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152671A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Anelva Corp | スパツタリング電極 |
| JPS6176669A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Fujitsu Ltd | 高周波スパツタ装置 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61169427A patent/JPH0781184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152671A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Anelva Corp | スパツタリング電極 |
| JPS6176669A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Fujitsu Ltd | 高周波スパツタ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5460708A (en) * | 1990-11-30 | 1995-10-24 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor processing system |
| JP2015025170A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 大同特殊鋼株式会社 | シリコンターゲット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781184B2 (ja) | 1995-08-30 |
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