JPS63282263A - マグネトロンスパッタリング装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタリング装置Info
- Publication number
- JPS63282263A JPS63282263A JP11660387A JP11660387A JPS63282263A JP S63282263 A JPS63282263 A JP S63282263A JP 11660387 A JP11660387 A JP 11660387A JP 11660387 A JP11660387 A JP 11660387A JP S63282263 A JPS63282263 A JP S63282263A
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- JP
- Japan
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- target
- magnet
- center
- pole
- magnetron sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 title claims description 7
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電界とそれに直交する磁界により高密度のプ
ラズマを発生させ、ターゲットを叩いて高い被着速度を
得るマグネトロンスパッタリング装置に関する。
ラズマを発生させ、ターゲットを叩いて高い被着速度を
得るマグネトロンスパッタリング装置に関する。
従来のマグネトロン装置は、第２図に示すように真空容
器１の中に直流電源２に接続された陰極３と接地された
陽極４が対向配置され、陰極３には被着材料からなるタ
ーゲット５．陽極４には成膜基板６が取り付けられる。
器１の中に直流電源２に接続された陰極３と接地された
陽極４が対向配置され、陰極３には被着材料からなるタ
ーゲット５．陽極４には成膜基板６が取り付けられる。
この装置の真空容器１を排気ロアより排気し、ガス導入
口８からＡｒガスを導入し、さらに両極３．４間に電圧
を印加して放電を起こす、放電によって電離した電子を
ターゲットから出てターゲットに入る磁界によって閉じ
こめ、高密度のプラズマを発生させ、Ａｒ” ９をター
ゲット５に衝突させて、ターゲットから叩き出された粒
子を基板６上に堆積させる。
口８からＡｒガスを導入し、さらに両極３．４間に電圧
を印加して放電を起こす、放電によって電離した電子を
ターゲットから出てターゲットに入る磁界によって閉じ
こめ、高密度のプラズマを発生させ、Ａｒ” ９をター
ゲット５に衝突させて、ターゲットから叩き出された粒
子を基板６上に堆積させる。
ターゲットから出てターゲットへ入る磁界を形成するに
は、陰極の背面に配置されたマグネットが用いられる。
は、陰極の背面に配置されたマグネットが用いられる。
そのマグネットは、一方の極が中央で他方の極はそれを
囲む円環状であるため、プラズマは両極の間の上の環状
領域に発生し、従って第３図に示すようにターゲット５
のエロージッン領域５１は環状であり、中央部が残るた
め、ターゲットの利用効率は３０〜５０％程度に留まり
、夕一ゲントの交換による頻繁なメンテナンスがスパッ
タリング装置の稼働率を低下させる点で大きな問題とな
っている。また、このように基板６に対向するターゲッ
ト５のエロージッン領域が一部分に限定されるため、タ
ーゲットから飛来する粒子が基板に垂直に当たることが
少な（なる、最近半導体素子の微細化により、第４図に
示すように半導体基板上の絶縁膜４１に形成されるコン
タクトホール４２のアスペクト比Ｔ ｒ ／ Ｔ ｚが
１以上になって（ると、スパッタ粒子の入射方向４３の
基板面に立てた垂線４４となす入射角θがＯであること
がコンタクトホール４２の底部被覆のために望ましく、
この面でも問題となっている。
囲む円環状であるため、プラズマは両極の間の上の環状
領域に発生し、従って第３図に示すようにターゲット５
のエロージッン領域５１は環状であり、中央部が残るた
め、ターゲットの利用効率は３０〜５０％程度に留まり
、夕一ゲントの交換による頻繁なメンテナンスがスパッ
タリング装置の稼働率を低下させる点で大きな問題とな
っている。また、このように基板６に対向するターゲッ
ト５のエロージッン領域が一部分に限定されるため、タ
ーゲットから飛来する粒子が基板に垂直に当たることが
少な（なる、最近半導体素子の微細化により、第４図に
示すように半導体基板上の絶縁膜４１に形成されるコン
タクトホール４２のアスペクト比Ｔ ｒ ／ Ｔ ｚが
１以上になって（ると、スパッタ粒子の入射方向４３の
基板面に立てた垂線４４となす入射角θがＯであること
がコンタクトホール４２の底部被覆のために望ましく、
この面でも問題となっている。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、スパッタターゲ
ットのエロージョン領域を拡大してターゲット利用効率
を上げ、ターゲット交換による利用効率の低下を防ぎ、
かつ高アスペクト比の素子においてコンタクトホール部
の底部の被覆性を向上させることのできるマグネトロン
スパッタリング装置を提供することにある。
ットのエロージョン領域を拡大してターゲット利用効率
を上げ、ターゲット交換による利用効率の低下を防ぎ、
かつ高アスペクト比の素子においてコンタクトホール部
の底部の被覆性を向上させることのできるマグネトロン
スパッタリング装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、真空容器内に
陽極に対向して配置される陰極の陽極側にターゲットが
取り付けられ、陰極の反ターゲット側に環状のマグネッ
トを備え、そのマグネットの一方の極がターゲットの中
心と外周の中間の背面に位置し、その極を取囲む他方の
極は少なくともターゲットの中心６冑面まで延びており
、かつマグネットがターゲットの中心軸線の周りに回動
可能であるものとする。
陽極に対向して配置される陰極の陽極側にターゲットが
取り付けられ、陰極の反ターゲット側に環状のマグネッ
トを備え、そのマグネットの一方の極がターゲットの中
心と外周の中間の背面に位置し、その極を取囲む他方の
極は少なくともターゲットの中心６冑面まで延びており
、かつマグネットがターゲットの中心軸線の周りに回動
可能であるものとする。
環状のマグネットが陰極の反ターゲット側でターゲット
の中心軸線の周りに回動することにより、そのマグネッ
トによってターゲットから出てターゲットに入る磁力線
は、ターゲットの中心の周りのマグネットの外側の端部
の裏側に至る領域全体を覆い、その範囲のターゲツト面
がスパッタされる。従って、ターゲットの利用効率が高
くなる。
の中心軸線の周りに回動することにより、そのマグネッ
トによってターゲットから出てターゲットに入る磁力線
は、ターゲットの中心の周りのマグネットの外側の端部
の裏側に至る領域全体を覆い、その範囲のターゲツト面
がスパッタされる。従って、ターゲットの利用効率が高
くなる。
第１図は本発明の一実施例において陰極の背面に取り付
けられるマグネットをターゲット側から見た透視平面図
で、周りに同一寸法のターゲット５および陰８ｉ３の輪
郭を示す、マグネット１０は環状で、中央にＮ極１１．
外周に３８ｉ１２が陰極面に垂直にターゲットに向けて
突出している。このマグネットにより、ターゲット５の
面上の点線の斜線で示した領域１３に放射状に磁力線が
生ずる。ターゲット表面のこの領域に電子が閉じ込めら
れてターゲットのスパッタが行われる。従って、マグネ
ット１０をターゲット５の中心軸５０の周りに矢印１４
のように回動させた場合、スパッタはターゲットの中心
を含むほぼ全面で行われ、第５図に示すようなエロージ
ッン領域５１が生じ、ターゲット５の利用効率は７０％
程度まで上がった。このマグネトロンスパッタリング装
置を用い、第６図に示す絶縁膜４１の深さＴ Ｉ−１，
２Ｊｌｌｌ１幅Ｔ＊ −１，Ｏｎのアスペクト比１．２
のコンタクトホール４２にＡ１４３を堆積させたところ
、絶縁膜上面でのＭの膜厚ｄ、−０、５ｔｎａに対しコ
ンタクトホール底部の膜厚ｄ、−０，４−で膜厚比０．
８であり、また側面の膜厚ｄｓ＝Ｏ，１５ｊＩｓでカバ
レージ３０％の数字が得られた。
けられるマグネットをターゲット側から見た透視平面図
で、周りに同一寸法のターゲット５および陰８ｉ３の輪
郭を示す、マグネット１０は環状で、中央にＮ極１１．
外周に３８ｉ１２が陰極面に垂直にターゲットに向けて
突出している。このマグネットにより、ターゲット５の
面上の点線の斜線で示した領域１３に放射状に磁力線が
生ずる。ターゲット表面のこの領域に電子が閉じ込めら
れてターゲットのスパッタが行われる。従って、マグネ
ット１０をターゲット５の中心軸５０の周りに矢印１４
のように回動させた場合、スパッタはターゲットの中心
を含むほぼ全面で行われ、第５図に示すようなエロージ
ッン領域５１が生じ、ターゲット５の利用効率は７０％
程度まで上がった。このマグネトロンスパッタリング装
置を用い、第６図に示す絶縁膜４１の深さＴ Ｉ−１，
２Ｊｌｌｌ１幅Ｔ＊ −１，Ｏｎのアスペクト比１．２
のコンタクトホール４２にＡ１４３を堆積させたところ
、絶縁膜上面でのＭの膜厚ｄ、−０、５ｔｎａに対しコ
ンタクトホール底部の膜厚ｄ、−０，４−で膜厚比０．
８であり、また側面の膜厚ｄｓ＝Ｏ，１５ｊＩｓでカバ
レージ３０％の数字が得られた。
本発明によれば、マグネトロンスパッタリング装置のタ
ーゲットの背面に設置する環状マグネットを固定しない
で、その中央の極がターゲットの中心と外周部の中間の
背面でターゲットの中心軸の周りを回るように移動させ
ることにより、磁力＆１１ｗ１域はターゲット表面でタ
ーゲット中心の周りの広い範囲に全面に生ずるため、タ
ーゲットの利用効率が上がってターゲット交換によるス
パッタリング装置稼働率の低下を防ぐと共に、ターゲッ
トから飛び出して成膜基板面に垂直に当たる粒子が増加
することにより、高アスペクト比のコンタクトホールの
底部の被覆性も向上させることができた。
ーゲットの背面に設置する環状マグネットを固定しない
で、その中央の極がターゲットの中心と外周部の中間の
背面でターゲットの中心軸の周りを回るように移動させ
ることにより、磁力＆１１ｗ１域はターゲット表面でタ
ーゲット中心の周りの広い範囲に全面に生ずるため、タ
ーゲットの利用効率が上がってターゲット交換によるス
パッタリング装置稼働率の低下を防ぐと共に、ターゲッ
トから飛び出して成膜基板面に垂直に当たる粒子が増加
することにより、高アスペクト比のコンタクトホールの
底部の被覆性も向上させることができた。
第１図は本発明の一実施例におけるマグネット部の透視
平面図、第２図はマグネトロンスパッタリング装置の断
面図、第３図は従来の装置に用いたターゲットの断面図
、第４図はコンタクトホール部の断面図、第５図は本発
明の一実施例の装置に用いたターゲットの断面図、第６
図は本発明の一実施例の装置を用いてＭ膜を形成したコ
ンタクトホール部の断面図である。 １：真空容器、３：陰極、４：陽極、５：ターゲット、
６：成膜基板、１０：マグネット、１１：Ｎ極、１２：
Ｓ極。 、＋へ 第１図 第２図 第４図 第５図 ■ 第６図
平面図、第２図はマグネトロンスパッタリング装置の断
面図、第３図は従来の装置に用いたターゲットの断面図
、第４図はコンタクトホール部の断面図、第５図は本発
明の一実施例の装置に用いたターゲットの断面図、第６
図は本発明の一実施例の装置を用いてＭ膜を形成したコ
ンタクトホール部の断面図である。 １：真空容器、３：陰極、４：陽極、５：ターゲット、
６：成膜基板、１０：マグネット、１１：Ｎ極、１２：
Ｓ極。 、＋へ 第１図 第２図 第４図 第５図 ■ 第６図
Claims (1)
- １）真空容器内に陽極に対向して配置された陰極の陽極
側にターゲットが取り付けられ、陰極の反ターゲット側
に環状のマグネットを備え、該マグネットの一方の極が
ターゲットの中心と外周の中間の背面に位置し、該極を
取囲む他方の極が少なくともターゲットの中心の背面ま
で延びており、かつマグネットがターゲットの中心軸線
の周りに回動可能なことを特徴とするマグネトロンスパ
ッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660387A JPS63282263A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | マグネトロンスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660387A JPS63282263A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | マグネトロンスパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282263A true JPS63282263A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14691247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11660387A Pending JPS63282263A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | マグネトロンスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63282263A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120417A (en) * | 1990-02-28 | 1992-06-09 | Anelva Corporation | Magnetron sputtering apparatus and thin film depositing method |
| US6183614B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-02-06 | Applied Materials, Inc. | Rotating sputter magnetron assembly |
| US6290825B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-09-18 | Applied Materials, Inc. | High-density plasma source for ionized metal deposition |
| US6306265B1 (en) | 1999-02-12 | 2001-10-23 | Applied Materials, Inc. | High-density plasma for ionized metal deposition capable of exciting a plasma wave |
| US6358376B1 (en) * | 2000-07-10 | 2002-03-19 | Applied Materials, Inc. | Biased shield in a magnetron sputter reactor |
| US6440282B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-08-27 | Applied Materials, Inc. | Sputtering reactor and method of using an unbalanced magnetron |
| US6497802B2 (en) | 1999-02-12 | 2002-12-24 | Applied Materials, Inc. | Self ionized plasma sputtering |
| US6663754B2 (en) | 2001-04-13 | 2003-12-16 | Applied Materials, Inc. | Tubular magnet as center pole in unbalanced sputtering magnetron |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199673A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-17 | Tokuda Seisakusho Ltd | スパツタ装置 |
| JPS62230970A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Shimadzu Corp | マグネトロンスパツタ装置 |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP11660387A patent/JPS63282263A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199673A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-17 | Tokuda Seisakusho Ltd | スパツタ装置 |
| JPS62230970A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Shimadzu Corp | マグネトロンスパツタ装置 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6790323B2 (en) | 1999-02-12 | 2004-09-14 | Applied Materials, Inc. | Self ionized sputtering using a high density plasma source |
| US6183614B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-02-06 | Applied Materials, Inc. | Rotating sputter magnetron assembly |
| JP4837832B2 (ja) * | 1999-02-12 | 2011-12-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン化金属堆積用高密度プラズマ源 |
| US6290825B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-09-18 | Applied Materials, Inc. | High-density plasma source for ionized metal deposition |
| US6306265B1 (en) | 1999-02-12 | 2001-10-23 | Applied Materials, Inc. | High-density plasma for ionized metal deposition capable of exciting a plasma wave |
| US7335282B2 (en) | 1999-02-12 | 2008-02-26 | Jianming Fu | Sputtering using an unbalanced magnetron |
| JP2002536556A (ja) * | 1999-02-12 | 2002-10-29 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン化金属堆積用高密度プラズマ源 |
| US6497802B2 (en) | 1999-02-12 | 2002-12-24 | Applied Materials, Inc. | Self ionized plasma sputtering |
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| JP2001140070A (ja) * | 1999-08-12 | 2001-05-22 | Applied Materials Inc | イオン化金属堆積用の高密度プラズマ源 |
| US6358376B1 (en) * | 2000-07-10 | 2002-03-19 | Applied Materials, Inc. | Biased shield in a magnetron sputter reactor |
| US6663754B2 (en) | 2001-04-13 | 2003-12-16 | Applied Materials, Inc. | Tubular magnet as center pole in unbalanced sputtering magnetron |
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